摘要 由于各行各业的机械设备以及一些非机械设备的相关零件都是必须要经过相应机床进行加工，如我们出行的公交车，汽车，我们住房的建筑机械，生产我们所穿衣服的纺织机械等相关生产设备的相关零部件均需要经过机床加工才能获得我们想要的形状以及精度，故机床号称工业母鸡。其中在常规机床中，数控机床的相关精度相对较高，其经常用于加工一些重要零部件的场合，其自动化，精度，生产效率等均优于传统的手动机床，他能够加工一些手动机床所不能加工的零件。故数控机床如数控铣床的重要性不言而喻。 本次设计的目的是基于数控铣床为课题，且主要是确定小型数控铣床总体的设计方案以及确定水平传动部分的结构，并确定相关参数。本次设计的意义在于其不仅可以作为一把尺子来检验自己大学四年所学的知识，而且还可以将大学四年所学知识加以利用，增加自己的机械设计经验，同时还可以为中国的机械领域的发展贡献自己的绵薄之力。 本次设计主要内容：第一简要概述目前国内外小型数控铣床的一些情况的简介；第二是确定本次设计的总体方案以及相关工作装置的结构分析；第三是对X、Y方向的机械传动部分如滚珠丝杠以及电源的相关计算；第四是在经过相关分析与计算之后绘制整体三维模型图。 关键字：机械设备数控铣床工业母机机械设计 ABSTRACT As the releva
nt parts of mecha
nical equipme
nt a
nd some
no
n mecha
nical equipme
nt i
n all walks of life must be processed by correspo
ndi
ng machi
ne tools, such as buses, cars, co
nstructio
n machi
nery of our houses, textile machi
nery for the productio
n of clothes we wear a
nd other releva
nt parts of productio
n equipme
nt
need to be processed by machi
ne tools to obtai
n the shape a
nd accuracy we wa
nt, so machi
ne tools are k
now
n as i
ndustrial he
ns. Amo
ng the co
nve
ntio
nal machi
ne tools, the releva
nt accuracy of NC machi
ne tools is relatively high. It is ofte
n used to process some importa
nt parts. Its automatio
n, accuracy a
nd productio
n efficie
ncy are better tha
n traditio
nal ma
nual machi
ne tools. It ca
n process some parts that ca
n
not be processed by ma
nual machi
ne tools. The importa
nce of CNC milli
ng machi
ne is self-evide
nt. The purpose of this graduatio
n project is based o
n the subject of NC milli
ng machi
ne, a
nd mai
nly to determi
ne the overall desig
n scheme of small NC milli
ng machi
ne, determi
ne the structure of horizo
ntal tra
nsmissio
n part, a
nd determi
ne releva
nt parameters. The sig
nifica
nce of this graduatio
n project is that it ca
n
not o
nly be used as a ruler to test the k
nowledge lear
ned i
n the four years of U
niversity, but also make use of the k
nowledge lear
ned i
n the four years of u
niversity to i
ncrease their ow
n mecha
nical desig
n experie
nce. At the same time, it ca
n also co
ntribute to the developme
nt of Chi
na's mecha
nical field. The mai
n co
nte
nts of this graduatio
n project: first, a brief overview of some situatio
ns of small CNC milli
ng machi
nes at home a
nd abroad; The seco
nd is to determi
ne the overall scheme of this graduatio
n project a
nd the structural a
nalysis of releva
nt worki
ng devices; The third is the calculatio
n of mecha
nical tra
nsmissio
n parts i
n X a
nd Y directio
ns, such as ball screw a
nd power supply; The fourth is to draw the overall three-dime
nsio
nal model after correlatio
n a
nalysis a
nd calculatio
n. Key words: mecha
nical equipme
nt CNC milli
ng machi
ne i
ndustrial machi
ne tool mecha
nical desig
n 目录 第1章引言1 1.1简介1 1.2国内外现状1 1.2.1国内现状： 1 1.2.2国外现状： 4 1.3本次设计的意义5 1.4研究的基本内容和拟解决的主要问题5 第2章小型数控铣床的总体方案及工作台传动装置的结构分析6 2.1总体结构分析6 2.1.1机架： 6 2.1.2动力源6 2.2方案制定6 2.2.1方案一： 6 2.2.2方案二： 8 2.2.3分析两种方案的优缺点： 9 第3章小型数控铣床相关设计计算10 3.1概述10 3.2滚珠丝杠的相关选型以及计算10 3.2.1计算Y轴方向的滚珠丝杠副10 3.2.2 X方向的丝杆计算16 3.3丝杠Y两端轴承校核计算21 3.4电机选型计算23 3.4.1 Y轴丝杠电机Y的选型计算23 3.4.2与数铣X丝杠相连接的电机的选型计算24 第4章小型数控铣床的三维模型26 第5章结束语27 第1章引言 1.1简介 机床号称工业母机，是一种用于将毛坯料加工成我们想要的形状或者精度的一种机械设备，其用途广泛，如在机械加工厂随处可见的车床，插床、铣床等机床，以及在家具厂用于加工木制品的木工机床，前者一般所承受的负载较大，所加工的机械零件的形状千万种，精度有高有低，低的如火焰切割，其精度为毫米级，高的有达到丝级更有甚者还有微米级的，如高精度的额数控机床，而木工机床一般加工精度为毫米或者丝级精度，其负载由于加工对象是木材，故其切削阻力相对较小。 由以上所述可知，机床加工的零件的用途广泛，可以说遍布于我们的生活中，如与民生相关的工程机械，衣食住行的纺织机械，食品机械，居住的建筑机械以及公共交通设备，故机床的重要性不言而喻。可以大胆想象一下，如果加工纺织机械设备上待组装的零件的机床质量不过关，那由这些组装的纺织机械、食品机械、建筑畸形设备、公共交通设备等相关设备其质量会深受其影响而大幅降低，如果在组装调试过程中有经验的老师傅参与，则有可能在组装调试过程中，发现问题并通过种种技术手段找到这些问题零件，并加以返工，待返修成质量合格的零件之后再进行组装。然而这些找出问题并返修是需要大量的且完全可以避免的无用工时，但是却因为机床的不合格导致这些现象屡屡发生甚至司空见惯。更有甚至有些设备制造厂由于资金或者其他原因，自己并不拥有相应的加工机床，而是将待加工的机械零件进行外包，在面对这些没有加工能力的厂家，在出现了零件有次品的情况的时候，除开需要找出问题并返修之外，还需要和外协厂家进行相应的沟通，这样一来二去，势必无形中增加了机械厂家的生产成本，同时也便降低了所生产的机械设备的销售成本，从而降低了这些厂家的机械设备的市场竞争力，这样不管是对于这些企业的生产经营状况来说，还是对于我们国家的机械工业的发展以及走出国门，立足于世界都是我们所要面临的巨大的一个问题。 1.2国内外现状 由以上论述可知，一台质量性能优越的机床，对于相应厂家来说，其重要性不言而喻。当前，世界上很多发展国家意识到了这一问题，故均投入了大量的人力物力财力来对有工业母鸡之称的机床进行相关研究。其中国内外现状如下： 1.2.1国内现状： 在经过上个世纪80年代的改革开放以及本世纪中国经济的持续发展，中国各行各业也都得到了一定的发展，尤其是机床中的数控铣床行业，但是发展路上也充满了崎岖坎坷。在数控铣床领域范围内，由早前的建国后期的完全靠国外进口演变到后来有了自己的自主品牌，如上个世纪火遍大江南北的沉阳机床厂，云南机床厂，但是后来随着上个世纪90年代的国企改革，在市场经济的大环境下，一些国企由于各种原因，出现了暂时的亏损，然后到后来大致是在中国加入了世界贸易组织，在大环境下催生了一些民营企业如山东成辉数控机床有限公司，其旗下的数控铣床产品较多，市场占有率也较高，其中其旗下的XK6132卧式数控铣床更是受到市场的好评，其X、Y、Z三轴的行程分别为800X280X350mm，三轴均采用精度高的螺杆，结合精密螺帽预压和尾端预拉装置，确保机台背隙与热变形长时间保持在低值，其工作台尺寸为1320X320mm,机床外形尺寸1929X2055X1960mm,（长×宽×高）,大部分零部件采用国产，不过仍旧有一些零部件采用国外的，如轴承采用日本的NTN型号，而电器采用法国的施耐德。其相关形状见图1-1.另外品牌市场占有率较高的还如山东鑫岳机床有限责任公司，其旗下的XK7126数控铣床口碑也相当不错，见图1-2，其主要特点是：①、底座、立柱、工作台、中滑座、升降滑座等主要构件均采用高强度材料铸造而成，并经人工时效处理，保证机床长期使用的稳定性，为机床性能的稳定性提供了保障。 ②、采用高速、高精度、高刚性主轴单元，承载能力强，z高转速可达6000rpm；③、工作台X向，Y、Z向导轨均为宽矩形滑动导轨，并经超音频淬火及精密磨削。滑动导轨面精密刮研，并贴覆复合PTFE材料，配合自动强制润滑，减小进给运动的磨擦阻力，减小低速爬行，提高机床精度寿命。 ④、X、Y、Z三方向进给均采用高精度、高强度滚珠丝杠，伺服电机驱动，确保机床的定位精度。除此之外，滕州海纳机床的小型数控铣床在市场上也占有一席之地，如其旗下的XK5032立式数控铣床，其产品外形如图1-2，其主要特点是①、XK5032数控铣床采用侧挂式电柜和吊挂式操纵站，机电一体，整体装运，安装方便，集