1、常州工学院机电工程学院设计说明书1 CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY毕 业 设 计 说 明 书题目：V MC1240 立式加工中心辅助装置设计二级学院（直属学部）： 机 电 工 程 学 院 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 学生姓名： 学号： 指导教师姓名： 职称： 副 教 授 评阅教师姓名： 职称： 副 教 授 2010 年 6 月KC021-1常州工学院机电工程学院设计说明书2 摘要：加工中心是典型的集高技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计制造水平。本文设计了 VMC1240 立式加工中心的操 纵箱吊杆机构，要求机构达到运动灵活，回转角
2、度大，保证了操作的方便性；其润滑系统采用压力循环方式以实现润滑油压力和流量的调整和润滑过程的自动控制，对机床部件实现了恒温控制，保证了热稳定性；冷却系统采用大流量水泵，大容量冷却箱，保证在高速高效切削下有充分的冷却，达到控制摩擦和减少刀具磨损以及帮助排屑。本设计采用的是螺旋式排屑机构，其结构简单，效率高，使机床排屑顺畅；采用平衡块来使主轴箱达到平衡；加工中心辅助系统的设计保证了加工的稳定性,提高了安全性，减少了噪音。关键词：辅助系统 加工中心 润滑 冷却 排屑 全 套 图 纸 ， 完 整 版 设 计 ， 加 153893706常州工学院机电工程学院设计说明书3 Abstract：Process
3、ing center is a typical set high technology in the mechanical processing equipment, It represents the development of a national design and manufacturing level. The operation cases of VMC1240 vertical processing center is designed, and the mechanism is flexibile and rotating, so that input operation
4、is convenient；Its automotive-control lubricating systems are ways to adjust the oil pressure and volume of flow automatical to keep machine temperature constant and ensure thermal stability; Cooling system uses heavy traffic volume pumps, cooling box, ensure high efficient cooling and reduce the fri
5、ction, tool worn and help the chip removal. A spiral chip removal mechanism is adopted, it is simple, efficient and smooth.Balance block is used to balance the headstock。Processing center assist system of mechanism ensure process stability, impeove safety feature and less noise.Key words：Assist syst
6、em Machining Center Lubricating Cooling Chip removal 常州工学院机电工程学院设计说明书4 目 录第 1 章 绪论 111 引言 .112 加工中心概述 .113 课题 的主要工作 .2第 2 章操纵箱吊杆机 构设计 32.1 操纵箱机构示意图 32.2 操纵箱杆件受力计算 32.3 操纵箱机构的三维建模 5第 3 章润滑 系统 .73.1 润滑方式及分类 .73.2 润滑方式选择及其系统设计 .93.3 辅助润滑元件设计 .14第 4 章.冷却排屑系 统设计174.1 切削液 .174.2 冷却系统的分类及要求 .184.3 冷却系统设计 .
7、194.4 排屑 系统设计.24第 5 章.主轴箱 平衡 机构设计 27设计总结.29致谢.30参考文 献.31常州工学院机电工程学院设计说明书5 第 1 章 概述1.1 引言 1机床润滑系统，在机床中占有十分重要的位置，其设计、调试和维修保养，对于提高机床价加工精度、延长机床使用寿命等方面有着十分重要的作用。加工中心具有高速度、大功率、告精度的特点。要保证加工中心可靠稳定的工作，除了在机械机构和数控装置等方面要达到一定的要求之外，良好的冷却、润滑和温控系统也是不可忽视的部分。在加工中心上，润滑系统不仅起着润滑作用，而且还起着冷却的作用，对机床部件实现恒温控制，减小热变形的影响，对延长加工中心
8、相对运动件的寿命、提高切屑加工效率、保持良好的动态性能和有难度精度、保证加工中心正常运行具有重要的意义。冷却系统在金属加工中的作用是冷却刀具和工件，控制摩擦和减少刀具磨损以及帮助排屑，提高加工表面质量，随着机械加工技术的飞速发展，人们对冷却系统有了进一步的认识，对冷却系统提出更高的要求。1.2 加工中心概述 21.2.1 加工中心现状及意义加工中心是典型的集高技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计制造的水平。目前，加工中心已成为现代机床发展的主流方向，广泛应用于机械制造中。与普通数控机床相比，加工中心配有刀库，能自动换刀，从而实现工序集中；正是工序集中，一次装夹即可加工出工件上的
9、大部分表面，在保证高的尺寸精度的同时，保证各表面间的位置精度；也大大提高了劳动生产率，降低了劳动成本，改善了工人的工作环境，降低了工人的劳动强度。加工中心是备有刀库，并能自动更换刀具，对工件进行多工序加工的数字控制机床。工件经一次装夹后，数字控制系统能控制机床按不同工序，自动选择和更换刀具，自动改变机床主轴转速、进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能，依次完成工件几个面上多工序的加工。 加工中心由于工序的集中和自动换刀，减少了工件的装夹、测量和机床调整等时间，使机床的切削时间达到机床开动时间的 80左右(普通机床仅为 1520)；同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，缩短了生产
10、周期，具有明显的经济效果。加工中心适用于零件形状比较复杂、精度要求较高、产品更换频繁的中小批量生产。1.2.2 加工中心特点与工作原理加工中心与普通数控机床的区别主要在于它能在一台机床上完成由多台机床才能完成的工作。加工中心包括以下内容：（1）加工中心是在数控樘床，数控铣床或数控车床的基础上增加自动换刀装置，使工件在机床工作台上装夹后，可以完成对工件表面自动进行钻孔，扩孔，铰孔，镗孔，常州工学院机电工程学院设计说明书6 等多个工步的加工，工序高度集中。（2）加工中心一般带有回转工作台或主轴箱可旋转一定角度，从而使工件一次装夹后，自动完成多平面或多角度位置的多工序加工。（3）加工中心能自动改变机
11、床主轴转速，进给量和刀具相对工件的运动轨迹及其他辅助机能。（4）加工中心如果带有交换工作台，工件在工作位置的工作台进行加工的同时，另外的工件在装卸位置的工作台上进行装卸，不影响正常的加工工作，工作效率高。加工中心的工作原理是根据零件图样制定工艺方案，采用手工或计算机自动编制零件加工程序，把零件所需的机床各种动作及全部工艺参数变成机床数控装置能接受的信息载体上，将信息载体送到输入装置，读出信息并送入数控装置。以上是最常用的程序输入方法。另一种方法是利用计算机和加工中心直接进行通信，实现零件程序的输入和输出。1.2.3 加工中心辅助装置设计要求（1）技术指标润滑油冷却温度在 242，环境温度变化不
12、大于 1.1/min；操纵箱吊杆机构回转角度： 180；机床工作的环境温度 0-45；（2）质量指标操纵箱吊杆机构运动灵活，回转角度大；机床冷却可靠，保证机床的热稳定性； 机床润滑良好保证机床的加工精度，延长机床寿命；排屑顺畅。1.3 课题的主要工作本课题来源于江苏新瑞集团数控设备有限公司，具有一定的实用价值。本课题要求完成三轴联动 VMC1240 立式加工机床的操纵箱吊杆机构、冷却排屑系统、主轴箱平衡等辅助系统的结构设计，确定其结构参数，进行必要的设计计算。常州工学院机电工程学院设计说明书7 第 2 章 操纵箱吊杆机构设计操纵箱吊杆机构的设计是为了更好的控制显示屏的操作，操纵机构应达到如下要
13、求：1、机构应该有足够的强度、刚度和使用寿命。2、显示屏操作方便直观，高低、远近要适宜。3、尽量采用标准操纵件。4、操纵箱吊杆机构运动灵活，回转角度大，且 180。2.1 操纵机构的结构示意图 32.2 操纵箱杆件受力计算2.2.1 操纵箱杆件受拉应力的设计计算 5操纵箱显示板的总重量根据其尺寸大致估算为 F=G=2.3kg,由此可得 F =F =0.6KN 1o75csF =F =2.2KN2in由轴力引起的正应力 = = =1 PaNAF1260.mK51支 架显 示 板 盖 板常州工学院机电工程学院设计说明书8 此处已删除，完整版，加 153893706常州工学院机电工程学院设计说明书9
14、 设计结论2010 年 3 月，我开始了我的毕业设计，至现在为止任务基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，整个写作过程难以用语言来表达。历经了几个月的辛苦，紧张而充实的毕业设计终于落下帷幕。我设计的内容是 VMC1240 立式加工中心辅助装置设计。在设计的过程中我学到了很多知识，让我对大学里所学知识做了一个系统的总结与应用。加工中心是典型的集高技术于一体的机械加工设备，它的发展代表了一个国家设计制造的水平。目前，加工中心已成为现代机床发展的主流方向，广泛应用于机械制造中。大大提高了劳动生产率，降低了劳动成本，改善了工人的工作环境，降低了工人的劳动强度。加工中心具有高速
15、度、大功率、高精度的特点。根据加工中心的要求，我做出如下几点的设计：（1）立式加工中心的操纵箱吊杆机构要保证吊杆运动灵活，回转角度大，但最大回转角度不得大于 180 度。保证了机床运动的平稳性。（2）其润滑系统，在加工中心中占有十分重要的位置，其设计、调试和维修保养，对于提高机床价加工精度、延长机床使用寿命等方面有着十分重要的作用。其润滑系统采用压力循环方式以实现润滑油压力和流量的调整和润滑过程的自动控制。（3）良好的冷却、润滑和温控系统也是不可忽视的部分。在加工中心上，润滑系统不仅起着润滑作用，而且还起着冷却的作用，对机床部件实现恒温控制，减小热变形的影响，对延长加工中心相对运动件的寿命、提
16、高切屑加工效率、保持良好的动态性能和有难度精度、保证加工中心正常运行具有重要的意义。冷却系统采用高扬程大流量水泵，大容量冷却箱，多个冷却及冲洗喷嘴，保证在高速高效切削下有充分的冷却。（4）加工中心是一种高效自动化机床，切削时间长，效率高，如果切削问题不能得到妥善解决，自动加工便不能正常进行。排屑装置是一种独立的功能附件，它的功能是及时的将加工中心的切屑排除出去，从而有效的保障机床的高效、可靠的稳定运行。排屑装置的功能、可靠性和最大程度随数控技术的发展而不断的提高。本设计采用的是螺旋式排屑装置，其特点是结构简单，机床占地面积小，提高机床排屑效率。（5）主轴箱平衡机构直接影响到机床的稳定性、耐用性
17、、经济性、准确性。常州工学院机电工程学院设计说明书10 致 谢在毕业设计完成之际，特别要感谢我的导师徐红丽老师。本文是在徐红丽老师的支持和指导下完成的。首先要感谢老师在论文选题、设计过程、撰写说明书和修改过程中给与的无私帮助和艰辛劳动，指导老师以自己渊博深厚的学术功底、专业技术水平、敏锐的思维和实事求是的教学态度，和丰富的实践经验指导帮助我，使我能在完成课题的过程中不断克服各种困难，取得学业上的进展。在此向徐红丽老师致以崇高的敬意和由衷的感谢。在设计过程、和撰写说明书的过程中，得到了杨洁、丁莉等同学的热心帮助和密切合作，在此向他们一并表示衷心的感谢。常州工学院机电工程学院设计说明书11 参考文
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