車削中心CXK40的理論設計

王永興

摘要：從近幾年市場反饋情況來看看，用戶對加工直徑在350-480的臥式車削中心機床的需求量越來越大，本產品就是為了實現以上需求而開發，其理論設計主要包括主動力設計，進給設計，主要部件校核及變形分析等部分。

關鍵詞：車削中心;主動力;進給;變形分析

1.車削中心CXK40的組成、加工對象及設計要求

1.1車削中心CXK40的組成和加工對象

機床主要組成部分有主軸、副主軸、床身、卡盤、動力刀塔、Z軸驅動及X軸驅動等。本機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的設計要求

所設計車削中心要滿足以下要求

最大加工徑Φ400mm;

床身上最大回轉徑Φ675 mm;

車削線速度要達到120 m/min以上;

2.動力系統計算

根據設計要求，確定動力系統的輸出功率、轉速，選擇適當的主電機及進給電機;根據傳動扭矩計算選擇相匹配的傳動元件。

2.1主運動設計

根據機床最大加工能力，取最大加工直徑70%為機床切削計算直徑，按切削速度V=120m/min，進給速度f=0.5mm/r，切削材質45號鋼及其他參數并選擇電主軸為主傳動。經計算確定主運動（包括主軸與副主軸）的功率扭矩圖如下圖所示：

2.2動力銑削部分設計

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

動力刀塔選擇參數如下：

車刀方：25;鏜刀桿直徑：φ40;刀具驅動最大扭矩：40;轉速：4000rpm。

根據西門子電機選型銑削驅動：1FT6086-8AH71-1DG0

額定轉速：4500r/min

額定扭矩：12Nm

2.3進給運動設計

根據整機設計要求，對進給運動各軸快移速度、扭矩及慣量、絲杠規格及軸承壽命等進行計算校核，選擇參數如下表所示：

3.關鍵零部件的變形分析

重要工作部件須進行有限元分析，觀察應力集中狀況，保證結構設計合理。

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比，確定采用變形量較小的方案進行設計，床鞍采用斜床鞍。

參考文獻：

[1]陳心昭.現代實用機床設計手冊[M].北京：機械工業出版社，2006

[2]中國機械工程學會.中國機械設計大典編委會.機械設計手冊[M].北京：電子工業出版社，2007