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开题报告主要内容 选题背景 产品概述 研究该课题的意义 方案设计 进度计划 指导教师签字 : 年 月 日 教研室主任签字 年 月 日 主管领导签字 年 月 日 选题背景 加工中心（简称CNC全称为Computerized Numerical Control），是一种高度自动化的多功能数控机床。立式加工中心的综合加工能力强，加工精度高，工件通过一次装夹就可以完成多项加工任务。故在制造业，模具，飞机，医疗设备方面的应用非常广泛。本课题主要对VMC500型立式加工中心z轴进给系统的设计（如图1），提高我们对加工中心的认识，初步实践产品设计的过程，起到就业前综合练兵的机会。 产品概述 加工中心根据其主轴所在的空间位置，可分为立式和卧式结构。把主轴处于垂直状态的称为立式，主轴在空间状态处于水平的称为卧式。卧式主要用于加工复杂的箱体类零件、泵体、阀体等零件的加工。但卧式加工中心占地面积大重量大；结构复杂 ? 适用于速度要求高，精度要求高。比如高精密数库设备。该形式，两端的支撑座都会约束丝杆杆件的轴向，径向运动，从而大大提高传动刚度。但同时，因为考虑到滚珠丝杆的温升等原因，所以在装配的时候，要对滚珠丝杆进行预拉伸。由于装配的困难，所以很少在普通的设备上使用。 “固定—游动”型 适用于中转速、高精度的场合。该形式一端由一对轴承约束轴向和径向自由度，另一端由单个轴承约束径向自由度，负荷由一对轴承副承担，游动的 单个轴承能防止悬臂挠度，并消化由热变形产生的应力。此形式结构较简单，效果良好，应用广泛。 “支承—支承”型 ? ?该种类型，精度要求低。支撑方式主要为受径向力，轴向方向会有稍徐游动，所以最主要的目的是给设备起传动的作用。?? “固定—自由”型 适用于低转速，中精度，短丝杠。该形式一端由一对轴承约束轴向和径向自由度，另一端悬空呈自由状态，负荷均由同一对轴承副承担， 并且需克服丝杠回转离心力（及水平安装时的重力）造成的弯矩。此形式结构简单，受力情况差，但在行程小、转速低时 也经常用到。 我选择滚珠丝杠副的支承轴承一般选60°接触角推力角球轴承，因其都能承受轴向载荷和径向载荷，也可以根据载荷形式轴承可以任意组合。 预紧方式 对于滚珠丝杠来说，机床在进行制造的过程中会升温而导致轴承间隙的游动，和丝杠的伸长，为了消除间隙和提高滚珠丝杠副的刚度，可以预加载荷，使他在过盈的条件下工作，此称为预紧。 预紧的拉伸方法一般有两种，这里采用调整垫片拉伸法。 方法如下： 先将各部件安装好，让滚珠丝杠处于自由状态尽量让螺母处于中间位置，以免丝杠下垂，拉伸量不够；松开电机与床身的连接螺钉，用另一只比较厚的垫片替换原垫片，具体的差值等于丝杠的目标拉伸值，最后锁紧轴承，使丝杠达到预拉伸状态。但在此过程中要注意预紧力的大小。如果预紧力过大，会增加摩擦力，损耗丝杠；如果预紧力过小，间隙得不到消除，影响丝杠的定位精度。 工作台和底座的选择 这里采用十字滑鞍工作台不升降结构。该工作台的特点是可以在水平面内实现X轴和Y轴两个方向的移动该结构由于工作台承载工件一起运动，常为中小型立式加工中心采用。 立柱的结构设计和主轴箱的平衡方式 立柱的结构更像一个箱体，四周封闭，上下开口，内部又有纵横的加强筋，提高立柱的整体刚度，使其可以承受很大的水平切削力，不至于倾覆。立柱的前端有凹槽和导轨安装面，导轨通过分布均匀的螺钉从后侧安装在立柱上。在立柱的各侧面上留着很多个工艺孔和槽，适应各部件的安装要求，以及电器元件的导线从中通过。立柱通过底部边缘的多个螺钉安装在机床底座上。 立柱的设计不但是z方向进给的主要组成部分，也是刀库，机械手，主轴箱体的载体,对立式加工中心的加工性能和加工精度都有很大影响。所以当主轴箱在z轴上向上或向下会产生力矩不平衡的现象，为了解决这一问题，我们必须找到一种主轴箱的平衡方式，使立柱受力均匀或者，当立柱收到较高的力矩是能用一种装置平衡掉这个力矩。 通过收集资料，我们找到在立柱上端对称位置设置配重腔加两条拖链来平衡掉向下运行时导致的力矩过大的问题。 伺服电机的选择和安装方式 数控机床进给系统用伺服电机是根据负载条件进行选择的，负载条件有二，负载转矩和最大切削负载转矩不得超过负载惯量。选择伺服电机应能满足 最大切削负载转矩不得超过电动机的额定转矩折算到电动机轴上的最大切削负载转矩。 电动机的转子惯量J应与负载惯量J相匹配，通常要求电动机的转子惯量J不小于负载