定梁式數(shù)控龍門銑床整體結(jié)構(gòu)設(shè)計

徐梓童 汪菻 張普天

摘 要：根據(jù)國內(nèi)與國外對于龍門銑床的研究情況來看，此次設(shè)計一種可以用于加工各種復(fù)雜的零件的龍門數(shù)控銑床，符合實際的生產(chǎn)需要。其結(jié)構(gòu)主要包括了橫向進給機構(gòu)、縱向僅給機構(gòu)、工作臺以及立柱等的組成部分。其運行是采用伺服電機然后是滾珠絲杠進行傳動。總體上講述了其所包含的結(jié)構(gòu)、特點以及其工作原理。并且具體的闡述了此銑床的整體結(jié)構(gòu)以及校核的方法對其進行了分析。

關(guān)鍵詞：龍門銑床；數(shù)控；伺服電機；滾珠絲杠

1 機床的設(shè)計要求

數(shù)控龍門銑床的總體方案設(shè)計主要包括了：

（1）總體布局設(shè)計：各個部件的位置、各個部件的運動進行分析、還有其整體的外觀。

（2）技術(shù)參數(shù)設(shè)計：各個部件的尺寸、刀具的轉(zhuǎn)速和進給量、電機的功率和所能承載的力。

（3）結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計：整個機床的剛度、運動特性、受熱性能等。

此機床符合國家的標(biāo)準(zhǔn)，其參數(shù)為：工作臺的整體尺寸為：3000×1200mm，

工作臺所能承受的最大載荷為2噸，

能夠具有高的速度和效率，結(jié)構(gòu)簡單穩(wěn)定，精度高且用于銑削較為復(fù)雜的零件。

2 設(shè)計方案

我所設(shè)計的銑床主要是工作臺能夠做縱向移動的數(shù)控龍門銑床。這種工作臺移動的數(shù)控龍門銑床主要的特點包括了（1）成本低，生產(chǎn)較為簡單。這種龍門銑床的整體的長度必須比工作臺行程的長度多兩倍。而移動式的龍門銑床的整體的長度就得是龍門架的側(cè)面寬度與縱向行程之和。（2）這種機床的動態(tài)響應(yīng)好。這種機床的龍門架是固定在立柱上的，所以當(dāng)工作臺移動時其所切屑的穩(wěn)定性好，這樣便保證了機床所加工零件的精度和動態(tài)響應(yīng)性。

我所采用的為西門子 4-05的數(shù)控系統(tǒng)，因為這個數(shù)控系統(tǒng)具有龍門軸的同步功能。這一項功能能夠讓龍門框架的進給軸（X1，X2）達到無機械偏差的位移的目的?？梢詫\動的值進行比對，能夠檢測出很小的偏差并且及時的更正，增大了其精度。

銑床的整體裝配圖如下圖所示：

3 主軸箱的設(shè)計要求

（1）使其所調(diào)節(jié)的速度范圍能夠達到其最大值而且能夠進行無極變速。

（2）提高主軸箱的剛性與穩(wěn)定性，以及它的精度。

（3）具有很好的抵御震動的功能以及受熱保持穩(wěn)定的特性。

4 傳動軸的估算

傳動軸應(yīng)該具有足夠的強度和剛度，對于所受的力較小強度不用檢驗，但是剛度就必須要保證。因為剛度是抵抗變形的能力，剛度小的話就會讓軸產(chǎn)生變形從而使軸上的零件失去了其工作能力，磨損加大使其產(chǎn)生破壞。綜上所述，剛度是一定要檢驗和保證的。檢驗軸的剛度一般是先按照其扭轉(zhuǎn)剛度所要求的直徑畫出圖來，然后在對軸的每個部位的受力情況進行分析，最后定出其尺寸與零件在軸上的位置。

5 總結(jié)

此次龍門銑床的設(shè)計主要闡述了，其結(jié)構(gòu)主要包括了橫向進給機構(gòu)、縱向僅給機構(gòu)、工作臺以及立柱等的組成部分。其運行是采用伺服電機然后是滾珠絲杠進行傳動。此次設(shè)計符合實際，對其大部分的零部件在許多公司中進行了參考?？梢栽诂F(xiàn)實中得以實現(xiàn)?？偟膩碚f，此次設(shè)計基本達到了設(shè)計的要求，操作簡便，生產(chǎn)精度高?；具_到設(shè)計的目的。此次論文只是說明了機械部分的設(shè)計，至于對數(shù)控電氣部分的設(shè)計只是大體的說明了選擇的數(shù)控型號?？梢栽谝院髮?shù)控部分實行整體設(shè)計從而使得機床能夠更加靈活的對工件進行加工。

參考文獻：

[1]林宋，田建君.現(xiàn)代數(shù)控機床.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.

[2]沙杰編.加工中心結(jié)構(gòu)、調(diào)試與維護.北京：機械工業(yè)出版社，2003.

[3]張堅.移動式數(shù)控龍門銑床的總體設(shè)計.數(shù)控技術(shù)，2006，（2）：23-25.

[4]賈麗媛.數(shù)控龍門銑床改造.機械工程師，2007，（7）：147.

作者簡介：第一作者徐梓童（1996-），男，吉林雙遼人，研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)。

通訊作者：孫曉雪（1988-），吉林吉林人，碩士，助教，研究方向：機械電子，單位：吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院機械與土木工程學(xué)院。