臥式車床的設(shè)計(jì)與研究

王閏+王子鵬

摘 要：國內(nèi)信息和技術(shù)不斷發(fā)展，企業(yè)間的競爭關(guān)系也在不斷提升，為了可以使自己企業(yè)的競爭力加大，就會提高對設(shè)備的加工要求，傳統(tǒng)車床的加工效率會影響企業(yè)的生產(chǎn)力，所以車床的設(shè)計(jì)和研究變得十分重要，臥式車床的總體設(shè)計(jì)、主參數(shù)的研究、傳動系統(tǒng)的優(yōu)化，會使機(jī)床本身上一個(gè)層次，在增加一些新型設(shè)計(jì)理念，提高它的等級。

關(guān)鍵詞：總體設(shè)計(jì)；主參數(shù)；傳動系統(tǒng)

1 總體設(shè)計(jì)

在臥式車床的設(shè)計(jì)上，打破傳統(tǒng)機(jī)床的設(shè)計(jì)，增加CNC控制系統(tǒng)，使臥式車床實(shí)現(xiàn)數(shù)控控制，設(shè)計(jì)出數(shù)控臥式車床，數(shù)控車床的組成如圖1。

臥式車床總體設(shè)計(jì)保證結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)可靠，操作方便，控制功能齊全，對于車床零件要設(shè)計(jì)精確，保證軸類、盤類，內(nèi)外圓面型零件的加工效率，設(shè)計(jì)可以從以下幾個(gè)方面著手：

（1）床身設(shè)計(jì)上采用水平，導(dǎo)軌在同一平面上，并對導(dǎo)軌做淬火處理。

（2）主軸箱內(nèi)的主軸軸承采用高標(biāo)準(zhǔn)軸承，從主軸變形小，精度高方面考慮，保證主軸長期工作的穩(wěn)定。

（3）設(shè)計(jì)四工位數(shù)控刀架，換位時(shí)間和換位精度要達(dá)到2～2.5s和0.003mm內(nèi)。

（4）車床的床身采用半封閉的保護(hù)，要使冷卻、排屑系統(tǒng)正常使用。

對于臥式車床的加工工藝范圍的要求是，加工零件的范圍包括圓柱面，螺紋以及內(nèi)圓柱面，車床的整體采用鋼及鑄鋼，加工零件的最大直徑200mm，加工的規(guī)模設(shè)計(jì)為多種類小批量。

2 主參數(shù)

數(shù)控臥式車床的設(shè)計(jì)，因?yàn)榧庸ひ?guī)模為多種類小批量，所以設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)速范圍定為最大轉(zhuǎn)速2000r/min，最小轉(zhuǎn)速為150r/min。

車床加工刀具的選擇上，選取高速鋼作為車床的車刀，因?yàn)樘己吭?.75%左右的鋼，綜合性能較好，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，可以制作各種復(fù)雜刀具，車刀的主要參數(shù)如表1。

3 傳動系統(tǒng)

確定車床的公比為1.26，根據(jù)機(jī)床主傳動設(shè)計(jì)原則，車床的傳動比采用12=3x2x2的形式，在車床傳動系統(tǒng)中，采用的是降速傳動，而在設(shè)計(jì)中，保證中間傳動軸的變速范圍小，確定傳動軸的數(shù)量為4，這4個(gè)傳動軸是指變速箱內(nèi)的主軸，不包括電動機(jī)主軸，最終確定臥式車床的主軸轉(zhuǎn)速為12級，也就是III軸上有12級轉(zhuǎn)速，這樣前一軸II軸上有6級轉(zhuǎn)速，最后I軸上有3級轉(zhuǎn)速，這樣數(shù)控臥式車床的主軸轉(zhuǎn)速圖可以繪制出來，有4條豎線，12條橫線，如圖3。

電動機(jī)主軸到0軸之間的傳動方式有3種，平帶傳動、V帶傳動、同步帶傳動，根據(jù)以往設(shè)計(jì)手冊和傳動性能，使用的經(jīng)濟(jì)性，最終選擇V帶作為它們之間的傳動方式。

在齒輪設(shè)計(jì)上，采用滑移齒輪結(jié)構(gòu)，可以對車床的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)節(jié)，在這些設(shè)計(jì)完成后需要對軸進(jìn)行校核，使選取的材料和結(jié)構(gòu)滿足車床使用要求。

4 結(jié)束語

在設(shè)計(jì)臥式車床上，要根據(jù)原有的普通車床設(shè)計(jì)理念，增加一些設(shè)計(jì)元素，例如并聯(lián)機(jī)構(gòu)，它會使虛擬軸機(jī)床的加工效率提升，提高零件的加工質(zhì)量，同時(shí)在整體零件上，降低加工成本，選用新型材料作為機(jī)床的零件，從機(jī)床的全方面去優(yōu)化，向著高性能、高精度、高自動化的方向去發(fā)展，使臥式車床在未來的發(fā)展中占有一席之地。

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