设计（）内容及要求： 一、设计（）内容 1、调查分析相同规格数控卧式加工中心的加工特点，确定新设计的数控控立式加工中心的主要参数。 2、进行新数控卧式加工中心的总体方案和控制系统总体方案设计。 3、完成主轴箱和进给机构的机械机构设计。 4、完成控制系统硬件设计； 二、设计（）要求 1、（含本设计的目的、拟解决的关键问题及学生必须掌握的知识和技能）。 2、有关参考书和具体设计步骤、要求见指导老师编写发给的2001年的指导书。 3、学生必须按上述规定完成基本任务，老师分别按完成日期分项检查，未完成每项扣总分2，期中检查进度跟不上或请假、迟到多等因素均推迟答辩。 4、没有按任务书完成设计任务的推迟答辩，在推迟答辩的时间里仍没有完成不给成绩。 加工中心是在数控镗床、数控铣床或数控车床的基础增加自动换刀装置，使工件在机床工作台上装夹后，可以连续完成对工件表面自动进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔、攻螺纹铣削等多工步的加工，工序高度集中；加工中心能自动改变机床主轴箱转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助功能。由于加工中心具有较好的加工一致性，它与单机、人工操作方式比较，能排除工艺流程中人为干扰因素，高的生产率和质量稳定性，尤其是加工形状比较复杂、精度要求较高、品种更换频繁的工件时，更具有良好的经济性。所以说，加工中心是数控机床中生产率和自动化程度最高的综合性机床。 设计（）主要研究的内容、预期目标：（技术方案、路线）： 研究内容： 1调查分析相同规格数控卧式加工中心的加工特点，确定新设计的数控控立式加工中心的主要参数。 2进行新数控卧式加工中心的总体方案和控制系统总体方案设计。 3完成主轴箱和进给机构的机械机构设计。 4完成控制系统硬件设计 预期目标： 1根据总体设计方案,绘制新设计数控卧式加工中心总体外观图一张。（三维计算机图） 2进行主运动的运动计算,强度计算和动力计算,绘制主轴箱部件展开图一张（A计算机图） 3进行进给运动的运动计算和强度计算,绘制出工作台进给机构部装图一张（A0计算机图） 4绘制数控加工中心主轴零件图一张 5.根据控制系统总体方案设计，绘制控制系统电路图一张（根据情况由教师指定） 6.科技译文（不少于2000汉字） 7.编写设计说明书一套 三、设计（）的研究重点及难点： 1、主轴箱包括主轴箱体和主轴传动系统，用于装夹刀具并带动刀具旋转，主轴转速范围和输出扭矩对加工有直接的影响。 2、进给伺服系统由进给电机和进给执行机构组成，按照程序设定的进给速度实现刀具和工件之间的相对运动，包括直线进给运动和旋转运动。 3、控制系统数控卧式加工中心运动控制的中心，执行数控加工程序控制机床进行加工。 4、辅助装置如液压、气动、润滑、冷却系统和排屑、防护等装置。 5、机床基础件通常是指底座、立柱、横梁等，它是整个机床的基础和框架。 加工中心集计算机技术、电子技术、自动化控制、传感测量、机械制造、网络通信技术于一体，是典型的机电一体化产品，它的发展和运用，开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式、产业结构、管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大变化。现在的CAD/CAM、FMS、CIMS，都是建立在数控技术之上。目前数控技术已经广泛运用于制造业，数控技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。而加工中心的发展最为重要。 随着科学技术的高速发展，市场上对数控的要求也有很大的改变，正要求数控系统朝着高速、高精度、高可靠性发展，为追求加工效率及更通用化迫使数控机床结构模块化、智能化、柔性化、用户界面图形化，科学计算可视化，内置高性能PLC，多媒体技术应用等方面发展。 加工中心的优点有：1）提高加工质量；2）缩短加工准备时间；3）减少在制品；4）减少刀具费；5）最少的直接劳务费；6）最少的间接劳务费；7）设备利用率高。总的来说，加工中心的发展动向是高速、进一步提高精度和愈发完善的机能。 本设计说明书以大量图例来说明加工中心的主轴箱设计及横向进给机构的设计的思路。设计中得到颜竟成教授的悉心指导，在此向他表示诚挚的的感谢。由于编者的水平和经验有限，加之设计时间较短、资料收集较困难，说明书中难免有缺点和错误，在此恳请读者谅解，并衷心希望广大读者提出批评意见，使本设计说明书能有所改进。 根据设计要求并参考实际情况，初步选定机床主要参数如下： 工作台宽度×长度400×1600mm×mm 工作台最大纵向行程650mm 工作台最大横向行程450mm 工作台最大垂直行程500mm X、Y轴步进电机a12/3000i Z步进电机a12/3000i 主轴最大输出扭矩70公斤力×米 主轴转速范围45～2000r/mi
n 主电动机的功率4kw 主轴电动机转速1500r/mi
n 机床外行尺寸（长×宽×高） 2488×1200×2710mm×mm×mm 机床净重500kg 因所设计的卧式加工中心要求能进行车、铣和镗，横向方向的行程比较大，因而采用工作台不动，而主轴箱各轴向摆放为卧式的机构布局；采用交流无级调速电动机实现无级调速，并且串联有级变速箱来扩大变速范围。为了使主轴箱在数控的计算机控制上齿轮的传动更准确、更平稳、工作更可靠，主轴箱主要采用离合器交换齿轮的有级变速。 主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定的转速（速度）和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同材料、不同尺寸、不同要求的工件，并能方便地实现运动的开停、变速、换向和制动等。 加工中心主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担。 机床上常用的变速电动机有直流电动机和交流变频电动机，在额定的转速上为恒功率变速，通常变速范围仅为2-3；额定转速以下为恒转矩变速，调整范围很大，变速范围可大30甚至更大。上述功率和转矩特性一般不能满足机床的使用要求。为了扩大恒功率调速范围，在变速电动机和主轴之间串联一个有级变速箱。 本机床采用交流调速电机变速，为了在变速范围内，满足一定恒功率和恒转矩的要求，为了进一步扩大变速范围，在后面串联机械有级变速装置。