济南大学毕业设计--1前言1.1设计的目的本次毕业设计是为了让我们更清楚地综合运用所学的理论知识，独立进行设计，为我们即将走上工作岗位的毕业生打基础。数控技术的广泛应用给传统的制造业的生产方式，给产品结构带来了深刻的变化，而且也给传统的机械和机电专业的人才带来新的机遇和挑战。数控机床是一种高科技的机电一体化产品,是精密测量、综合应用计算机技术及现在机械制造技术等各种先进技术相结合的产物。数控机床作为计算机集成制造系统、实现柔性制造系统和未来工厂自动化的基础已成为现在制造技术中不可缺少的生产手段。随着我国综合国力的进一步加强和加入世贸组织。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。数控技术是制造实现自动化，集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段因此，将卧式数控加工中心的设计作为毕业设计题目，迎合了装备制造业发展趋势。目的主要有：(1)、通过对机械设计，掌握伺服电机的工作原理、控制驱动和计算控制方法方式。(2)、掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方法。(3)、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其相关知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。(4)、锻炼提高学生应用手册、撰写科技论文的能力及查阅文献资料的能力。1.2设计任务收集加工中心设计资料，了解数控加工中心的工作原理，对典型卧式数控加工中心的结构进行比较，提出本次设计的总体方案。了解加工中心进给机构的类型及工作原理，并对Z向进给机构进行详细设计。设计参数如下：加工中心的加工范围为800×500×600，工作台面尺寸1200×1000主轴输出功率10KW，采用BT40标准刀柄。2绪论2.1加工中心的构成加工中心是在数控铣床的功能于一身的一种由计算机来控制的自动化程度、高效的机床。应用加工中心这一概念，还派生了自动交换砂轮的磨削中心；在冲压加工中心自动交换模具的板材加工中心；在电火花加工中自动交换电极等。2.2加工中心的优势生产效率高减少了工件的装夹、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15%~20%）；缩短了生产周期，同时也减少了工序之间的工件周转、搬运和存放时间，具有明显的经济效益。工序高度集中工件在一次装夹后，数控系统根据加工需要，自动选择并更换刀具，根据粗精加工的不同要求自动改变进给量、机床主轴的转速和刀具相对于工件的运动轨迹以及其他辅助功能，依次完成多工序的加工。因为减少了安装次数，故减少了被加工件产生误差的机会。而且这样加工的一批零件，都是在同样的安装方式、安装基准和同一加工程序下加工的，所以加工中心批量加工的零件精度一致性好，保证了像汽车这样大批生产产品精度的一致性和零配件的互换性。(3)操作者的劳动强度减轻加工中心对零件的加工是按事先编好的程序自动完成的，操作者除了装卸零件、操作键盘、进行关键工序的中间测量以及观察机床的运行之外，不需要进行繁重的重复性手工性操作，劳动强度和紧张程度均可大为减轻，劳动条件也得到很大的改善。(4)固定循环和宏程序功能由于一般加工中心的数控系统都有固定循环和用户宏程序功能，这不仅简化了程序编制，而且也减少了零件的划线工作，节约了辅助时间，进一步提高了生产效率。2.3加工中心的进给运动伺服系统是数控装置和机床的联系环节，是实现切削刀具与工件间运动的进给驱动和执行机构，是数控机床的“四肢”。机床的进给运动系统是伺服系统的主要组成部分，它将伺服电动机的旋转运动转变为执行部件的直线移动或回转运动。由于机床的进给运动时数字控制的直接对象，被加工工件的最后轮廓精度、位置精度和表面粗糙度都受进给系统定位精度、灵敏度和稳定性的影响。为了确保系统的定位精度、快速响应特性和稳定性要求，无论是开环、半闭环还是闭环伺服进给系统，机械传动装置必须具有低摩擦阻力、高灵敏度、高刚度、无传动间隙和较高的寿命等。2.4加工中心的分类（1）卧式加工中心[17]卧式加工中心指主轴为水平状态的加工中心，卧式加工中心通常都带有自动分度的回转工作台，它一般具有3～5个运动坐标，常见的有三个直线运动坐标加一个回转运动坐标，工件在一次装卡后，除完成安装面和顶面以外的其余四个表面的加工，它最适合加上箱体类零件。与立式加工中心相比较，卧式加工中心加工时排屑容易，对加工有利，但结构复杂，价格较高。（2）立式加工中心立式加工中心是指主轴为垂直状态的加工中心，其结构形式多为固定立柱，工作台为长方形，无分度回转功能，适合加工盘、套、板类零件，它一般具有二个直线运动坐标轴，并可在工作台上安装一个沿水平轴旋转的回转台，用以加工螺旋线类零件。立式加工中心装卡方便