河北联合大学小型数控铣床总体设计毕业论文

数控铣床 http://www.cnhzmt.com/

小型数控铣床总体设计

摘 要

随着1818年第一台铣床的问世，铣床已经成为机械行业不可或缺的一部分。目前，在实际应用中有部分工件在加工微型孔或铣削平面时，加工精度不高。如果我们用传统的数控铣床对其加工，将导致加工效率低且加大设备和电力的损耗。根据这种情况，我打算设计一种小型数控立式铣床，该铣床不仅造价大大低于传统数控铣床，还能够满足教学上的使用，提高学生对数控铣床的理解与认识。本文将对小型铣床的总体结构进行设计，设计内容包括主轴箱、立柱、工作台、机座、控制部分。

关键词 小型；数控铣床；总体设计

1

数控铣床 http://www.cnhzmt.com/

The overall design of small milling machine

Abstract

With the advent of 1818 the first milling machine , milling machine has become an integral part of the machinery industry . At present, part of the workpiece in the processing of micro - holes or milling plane , machining accuracy is not high in practical applications . If we use the traditional CNC milling machine to its processing, will result in processing efficiency and increase equipment and power loss . Under this situation, I intend to design a small CNC vertical milling machine , the milling machine is not only cost significantly less than traditional CNC milling machine , and also to meet the teaching and learning , and raise the students ' understanding and knowledge of CNC milling machines . This paper will the overall structure of small milling machine design, design elements include the headstock, column , table, base , control section .

Keywords Small-scale;CNC milling machine;Overall design

2

数控铣床 http://www.cnhzmt.com/

第1章 绪论

1.1 引言

铣床是一种用途广泛的机床，在铣床上可以加工平面（水平面、垂直面）、沟槽（键槽、T形槽、燕尾槽等）、分齿零件（齿轮、花键轴、链轮、螺旋形表面（螺纹、螺旋槽）及各种曲面。此外，还可用于对回转体表面、内孔加工及进行切断工作等。铣床在工作时，工件装在工作台上或分度头等附件上，铣刀旋转为主运动，辅以工作台或铣头的进给运动，工件即可获得所需的加工表面。由于是多刀断续切削，因而铣床的生产率较高。简单来说，铣床就是用铣刀对工件进行铣削加工的机床。

1.2 铣床的发展历史

铣床最早由美国人E.惠特尼于1818年创造的卧式铣床。为了铣削麻花钻头的螺旋槽，美国人J.R.布朗于1862年创造了第一台万能铣床，是为升降台铣床的雏形。1884年前后出现了龙门铣床。20世纪20年代出现了半自动铣床，工作台利用挡块可完成“进给-快进”的自动转换。

1950年以后，铣床在控制系统发面发展很快，数字控制的应用大大提高了铣床的自动化程度。尤其是70年代后，微处理机的数字控制系统和自动换刀系统在铣床上得到应用，扩大了铣床的加工范围，提高了加工精度与效率。

随着机械化进程不断加剧，数控编程开始广泛应用于机床类操作，极大的释放了劳动力。数控编程铣床将逐步取代现在的人工操作。对员工的要求也会越来越高，当然带来的效率也会越来越高。

1.3 数控技术与数控机床

数控技术是现代制造技术的基础。它综合了计算机技术、自动控制技术、自动检测技术和精密机械等高新技术，因此广泛应用于机械制造业。数控机床替代普通机床，

3

数控铣床 http://www.cnhzmt.com/

从而使得制造业发生了根本性的变化，并带来了巨大的经济效益。

目前，数控技术已被世界各国列为优先发展的关键工业技术，成为国际间科技竞争的重点。数控技术的应用将机械制造与微电子、计算机、信息处理、现代控制理论、检测技术以及光电磁等多种学科技术融为一体，使制造业成为知识、技术密集的大学科范畴内的现代制造业，成为国民经济的基础工业。

数控技术是当今柔性自动化和智能自动化的技术基础之一，它使传统制造工艺发生了显著的、本质的变化。随着数控技术的不断发展和应用，工艺方法和制造系统的不断更新，形成了CAD、CAM、CAPP、CAT、FMS等一系列具有划时代意义的新技术、 新工艺的制造系统。

在国际贸易中，很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润主要电机出口产品。世界贸易强国在进行国内机电产品贸易的同时，把高技术的机电产品出口打入国际市场，作为发展出口经济的重要战略措施，数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控铣床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置。

1.4 数控机床的特点及发展趋势

随着科学技术的发展，制造技术的进步，以及社会对产品质量和品种多样化的要求越来越强烈。中、小批量生产的比例明星增加，要求现代数控机床成为一种精密、高效、复合、集成功能和低成本的自动化加工设备。同时，为满足制造业向更高层次发展，为柔性制造单元、柔性制造系统，以及计算机集成制造系统提供基础设备，也要求数控机床向更高水平发。世界数控机床产业发展的基本共识是朝着高速高效化、精密化、复合化、智能化、信息化、环保化和设计模块化的方向发展。

高速高效化

高速和超高速加工技术可以提高加工效率，也是加工难削材料、提高加工精度、控制振动的重要保障。其技术关键是提高机床的主轴转速和进给速度。比如进一步提高高速电主轴最高转速及功率、扭矩，采用传感技术进行振动监测和诊断，进一步轻量化进给系统，采用直线电机和力矩电机的直接驱动方式，由刀具主轴部件实现机床

4