2022年电主轴基础设计研究方案 .pdf

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1、个人资料整理仅限学习使用0 / 6 毕 业 论 文 设 计 开 题 报 告题目电主轴的设计基础研究学生姓名学号所在院(系 专业班级指导教师2018年 3 月 10 日题目电主轴的设计基础研一、选题的目的及研究意义电主轴是将机床主轴与主轴电机融为一体的高新技术产品。电主轴实际是指电主轴系统，由电主轴、驱动控发展，电主轴已成为最能适宜上述高性能工况的数控机床核心功能部件之一，尤其是在多轴联动、多面体加工占有较大比例。由于高速加工不但可以大幅度提高加工效率，而且还可以显著提高工件的加工质量，所以其应用领域工机床和并联机床中。电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”，其性能指标直接决定机床的水平，它是机

2、床二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等一、我国电主轴行业发展简况我国电主轴研发生产起源于磨加工，特别是轴承行业的内表面磨加工，是由轴承行业的生产需要而应运而生的。从 1958 年到 1965 年，是电主轴生产的萌芽阶段。当时主要仿制欧美及前苏联样机，国内形成了洛阳轴承研究开发的磨床用电主轴问世，由洛阳轴研所自行设计的DZ系列电主轴和轴承磨床配套，解决了当时轴承内表面磨从 1978 年到 1990 年，以洛阳轴研所开发的GDZ系列和无锡机床厂的4SD系列电主轴为代表的高刚度、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

3、 1 页，共 6 页个人资料整理仅限学习使用1 / 6 主轴。这个工程获得国家科技进步二等奖。此时电主轴行业逐渐形成技术优势占领先地位的洛阳轴承研究所，以数控车床、数控铣床用电主轴、高速离心电主轴、高速旋碾电主轴等产品相继开发出来。洛阳轴研所承担的国家磨用电主轴，这一产品主要出口国外。现在电主轴正朝着超高速、高精度的方向发展。目前国内电主轴产品涵盖一般主轴，技术门槛相对较低，国内技术实力较雄厚，在电主轴性价比方面占有优势，除非特殊要求，国外产15000 套/ 年以上。二目前电主轴的发展趋势和方向特点及应用领域电主轴所融合的技术：1. 高速轴承技术2. 高速电机由于高速加工不但可以大幅度提高加工

4、效率，而且还可以显著提高工件的加工质量，所以其应用领域工机床和并联机床中。电主轴是高速数控加工机床的“心脏部件”，其性能指标直接决定机床的水平，它是机床电主轴就是直接将空心的电动机转子装在主轴上，定子通过冷却套固定在主轴箱体孔内，形成一个完轴控制），调速范围宽。随着机床技术、高速切削技术的发1）向高速大2）向高精3）向精确4）向快5）向6）向标准化方向发展现在的机械加工工艺要求的主轴转速越来越高，高转速也越来越成为衡量一个产品水平的标志，成为商产的高转速电主轴具有以下特点：1. 起动性能好，力矩大，效率高；2. 分别采用日本、德国、法国生产的精密钢珠轴承，超精密陶瓷球轴承；3. 结构可靠、密封

5、性能优良、精度高，使用寿命长；4. 噪音低、振动小、运转平稳；5. 迅速、定位准确的自动换刀；6. 高端产品采用磁悬浮轴承，交流永磁同步电动机。【注】 1控制系统包括转子自动平衡系统、轴承油气润滑与精密控制系统、定转子冷却温度精密控制系统【注】 2电主轴的一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 6 页个人资料整理仅限学习使用2 / 6 三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法技术路线）或设计 电主轴工作原理分析。(2 电主轴

6、高速轴承技术。(3 电主轴结构图和控制原理图。2主要设计内容(1 车床电主轴结构设计； 标准化电主轴的轴承选择。(2 热源分析。3）电主轴附件分析4.实现的预期成果1）轴承校核。2）轴校核。3）高精度，高刚度。4）拥有更广的应用领域电主轴 总体设计方案电主轴所融合的技术：1.高速轴承技术2.高速电机技术3.润滑 4.冷却装置 5.内置脉冲编码器6.自动换刀装置7.高频变频装置。(2 轴承整系统化设计电主轴的关键技术是轴承的使用和设计, 然后对轴承的润滑和冷却系统做出技术整合和设计。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 6 页个

7、人资料整理仅限学习使用3 / 6 (3 驱动系统的设计。在此部分会对电主轴的定子和转子做出具体设计方案。 绘出内部结构图和控制原理图。(6编制设计说明书。. 三. 课题的研究思路(1查阅有关资料，对电主轴的加工领域做出具体了解；(2对各系统进行分析，并绘制设计图；(3对电主轴的功率做计算，并以此为基础来设计驱动和热源分析。(4轴承的种类分析；(5电主轴的设计；(6各部分系统整体化，进行整体理论可行性装配；四论文的写作提纲1课题简况：电主轴的研究意义和目前国内外的发展状况，电主轴的发展趋势和应用特点。2. 设计目标：针对设计目标为铣床用电主轴，支撑方式为气体静压轴承，驱动方式为内置电机驱动为例展

8、开理论设计3. 结构设计：通过理论计算结合设计参数，设计符合铣床电主轴支撑要求的气体静压轴承。选用合适的电机，设计满4. 关键技术：电机的性能主要为正确设计电机的电磁参数，支撑的合理选用与配置，解决发热振动的关键技术是冷却5. 图纸设计：设计任务要求为内部结构图和控制原理图。6. 论文定稿：整理设计资料，完善设计方案，撰写设计论文。7. 论文结束：参考资料和搜索目录，结束语。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 6 页个人资料整理仅限学习使用4 / 6 四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明一、文献的查阅范围及手段：Klu

9、wer 全文期刊数据库、Asme数据库、 Springer Link全文期刊数据库、Elsevier Science期刊等电二、主要参考文献：1 张曙数控机床发展的新趋势. 数控机床市场 . 2004年 08 期 . 2 刘丽云，王元娥. 普通机床数控化改造中要考虑的主要问题J.装备制造技术，2007，(4. 3 赵忠敏 . 机床数控化改造的研究J 煤矿机电 .2005,(5. 4 杨贵杰，秦冬冬，高速电主轴的关键技术及发展趋势。哈尔滨工业大学硕士学位论文 2008 5 刘杰等编著机电一体化设计北京：冶金工业出版社，2003.1 6 孙志礼，冷聚兴，魏延刚，曾海泉机械设计东北大学出版社 200

10、0.9. 7 孙志礼等主编机械设计沈阳：东北大学出版社，2000.9. 8 靳龙数控加工中心进给系统设计分析机械研究与应用 -2005 年 5 期. 9 常兴，刘国锋，田勇. 普通车床数控化改造及其设计计算. 现代制造工程2005(8. 10 Optimal Principle of Cutting Tool for NC Machine-CenterPU Wenyu Mechanical En11 Automatic Tool Changer of NC Machining Center LIU Wei Machine Tool & Hydrauli12 周延佑 . 世界数控系统的发展与机床

11、数控化改造J.中国机电日报，2003.3.16. 13 雷学东 . 数控原理与系统M. 南京：南京大学出版社，2002.6. 14 卢胜利，王睿鹏，祝玲现代数控系统M 北京：机械工业出版社，200615 王计文 . 浅谈普通机床的数控改造J.机床与液压 .1999(3:82-83. 16 晏初宏 . 数控机床与机械结构M. 北京：机械工业出版社，2005. 17 杨叔子 . 再论先进制造技术及其发展趋势J.机械工程学报，2006，42(1:1-4. 18 刘光复，刘志峰，李刚. 绿色设计与绿色制造M. 北京：机械工业出版社，1999. 19 吴孜越普通车床的数控化改造J 机床与液压，2005，

12、(8 ：21 1 21320 罗永顺普通机床数控化改造设计中关键问题的研究J 机床与液压，2005，(6 ：19319521 张亚力简述数控技术的发展趋势J 国土资源高等职业教育研究，2006，(2 22 董笑鹏，张立娟，王兵然浅谈我国数控技术的发展与前景J 机电产品开发与创新，2009，五、毕业论文设计）进程安排进度安排完成内容2018 年 11 月 27 日2018 年 12 月 30日了解并熟悉设计课题并准备相关资料。2018 年 12 月 30 日2018 年 01 月 20日充实和完善课题设计资料并了解和学习相关知识。2018 年 01 月 20 日2018 年 03 月 15日撰写

13、课题开题报告，并进行初步理论设计。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 6 页个人资料整理仅限学习使用5 / 6 2018年 03 月 15 日2018 年 04 月 5 日深入的理论具体分析设计并具体技术剖析。2018年 04 月 5 日2018 年 04 月 20 日各系统的设计与校核并反复修正。2018 年 04 月 20 日2018 年 05 月 15日绘制结构图和工作原理图。2018 年 05 月 15 日2018 年 05 月 25日撰写设计说明书。2018 年 05 月 25 日2018 年 06 月 10日毕业设计 论文）审查定稿。六、指导教师意见1对开题报告的评语2对开题报告的意见及建议所在院 系）审查意见：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 6 页