臥式車床的設計與研究

王閏+王子鵬

摘 要：國內信息和技術不斷發展，企業間的競爭關系也在不斷提升，為了可以使自己企業的競爭力加大，就會提高對設備的加工要求，傳統車床的加工效率會影響企業的生產力，所以車床的設計和研究變得十分重要，臥式車床的總體設計、主參數的研究、傳動系統的優化，會使機床本身上一個層次，在增加一些新型設計理念，提高它的等級。

關鍵詞：總體設計；主參數；傳動系統

1 總體設計

在臥式車床的設計上，打破傳統機床的設計，增加CNC控制系統，使臥式車床實現數控控制，設計出數控臥式車床，數控車床的組成如圖1。

臥式車床總體設計保證結構嚴謹可靠，操作方便，控制功能齊全，對于車床零件要設計精確，保證軸類、盤類，內外圓面型零件的加工效率，設計可以從以下幾個方面著手：

（1）床身設計上采用水平，導軌在同一平面上，并對導軌做淬火處理。

（2）主軸箱內的主軸軸承采用高標準軸承，從主軸變形小，精度高方面考慮，保證主軸長期工作的穩定。

（3）設計四工位數控刀架，換位時間和換位精度要達到2～2.5s和0.003mm內。

（4）車床的床身采用半封閉的保護，要使冷卻、排屑系統正常使用。

對于臥式車床的加工工藝范圍的要求是，加工零件的范圍包括圓柱面，螺紋以及內圓柱面，車床的整體采用鋼及鑄鋼，加工零件的最大直徑200mm，加工的規模設計為多種類小批量。

2 主參數

數控臥式車床的設計，因為加工規模為多種類小批量，所以設計的轉速范圍定為最大轉速2000r/min，最小轉速為150r/min。

車床加工刀具的選擇上，選取高速鋼作為車床的車刀，因為碳含量在0.75%左右的鋼，綜合性能較好，熱穩定性強，可以制作各種復雜刀具，車刀的主要參數如表1。

3 傳動系統

確定車床的公比為1.26，根據機床主傳動設計原則，車床的傳動比采用12=3x2x2的形式，在車床傳動系統中，采用的是降速傳動，而在設計中，保證中間傳動軸的變速范圍小，確定傳動軸的數量為4，這4個傳動軸是指變速箱內的主軸，不包括電動機主軸，最終確定臥式車床的主軸轉速為12級，也就是III軸上有12級轉速，這樣前一軸II軸上有6級轉速，最后I軸上有3級轉速，這樣數控臥式車床的主軸轉速圖可以繪制出來，有4條豎線，12條橫線，如圖3。

電動機主軸到0軸之間的傳動方式有3種，平帶傳動、V帶傳動、同步帶傳動，根據以往設計手冊和傳動性能，使用的經濟性，最終選擇V帶作為它們之間的傳動方式。

在齒輪設計上，采用滑移齒輪結構，可以對車床的轉速進行調節，在這些設計完成后需要對軸進行校核，使選取的材料和結構滿足車床使用要求。

4 結束語

在設計臥式車床上，要根據原有的普通車床設計理念，增加一些設計元素，例如并聯機構，它會使虛擬軸機床的加工效率提升，提高零件的加工質量，同時在整體零件上，降低加工成本，選用新型材料作為機床的零件，從機床的全方面去優化，向著高性能、高精度、高自動化的方向去發展，使臥式車床在未來的發展中占有一席之地。

參考文獻

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