五轴立式加工中心总体布局及主轴部件结构设计+CAD图纸(2)
3.4 五轴立式加工中心床身材料以及结构 14
3.5 五轴立式加工中心床身的支承 14
3.6 五轴立式加工中心导轨形式 15
4 五轴立式加工中心主轴部件结构设计 18
4.1 电主轴的工作原理 18
4.2 电主轴的主要参数 18
4.3 电主轴轴的设计 19
4.3.1 电主轴材料的选择 19
4.3.2轴的结构设计 21
4.3.3 轴的设计计算强度校核 22
4.4 电主轴轴承的选用 24
4.5 电主轴轴承的校核 25
4.6 电主轴的轴端设计 25
4.7 电主轴的润滑与冷却 26
4.7.1 电主轴的润滑 26
4.7.2 电主轴的冷却 26
4.8 电主轴的自动夹紧刀具机构设计 27
4.9 电主轴的自动松拉刀具机构 27
5.总结 29
致谢 30
参考文献 31
1 绪论
1.1 课题介绍
产品形状结构的复杂化和精密化是现代先进机械制造技术的趋势之一。相对于传统的加工方法，多轴数控加工技术在制造形状复杂的产品时具有明显的优势，比如一次装卡可以加工复杂零件的多个表面，而且能够保证一定精度的条件下具有很高的效率。理论上能够加工任意复杂曲面的零件的机床所需要的最少轴数是五轴，这也是现今多轴机床的典型代表。五轴联动加工中心是加工复杂平滑曲面的重要手段，也是汽车、模具、航空航天业精密复杂零件加工的重要设备。它代表着机床制造业先进技术集成的方向，我国在加快经济发展的新形势下，目前像宇航、军工、造船、机车等许多重点领域及行业急需这种装备，因而开发研制拥有自主知识产权的五轴联动数控机床，进而提升国内制造业装备水平己成为当务之急。但对于汽车工业、航天航空工业、船舶工业、兵器工业急需的高速、高精、复合、多轴联动的数控机床，如五轴联动的立卧转换加工中心、高速加工中心、精密加工中心、五轴龙门加工中心、高精度数控机床、高性能车削中心、高精度电加工机床等，有的处于攻关阶段，有的还处于试制和试生产阶段，与国外同类产品相比尚有不小差距。西方工业发达国家一直把五轴联动数控机床系统作为重要的战略物资，实行出口许可证制度，并对于用于军事领域的五轴联动加工中心实行禁运，所以自行开发精密五轴联动加工中心对我国的航空、航天、军事、科研、精密器械、高精医疗设备等行业的发展有着重要的理论意义和应用价值。
图1.1 德国德玛吉高速五轴加工中心
1.2 选题背景
五轴联动加工中心是先进制造技术的主要发展方向，它集计算机控制、高性能伺服驱动和精密加工技术于一体，应用于表面形状特别复杂而精度要求相当高的工件的加工，具有高技术、高效率、高效益等特点。在发达国家，许多有实力的数控机床制造公司都以五轴联动技术为攻关课题进行研究，近些年来已应用得较为普遍和成熟。但其核心技术对外实行严格的技术封锁。我国在加快经济发展的新形势下，目前像宇航、军工、造船、机车等许多重点领域及行业急需这种装备，因而开发研制拥有自主知识产权的五轴联动数控机床，进而提升国内制造业装备水平己成为当务之急。近年来，我国在五轴联动数控加工中心技术方面已经取得巨大进步，许多厂家已经推出了多款拥有自主知识产权的五轴联动加工中心。但是由于起步较晚，我国在这方面的技术相比西方国家还是有不小的差距。五轴联动加工中心涉及到许多方面的关键技术，例如高速主轴技术，多轴联动数控技术，高速切削刀具技术等等，这需要我们一一去攻克。在十二五规划中，国家着重要求大力发展先进制造技术，在此时代大背景下，我们应当继续走自主创新与引进吸收国外先进技术，掌握具有自主知识产权的核心技术，提高企业乃至国家制造业的竞争能力，我国的装备制造业才能真正进步。