車削中心CXK40的理論設(shè)計(jì)

王永興

摘要：從近幾年市場(chǎng)反饋情況來看看，用戶對(duì)加工直徑在350-480的臥式車削中心機(jī)床的需求量越來越大，本產(chǎn)品就是為了實(shí)現(xiàn)以上需求而開發(fā)，其理論設(shè)計(jì)主要包括主動(dòng)力設(shè)計(jì)，進(jìn)給設(shè)計(jì)，主要部件校核及變形分析等部分。

關(guān)鍵詞：車削中心;主動(dòng)力;進(jìn)給;變形分析

1.車削中心CXK40的組成、加工對(duì)象及設(shè)計(jì)要求

1.1車削中心CXK40的組成和加工對(duì)象

機(jī)床主要組成部分有主軸、副主軸、床身、卡盤、動(dòng)力刀塔、Z軸驅(qū)動(dòng)及X軸驅(qū)動(dòng)等。本機(jī)床適用于不同材料的各類盤類、軸類零件加工。

1.2車削中心CXK40的設(shè)計(jì)要求

所設(shè)計(jì)車削中心要滿足以下要求

最大加工徑Φ400mm;

床身上最大回轉(zhuǎn)徑Φ675 mm;

車削線速度要達(dá)到120 m/min以上;

2.動(dòng)力系統(tǒng)計(jì)算

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確定動(dòng)力系統(tǒng)的輸出功率、轉(zhuǎn)速，選擇適當(dāng)?shù)闹麟姍C(jī)及進(jìn)給電機(jī);根據(jù)傳動(dòng)扭矩計(jì)算選擇相匹配的傳動(dòng)元件。

2.1主運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)

根據(jù)機(jī)床最大加工能力，取最大加工直徑70%為機(jī)床切削計(jì)算直徑，按切削速度V=120m/min，進(jìn)給速度f=0.5mm/r，切削材質(zhì)45號(hào)鋼及其他參數(shù)并選擇電主軸為主傳動(dòng)。經(jīng)計(jì)算確定主運(yùn)動(dòng)（包括主軸與副主軸）的功率扭矩圖如下圖所示：

2.2動(dòng)力銑削部分設(shè)計(jì)

根據(jù)主軸功率選擇相匹配的刀具，以迪普馬為選型，選擇SM-BR20，參數(shù)最匹配。

動(dòng)力刀塔選擇參數(shù)如下：

車刀方：25;鏜刀桿直徑：φ40;刀具驅(qū)動(dòng)最大扭矩：40;轉(zhuǎn)速：4000rpm。

根據(jù)西門子電機(jī)選型銑削驅(qū)動(dòng)：1FT6086-8AH71-1DG0

額定轉(zhuǎn)速：4500r/min

額定扭矩：12Nm

2.3進(jìn)給運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)

根據(jù)整機(jī)設(shè)計(jì)要求，對(duì)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)各軸快移速度、扭矩及慣量、絲杠規(guī)格及軸承壽命等進(jìn)行計(jì)算校核，選擇參數(shù)如下表所示：

3.關(guān)鍵零部件的變形分析

重要工作部件須進(jìn)行有限元分析，觀察應(yīng)力集中狀況，保證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。

3.1床身的變形分析

3.2床鞍的變形分析

通過以上不同方案的變形量對(duì)比，確定采用變形量較小的方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，床鞍采用斜床鞍。

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