数控车铣床的结构设计

选题依据（选题经过，国内外动态，初步设想及创新点等）及可行性论述。

选题目的及意义：                            

随着世界高新技术的飞速发展，在许多技术领域，比如航空技术、机床技术、铁路运输技术、计算机技术等，对其领域的产品零件要求也越来越复杂，精度也越来越高。这些都对传统加工方式提出了巨大挑战，使得车铣加工应运而生，车铣加工是一种实现高效率、高精度的加工方式。

车铣加工是一种利用刀具旋转与直线运动加工回转体零件的加工方式。与普通车削加工相比，它具有以下诸多优点：1、铣刀是间断切削工件，相比于车刀连续的切削，它可以使刀具具有较长时间的冷却，防止过热，因为是间断切削，所以可以得到比较短的切屑，方便除屑。2、车削的切削速度是由工件旋转速度决定的，而车铣的切削速度由工件转速和刀具转速共同决定的，所以工件不需要很快的转速就能完成调整切削。当采用调整铣削时，从切削带走的热量更多，产生的热变形更小；与传统的切削相比，产生的切削力更小，而由径向力引起的工件变形也越小，对刀具和机床产生的冲击和载荷变小。3、车铣加工比较容易实现高速加工，所以使得加工效率大大提高。同时。在铣削过程的多刃铣刀加工所产生的刀具磨损小，加工过程比较稳定，可以提高工件表面粗糙度，降低误差。

国外现状：

车铣技术是上世纪80年代初首先在西方工业发达国家发展起来的一种的机械加工方法。1982年，奥地利林茨机床公司（WFL）开发出了全世界第一台车铣加工中心WNC500，这台机床实现了在同一台机床上进行四轴联动，以及五轴车铣的成套加工。经过30多年的不懈努力，车铣加工中心已经能实现车削、铣削、镗削、插齿及滚齿等多种加工。目前世界上车铣复合加工方式流派主要有：一个是以德国的NILES，奥地利的WFL公司为代表的欧式流派。这种流派主要适用于深色金属加工，主要手段是中速的大切深来提高工作效率；而另一个流派则是以德国的DMG公司以及日本的MAZARK公司为代表。他们主要是适合有色金属加工，主要手段是高速的小切深提高工作效率。随着CNC、机床和刀具的发展，目前许多国内外机床厂家都推出了车削中心和车铣加工中心。

国内现状：

国内的数控车铣床研究起步比国外较晚，水平并不能与国际水平相比，特别是高精度这方面，与国外有着较大差距。国内的这种机床大多以合作和引进新技术的方式来开发新产品。而且核心技术并未完全掌握，仍然受制于人。我国在2001年由沈阳数控机床厂制造出我国第一台SSCKZ63-5五轴车铣复合加工中心，该机床引进了德国玛斯廖拉公司（MAXMULLER）的技术，当时达到了国际90年代末的水平，虽然起步比较晚，但起点较高。现在国内已经有多家企业可以生产车铣复合加工机床，整体机床技术仍然与欧洲、日本相比还有着不小的差距。目前，世界上最先进的车铣技术仍然掌握在MAZAK,OKUAMORISEIKE,DMG和WFL等一流的机床生产厂商中，高端的五轴车铣复合加工机床的市场也被这些企业所垄断，国内的这些高端设备也基本依赖进口欧洲或日本的产品。

初步设想及创新点：

目前，单独的车削加工和铣削加工要分别在车床和铣床中加工，耗费大量工时，导致生产成本较高，同时加工效率也比较低。而车铣复合加工中心机床在加工时，因为其价格高，成本贵。而本人的毕业设计针对这个问题加以研究，设计出一种可以固定在数控铣床中的装置，其装置可以实现既能完成车削加工，又能完成铣削加工，同时可以采用车铣复合加工的方法在加工精度满足的情况下提高加工效率。该装置具有易加工，零件组装、拆卸方便准确的特点。数控车铣床中满足工件在仅一次装夹就可以进行多种加工，减少了转换机床装夹工件的时间，大大提高了加工效率。本次设计将在数控铣床XK5032的基础上增加该装置，使之实现车铣加工功能。数控铣床XK5032如图：

车铣加工装置如图：

                     2 车铣加工装置示意图

1. 同步带 2.固定板 3.伺服驱动器 4.伺服电机 5.铣床主轴 6.尾座

7.铣床工作台 8.工件 9.三爪卡盘 10.前轴承端盖 11.轴承座

可行性论述：

所设计的装置中，工件的旋转由伺服电机带动，该装置的设计主要由主电机的选择、传动部分的设计、轴的设计与计算、轴承的选择与校核、主轴系统的设计与计算、主轴各主要参数的确定和受力分析、校核、键联结的强度计算等组成。所设计的结构简单，安装方便，所选择的设备仪器、材料等都比较常用，成本较低。能够通过之前所学过机械设计，机械制图，机械原理，金属切削等知识完成该项目，同时具有充分的设计时间，运用UG三维制图软件及CAD等二维制图软件建立模型。

设计（论文）撰写过程中拟采取的设计方案、方法、手段或实验方案、实验路线等

1．资料检索：

通过图书馆，中国知网和校园网等查阅机械相关的文献和资料，了解各种轴和零件的基本设计和机床的参数。

2．论文撰写软件：

使用Office软件进行论文撰写。

3. 设计方法及绘图软件、工具：

通过UG建立数控车铣床结构的三维模型，利用CAD进行二维平面绘图。

计

划

进

度

及

其

内

容

2017年12月18日-2018年1月4日

熟悉毕业设计课题；收集资料，进行调研，完成开题报告。

2018年3月1日-2018年3月25日

掌握设计任务，完成数控车铣床的结构设计的总体结构设计。

2018年3月26日-2018年4月15日

完成数控车铣床中辅助装置的主传动设计以及主轴的设计与计算，轴承的计算校核。

2018年4月16日-2018年5月13日

完成数控车铣床的结构设计的基本设计，绘制图纸并撰写说明书。

2018年5月14日-2018年6月1日

进一步修改图纸与说明书，完成毕业设计内容，并准备答辩。

写

作

提

纲

1、 绪论

2、 总体结构方案设计

3、 系统方案设计

4、 零件的设计与计算

5、 结构设计

6、 结论