车削中心CXK40的理论设计

王永兴

摘要：从近几年市场反馈情况来看看，用户对加工直径在350-480的卧式车削中心机床的需求量越來越大，本产品就是为了实现以上需求而开发，其理论设计主要包括主动力设计，进给设计，主要部件校核及变形分析等部分。

关键词：车削中心;主动力;进给;变形分析

1.车削中心CXK40的组成、加工对象及设计要求

1.1车削中心CXK40的组成和加工对象

机床主要组成部分有主轴、副主轴、床身、卡盘、动力刀塔、Z轴驱动及X轴驱动等。本机床适用于不同材料的各类盘类、轴类零件加工。

1.2车削中心CXK40的设计要求

所设计车削中心要满足以下要求

最大加工径Φ400mm;

床身上最大回转径Φ675 mm;

车削线速度要达到120 m/min以上;

2.动力系统计算

根据设计要求，确定动力系统的输出功率、转速，选择适当的主电机及进给电机;根据传动扭矩计算选择相匹配的传动元件。

2.1主运动设计

根据机床最大加工能力，取最大加工直径70%为机床切削计算直径，按切削速度V=120m/min，进给速度f=0.5mm/r，切削材质45号钢及其他参数并选择电主轴为主传动。经计算确定主运动（包括主轴与副主轴）的功率扭矩图如下图所示：

2.2动力铣削部分设计

根据主轴功率选择相匹配的刀具，以迪普马为选型，选择SM-BR20，参数最匹配。

动力刀塔选择参数如下：

车刀方：25;镗刀杆直径：φ40;刀具驱动最大扭矩：40;转速：4000rpm。

根据西门子电机选型铣削驱动：1FT6086-8AH71-1DG0

额定转速：4500r/min

额定扭矩：12Nm

2.3进给运动设计

根据整机设计要求，对进给运动各轴快移速度、扭矩及惯量、丝杠规格及轴承寿命等进行计算校核，选择参数如下表所示：

3.关键零部件的变形分析

重要工作部件须进行有限元分析，观察应力集中状况，保证结构设计合理。

3.1床身的变形分析

3.2床鞍的变形分析

通过以上不同方案的变形量对比，确定采用变形量较小的方案进行设计，床鞍采用斜床鞍。

参考文献：

[1]陈心昭.现代实用机床设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006

[2]中国机械工程学会.中国机械设计大典编委会.机械设计手册[M].北京：电子工业出版社，2007