定梁式數控龍門銑床整體結構設計

徐梓童 汪菻 張普天

摘 要：根據國內與國外對于龍門銑床的研究情況來看，此次設計一種可以用于加工各種復雜的零件的龍門數控銑床，符合實際的生產需要。其結構主要包括了橫向進給機構、縱向僅給機構、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?？傮w上講述了其所包含的結構、特點以及其工作原理。并且具體的闡述了此銑床的整體結構以及校核的方法對其進行了分析。

關鍵詞：龍門銑床；數控；伺服電機；滾珠絲杠

1 機床的設計要求

數控龍門銑床的總體方案設計主要包括了：

（1）總體布局設計：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）技術參數設計：各個部件的尺寸、刀具的轉速和進給量、電機的功率和所能承載的力。

（3）結構優化設計：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準，其參數為：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，結構簡單穩定，精度高且用于銑削較為復雜的零件。

2 設計方案

我所設計的銑床主要是工作臺能夠做縱向移動的數控龍門銑床。這種工作臺移動的數控龍門銑床主要的特點包括了（1）成本低，生產較為簡單。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面寬度與縱向行程之和。（2）這種機床的動態響應好。這種機床的龍門架是固定在立柱上的，所以當工作臺移動時其所切屑的穩定性好，這樣便保證了機床所加工零件的精度和動態響應性。

我所采用的為西門子 4-05的數控系統，因為這個數控系統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 主軸箱的設計要求

（1）使其所調節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定的特性。

4 傳動軸的估算

傳動軸應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

此次龍門銑床的設計主要闡述了，其結構主要包括了橫向進給機構、縱向僅給機構、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實中得以實現?？偟膩碚f，此次設計基本達到了設計的要求，操作簡便，生產精度高。基本達到設計的目的。此次論文只是說明了機械部分的設計，至于對數控電氣部分的設計只是大體的說明了選擇的數控型號。可以在以后對數控部分實行整體設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：

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[2]沙杰編.加工中心結構、調試與維護.北京：機械工業出版社，2003.

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

[4]賈麗媛.數控龍門銑床改造.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：機械設計制造及其自動化專業。

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：吉林農業科技學院機械與土木工程學院。