钻铣床主轴箱数控化设计

本资料包含pdf文件1个，下载需要1积分

钻铣床主轴箱数控化设计 详细的计算步骤说明书9 08
钻铣床主轴箱数控化设计 徐敬广 1
， 李 刚 1
， 薛彩侠2，3
（1.华瑞汽车专用机器制造有限公司， 安徽 蚌埠 233000；
2.中国矿业大学计算机科学与技术学院， 江苏 徐州 221008；
3.安徽电子信息职业技术学院， 安徽 蚌埠 233000）
［收稿日期］2009 06 10
［作者简介］徐敬广（1974-），男，华瑞汽车专用机器制造有限公司机械助理工程师
［摘 要］文章在原有设计的基础上，对钻铣床的主轴系统进行改造，增强抗振性 减小噪声，并使其满足生产加工
需要的速度要求 主要包括传动方案的选择与设计 主传动的设计 转塔的设计 结构的分析等，通过改造设计，使该钻
铣床满足了生产加工要求，并且提高了自动化程度
［关键词］转塔式钻铣床；主轴；数控机床
［中图分类号］TP21 ［文献标识码］B
硬 度 切削速度
m/min
进给量
软 43-46 0.21
硬 24-34 0.26
高速钢加工铸铁钻削用量表
在制造业中，尤其是机械行业非常广泛地应用机床，
而金属钻削机床应用尤其广泛[1，2]
据统计，孔加工是金属
切削加工中最重要的工序之-，约占所有金属切削加工
工序的 33%，我国每年生产钻头用的高速钢消耗量约占
刀具生产中高速钢消耗总量的 70%[3]
可见，在机械加工
中孔加工占有很重要的地位
数控钻床是数字控制的以钻削为主的孔加工机床，
具有数控转塔换刀钻铣床工作原理，最主要特点是由转塔
式刀库及自动换刀机构而组成的，在换刀方式上采用分
度 转位方式 采用无级调速的主轴电动机，可实现动变
换主轴转速，可以进行钻 扩 铰 锪 攻丝等孔加工工序，
而且可以完成具有直线和圆弧插补的轮廓控制铣削 本
公司由于生产加工需要，在原有钻床的钻床结构基础上
进行改造，原有的钻铣床的主轴转速范围:320-2700rpm，
主轴转速级数 5 级，为了进-步提高数控钻铣床的自动
化程度，采用了无级变速电机加上变速齿轮组扩大变速
范围 采用电气控制和步进电机实现转塔自动转位，以电
磁弹簧定位销定位转塔头，成为数字控制的钻铣床
1 传动方案设计
1.1 传动方案确定
为了达到较大的变速范围，并且实现无级变速，结合
本次设计的加工能力，通过对比决定采用交流变频调速
电机
由于电机的功率扭矩特性也难于直接与机床功率和
转矩要求相匹配，因此主传动变速系统在无级变速电机
之后需串联机械有级变速传动，以满足机床要求的调速
范围和转矩特性
1.2 传动主参数计算
因为钻削铸铁件所用转矩较高，所以，以铸铁件的加
工参数，计算主参数
高速钢钻头加工铸铁件钻削用量为[4]
：
根据机床的最大加工能力，计算钻铣床的主轴切削
功率为：
e 3.0
取传动效率为 0.75[5]
，计算电机功率为：
3.0
0.75
4.0
钻铣床主轴计算转速计算公式为：
nmin
其中 nj 为计算转速，即主轴第二个 1/3 转速范围内
的最低-级转速； nmin 为最小转速； 为标准公比 把转速
分为三个范围，取 为 1.41[6]
，则第二个 1/3 转速范围内
最低-级转速为 147r/min，综合考虑其他影响因素，计算
转速定为 150r/min
1.3 变速传动部分计算
变速箱由于位于调速电机与主轴之间，因此，设计时
除遵循-般有级变速箱设计原则外，必须处理好公比的
选择
z
3
40