机械机床毕业设计46CK6136数控卧式车床机械结构设计
目录
1 数控车床的加工特点分析 (1)
1.1 数控车床的优点 (1)
1.2 数控车床加工特点 (1)
1.3 适合数控车床加工的零件 (2)
2 总体方案设计 (3)
2.1 主传动的组成部分 (4)
2.2 机床主要部件及其运动方式的选定 (5)
2.3 机床参数的拟定 (5)
2.4 各组成部件的特性与所应达到的要求 (8)
3 机床主传动设计 (10)
3.1 主要技术参数的确定 (10)
3.2 电动机的选择 (18)
3.3 齿轮传动的设计计算 (19)
3.4 轴的设计计算 (21)
4 横向进给系统的设计计算 (33)
4.1 滚珠丝杠螺母副的选择计算 (33)
4.2 步进电机的选择 (37)
5.1 绘制控制系统结构框图 (40)
5.2 选择中央处理单元（CPU）的类型 (41)
5.3 存储器扩展电路设计 (41)
5.４I/O接口电路及辅助电路设计 (42)
参考文献 (47)
致谢 (48)
附录 (49)
1 数控车床的加工特点分析
1.1 数控车床的优点
数控车床已越来越多的应用于现代制造业，并发挥出普通车床无法比拟的优势，数控车床主要有以下几优点：
（1）传动链短，与普通车床相比主轴驱动不再是电机皮带齿轮副机构变速，而是采用横向和纵向进给分别由两台伺服电机驱动运动完成，不再使用挂轮、离合器等传统部件，传动链大大缩短。
（2）刚性高，为了与数控系统的高精度相匹配，数控车床的刚性高，以便适应高精度的加工要求。
（3）轻拖动，刀架（工作台）移动采用滚珠丝杠副，摩擦小，移动轻便。丝杠两端的支承式专用轴承，其压力角比普通轴承大，在出厂时便选配好；数控车床的润滑部分采用油雾自动润滑，这些措施都使得数控车床移动轻便。
1.2 数控车床加工特点
（1）自动化程度高，可以减轻操作者的体力劳动强度。数控加工过程是按输入的程序自动完成的，操作者只需起始对刀、装卸工件、更换刀具，在加工过程中，主要是观察和监督车床运行。但是，由于数控车床的技术含量高，操作者的脑力劳动相应提高。
（2）加工零件精度高、质量稳定。数控车床的定位精度和重复定位精度都很高，较容易保证一批零件尺寸的一致性，只要工艺设计和程序正确合理，加之精心操作，就可以保证零件获得较高的加工精度，也便于对加工过程实行质量控制。
（3）生产效率高。数控车床加工是能再一次装夹中加工多个加工表面，一般只检测首件，所以可以省区普通车床加工时的不少中间工序，如划线、尺寸检测等，减少了辅助时间，而且由于数控加工出的零件质量稳定，为后续工序带来方便，其综合效率明显提高。
（4）便于新产品研制和改型。数控加工一般不需要很多复杂的工艺装备，通过编制加工程序就可把形状复杂和精度要求较高的零件加工出来，当产品改型，更改设计时，只要改变程序，而不需要重新设计工装。所以，数控加工能大大缩短产品研制周期，为新产品的研制开发、产品的改进、改型提供了捷径。
（5）可向更高级的制造系统发展。数控车床及其加工技术是计算机辅助制造的基础。
（6）初始投资较大。这是由于数控车床设备费用高，首次加工准备周期较长，维修成本高等因素造成。
（7）维修要求高。数控车床是技术密集型的机电一体化的典型产品，需要维修人员既懂机械，又要懂微电子维修方面的知识，同时还要配备较好的维修装备。
1.3 适合数控车床加工的零件
（1）最适合多品种中小批量零件。随着数控车床制造成本的逐步下降，现在不管是国内还是国外，加工大批量零件的情况也已经出现。加工很小批量和单件生产时，如能缩短程序的调试时间和工装的准备时间也是可以选用的。
（2）精度要求高的零件。有于数控车床的刚性好，制造精度高，对刀精确，能方便的进行尺寸补偿，所以能加工尺寸精度要求高的零件。
（3）表面粗糙度值小的零件。在工件和刀具的材料、精加工余量及刀具角度一定的情况下，表面粗糙度取决于切削速度和进给速度。。在加工表面粗糙度不同的表面时，粗糙度小的表面选用小的进给速度，粗糙度大的表面选用大些的进给速度，可变性很好，这点在普通车床很难做到。
（4）轮廓形状复杂的零件。任意平面曲线都可以用直线或圆弧来逼近，数控车床具有圆弧插补功能，可以加工各种复杂轮廓的零件。
2 总体方案设计
机床工业是机器制造业的重要部门，肩负着为农业、工业、科学技术和国防现代化提供技术装备的任务，是使现代化工业生产具有高生产率和先进的技术经济指标的保证。设计机床的目标就是选用技术先进。经济效果显著的最佳可行方案，以获得高的经济效益和社会效益。
我国是一个机床拥有量大、大部分机床役龄长、数控化程度不高的发展中国家。因此，从事机床设计的人员，应不断地把经过实践检验的新理论、新技术、新方法应用到设计中，做到既要技术先进、经济效益好、效率高。要不断的吸收国外的成功经验，做到既要符合我国国情，又要赶超国际水平。要不断的开拓创新，设计和制造出更多的生产率高、静态动态性能好、结构简单、使用方便、维修容易、造型美观、耗能少、成本低的现代化机床。设计本着以上原则进行，尽量向低成本、高效率、简化操作、符合人机工程的方向考虑。
图1 ck6136数控卧式车床
2.1 主传动的组成部分
主传动由动力源、变速装置及执行元件（如主轴、刀架、工作台等）部分组成。主传动系统属于外联系传动链。
主传动包括动力源（电动机）、变速装置、定比传动机构、主轴组件、操纵机构等十部分组成。
2.1.1 动力源
电动机或液压马达，它给执行件提供动力，并使其获得一定的运动速度和方向。
2.1.2 定比传动机构
具有固定传动比的传动机构，用来实现降速、升速或运动联接，本设计中采用齿轮和带传动。
2.1.3 变速装置
传递动力、运动以及变换运动速度的装置，本设计中采用两个滑移齿轮变速组和一个背轮机构使主轴获得18级转速。
2.1.4 主轴组件
机床的执行件之一，它由主轴支承和安装在主轴上的传动件等组成，
2.1.5 开停装置
用来实现机床的启动和停止的机构，本设计中采用直接开停电动机来实现主轴的启动和停止。
2.1.6 制动装置
用来控制主轴迅速停止转动的装置，以减少辅助时间。本设计中采用电磁式制动器。
2.1.7 换向装置
用来变换机床主轴的旋转方向的装置。本设计中采用电动机直接换向。
2.1.8 操纵机构
控制机床主轴的开停、换向、变速及制动的机构。本设计中，开停、换向和制动采用电控制；变速采用液压控制。
2.1.9 润滑与密封
为了保证主传动的正常工作和良好的使用寿命，必须有良好的润滑装置和可靠的密封装置。本设计中采用箱外循环强制润滑，主轴组件采用迷宫式密封。
2.1.10 箱体
上述个机构和装置都装在箱体中，并应保证其相互位置的准确性。本设计中采用灰铁铸造箱体。
2.1.11 刀架
数控机床中为了实现对刀架的自动控制，采用制动转位刀架。
2.2 机床主要部件及其运动方式的选定
2.2.1 主运动的实现
根据设计要求，本设计采用分离式主传动系统，包括变速箱、主轴箱两部分。其中，变速箱与电动机至于机座内，主轴箱与变速箱采用带传动连接。所有的变速都采用液压操作。
2.2.2 进给运动的实现
本次所设计的机床进给运动均由单片机进行数字控制，因此在X、Y方向上，进给运动均采用滚珠丝杠螺母副，其动力由步进电机通过齿轮传递。齿轮的消隙采用偏心环调整。
2.2.3 数字控制的实现
采用单片机控制，各个控制按扭均安装在控制台上，而控制台摆放在易操作的位置，这一点须根据实际情况而定。
2.2.4 机床其它零部件的选择
考虑到生产效率以及生产的经济性，机床附件如油管、行程开关等，以及标准件如滚珠丝杠、轴承等均选择外购形式。
2.3 机床参数的拟定
2.3.1 主参数的拟定
机床设计的初始，首先需要确定有关参数，它们是传动设计和结构设计的
依据，影响到产品是否能满足所需要的功能要求。
机床主参数直接反映机床的加工能力、特性，决定和影响其它基本参数的数值，如车床的最大加工直径D。
机床基本参数是一些与加工工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的数，可归纳为：尺寸参数、运动参数和动力参数。
在拟定参数时，还要考虑机床发展趋势的要求，与国内外同类型机床的对比等，使拟定的参数能满足机床在经济合理的原则下，最大限度地适应各种不同的工艺要求。
设计题目中已直接给出CK6136数控车床的主参数：
最大工件回转直径D=360㎜
刀架上最大工件回转直径D1=180㎜
选取最大工件长度L=1000㎜ 主轴通孔直径d=36㎜ 主轴头号：（JB2521-79）5号 2.3.2 拟定基本参数的步骤和方法 （1） 极限切削速度 V max 、V min
根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑：工序种类、工艺要求、刀具和工件材料等因素。允许的切削速度极限参考值如下：
表1 极限切削速度参考值
加 工 条 件
V max （m/min ）
V min （m/min ）
硬质合金刀具粗加工铸铁工件 30~50 硬质合金刀具半精加工碳钢工件 150~300
螺纹（丝杠等）加工和铰孔
3~8
通过比较最后选取： V max =300 min m
V min =6 min m
（2） 主轴的极限转速
计算车床主轴极限转速时的的加工直径，按经验分别取（0.1~0.2）D 和(0.45~0.5)D 。则主轴极限转速应为：
max n =
D
V π)2.0~1.0(1000max
m i n r
m i n n =
D
V π)5.0~45.0(1000min
m i n r
在n min 中考虑车螺纹和铰孔时，其加工最大直径应根据实际加工情况选取0.1D 和50㎜左右。
在最后确定n max ，n min 时，还应与同类型车床进行对比。根据切削需要，主轴极限转速确定为：
n max =
min 1000d V mav ?π=360
13.0300
1000???π =2040 min r
n min =
max min 1000d V ?π=50
6
1000??π =38 min r
转速范围 R=
min max n n =38
2040
=53.68
考虑到设计的结构复杂程度要适中,故采用常规的扩大传动, 已知级数Z=18。 今以?=1.26和1.41代入R=?(z-1)式，得R=50.85和344,因此取公比? ＝1.26更为合适。
各级转速数列可直接从标准数列表中查出。标准数列表给出了以?=1.06的从1~10000的数值，因?＝1.26=1.064，从表中找到n max =2000，就可每隔3个数值取出一个数，得：
2000， 1600， 1250， 1000， 800， 630， 500， 400， 315， 250， 200，160， 125，100， 80， 63， 50， 40共18级转速。 （3） 主轴转速级数Z 和公比?
已知 n max / n min =R n n R =?(z-1) 且 Z=2a ?3b
（4） 主电机功率——动力参数的确定
合理地确定电机功率N ，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。
一般采用估算法类比法相结合方法确定通用机床电机功率。 a 中型普通车床典型重切削条件下的的用量
刀具材料：YT15； 工件材料：45号钢； 切削方式：车削外圆。 推荐数据：
表2 切削用量推荐表
系列和规格
切削用量
320Φ
400Φ
普通型 轻型 普通型 轻型 切削深度d p （t ）㎜ 3．5 3 4 3．5 进给量f （s ）㎜/r 0．35 0．25 0．4 0．35 切削速度V m/min
90
75
100
80
b 功率估算法用的计算公式
1）、主切削力： F z =1900a p f 0.75 =1900×3.5×0.350.75 =3026N ； 2)、切削功率： N 切=61200v F z =61200
95
3026?=4.7kw ； 3）、估算主电机功率：
N=
总
切
ηN =
8
.07
.4 =5.875kw
N值必须按我国生产的电机在Y系列的额定功率选取，计有2.2 、3.4 、5.5、7.5、 10、 11kw等。
因此选取N=5.5kw。
2.4 各组成部件的特性与所应达到的要求
2.4.1 床身
机床床身采用优质铸铁，内部筋采用U形布局，床身整体刚性高。滑动导轨面采用中频淬火，淬硬层深。硬度达 HRC52以上，拖板滑动面贴塑，使得进给系统的刚度，摩擦阻尼系数等动、静特性都处于最佳状态。
2.4.2 床头箱结构
机床主传动采用液压操纵机构，可实现十八级转速。机床主轴箱内的传动齿轮均经淬硬磨齿处理，传动比稳定，运转噪音低。机床主轴为二支撑结构，前支撑采用C 级高精度轴承，润滑油润滑，提高了回转精度，使机床主轴具有良好的精度和刚性。机床采用单片式电磁刹车离合器，解决主轴的刹车及离合问题，离合器安装于床头箱带轮侧，使床头箱内结构大为简化，便于维修。
2.4.3 进给系统
机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式，在滑板与床鞍及床鞍与床身之间的滑动面处贴有TSF导轨板，滑动磨擦系数非常小，有助于提高了机床的快速响应性能及生产效率。在进给系统各滑动处及两轴丝杠丝母处都设置了润滑点。
2.4.4 刀架
机床采用立式四工位刀架，该刀架布刀方便，刚性好。
2.4.5 尾座
采用手动尾座
2.4.6 冷却系统
冷却箱放在后床腿中。
2.4.7 卡盘
机床标准配置为_250手动卡盘。
2.4.8 电气系统
电路的动力回路，均有过流、短路保护，机床相关动作都有相应的互锁，以保障设备和人身安全。电气系统具有自诊断功能，操作及维修人员可根据指示灯及显示器等随时观察到机床各部分的运行状态。
2.4.9 安全保护
当机床遇到外部突然断电或自身故障时，由控制电路的设计，机床可动进给轴，冷却电机等如已在“启动”状态者，将进入“停止”状态；如已在“停止”状态的则不可自行进入启动状态，确保了机床的安全。另外由于机床计算机内的控制程序是“固化”在芯片中的，而零件加工程序是由电池供电保护的，所以，意外断电或故障时，不会丢失计算机内存储的程序菜单。
机床具有报警装置及紧急停止按钮，可防止各种突发故障给机床造成损坏。由于软件的合理设计，报警可通过显示器显示文字及报警号，通过操作面板的指示灯指示；机床根据情况将报警的处理方式分为三类：对紧急报警实行“急停”；对一般报警实行“进给保持”；对操作错误只进行“提示”。
3 机床主传动设计
3.1 主要技术参数的确定
机床的主要技术参数包括主参数和基本参数。主参数是机床参数中最主要的，它必须满足以下要求：
a、直接反映出机床的加工能力和特性；
b、决定其他基本参数值的大小；
c、作为机床设计的出发点；
d、作为用户选用机床的主要依据。
对于通用机床（包括专门化机床），主参数通常都以机床的最大加工尺寸表示，只有在不适用于用工件最大尺寸表示时，才采用其他尺寸或物理量。如卧式镗床的主参数用主轴直径，拉床用额定拉力等。为了更完整地表示出机床的工作能力和加工范围，有时在主参数后面标出另一参数值，称为第二主参数。如最大工件长度、最大跨度、主轴数和最大加工模数等。
除主参数外，机床的主要技术参数还包括下列基本参数：
a、与工件尺寸有关的参数；
b、与工、夹、量具标准化有关的参数；
c、与机床结构有关的参数；
3.1.1 尺寸参数
表3 机床主要尺寸参数内容
与工件主要尺寸有关的参数
最大加工
尺寸
最大加工直径或最大工件直径，最大加工模数、螺旋角
主轴通孔直径
最大加工长度或最大工件长度
最大工件安装尺寸。如工作台尺寸、主轴端面至工作台面最大距离、主轴中心线至工作台面最大距离或立柱间距等
最小工件加工尺寸。如主轴中心线至工作台面距离、最小车削直径、最小磨削外径或孔径等
部件运动
尺寸范围
刀架、工作台、主轴箱、横梁的最大行程
刀架、工作台、砂轮（导轮）箱或摇臂的最大回转角度
与工、夹、量具标准化有关的参数主轴或尾架套筒的锥孔大小
工件头架或尾架的顶尖安装锥度
刀杆断面尺寸、刀夹最大尺寸、安装的刀具直径工作台T型槽的尺寸和数目
与机床结构有关的参数床身或摇臂的导轨宽度
花盘或圆工作台的直径
主轴中心线或工作台面至地面的高度
尺寸参数是表示机床工作范围的主要尺寸和工、夹、量具的标准化及机床结构有关的主要参数。如普通车床横刀架上最大工件的回转直径，在相同中心高的情况下，这一尺寸参数既决定加工长工件的最大直径，又决定刀架的厚度及其刚性。
机床的主参数主要决定于工件的尺寸。对于各类通用机床，已在调查研究各种工件的基础上制定出了机床的参数标准，设计时应该遵照执行。专用机床的主参数则基本上可以根据工件尺寸决定。
主参数系列采用优先数系，这样做有如下好处：
（1）优先数按等比级数分级，能在较宽的范围内以较少的品种，经济合理地满足用户的需要，即可把产品的品种规格限制在必需的最少范围内。
（2）优先数系具有各种不同公比的系列，因而可以满足较密和较疏的分级要求。 其他尺寸参数一般根据主参数来确定。但由于机床的使用情况比较复杂，这些尺寸参数的确定还有相似分析法和图解分析法及回归分析法。由此可以得尺寸参数
表4 CK6136数控卧式车床的主要尺寸参数
参数项目
单位 数值 床身上最大工件回转直径 mm 360 刀架上最大工件回转直径
mm 180 主轴通孔直径 mm 36 主轴锥孔莫氏 Nq 6 尾架顶尖套锥孔莫氏 Nq 5 最大工件长度L mm 750 刀杆截面尺寸
mm
20×20
3.1.2 运动参数
运动参数包括机床主运动（切削运动）的速度范围和级数，进给量范围和级数以及辅助运动的速度等，它是由加工表面成形运动的工艺要求所决定的。
主轴极限转速和变速范围
对于主运动为回转运动的机床，主轴极限转速为：
min)(1000min
max
max r d v n π=
min)(1000max
min
min r d v n π=
式中的min d 或max d 不是该机床可能加工的的最小或最大直径，而是认为是在机床
全部工艺范围内可以用最大切削速度max v 来加工时的最小工件直径和用最小切削速度
min v 来加工时的最大工件直径，这样才能得出合理的极限转速值。
（1）极限切削速度V max 、V min
根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑：工序种类、工艺要求、刀具和工件材料等因素。
表5 允许的切削速度极限参考值
加工条件 max v
min v
硬质合金刀具粗加工 80~120
硬质合金刀具半精加工
或精加工 150~250
高速钢刀具低速光刀 <10 安装磨头附件进行磨削
3.5~7.5 精铰孔 1.5~4 宽刀加工 1.5~3.5 精车丝杠或蜗轮
1.25~1.5
选择极限转速的典型条件为：
a ．最大切削速度按硬质合金车刀半精车和精车钢料来取值．考虑较小规格车床可普遍采用可转位刀片，切速可适当提高，故对主参数为Ｄ（最大工件回转直径）＝250~630mm 的车床取250m/min,而大规格车床换刀费时取切速小些耐用度可以高些，故Ｄ＝800~1000mm 的车床取200m/min ；
b ．最小切速min v 可考虑两种情况，即（a ）高速钢车刀精车丝杠和（b ）高速钢车刀低速光车盘类零件，故min v 分别取（a ）1.5m/min 和（b ）8m/min ；
c ．最小工件直径min
d ，即使用max v 时可能遇到的最小工件直径，一般取0.1Ｄ； d ．最大工件直径max d ，当min v 为b 中情况（a ）时，即按车削丝杠可能遇到的最大直径，取0.1Ｄ，min v 为b 中情况（b ）时，按刀架滑板上最大工件回转直径Ｄ1（对多数车床Ｄ1＝0.5Ｄ）．
由上分析得到按典型加工条件选取的数值如下表所示：
表6 典型加工条件选取的数值表
主参数
系列
极限切削速度（m/min ）
最大和最小工件直径
（mm ） 变速范围n R
最大工件回转直径Ｄ（mm ）
max
v
min v Rv
min
d
max d
Rn=RvRd
（a ） ( b )
（a ） （b ）
250~630
250
1.5
8
（ a ）Rv=166.7
（ b ）Rv=31.25
0.1
D
0.1D
D1
（0.5D ）
(a) Rn=166.7
(b) Rn=156.2 800~1000
200
（ a ）Rv=133.3
（b ） Rv=25
(a) Rn=133.3
(b) Rn=125
3.1.3 主轴转速的确定 （1）主轴最高转速Max N 的确定
根据分析，用硬质合金车刀对小直径钢材半精车外圆时，主轴转速为最高，按经验，并参考切削用量资料，取min /200m V max =，k=0.5, Rd=0.2, 则：
180mm 3605.0D k d max =?=?= 36mm 1802.0d R d max d min =?=?= min /1990r d 1000V n min
max
max =?=
π
（2）主轴最低转速Min N 的确定
根据分析，主轴最低转速由以下工序决定：
用高速钢车刀，对铸铁材料的盘形零件粗车端面。按经验，并参切削用量资料，取V max =15m/min,则最低转速为：
min /27r 180
151000d 1000V n max min
m in =??==
ππ
3.1.4 转速范围及公比φ的确定
根据最高转速与最底转速可初步得出主轴转速范围 M i n M a x n N N R =
=27
1990
＝73.7 则公比 29.17.731181===--z n R φ 由设计手册取标准值得 φ =1.26
根据标准公比及初算Min N ，查表取Min N =40r/min ，则最高转速
M a x N =Min N ×17
φ
=40×1726.1 =2034r/min 则主轴转速范围
85.50402034===Min
Max n N N
R
且验算公比得φ=1.25993く1.26,满足要求。 3.1.5 结构式与结构网的确定 1）结构式的确立
结构式的方案共有如下几种：
18=3×3×2 18=2×3×3 18=3×2×3
在上述方案中，三个方案可根据下述原则比较：从电机到主轴，一般为降速传动。接近电机处的零件，转速较高，从而转矩较小，尺寸也就较小。如使传动副较多的传动组放在接近电机处，则可使小尺寸的零件多些，而大尺寸的零件可以少些，这样就节省省材料，经济上就占优势，且这也符合“前多后少”的原则。从这个角度考虑，以取18=3×3×2的方案为好，本次设计即采用此方案。
根据设计要求确定如下结构式：
18 = 3（1）× 3（3）× 2（9）
基本组 扩一组 扩二组
2）构网的拟定
（1）传动副的极限传动比范围和传动组的极限变速范围
在降速时，为防止被动齿轮的直径过大而使径向尺寸太大，常限制最小传动比
max i ≥1/4。在升速时，为防止产生过大的振动和噪声，常限制最大传动比max i ≤2。
（2）基本组和扩大组的排列顺序
原则是选择中间传动轴变速范围最小的方案。因为如果各方案同号传动轴的最高转速相同，则变速范围小的，最低转速高，转矩小，传动件的尺寸也就小些。 根据前面求得的公比 =1.26,按照以上原则，选择最佳方案， 作结构网图如下图所示：
n 1
n 2n 3n 4n 5n 6n 7n 8n 9n 10n 11n 12n 13n 14n 15n 16n 17n 18
图2 车床结构网图
3.1.6 转速图的拟定
电动机和主轴的转速是已定的，当选定了结构式和结构网后，就可分配各传动组的传动比，并确定中间轴的转速。再加上定比传动，就可画出转速图。中间轴的转速如果能高一些，传动件的尺寸也就可以小一些。但是，中间轴如果转速过高，将会引起过大的振动、发热和噪声。因此，要注意限制中间轴的转速，不使过高。
本次设计所选用的结构式共有三个传动组，变速机构共需5根轴，加上电动机轴共6根轴，故转速图上需6条竖线；主轴共18种转速，电动机轴与轴1之间采用定比传动。转速图如下图所示：
图3 车床转速图
3.1.7 传动比参数的确定
（1）、电动机与轴1传动副齿轮齿数的确定
因为铣床不需要正反转，为了便于速度的分配，该传动副采用定比传动，其传动比有速度可求得：
i =1142/1440=1/1.26
为了方便电动机与变速箱在机座内的布置，电动机与变速箱的联结采用带传动。根据带轮的标准，尺寸值定为112mm 和140mm 。
变速箱与主轴箱之间采用带传动，为了便于完成转速的要求和速度的分配确定其带轮的尺寸比为：172：200。
为了减少变速箱的轴向尺寸，减少齿轮数目，简化结构，采用一对公用齿轮的传动系统。因而，两变速组的传动比互相牵制，可能会增加径向尺寸。
（2）、轴1与轴2传动副齿轮齿数的确定
根据转速图可得，该传动副的传动比i =1/1.26、i =1、i =1.26。查《金属切削机床》Page156页表8-1，并考虑到主轴箱的几何尺寸，取该传动副中min Z =30，齿数和
z S =104，则由传动比可求得该传动副齿数比为：
当i =1/1.6时 Z 1/Z 2=46：58
当i =1时 Z 1/Z 2=52：52 当i =1.6时 Z 1/Z 2=58：46 （3）、轴2与轴3传动副齿轮齿数的确定
根据转速图可得，该传动副的传动比i =226.1，i =-126.1及i ＝426.1 。查《金属切削机床》Page156页表8-1，并考虑到主轴箱的几何尺寸，取该传动副min Z =22，齿数和
Z S =108，则由传动比可求得：
该传动副齿数比为：
Z 2/Z 3=42：66 Z 2/Z 3=54：54 ,
Z 2/Z 3=66：42
轴4与轴5间采用背轮机构，总传动比为9
26
.11
，和齿形离合器，传动比为：1。 齿数为： 第一级：20*2.5：65*2.5 第二级：30*3：75*3
3.1.8 传动系统图的绘制
根据计算结果，用规定的符号，以适当比例在方格纸上绘出转速图和主传动系统图。
图4 CK6136数控车床主传动系统图
3.2 电动机的选择
3.2.1 电动机的功率计算
按在各种加工情况下较经常遇到的最大切削力和最大切削速度来计算，在车床中，切断工件的切削力大于外圆车削，因而按用硬质合金刀具切断钢材时来计算。即：
00
126v
F N z ?＝
切 (1) 式中 z F ——主切削力的切向分力(N)
V ——切削速度(m/min ) 具体计算见下章
)k g f (25p f
B .1F z = )k g f (F )55.0~4.0(F z y =
由查《机床设计手册》得出参数: P=200 B= 6 f=0.3mm/r 则 4410N 3.08.9620025.1F z =????= 所以得有效功率为：
kw 9.261200
40
4410N ＝＝
切? 取ηm =0.8，
则由经验公式可得电动机总功率为： kw 625.38.02.9N
N m
c ==η=
3.2.2 电动机参数的选择
在选择电动机时，必须使得P 额定≥P 总，根据这个原则，查《机械设计手册》选取Y112-M-4型电动机.
3.3 齿轮传动的设计计算
由于直齿圆柱齿轮具有加工和安装方便、生产效率高、生产成本低等优点，而且直齿圆柱齿轮传动也能满足设计要求，所以本次设计选用渐开线直齿圆柱齿轮传动；主轴箱中的齿轮用于传递动力和运动，它的精度直接与工作的平稳性、接触误差及噪声有关。为了控制噪声，机床上主传动齿轮都选用较高的精度，但考虑到制造成本，本次设计都选用6-7级的精度。具体设计步骤如下： 3.3.1 模数的估算：
按接触疲劳和弯曲疲劳计算齿轮模数比较复杂，而且有些系数只有在齿轮各参数都已知道后方可确定，所以只在草图画完之后校核用。在画草图之前，先估算，再选用标准齿轮模数。
齿轮弯曲疲劳的估算公式：
w m 332j
Zn N
≥mm （式中N 即为齿轮所传递的功率） (2)
齿面点蚀的估算公式：
A 3
32j
n N
≥mm （式中N 即为齿轮所传递的功率） (3) 其中j n 为大齿轮的计算转速，A 为齿轮中心距。 由中心距A 及齿数21,Z Z 求出模数： 2
12Z Z A
m j +=
mm
根据估算所得w m 和j m 中较大的值，选取相近的标准模数。 前面已求得各轴所传递的功率，各轴上齿轮模数估算如下：
第一对齿轮副 w m 5.10
1513099
.04.0323
≈??≥mm
A 3.48015199.00.4323
=?≥mm 25.147
303
.482m j =+?=mm
所以，第一对齿轮副传动的齿轮模数应为5.1m m w ≥≥mm
数控机床毕业设计板式样
项目5 型腔加工训练一 训练目的 ●根据工艺要求掌握内型腔和封闭凹槽加工方案。 ●合理选用刀具及合理的切削用量。 ●运用环切法切削内型腔。 ●掌握内型腔的加工刀具、走刀路线、去除余量的方法和编程技巧。任务1 工艺分析及理 1.零件图样的分析 零件图 图1-5-1
毛坯图 图1-5-2 如图1-5-1所示，零件材料为硬铝，切削性能较好，加工部分由内型腔和岛内型腔构成，图中主要尺寸注明公差要考虑精度问题。零件毛坯100mm×120mm ×20mm的方料，已完成上下平面及周边侧面的加工,如图1-5-2所示。 2.选择加工机床 用立式三坐标数控铣床或加工中心较为合适。机床型号：XK6325（FANUC-oi MC系统）或VMA600。这里选用VMA600加工中心。 3.加工工艺分析 本零件在加工中心上一次装夹即可完成所有加工内容，故确定一道工序，四个工步完成零件加工。 工步一用φ16的高速钢键槽铣刀环切法粗铣十字形凹槽。侧面留单边余量0.1mm。深度留0.1mm精加工余量。 工步二用φ16的高速钢立铣刀环切法精加工十字形凹槽到图纸尺寸要求。 工步三用φ8的高速钢键槽铣刀粗铣方形凹槽，侧面留单边余量0.1mm。深度方向留0.1mm精加工余量。 工步四用φ8的高速钢立铣刀精铣方形凹槽到图纸尺寸要求。 4.走刀路线 工步一环切法粗铣十字形凹槽。走刀路线如图1-5-3。从A（-10，0）点下
至切削深度，按A→C→D→E→F→H→I→J→K→M→N→L→P→Q→R →S→T→Z→D→E →F→H→B→O的路线进给，从O（0，0）点抬刀。 图1-5-3 粗铣十字形凹槽走刀路线 工步二环切法精铣十字形凹槽。走刀路线如图1-5-3所示。从A（-10，0）点下至切削深度，A→C建立左刀补，C→E直线切入，按E→F→H→I→J→K→M →N→L→P→Q→R →S→T→Z→D→E →F→H的路线进给，H→B直线切出，从B →O取消刀补，O点抬刀。 工步三粗铣封闭方型凹槽，方型凹槽内轮廓走刀路线（经旋转45度角后得到）如图1-5-4。O（0，0）→A（0，-40）建立左刀补，A点下刀至切削深度，按A→B→C→D→E→F→H→I→J→A的路线进给，A点抬刀，A→O点取消刀补。 方型凹槽外轮廓走刀路线（经旋转45度角后得到）如图1-5-4。O（0，0）→K（0，-40）建立右刀补，K点下刀至切削深度，按K→M→N→U→V→W→Q→P →S→K的路线进给，K点抬刀，K→O点取消刀补。
数控技术毕业设计
毕业设计 标题︰轴类零件工艺设计学生姓名︰ 系部︰机械工程系专业︰数控技术 班级︰ 指导老师︰ 校外指导老师︰
目录 摘要 (4) 1．绪论 (5) 1.1数控技术的现状与发展趋势 (5) 2. 零件工艺分析 (6) 2.1零件的用途 (6) 2.2零件图工艺分析 (6) 2.3零件毛坯及材料的选择 (7) 3.加工设备及辅助工具的选择 (9) 3.1机床的选择 (9) 3.2刀具的选择 (9) 3.3量具的选择 (10) 3.4夹具的选择 (10) 4.拟定工艺方案 (11) 4.1加工工序的划分 (11) 4.2加工顺序的确定 (11) 4.3加工路线的确定 (12) 4.4零件定位基准的确定 (14) 4.5装夹方式的确定 (15) 4.6工作坐标原点与换刀点的确定 (16) 5.切削用量选择 (17) 5.1背吃刀量的确定 (17) 5.2主轴转速的确定 (17) 5.3进给速度的确定 (19) 6.切削液的选择 (20)
7.工艺文件的制定及程序编制 (21) 7.1数控加工工艺卡 (21) 7.2刀具卡 (22) 7.3程序编制 (23) 8．机械加工精度及零件表面质量 (31) 8.1机械加工精度 (31) 8.2零件表面质量 (31) 结论 (33) 参考文献 (34) 附录 (35) 后记 (36)
摘要 数控加工工艺是数控编程与操作的基础，合理的工艺是保证数控加工质量、发挥数控机床效能的前提条件。因此本文主要是对轴类零件的数控加工工艺进行分析，详细地阐述了轴类零件的加工工艺分析及制定加工方案的整个设计过程。该轴类零件的结构特点是由圆柱、圆弧、椭圆弧、螺纹、槽等组成内外表面的回转体。零件的加工过程是首先用粗基准定位，加工出精基准表面；然后采用精基准定位，加工零件的其他表面。工艺路线的拟订是制订工艺规程的关健，它与定位基准的选择有密切关系。其次在机床、刀具、夹具切削用量的选择中，着重考虑到其对零件的加工的因素，为工艺设计节省了大量的时间。提高了设计效率。本文内容大致介绍了数控技术的发展趋势、对零件加工工艺步骤分析以及数控编程等。利用计算机辅助设计-AuToCAD绘制椭圆轴的二维图，用G代码指令进行手工编程并制定了相关的工艺文件，最后对机械加工精度及零件表面质量进行分析。 关键词：数控技术、轴类零件、工艺设计、程序编制
C6140卧式车床数控化改造设计
目录 1设计任务 (2) 2设计要求 (2) 2.1总体方案设计要求 (3) 2.2设计参数 (3) 2.3.其它要求 (5) 3进给伺服系统机械部分设计与计算 (5) 3.1进给系统机械结构改造设计 (5) 3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (6) 3.2.1确定系统的脉冲当量 (6) 3.2.2纵向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (6) 3.2.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (10) 4步进电动机的计算与选型 (13) 4.1步进电动机选用的基本原则 (13) 4.1.1步距角α (13) 4.1.2精度 (14) 4.1.3转矩 (14) 4.1.4启动频率 (14) 4.2步进电动机的选择 (14) 4.2.1 C6140纵向进给系统步进电机的确定 (14) 4.2.2 C6140横向进给系统步进电机的确定 (14) 5电动刀架的选择 (15) 6控制系统硬件电路设计 (15) 6.1控制系统的功能要求 (16) 6.2硬件电路的组成： (16) 6.3电路原理图 (16) 6.4主轴正反转与冷却泵启动梯形图.......................................... 错误！未定义书签。7总结 .. (18) 8参考文献 (18)
1设计任务 设计任务:将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床。 主要技术指标如下： 1) 床身最大加工直径460mm 2) 最大加工长度1150mm 3) X 方向（横向）的脉冲当量 mm/脉冲，Z 方向（纵向）脉冲 当量 mm/脉冲 4) X 方向最快移动速度v xmax =3100mm/min ，Z 方向为v zmax =6000mm/min 5) X 方向最快工进速度v xmaxf =370mm/min ，Z 方向为v zmaxf =730mm/min 6) X 方向定位精度±0.01mm ，Z 方向±0.02mm 7) 可以车削柱面、平面、锥面与球面等 8) 安装螺纹编码器，最大导程为25mm 9) 自动控制主轴的正转、反转与停止，并可以输注主轴有级变速与无极变 速信号 10) 自动控制冷却泵的起/停 11) 纵、横向安装限位开关 12) 数控系统可与PC 机串行通讯 13) 显示界面采用LED 数码管，编程采用相应数控代码 01.0=x δ02.0=z δ
数控机床毕业设计论文设计
题目数控机床的组成加工原理与工艺 系部：机电工程系 专业：机电一体化 指导老师： 班级： 学生：
目录 绪论 (1) 第一章数控车床的基本组成和工作原理 (4) 1.1 任务准备 (4) 1.1.1 机床结构 (4) 1.2 工作原理 (6) 1.3 数控车床的分类 (6) 1.4 数控车床的性能指标 (7) 1.5 数控车床的特点 (8) 第二章数控车床编程与操作....... . (10) 2.1 数控车床概述 (10) 2.1.1数控车床的组 (10) 2.1.2数控车床的机械构成 (11) 2.1.3数控系统 (11) 2.1.4数控车床的特点 (12) 2.1.5数控车床的分类 (13) 2.1.6数控车床（CJK6153）的主要技术 (13) 2.1.7数控车床（CJK6153）的润滑 (13) 2.2 数控车床的编程方法 (13) 2.2.1设定数控车床的机床坐标系 (13) 2.2.2设定数控车床的工件坐标系 (14) 第三章数控车床加工工艺分析 (20) 3.1 零件图样分析......................................... (20) 3.2 工艺分析 (21) 3.3 车孔的关键技术 (21)
3.4 解决排屑问题 (21) 3.5 加工方法 (22) 第四章当前数控机床技术发展趋势 (24) 4.1 是精密加工技术有所突破 (24) 4.2 是技术集成和技术复合趋势明显 (24) 结束语 (25) 参考文献 (26)
绪论 数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯 机并加工零件。 数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：●加工精度高，具有稳定的加工质量； ●可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；●加工零件改变时，一 般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；数控折弯机 ●机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的3~5倍）；●机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；●对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。数控机床一般由下列几个部分组成：●主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控机床●数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。●驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。 ●辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控检测装置等。●编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。自从1952年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件 和软件方面，都有飞速发展。
数控机床自动润滑系统毕业设计
江西城市职业学院2011届毕业设计 题目：数控机床自动润滑系统设计 分院：机电工程学院 班级：数控08—1班 学号： 080744080104 学生姓名： XXXX 起讫日期： 指导教师：职称： 教研室主任： 审核日期：
数控机床自动润滑系统 摘要 机床润滑系统的设计、调试和维修保养，对于提高机床加工精度、延长机床使用寿命等都有着十分重要的作用。但是在润滑系统的电气控制方面，仍存在以下问题:一是润滑系统工作状态的监控。数控机床控制系统中一般仅设邮箱釉面监控，以防供油不足，而对润滑系统易出现的漏油、油路堵塞等现象，不能及时做出反应。二是设置的润滑循环和给油时间单一，容易造成浪费。数控机床在不同的工作状态下，需要的润滑剂量是不一样的，如在机床暂停阶段就比加工阶段所需要的润滑油量要少。针对上述情况，在数控机床电气控制系统中，对润滑控制部分进行了改进设计，时刻监控润滑系统的工作状况，以保证机床机械部件得到良好的润滑，并且还可以根据机床的工作状态，自动调整供油、循环时间，以节约润滑油。 数控机床中润滑系统为间歇供油工作方式。因此，润滑系统中的压力采用定期检查方式，即在润滑泵每次工作以后检查。如果出现故障，如漏油、油泵失效、油路堵塞，润滑系统内的压力就会突然下降或升高，此时应立即强制机床停止运行，进行检查，以免事态扩大。油面过低以往习惯的处理方法是将“油面过低”信号与“压力异常”报警信号归为一类，作为紧急停止信号。一旦PMC系统接收到上述信号，机床立即进入紧急停止状态，同时让伺服系统断电。但是，与润滑系统因油路堵塞或漏油现象而造成“压力异常”的情况不同，如果润滑泵油箱内油不够，短时间不至于影响机床的性能，无需立即使机床停止工作。但是，出现此现象后，控制系统应及时显示相应的信息，提醒操作人员及时添加润滑油。如果操作人员没有在规定时间内予以补充，系统就会控制机床立即进入暂停状态。只有及时补给润滑油后，才允许操作人员运行机床，继续中断的工作。针对“油面过低”信号，这样的处理方法可以避免发生不必要的停机，减少辅助加工时间，特别是在加工大型模具的时候。在设计时，我们将“油面过低”信号归为电气控制系统“进给暂停”类信号，采用“提醒——警告——暂停，禁止自动运行”的报警。一旦油箱内油过少，不仅在操作面板上有红色指示灯提示，在屏幕上也同时显示警告信息，提醒操作人员。如果该信号在规定的时间内没有消失，则让机床迅速进入进给暂停状态，此时暂停机床进行任何自动操作。操作人员往油箱内添加足够的润滑油后，只需要按“循环启动”按钮，就可以解除此状态，让机床继续暂停前的加工操作。 该系统采用PLC进行控制。正常情况下，按下启动按钮，润滑电动机M立即运行，20S
普通车床数控化改造中机械结构的设计
普通车床数控化改造中机械结构的设计 发表时间：2019-05-13T10:35:33.893Z 来源：《防护工程》2019年第2期作者：曾玉成唐良军 [导读] 车床在机械加工中是重要的基础设备，车床的性能是影响生产的关键。 广东科达洁能股份有限公司广东省佛山市 528313 摘要：车床在机械加工中是重要的基础设备，车床的性能是影响生产的关键。随着社会的发展，新型的数控车床具有精度高、效率高等特点，可以实现自动化控制，普通的车床无法满足当前企业的生产现状，因此对一些普通车床进行数控改造，既达到了使用要求，还为企业节约了成本。 关键词：数控；机械；车床；改造 随着数控机床的普及，各加工企业都在更改机械加工工艺，将原来普通车床加工的流程都尽可能地安排到数控机床上来进行。普通车床具有操作简单、精度保持性好、故障率低等特点，在机械加工企业中一般都大量使用。通过改造可以使普通车床达到数据化生产的要求，提高企业的生产效能。 1普通车床改造总体方案设计 普通车床的数控化改造是一项技术性很强的工作，首先根据车床的规格与技术性能指标，设计基于该车床的整体改造方案，并给出详细的改造流程；然后进行任务分解，确定各部分的实施方案。普通车床数据化改造一般按如下步骤进行。 1.1对被加工对象进行工艺分析 普通车床主要用于回转类（轴类、盘类）以及螺纹零件加工，这些零件具有不同形状、不同技术要求，因而加工方法也不同，对车床改造后的要求也不相同。故应在工艺分析的基础上计算切削力及切削功率，计算进给系统和主轴所需的参数。 1.2被改造车床的现状分析 一定要掌握原始数据。车床改造时，一些零部件被拆掉同时还要增添一些新的机构，这就必须要确定相关的尺寸和连接方式。了解被改造车床当前的主要缺陷，如外圆车削产生锥度、端面车削平面度超差等，通过分析，在改造中采取措施予以解决。充分估计实际载荷，保证整机及各组成件的刚度，才能使数控改造后的车床加工精度和工作性能满足要求。 1.3制定总体设计方案 在充分进行技术分析并确定改造后，首先需要确定车床的现状及参数；根据机床现有的规格参数，再确定改造所需的硬件的型号和数量，机械部分主要有丝杠、丝母、轴承、轴承座、刀架等，电气部分主要有伺服驱动电机、变频器、强电元器件等。 以普通车床数控改造为例，在查阅其主要技术参数及对现状分析后，对滚珠丝杠副、步进电动机的选用进行梳理，给出较为实用的设计计算及应用方案。 2车床数控改造传动部件滚珠丝杠副的设计 2.1切削力的计算 总切削力沿X、Y、Z方向分解为互相垂直的Fc、Ff和Fp三个分力。主切削力Fc用于计算机床主运动机构及刀具强度，是选择切削用量的主要依据，是消耗功率最多的；进给力Ff是校验进给机构强度和确定进给功率的主要依据；背向力Fp是使工件在切削过程中产生振动的力，用来计算工艺系统刚度。切削力可按下列经验公式计算： Fc=0.67D1.5max.（1） Ff=（0.1~0.6）Fc.（2） Fp=（0.15~0.7）Fc.（3） 其中：Dmax为车床床身的最大加工直径，mm。横切端面时主切削力可取纵切时Fc的1/2。为简便起见，也可按照以下比例分别计算出另外两个切削分力。 Fc∶Ff∶Fp=1∶0.25∶0.4.（4） 2.2滚珠丝杠螺母副的计算与选型 滚珠丝杠螺母副已经标准化，其主要作用是将旋转运动转换为直线运动，从而使机床能够加工出所需零件。滚珠丝杠螺母副的型号可通过导程、动负载、螺纹底径等参数确定。 2.2.1滚珠丝杠上的牵引力计算 作用在滚珠丝杠上的牵引力Fm是根据切削分力和运动部件的重力引起的进给抗力来计算的，其数值大小与导轨形状有关。对于矩形导轨： Fm=kFf+f′（Fc+Fp+G）.（5） 对于燕尾形导轨： Fm=kFp+f′（Fc+Ff+G）.（6） 对于三角形或综合导轨： Fm=kFf+f′（Fc+G）.（7） 其中：G为移动部件的重量，N；f′为导轨上的摩擦因数；k为考虑颠覆力矩影响的试验系数。 正常情况下，矩形导轨k=1.1，f′=0.15；燕尾形导轨k=1.4，f′=0.2；三角形或综合导轨k=1.15，f′=0.15~0.18。 2.2.2计算滚珠丝杠副的动负载、静负载 动负载C即滚珠丝杠承受的轴向负载的最大值，通过牵引力和要求的寿命值进行如下计算： 其中：fh为硬度系数，硬度为60HRC时，取fh=1，小于60HRC时，fh>1；fw为运转系数，一般情况下fw取1.2~1.5，有冲击时fw取
数控车床毕业设计
数控车床毕业设计
南京工程学院继续教育学院毕业论文典型轴类零件数控车削加工设计姓名：钱春花 学号：07323 专业：机电一体化 学历：大专 指导教师: 姜爱国
函授站：无锡交通高等职业技术学校 中国·南京 2012年5月 目录 前言（引言） 1．课题选择及说明 1．1 选题目标 1．2 课题说明 1．3图纸
2．加工内容和加工要求分析 2．1 加工结构及分布 2．2 加工要求分析 2．3 加工重点和难点分析 2．4加工内容和要求分析表 3．1加工方案设计初步考虑 3．1 加工过程设计 3．2 加工设计其它方案及优化4．加工设备选用 4．1机床选用： 4．2刀具选择 4．3夹具选用： 4．4量具 4．4工具清单 5．加工程序 6．操作加工要点 6．1加工准备 6．2工件加工 6．3对工件加工操作的改进 7．课题设计小结 7．1设计内容总结 7．2设计效果论证 7．4设计不足分析和可能的优化展望 7．3设计体会 参考文献资料
1．课题选择及说明 1．1 选题目标 通过典型轴零件数控车床加工设计，进一步提高工艺分析、工艺设计及工艺技术文件的编写、程序编写，提高综合数控加工技能。 是专业各门课程综合应用，提高专业能力。 设计与工作实际相结合，提高工作适应能力。 目的： 1、通过零件加工工艺设计进一步掌握零件加工的过程和每一步的加工要求，在设计过程中，充分利用在校所学内容，使之融会贯通，加深对所学内容的理解和掌握。 2、设计过程中必须认真考虑加工三要素的设定，它们是加工中最重要的三个参数。合理设置可以提高加工精度，缩短加工时间，节约生产成本。通过设计可以更深一点地理解并掌握三要素的设定方法。 3、设计中涉及了车断面、车外圆、车椭圆、镗孔、车内外螺纹等加工方式。通过对如上常用加工方式的工艺设计，熟悉了这些加工方式的加工特点，工艺设计的方法。 4、在此次设计过程中，肯定会遇到各种各样的困难，这也能提高我遇到问题解决问题的能力。对今后的工作以及生活都大有益处。 意义： 1、随着全国产业机械化的提高，相应的机械零件的加工精度要求也随之愈加严格，对零件加工工艺进行合理设计能更好的在现有的加工条件下使加工精度得以最大化。 2、在制造业要求“成本最低化，利益最大化”的大前提下，零件加工工艺也有充分的必要性。它可以缩短加工时间，提高生产效率，降低原材料的报废率，从另一方面讲，也有效的降低了工人们的劳动强度。
数控车床4工位自动回转刀架结构设计
目录 目录----------------------------------------------------------------1 第1节自动回转刀架总体设计--------------------------------------------------------------2 1.1概述-----------------------------------------------------------2 1.2数控车床自动回转刀架的发展趋势--------------------------------------------------2 1.3自动回转刀架的工作原理-----------------------------------------3 第2节主动传动部件的设计计算-----------------------------------------------------------5 2.1蜗杆副的设计计算------------------------------------------------5 2.2轴承的选用------------------------------------------------------7 第3节刀架体的设计-------------------------------------------------8 第4节控制系统的选择-----------------------------------------------8 4.1单片机的工作原理------------------------------------------------9 4.2刀架控制流程图--------------------------------------------------10 第5节结论---------------------------------------------------------12 参考文献------------------------------------------------------------14
数控技术毕业设计
吉林工业职业技术学院 学生毕业设计（论文）报告 系别：化工机械系 专业：数控技术 班号：3101 学生姓名：阴向明 学生学号：21 设计（论文）题目：传动轴数控加工工艺设计指导教师：邵永录 设计地点：吉林工业职业技术学院起迄日期：2013.4.24～2013.5.8
毕业设计（论文）任务书 专业数控技术班级 3101 姓名阴向明 一、课题名称：传动轴加工工艺设计 二、主要技术指标：1 大批量生产 2 Ф60和Ф32轴段公差等级较高分别要达到6级和7级公差。 3 Ф32Ф60轴段表面粗糙度要求较高要达到1.6。 4 Ф60的轴心线相对于Ф32的轴心线的同轴度公差为Ф0.03。 三、工作内容和要求：1零件图分析 2 结构与工艺分析 3 数控加工工艺过程卡片和工序卡片 4 零件图一张轴的三维造型 四、主要参考文献： [1]李志华主编.数控加工工艺与装备[M].第一版本.出版地：清华大学出版社，2006 [2]孙学强主编.机械加工技术[M]. 第一版本.出版地：机械工业出版社，2007 [3]赵长旭主编.数控加工工艺西安[M]. 第一版本.出版地：电子科技大学出版社，2009 [4]宋书善主编.数控加工工艺[M]. 第一版本.出版地：电子科大出版社,2008 [5]王凡主编.实用机械制造工艺设计手册[M]. 第一版本.出版地：机械工业出版社,2008 [6]邱坤主编.MasterCAM数控自动编程[M]. 第一版本.出版地：中国林业出版社 ,2007 学生（签名）年月日 指导教师（签名）年月日 教研室主任（签名）年月日 系主任（签名）年月日
毕业设计（论文）开题报告
数控车床结构设计
学号： 毕业设计说明书 G RADUATE D ESIGN 设计题目：数控车床结构设计 学生姓名 专业班级： 学院： 指导教师：
2007年6 月20 日 目录 摘要 ..................................................................................................................... １Abstract ........................................................................................ 错误！未定义书签。 1 绪论 (3) 1.1 前言 (3) 1.2 问题的提出 (4) 1.3 文献综述 (4) 1.3.1 国内外数控技术的发展概况 (4) 1.3.2 我国数控技术的发展趋势 (6) 1.4 本课题研究的目的及意义 (8) 2 数控车床的总体设计方案 ................................................... 错误！未定义书签。 2.1 数控车床的组成、布局和特点 .................................. 错误！未定义书签。 2.1.1 数控车床的结构组成 ....................................... 错误！未定义书签。 2.1.2 数控车床的布局 ............................................... 错误！未定义书签。 2.1.3 数控车床的特点 ............................................... 错误！未定义书签。 2.2 数控车床的设计方法和特点 ...................................... 错误！未定义书签。 2.2.1 数控车床的设计方法 ....................................... 错误！未定义书签。 2.2.2 设计方法的特点 ............................................... 错误！未定义书签。 2.2 数控车床的设计步骤 .................................................. 错误！未定义书签。 2.3.1 主要技术指标设计 ........................................... 错误！未定义书签。 2.3.2 总体方案设计 ................................................... 错误！未定义书签。 3 数控车床的具体设计 ........................................................... 错误！未定义书签。 3.1 床身的设计 .................................................................. 错误！未定义书签。 3.1.1床身的肋板布置和结构形状 .............................. 错误！未定义书签。 3.1.2床身的支撑 .......................................................... 错误！未定义书签。 3.1.3床身的材料 .......................................................... 错误！未定义书签。 3.2 工作台的设计 .............................................................. 错误！未定义书签。
数控车床自动回转刀架结构设计
哈尔滨理工大学课程设计说明书 设计题目：数控车床自动回转刀架结构 设计 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 日期： 设计任务 题目：数控车床自动回转刀架结构设计 任务：设计一台四工位立式回转刀架，适用于C616或C6132经济型数空车床。要求绘制自动回转刀架的机械结构图。推荐刀架所用电动机的额定功率为 90W，额定转速1480r/min，换刀时要求刀架转动的速度为40r/min，减速装置的传动比为i=37。 总体结构设计 1、减速传动机构的设计 普通的三项异步电动机因转速太快，不能直接驱动刀架进行换刀，必须经过适当的减速。根据立式转位刀架的结构特点，采用蜗杆副减速时最佳选择。蜗杆副传动可以改变运动的方向，获得较大的传动比，保证传动精度和平稳性，并且具有自锁功能，还可以实现整个装置的小型化。 2、上刀体锁紧与精定位机构的设计 由于刀具直接安装在上刀体上，所以上刀体要承受全部的切削力，其锁紧与定位的精度将直接影响工件的加工精度。本设计上刀体的锁进玉定位机构选用端面齿盘，将上刀体和下刀体的配合面加工成梯形端面齿。当刀架处于锁紧状态时，上下端面齿相互啮合，这时上刀体不能绕刀架的中心轴旋转；换刀时电动机正转，抬起机构使上刀体抬起，等上下端面齿脱开后，上刀体才可以绕刀架中心轴转动，完成转位动作。 3、刀架抬起机构的设计 要想使上、下刀体的两个端面齿脱离，就必须设计适合的机构使上刀体抬起。本设计选用螺杆-螺母副，在上刀体内部加工出内螺纹，当电动机通过蜗杆-涡轮带动蜗杆绕中心轴转动时，作为螺母的上刀体要么转动，要么上下移动。当刀架处于锁紧状态时，上刀体与下刀体的端面齿相互啮合，因为这时上刀体不能与螺杆一起转动，所以螺杆的
毕业设计数控机床故障诊断
航空工业职业技术学院 毕业设计 题目：数控铣床主运动调试与维修 系别：数控工程系 专业：数控设备应用与维护 姓名：吴棒杰 学号： 08352108 指导老师：夏罗生
摘要 电子技术的发展以及国数控装置的发展使得数控装置的价格走低,特别是经济型数控车系统的价格已经是到达了它的最低点。经济型数控车床在中国的机械加工行业中得到了迅速普及,使得我国机械加工水平无论在加工质量方面还是在加工效率方面也得到了迅速提高。但是随着机床使用时间的延长,数控机床会出现这样或那样的故障,本文就以经济型数控机床的常见故障为例,谈了一些解决的办法。 【关键词】数控车床霍尔开关继电器伺服驱
目录 前言 1故障 1.1换刀装置故障 (5) 1.2稳压电源故障 (6) 1.3系统程序锁故障 (7) 1.4结束语 (7) 2诊断 2.1数控机床的故障诊断技术 (8) 2.1.1数控系统自诊断 (8) 2.1.2在线诊断和离线 (8) 2.2数控机床故障的实用诊断方法 (8) 2.2.1诊断常用的仪器、仪表及工具万用表-可测电阻、交、直流电压、电流 (8) 2.2.2诊断技术资料 (8) 2.2.3故障处理 (9) 2.2.4数控系统故障诊断方法 (9) 2.2.5故障诊断应遵循的原则 (10) 2.3数控机床故障的类型与特点 (10) 3维护 3.1、主传动链的维护 (12) 3.2刀库及换刀装置的维护 (12) 3.3液压系统的维护 (13) 全文总结 (14)
致..........................................................................................（15）参考文献 (16)
机械机床毕业设计46CK6136数控卧式车床机械结构设计
目录 1 数控车床的加工特点分析 (1) 1.1 数控车床的优点 (1) 1.2 数控车床加工特点 (1) 1.3 适合数控车床加工的零件 (2) 2 总体方案设计 (3) 2.1 主传动的组成部分 (4) 2.2 机床主要部件及其运动方式的选定 (5) 2.3 机床参数的拟定 (5) 2.4 各组成部件的特性与所应达到的要求 (8) 3 机床主传动设计 (10) 3.1 主要技术参数的确定 (10) 3.2 电动机的选择 (18) 3.3 齿轮传动的设计计算 (19) 3.4 轴的设计计算 (21) 4 横向进给系统的设计计算 (33) 4.1 滚珠丝杠螺母副的选择计算 (33) 4.2 步进电机的选择 (37) 5.1 绘制控制系统结构框图 (40) 5.2 选择中央处理单元（CPU）的类型 (41) 5.3 存储器扩展电路设计 (41) 5.４I/O接口电路及辅助电路设计 (42) 参考文献 (47) 致谢 (48) 附录 (49)
1 数控车床的加工特点分析 1.1 数控车床的优点 数控车床已越来越多的应用于现代制造业，并发挥出普通车床无法比拟的优势，数控车床主要有以下几优点： （1）传动链短，与普通车床相比主轴驱动不再是电机皮带齿轮副机构变速，而是采用横向和纵向进给分别由两台伺服电机驱动运动完成，不再使用挂轮、离合器等传统部件，传动链大大缩短。 （2）刚性高，为了与数控系统的高精度相匹配，数控车床的刚性高，以便适应高精度的加工要求。 （3）轻拖动，刀架（工作台）移动采用滚珠丝杠副，摩擦小，移动轻便。丝杠两端的支承式专用轴承，其压力角比普通轴承大，在出厂时便选配好；数控车床的润滑部分采用油雾自动润滑，这些措施都使得数控车床移动轻便。 1.2 数控车床加工特点 （1）自动化程度高，可以减轻操作者的体力劳动强度。数控加工过程是按输入的程序自动完成的，操作者只需起始对刀、装卸工件、更换刀具，在加工过程中，主要是观察和监督车床运行。但是，由于数控车床的技术含量高，操作者的脑力劳动相应提高。 （2）加工零件精度高、质量稳定。数控车床的定位精度和重复定位精度都很高，较容易保证一批零件尺寸的一致性，只要工艺设计和程序正确合理，加之精心操作，就可以保证零件获得较高的加工精度，也便于对加工过程实行质量控制。 （3）生产效率高。数控车床加工是能再一次装夹中加工多个加工表面，一般只检测首件，所以可以省区普通车床加工时的不少中间工序，如划线、尺寸检测等，减少了辅助时间，而且由于数控加工出的零件质量稳定，为后续工序带来方便，其综合效率明显提高。 （4）便于新产品研制和改型。数控加工一般不需要很多复杂的工艺装备，通过编制加工程序就可把形状复杂和精度要求较高的零件加工出来，当产品改型，更改设计时，只要改变程序，而不需要重新设计工装。所以，数控加工能大大缩短产品研制周期，为新产品的研制开发、产品的改进、改型提供了捷径。 （5）可向更高级的制造系统发展。数控车床及其加工技术是计算机辅助制造的基础。
(完整版)数控毕业设计论文
装配体零件铣加工工艺及程序编制
系部：机械工程系 班级：XXX 姓名：XXX 指导老师：XXX 时间：XXXX年XX月XX日 毕业设计（论文）任务书 题目装配体零件铣加工工艺及程序编制 专业数控技术学号姓名 主要内容 根据零件图样要求，完成零件数控铣加工。零件图样详见附录一。 装配体中需要加工的零件共有三件：基座、滑块、转盘。每个零件都有多个工位需要加工，要求完成这三个零件加工及程序编制等相关内容。基本要求 1、对零件图样进行工艺分析； 2、拟定加工工艺路线、确定工艺方案并填写工艺卡片；
3、确定工艺装备及切削参数； 4、编写零件加工程序； 5、程序验证、试运行及加工。 主要参考资料 1、《机械加工工艺手册》第一册、第二册，孟少农主编，机械工业出版社； 2、《西门子802D编程手册》，西门子公司资料； 3、《金属切削原理与刀具》，陆剑中主编，机械工业出版社； 4、《机械制造技术》，李华主编，高等教育出版社；等 完成期限： 指导教师签章： 系主任(教研室主任)签章： 年月日 新疆机电职业技术学院学生开题报告表
课题类型：（1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究； （2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题 （1）、（2）均要填，如AY、BX等。
摘要 数控铣加工在机械加工中占有非常重要的地位。当前数控铣加工中，程序的编制大多采用CAM软件自动编程，但手工编程由于其短小精悍的特点，仍然具有很强的实际应用性。本文以第四届全国数控大赛数控铣试题为例，详细叙述了数控铣加工工艺编制和程序编制的过程，以及变量编程的方法。 关键词数控铣加工编程 目录 绪论 (7) 第一章基座加工 (9) 1.1 图样分析 (10) 1.2 加工路线 (11) 1.3 工艺方案 (12) 1.4 加工刀具 (14) 1.5 切削参数 (16) 1.6 工具、夹具、量具 (16)
中型卧式车床主轴箱传动系统结构设计开题报告
中型卧式车床主轴箱传动系统结构设计开题报告重庆大学网络教育学院 学生毕业设计(论文)开题报告 一、课题的目的及意义(含国内外的研究现状分析): 课题研究的目的: 本课题是以数控车床为研究目标，从其主轴箱及主传动系统结构入手，对其系统结构设计、结构组成分析、分级变速分析、传动件的计算分析的几个方面进行研究。为优化传动系统结构和改善传动系统的精度及稳定特性提供必要的理论依据通过本课题的研究，使数控机床结构更加紧凑，性能更加优越，生产加工更加精密。 国内外相关研究现状和发展趋向 (一)国内外数控机床现状: 近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS 模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。 与国外的数控机床相比，我国数控机床还存在以下几方面的问题: 产品质量、可靠性及服务等能力不强。国产机床在质量、交货期和服务等方面与国外著名品牌相比存在较大的差距。在质量方面，国产数控系统的可靠性指标MTBF与国际先进数控系统相差较大。国产数控车床、加工中心的MTBF与国际上先进水平也有较大差距。在交货期方面，绝大多数企业由于任务重拖期交货。服务体系不健全，在市场开拓、成套技术服务、快速反应能力等方面不能满足市场快节奏和个性化的要求。
自主创新能力不足。长期以来，我国机床制造业的基础、共性技术研究工作主要在行业性的研究院所进行。能力薄弱，技术创新投入不足，引进消化吸收能力差，低水平生产能力过剩，自主创新能力不高，缺乏优秀技术人才。虽然国产数控机床制造商通过技术引进、海内外并购重 1 组以及国外采购等获得了一些先进数控技术，但缺乏对基础共性技术的研究，忽视了自主开发能力的培育，企业的市场响应速度慢。 功能部件发展滞后。机床是由各种功能部件(主轴单元及主轴头、滚珠丝杠副、回转工作台和数控伺服系统等)在床身、立柱等基础机架上集装而成的，功能部件是数控机床的重要组成部分。数控机床整体技术与数控机床功能部件的发展是相互依赖、共同发展的，所以功能部件的创新也深深地影响着数控机床的发展。我国数控机床功能部件已有一定规模，电主轴、主轴单元、数控系统等也有专门的制造厂家，其中个别产品的制造水平接近国际先进水平。但整体上，我国机床功能部件发展缓慢、品种少、产业化程度低，精度指标和性能指标的综合情况还不过硬。目前，滚珠丝杠、数控刀架、电主轴等功能部件仅能满足中低档数控机床的配套需要。衡量数控机床水平的高档数控系统、高速精密电主轴、高速滚动功能部件等还依赖进口。 (二)数控机床发展趋势: 高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势。主要表现在: ;被更多人接受，1. 机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟复合加工机床发展正呈现多样化的态势。 2.智能化技术有新突破数控机床的智能化技术有新的突破，在数控系统的性能上得到了较多体现。
机械机床毕业设计15CA6140型车床的经济型数控改造设计正文
1绪论 数控机床与普通机床相比,增加了功能,提高了性能,简化了结构.较好地解决形状复杂、精密、小批量及形状多变零件的加工问题。能获得稳定的加工质量和提高生产率，其应用越来越广泛，但是数控的应用也受到其他条件限制：（1）数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，中小企业常是心有力而力不足；（2）目前，各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下的机床闲置起来又会造成浪费；（3）在国内，订购新数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产急需；（4）通用数控机床对某一类具体生产项目有多余功能。要较好的解决上述问题，应走通用机床数控改造之路。普通机床的改造就是在普通机床上增加微机数控装置，使其具有一定的自动化能力，以实现额定的加工工艺目标。这一工作早在20世纪60年代已经在开始迅速发展，并有专门企业经营这门业务。目前，国外已发展成为一个新兴产业部门，从美国、日本等工业化国家的经验看，机床的数控化改造也必不可少，如日本的大企业中有26%的机床经过数控化改造，中小企业则达74%。在美国有许多数控专业化公司为世界各地提供数控化改造业务。中国是拥有300多万台机床的国家，其中大部分是多年积累生产的普通机床，自动化程度低。要想在近几年用自动和精密设备更新现有机床，不论是资金还是中国机床制造厂的能力都是办不到的，因此，普通机床的数控化改造大有可为，它适合中国的经济水平、生产水平和教育水平，已成为中国设备技术改造的主要方向之一。 机床数控化改造的优点：（1）改造闲置设备，能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能，提高了机床的使用价值，可以提高固定资产的使用效率；（2）适应多品种、小批量零件生产；（3）自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高；（4）降低对工人的操作水平的要求；（5）数控改造费用低、经济性好；（6）数控改造的周期短，可满足生产急需。因此，我们必须走数控改造之路。 普通车床（如C616，C618，CA6140）等是金属切削加工最常用的一类机床。普通机床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杠或丝杠带动溜板箱、纵溜箱、横溜板移动。进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作。刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动，切削次序也由人工控制。 对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改为用微机控制
数控技术专业毕业设计
目录 一、摘要 (2) 二、数控概述 (3) （一）、数控车床 (3) （二）、工作原理 (4) （三）、数控车床基本操作. (4) 1、开机 (4) 2、返回参考点 (4) 3、显示坐标方式 (5) 4、轴移动操作 (5) 6、装刀操作 (6) 7、对刀操作 (7) 8、对刀具进行补偿 (8) （四）、数控车床常见故障分类 (9) 1、主机故障 (9) 2、电气故障 (9) 三、数控加工工艺 (11) （一）、工艺路线的确定 (11) （二）、加工工序的划分 (11) 1、保证精度的原则 (11) 2、提高生产效率的原则 (11) （三）、刀具的合理选择 (12) 四、加工零件工艺分析 (12) 六、致谢 (19) 七、参考文献 (20)
一、摘要 数控技术发展飞速的今天，数控技术越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍数控车床的加工工艺和机床的一些基本工作原理。 数控车床对其加工工艺尤为重要其内容包括工艺你点过程，工序的划分方法，工序顺序的安排和进给路线的确定。机床的工作原理按照加工的技术要求和工艺要求将加工程序输入到数控装置中通过数控装置控制机床的运动，使刀具.工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序.轨迹和参数进行工作。 通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的加工工艺和工作原理、使读者无论是从整体上还是各模块中都能够了解到数控车床相关的加工工艺和工作原理的知识。 关键词：数控系统、数控车床、加工编程、加工工艺
二、数控概述 (一)数控车床 1、数控车床的组成 数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CN C单元）伺服单元、驱动装置（或称执行机构）及电气控制装置、辅助装置、机床本体、测量反馈装置等组成。数控机床主要有三大部分组成机床主体、数控装置、伺服机构。 (1)机床本体 数控车床由于切削用量大、连续加工发热量大等因素对加工精度有一定影响，加工中又是自动控制，不能像在普通车床那样由人工进行调整、补偿，所以其设计要求比普通机床更严格，制造要求更精密，采用了许多新结构，以加强刚性、减小热变形、提高加工精度。 (2)数控装置 数控装置是数控系统的核心，主要包括微处理器CPU、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与数控系统的其他组成部分联系的各种接口等。数控机床的数控系统完全由软件处理输入信息，可处理逻辑电路难以处理的复杂信息，使数字控制系统的性能大大提高。输入/输出设备键盘、磁盘机等是数控机床的典型输入设备。除此以外，还可以用串行通信的方式输入。 (3)伺服单元 伺服单元是数控装置和机床本体的联系环节，它将来自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。根据接收指令的不同，伺服单元有数字式和模拟式之分，而模拟式伺服单元按电源种类又可分为直流伺服单元和交流伺服单元。 (4)驱动装置 驱动装置把经放大的指令信号转变为机械运动，通过机械传动部件驱动机床主轴、刀架、工作台等精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。伺服单元和驱动装置合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，数控装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施。所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。从某种意义上说，数控机床功能的强弱主要取决于数控装置，而数控机床性能的好坏主要取决于伺服驱动系统。