依据以上设计思路,设计基于EX-106数控车床主轴部件基本的结构参数,完成对主轴系统影响最大的的结构设计,方案选择,校核调整优化,即实现本次设计课题对已有的装置进行结构优化设计的设计目的。

1.5 研究内容与方法

    本次课题选定了对主轴部件性能影响最大的零部件,通过参考合理的机床主轴设计规范标准及EX-106数控车床主轴部件的基本参数对这些部件重新进行结构设计和方案选定,主要研究内容包括①完成对主轴结构的设计②支承方案选择③密封与润滑。结构设计完成后需要根据设计的结构进行强度,刚度等校核。通常情况下,当主轴刚度满足要求时,其强度也会满足要求。传统的经验设计、类比设计的计算量大,耗时,且根据设计出来的零件不一定能够满足实际工作条件,对结构的调整会导致大量设计内容推翻重做。现代结构设计中,常常使用有限元软件仿真模拟加工情况,传统设计计算方法逐渐被替代。本次设计中有限元分析是的重点部分,选择ANSYS软件,根据设计好的结构设计主轴模型,并进行仿真模拟分析,根据输出的位移量,应力分布等信息,找到薄弱环节,有针对性的进行结构调整,即完成对EX-106主轴部件结构优化设计。

2 主轴部件设计

主轴部件对机床加工精度影响很大。

本节主要内容了解设计要求,提出改进措施,确定需要再次设计的部分,对这些部分进行结构设计及方案选择等。

2.1 设计要求及措施

本次设计的是EX-106数控车床的主轴系统转速高,输出的扭矩和功率较大,要求主轴在工作载荷下,需要能够保持长期稳定的工作精度。根据任务书要求,主轴部件应有足够的弯曲刚度、回转精度及耐磨性;主轴部件温升不超过40°;主轴轴承径向过盈量不超过2um。设计中主要采取两个步骤来满足设计要求:①根据设计要求及改进措施设计出合理的结构。②对设计要求根据验证标准进行校核,本次设计中,主要由设计计算校核和有算元软件仿真分析两种方式。

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