摘要：本文的研究对象是车铣复合加工中心进给系统，全文详细论述了该系统的结构设计。车铣复合加工在国内还属于比较先进的技术，目前还没有大规模推广起来。该系统不仅支持一次装夹，还能够实现多工序的复合加工，显然这大大降低了工艺的耗时，并且工艺的精确度也有所提高，使得生产产品的质量和速度都有所提高，该技术的广泛应用是必然的趋势。车铣复合加工中心的进给系统主要是用来控制刀具的运动轨迹，这种控制技术能够精准定位，而且运行的稳定性高，速度快。

本文的重点是计算车铣复合加工中心车削工艺进给机构的相关内容以及选择合适的机构，主要针对进给系统的整体设计分析、如何确定进给机构空间布局、滚珠丝杠的计算与选型、滚珠丝杠螺母副的计算与选型、如何选择轴承和电机、主要承重件的计算校核、绘制车铣复合加工中心进给系统机械结构的主要零件图及装配图。

关键词 车铣复合加工中心；进给系统；机械机构；设计

 

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 车铣复合加工中心的发展与应用-1

1.1.1 车铣复合加工技术-1

1.1.2 车铣复合加工中心的发展-1

1.1.3 车铣复合加工中心的应用-1

1.2 本次设计的目的和意义-2

1.3 本次设计的内容和方法-3

2 进给系统的总体设计-4

2.1 车铣复合加工中心进给系统的结构与组成-4

2.2进给传动控制系统的选择-4

2.2.1开环控制系统-4

2.2.2闭环控制系统-5

2.2.3半闭环控制系统-5

2.3进给系统传动方案的选择与设计-5

2.3.1 传动类型的选择-5

2.3.2滚珠丝杠副支承的选择-6

2.3.3 轴承的选择-7

2.3.4 轴承端盖的设计-8

2.3.5 电机与滚珠丝杠副联接方式的选择-8

2.3.6 滚珠丝杠副的轴向间隙调整及预紧方法-8

2.3.7 导轨滑块副的选择-9

2.3.8 床身的选择-10

2.3.9进给系统传动方案的设计及空间布局-11

3 纵向（Z方向）进给系统机械结构设计-12

3.1 计算切削力-12

3.1.1 主轴极限切削速度的选择-12

3.1.2 纵切外圆-13

3.1.3 横切端面-13

3.1.4 切削分力-14

3.2 滚珠丝杠副的选型与计算-14

3.2.1 确定滚珠丝杠副的导程-14

3.2.2 确定滚珠丝杠副的当量转速-15

3.2.3 确定当量载荷-15

3.2.4确定额定载荷-15

3.2.5 滚珠丝杠螺纹小径d1的计算-16

3.2.6 估算滚珠丝杠允许最大轴向变形δm-17

3.2.7 估算允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径d2m-17

3.2.8 确定滚珠丝杠螺纹部分长度Ls-18

3.2.9 确定滚珠丝杠全长L-18

3.2.10 初步确定滚珠丝杠螺母副的型号-19

3.3 滚珠丝杠副的校核-19

3.3.1 计算滚珠丝杠预紧力Fp-19

3.3.2 计算行程补偿值C-19

3.3.3 计算预拉伸力F1-20

3.3.4 额定静载荷Coa验算-20

3.3.5 临界压缩负荷验算-20

3.3.6 确定滚珠丝杠副支承所用轴承的型号、规格-21

3.3.7轴承的校验计算-21

4横向（X方向）进给系统机械结构设计-23

4.1 滚珠丝杠副的选型与计算-23

4.1.1 确定滚珠丝杠副的导程-23

4.1.2 确定滚珠丝杠副的当量转速-23

4.1.3 确定额定载荷-23

4.1.4 滚珠丝杠螺纹小径d1计算-24

4.1.5 估算滚珠丝杠允许最大轴向变形δm-24

4.1.6 估算允许的滚珠丝杠的最小螺纹底径d2m-25

4.1.7 确定滚珠丝杠螺纹部分长度Ls-25

4.1.8 确定滚珠丝杠全长L-26

4.1.9 初步确定滚珠丝杠螺母副的型号-26

4.2 滚珠丝杠副的校核-26

4.2.1 计算滚珠丝杠预紧力FP-26

4.2.2 计算行程补偿值C-27

4.2.3 计算预拉伸力F1-27

4.2.4 额定静载荷验算-27

4.2.5 临界压缩负荷验算-27

4.2.6 确定滚珠丝杠副支承所用轴承的型号、规格-28

4.2.7轴承的校验计算-28

5伺服电机和联轴器的选用-30

5.1 伺服电机的选择-30

5.1.1 纵向进给系统电机选用-30

5.1.2 横向进给系统电机选用-31

5.2 联轴器的选择-31

5.2.1横向联轴器的选用-32

5.2.2纵向联轴器的选用-32

结论-33

致谢-34

参考文献-35