Φ320mm的数控车床总体设计及纵向进给设计
数控机床纵向进给伺服系统设计综述
陕西科技大学目录1.1 设计任务 (2)1.设计题目： (2)2.设计内容与要求 (2)1.2 总体方案设计 (2)1.2.1带有齿轮传动的进给运动 (2)1.3 机床进给伺服系统机械部分设计计算 (2)1.选择脉冲当量 (2)2.计算切削力 (2)1）纵车外圆 (2)2)横切端面 (2)3.滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (3)1）纵向进给丝杠 (3)2)轴承选择。
(7)3）定位精度校核 (8)4.齿轮传动比计算。
(9)总结 (10)参考文献 (11)数控机床纵向进给伺服系统设计1.1 设计任务1.设计题目：数控机床纵向进给伺服系统设计2.设计内容与要求课题说明某一数控机床纵向进给伺服系统设计要求如下：纵向最大进给力为5000N，工作台重300Kg，工件及夹具的最大重量为500Kg，工作台纵向行程680mm，进给速度1～4000mm/min，快速速度15m/min。
导轨为矩形，表面粘贴聚四氟乙烯软带（摩擦系数为：0.04）。
要求的定位精度为±0.006mm。
设计内容——传动系统设计，主要包括运动转换机构、连接支撑方式等。
设计参数如下：(1)纵向行程：680mm(2)最大加工直径：在床面上 400mm在床鞍上 210mm(3)最大加工长度：1000mm(4)纵向进给速度：0.001～4m/min(5)纵向快速速度：15m/min(6)工作台重：300Kg(7)工件及夹具的最大重量：500Kg(8)摩擦系数为：0.04(9)代码制：ISO1.2 总体方案设计1.2.1带有齿轮传动的进给运动图1—1图1—2数控机床的伺服进给系统采用闭环系统，由于是数控机床纵向伺服系统，总体方案，从电动机出来带有齿轮传动，配上滚珠丝杠（采用滚珠丝杠可以提高系统的精度和纵向进给整体刚度）。
1.3 机床进给伺服系统机械部分设计计算1.选择脉冲当量根据设计任务书要求确定脉冲当量，纵向为0.01mm/步，横向为0.005mm/步（半径）。
数控铣床(320mm)Y轴进给系统三维设计及加工 机械设计及自动化专业毕业设计 毕业论文
目录摘要 (I)Abstract ......................................................................................................................... I I 第一章绪论........................................................................................................... - 1 -1.1 数控技术与数控机床................................................................................. - 1 -1.2 数控机床的特点及发展趋式..................................................................... - 1 -1.3 数控铣床与其进给系统............................................................................. - 3 -1.4 总体设计方案的拟定................................................................................. - 3 - 第二章机床横向进给系统机械部分计算与设计................................................. - 5 -2.1 脉冲当量的选择与切削力的计算............................................................. - 5 -2.2滚珠丝杆螺母副的计算和选型.................................................................. - 6 -2.3 伺服电机的选择....................................................................................... - 12 -2.4 导轨的设计及滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧................................... - 15 -2.5联轴器的选用............................................................................................ - 16 - 第三章三维实体造型设计及图纸生成............................................................... - 17 -3.1 工具软件UG的介绍 ............................................................................... - 17 -3.2 造型过程................................................................................................... - 17 -3.3 二维图纸的生成....................................................................................... - 20 - 第四章零件的数控加工及程序编制................................................................... - 21 -4.1 数控工艺分析和加工路线的确定........................................................... - 21 -4.2 数控机床的选型....................................................................................... - 21 -4.3定位基准、装夹方案和对刀点................................................................ - 21 -4.4 选择刀具................................................................................................... - 22 -4.5 确定切削用量........................................................................................... - 22 -4.6 数控程序................................................................................................... - 23 - 结论..................................................................................................................... - 26 - 参考文献................................................................................................................. - 27 - 致谢......................................................................................................................... - 28 -数控铣床（320mm）Y轴进给系统三维设计及加工专业：机械设计制造及其自动化学号：5901105120学生姓名：万福平指导教师：范美仁摘要近年来，我国经济飞速发展，既促进和带动了制造业的发展，也使其遇到了严峻的挑战，迫切地需要改造传统的加工制造模式。
数控技术课程设计数控车床横向和纵向进给系统设计(全套图纸)
2纵向进给系统的设计计算 (2)2.1主切削力及其切削分力计算 (3)2.2导轨摩擦力的计算 (3)2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (3)2.4确定进给传动链的传动比i和传动级数 (3)2.5滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (4)2.6滚珠丝杠螺母副承载能力校核 (5)2.7计算机械传动的刚度 (6)2.8驱动电机的选型与计算 (7)2.9机械传动系统的动态分析 (9)2.10机械传动系统的误差计算与分析 (10)2.11确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (10)3进给系统的结构设计 (11)3.1滚珠丝杠螺母副的设计 (11)总结与体会 (12)致谢词 (12)参考文献 (13)1数控技术课程设计的目的通过本课程设计的训练，使学生在完成数控机床及金属切削机床的结构课程学习之后，让学生能够运用所学的知识，独立完成数控机床传动系统的设计，从而使学生进一步加深和巩固对所学知识的理解和掌握，并提高学生的分析、设计能力，同时巩固《金属切削机床》课程的部分知识。
全套图纸，加1538937061.运用所学理论及知识，进行数控机床部分机械结构设计，培养学生综合设计能力；2.掌握数控机床传动系统的设计方法和步骤；3.掌握设计的基本技能，具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力；4.基本掌握编写技术文件的能力。
2纵向进给系统的设计计算设计参数如下：工作台工作台质量 kg m T 600= 最大加工受力N F W 1500= 快进速度s m v f /2.0max =工作台导轨摩擦力 N F R 5.2= 工作行程m s W 7.0=减速机构丝杠螺母机构(图2)，已知数据如下：图2 丝杠螺母机构轴承轴向刚度 800/L K N m µ=丝杠螺母刚度 800/M K N m µ=螺母支座刚度 1000/TMK N mµ=丝杠传动效率 0.9sp η=丝杠长度 0.5sp L m=丝杠轴承、丝杠螺母摩擦力矩, 2.5R sp M N m =g轴承平均间距 1550L mm =导程10sp h mm = 最大转速常数 60000A = 支承方式 双推—双推 伺服电机电机转子惯量320.0510M J kg m −=×g2.1主切削力及其切削分力计算取机床的机械效率0.8η=，/1w z F F =，/0.35c z F F =，/0.2v z F F =则有 1500z w F kF N N ==工作台横向进给方向载荷c F 和工作台垂直进给方向载荷v F 为0.350.351500525c z F F N N ==×= 0.20.21500300v z F F N N ==×=2.2导轨摩擦力的计算导轨受到垂向切削分力300v F N =，纵向切削分力c F =525N ，移动部件的全部质量（包括机床夹具和工件的质量）m=600kg ，查表得镶条紧固力2000g f N =，取0.15(3002000300525)=×+++468.75N =计算在不切削状态下的导轨摩擦力0F µ和0F 0()0.15(3002000)345g F W f N µµ=+=×+= 00()0.2(3002000)460g F W f N µ=+=×+=2.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力计算最大轴向负载力max a Fmax (300468.75)768.75a y F F F N N µ=+=+= 计算最小轴向负载力min a F min 0345a F F N µ==2.4确定进给传动链的传动比i 和传动级数取步进电动机的步距角 1.5α=°，滚珠丝杠的基本导程010L mm =，进给传动链的脉冲当量0.004/p mm P δ=，则有0 1.51010.423603600.004p L i αδ×===× 根据结构需要，确定各传动齿轮的齿数分别为120z =、2208z =，模数m=2，齿宽b=20mm 。
数控车床纵向进给系统设计
数控车床纵向进给系统设计数控车床纵向进给系统主要由电机、传动装置、进给机构、位置传感器和控制系统等组成。
其中，电机提供动力，传动装置将电机的旋转运动转换为车床床身或工作台的线性运动，进给机构实现纵向进给的精确控制，位置传感器用于反馈当前位置信息，控制系统根据位置信息调整进给速度和位置。
首先，在设计数控车床纵向进给系统时，需要根据加工需要选择适当的电机和传动装置。
一般来说，可以选择伺服电机或步进电机作为驱动电机，通过齿轮传动或直线导轨传动实现纵向进给。
伺服电机具有较高的速度响应和位置控制精度，适用于高速、高精度加工；而步进电机成本较低，适用于低速、中低精度加工。
其次，进给机构的选择也很关键。
常见的进给机构有球螺杆进给和滚珠丝杠进给两种。
球螺杆进给具有较高的传动效率和刚性，适用于要求较高的加工；滚珠丝杠进给则具有较低的摩擦系数和较高的静动态刚度，适用于高速、高精度加工。
然后，位置传感器的选型也需要考虑。
常见的位置传感器有光电编码器、磁性编码器和线性位移传感器等。
光电编码器成本较低，适用于较低精度要求；磁性编码器具有较高的分辨率和抗干扰能力，适用于高精度加工；线性位移传感器则能提供更加精确的位置反馈信息。
最后，在控制系统方面，需要考虑进给速度和位置的控制精度。
控制系统可以采用闭环控制，根据位置传感器反馈的信息进行调整，使进给速度和位置保持在预设的范围内。
控制系统还可以加入一些补偿算法，如前馈控制和模型预测控制，提高控制精度和稳定性。
总结起来，数控车床纵向进给系统的设计需要考虑电机和传动装置的选择、进给机构的选型、位置传感器的选取以及控制系统的设计。
通过合理选择和配置这些组成部分，可以实现数控车床纵向进给的高速、高精度加工。
最大加工直径320mm的卧式车床的主运动系统设计【5.5kw 1.26 10级】大学论文
课程设计报告320mm的卧式车床的主运动系统设计设计任务书车床的主参数（规格尺寸）和基本参数如下：完成最大加工直径320 mm 的卧式车床的主运动系统设计，主要参数如下：转速级数Z=10公比 1.26最低转速n min=85转/分目录设计任务书 (2)目录 (4)第1章设计要求及目的 (6)第2章机床主参数的确定 (8)2.1 确定转速范围 (8)2.2 确定电动机型号 (8)2.3拟定机床传动方案 (9)2.3.1 传动系统扩大顺序的安排 (10)2.3.2 绘制结构网 (10)2.3.3 传动组的变速范围的极限值 (11)2.3.4最大扩大组的选择 (11)2.4 绘制转速图和传动系统图 (12)2.5 确定各变速组此论传动副齿数 (13)第3章传动件的计算 (14)3.1 带传动设计 (14)3.2选择带型 (15)3.3确定带轮的基准直径并验证带速 (15)3.4确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角 (16)3.5确定带的根数z (17)3.6确定带轮的结构和尺寸 (17)3.7确定带的张紧装置 (17)3.8 验算主轴转速误差 (19)3.9 计算转速的计算 (20)3.10 齿轮模数计算及验算 (21)3.11 传动轴最小轴径的初定 (26)第4章主要零件的设计与验算 (30)4.1齿轮强度的校核验算 (30)4.2 轴的校核 (31)4.3 轴承寿命校核 (33)参考文献 (35)全套图纸加扣扣401339828第1章设计要求及目的一、设计任务：完成最大加工直径320 mm 的卧式车床的主运动系统设计，主要参数如下：转速级数Z=10公比 1.26最低转速nmin=85转/分二、设计要求：1.完成传动系统设计：方案合理，运动设计和动力计算正确；2.完成主轴箱草图和展开图设计（计算机打印A0）：布局合理、结构紧凑，内容表达完整、正确，图纸规范整洁。
3.完成1张主轴箱的剖面图（A1）：能综合反映各轴的空间位置，操纵机构安排合理、表达清楚，主轴中心高适当；4.完成主轴零件图设计（A1）：结构合理，形位公差和表面粗糙度等技术要求标注合理，尺寸标注完整正确。
课程设计--设计一台加工直径最大范围是φ320的普通车床的主传动系统
课程设计--设计一台加工直径最大范围是φ320的普通车床的主传动系统目录第一章.................................................. 计任务要求21.1设计题目 (2)1.2主要技术参数 (2)1.3设计要求: (2)1.4机床设计的目的和要求: (3)第二章.......... 机床的主参数和其他主要技术要求32.1数和基本参数 (3)2.2 传动设计 (4)第三章...................................... 主传动系统的拟定53.1 传动比 (5)3.2转速图的拟定 (6)3.3分配各变速组的最小传动比 (7)3.4齿轮齿数的确定 (8)3.5绘制传动系统图： (9)第四章.............................................. 齿轮传动设计104.1各速组齿轮的结构尺寸： (10)4.2各组齿轮结构尺寸列表 (12)第五章.................................................. 带传动设计14第六章...................................................... 轴的设计16第七章.................................................. 轴承的选择18第八章.......................................... 箱体的结构设计198.1箱体材料 (19)8.2箱体结构 (19)第九章.................................................. 润滑与密封219.1机床润滑 (21)9.2润滑油的选择 (22)第十章.............................................. 课程设计总结22附录23第 1 页共 25 页 1第一章计任务要求1.1设计题目：设计一台加工直径最大范围是φ320的普通车床的主传动系统。
用微机数控技术改造最大加工直径为320毫米普通车床的进给系统
目录绪论............................................... 错误！未定义书签。
一、数控机床系统总体设计方案的拟定 (2)二、机床进给系统机械部分设计计算 (3)1、设计参数 (3)2、进给伺服系统运动及动力计算 (4)3、滚珠丝杠螺母副的计算及选型 (5)（1）纵向滚珠丝杠螺母副的计算及选型 (5)（2）横向滚珠丝杠螺母副的计算及选型 (8)4、轮进给齿轮箱传动比计算 (12)（1）纵向进给齿轮箱传动比及齿轮几何参数 (12)(2）横向进给齿轮箱传动比计算 (13)5、步进电机的计算和选型 (14)（1）纵向步进电机的计算和选型 (14)横向步进电机的计算和选型 (17)三、数控机床零件加工程序 (20)四、绘制进给伺服系统机械装配图（略） (21)五、绘制微机数控系统硬件电路图（略） (21)总结 (21)主要参考文献 (22)摘要普通车床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的、能独立运动的进给伺服系统；刀架改造成为能自动换刀的回转刀架。
这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。
由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，从而提高了生产效率和加工精度，也能适应小批量多品种复杂零件的加工。
关键词：普通车床；微机数控；改造；提升效率、加工精度一、数控机床系统总体设计方案的拟定接到一个数控装置的设计任务以后，必须首先拟定总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种设计参数和结构，然后再分别对机械部分和电器部分、现已机电一体化的典型产品——数控机床为例,分析总体方案拟定的基本内容。
J_1BNC320数控车床主传动和进给传动的设计
核心技术。
参考文献1李浙昆.从凸轮测量数据分析推杆的运动规律.全国几何量和仪器学术会议论文集,1996.186～1902李浙昆.微机控制凸轮测量仪的设计.全国高校制造自动化研究会第八届学术年会论文集.重庆大学出版社,1998.483～4863张善锺.精密仪器机构设计手册.北京:机械工业出版社,1993 4张福学.实用传感器手册.北京:电子工业出版社,1988(编辑凌云)作者单位:云南工业大学邮政编码:昆明・650051收稿日期:1999年4月1确定主轴的转速范围确定主轴的转速范围为R n=n max/n m in=2000/ 45=44.4,取公比φ=1.41,则转速级数为Z= 1g R n/1gφ+1=1g44.4/1g1.41+1=12。
2主传动系统布局形式的确定为了提高传动的平稳性,主传动系统采用分离式传动,即主轴箱和变速箱分开,这样变速箱产生的振动和热量就不会传给主轴箱,从而提高了主轴的旋转精度。
又为了减少变速箱的轴向尺寸,采用了双公用齿轮。
所谓双公用齿轮就是在相邻的两个变速组中,某一齿轮既是前一变速组的被动齿轮,又是后一变速组的主动齿轮,它同时可和两个齿轮啮合。
由于公用齿轮使用次数较多,齿轮磨损较快,一般均选用齿数多一些的齿轮作为公用齿轮。
在采用公用齿轮时,两个传动组的模数必须相同。
当双公用齿轮用于降速传动时,在拟定转速图时必须将前一个变速组定为扩大组,后一个变速组定为基本组。
为了缩短变速箱的轴向尺寸,轴上的传动副数目要少一些,故采用两对传动副。
根据以上综合分析,主传动系统的结构式采用12=23×31×26。
对于直齿轮传动且用于降速传动时,最后扩大组的变速范围不能超过8。
变速组变速范围的计算公式为r2=φp0p1(p2-1)(1)式中φ———主轴转速数列的公比P0、P1、P2———基本组、第一扩大组、第二扩大组的传动副数目将φ=1.41,P0=3,P1=2,P2=2代入式(1),得r2=1.412×3×(2-1)=1.416≈8,故满足要求。
数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计
1绪论1.1数控系统的发展简史1952年第一代数控系统一一电子管数控系统的诞生。
20世纪50年代末，完全由固定布线的晶休管元器件电路所组成的第二代数控系统一一晶体管数控系统被研制成功，取代了昂贵的、易坏的、难以推广的电子管控制装置。
随着集成电路技术的发展，1965年出现了第三代数控系统一一集成电路数控系统。
1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了第四代数控系统一一小型计算机数控系统，然后，随着微型计算机以其无法比拟的性能价格比渗透各个行业，1974年，第五代数控系统一一微型计算机数控系统也出现了。
应用一个或多个计算机作为数控系统的核心组件的数控系统统称为计算机数控系统(CNC)。
综上所述，由于微电子技术和计算机技术的不断发展，数控机床的数控系统也随着不断更新，发展非常迅速，几乎5年左右时间就更新换代一次⑴。
数控机床是先进制造业的基础机械，是最典型的多品种、小批量、高科技含量的机电一体化产品。
欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产品进程，1990年日本机床产值数控化率达75%，美国达70. 1%，德国达57%。
目前世界数控机床年产量超过15万台，品种超过1500多种［2］。
1.2我国数控系统的发展现状及趋势1.2.1数控技术状况目前，我国数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时期，也是由封闭型向开放型过渡的时期。
我国数控系统在技术上已趋于成熟，在重大关键技术(包括核心技术)，已达到国际先进水平。
自“七五”以来，国家一直把数控系统的发展作为重中之重来支持，现已开发出具有中国版权的数控系统，掌握了国外一直对我国封锁的一些关键技术。
例如，曾长期困扰我国、并受到西方国家封锁的多坐标联动技术对我们已不再是难题，0.1 J m当量的超精密数控系统、数控仿型系统、非圆齿轮加工系统、高速进给数控系统、实时多任务操作系统都已研制成功。
尤其是基于PC机的开放式智能化数控系统，可实施多轴控制，具备联网进线等功能既可作为独立产品，又是一代开放式的开发平台，为机床厂及软件开发商二次开发创造了条件。
数控车床纵向课程设计
数控车床纵向课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解数控车床的基本结构、功能及工作原理；2. 学生能掌握数控车床编程的基本指令，如G代码、M代码等；3. 学生能掌握数控车床加工工艺参数的设置及其对加工精度的影响；4. 学生了解数控车床的安全操作规程。
技能目标：1. 学生能运用数控车床进行简单零件的编程与加工；2. 学生能根据零件图纸，独立完成数控车床的加工工艺设计；3. 学生具备分析和解决数控车床加工过程中出现问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械加工行业的兴趣，增强职业认同感；2. 学生树立安全意识，养成良好的操作习惯；3. 学生培养团队合作精神，提高沟通协调能力。
课程性质：本课程为数控技术应用专业的实践课程，强调理论联系实际，注重培养学生的动手操作能力和工程实践能力。
学生特点：学生具备一定的机械基础知识，对数控技术有一定了解，但实践经验不足。
教学要求：结合学生特点，课程以实践操作为主，理论讲解为辅，注重培养学生的实际操作技能和解决实际问题的能力。
通过本课程的学习，使学生能够掌握数控车床的基本操作和加工技巧，为今后的职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 数控车床基本结构及工作原理- 数控车床的组成、功能及分类- 数控车床的工作原理及加工特点2. 数控车床编程指令- G代码、M代码的功能及用法- 常用编程指令的案例分析3. 数控车床加工工艺- 工艺参数的设置与调整- 零件加工顺序的安排与优化- 加工过程中常见问题的分析与解决4. 数控车床操作与安全- 数控车床的操作面板及功能键- 数控车床的安全操作规程- 模拟操作训练及实训练习5. 零件加工实践- 简单零件的加工工艺分析- 数控车床编程与加工操作- 加工质量的检测与评价教学内容安排与进度：第一周：数控车床基本结构及工作原理第二周：数控车床编程指令第三周：数控车床加工工艺第四周：数控车床操作与安全第五周：零件加工实践教材章节关联：《数控车床编程与操作》第一章：数控车床概述第二章：数控车床编程基础第三章：数控车床加工工艺第四章：数控车床操作与安全第五章：数控车床加工实例三、教学方法本课程将采用以下教学方法，以实现课程目标，提高教学效果：1. 讲授法：- 对数控车床的基本结构、工作原理、编程指令等理论知识点进行系统讲解，确保学生掌握必要的基础知识。
数控车床纵向进给及导轨润滑机构设计
0前言一．我国数控产业的现状当前，我国的数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时期。
也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。
我国数控系统在技术上已趋于成熟，在重大关键技术上（包括核心技术），已达到国外先进水平。
目前，已新开发出数控系统80种。
自“七五”以来，国家一直把数控系统的发展作为重中之重来支持，现已开发出具有中国版权的数控系统，掌握了国外一直对我国封锁的一些关键技术。
二．数控产业发展面临的问题当前,我国数控机床产业面临的挑战是国内市场占有率偏低。
据有关资料表明,1999年国产数控机床的市场占有率仅为38.88%。
造成这种严峻的形势,除客观原因外,主要是产品的质量、可靠性不过硬。
“十五”期间,我国机械制造工业正朝着精密化、柔性化、集成化、自动化、智能化方面迅速发展,国内数控机床需求强劲,我国数控机床产业适逢极好的发展机遇。
然而,我国加入ＷＴＯ后,国外生产的数控机床将会更多的进入我国市场,市场竞争更为激烈。
提高国产数控机床市场占有率,关键在于提高质量和可靠性。
几年来,经过对国内外数控机床的机械结构剖析和使用性能的调研,探索和总结了数控机床机械结构设计和制造的新技术。
现时主要存在有以下几个问题：1．缺乏产业规模2．缺乏发展数控产业的政策和技术配套体系3．缺乏技术创新，产品更新和产业调整的内在动力4．面临国外强手竞争的巨大压力三．数控机床简介数控机床是一种高科技的机电一体化产品,是综合应用计算机技术、精密测量及现在机械制造技术等各种先进技术相结合的产物。
数控机床作为实现柔性制造系统、计算机集成制造系统和未来工厂自动化的基础已成为现在制造技术中不可缺少的生产手段,是机电一体化技术的重要组成部分。
随着科学技术的迅速发展,数控技术的应用范围日益扩大。
数控机床已成为现在机械制造业中的主要技术装备。
四．经济型数控车床的改造纵横向进给系统原机床挂轮机构、进给箱、溜板箱、滑动丝杠,光杠等全部拆除,纵、横向以伺服电机作为驱动元件,经一级齿轮减速转矩增大后,由滚珠丝杠传动。
Φ320mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计
毕业设计说明书设计题目：Φ320mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计学生班级学号指导教师摘要本课题数控设计主要为自动回转刀架的设计的设计。
数控车床的出现对提高生产率、改善产品质量以及改善劳动条件等发挥了重要的作用,为了进一步压缩非切削时间，数控机床正朝着一台机床在一次装夹中完成多工序加工的发展方向。
在这类多工序的数控机床中必须带有自动换刀装置，在多工序数控机床出现之后，又逐步发展和完善了各类回转刀具的自动更换装置，扩大了换刀数量，快速准确的实现了换刀操作。
数控车床上使用的自动回转刀架是一种在一定的空间范围内，能执行自动松开、转位、精密定位等一系列动作的一种机构。
本设计主要论述一种多工位数控自动回转刀架的设计原理、机械结构及自动控制方式。
关键词：车床，数控设计，联轴器，刀架AbstractThe design of the numerical control transformation of ordinary lathe Φ320MM. Here mainly includes: the reform of main transmission system, the longitudinal feed system, feed system transformation, automatic turret design. I mainly for automatic turret design mechanical transformation. The graduation design work to the design and basic skills training, enhancing the analysis and to solve engineering problems, and for general machinery design created certain condition.The NC transformation for automatic turret design. CNC lathe to increase productivity, improve product quality and improve working conditions play an important role, in order to further compress the non-cutting time, NC machine tools are moving towards a machine in one clamping completed much process development direction. In this kind of working procedure of numerical control machine tool must be provided with automatic tool changer, in a process of CNC machine tools appear, and gradually develop and perfect all kinds of rotary automatic tool changing device, enlarges the tool change quantity, fast and accurate implementation of the tool changing operation. CNC lathe with automatic turret is a kind of in a certain space range, can perform automatic release, transposition, precision positioning and a series of movements of a body. The design focuses on a multi-station automatic NC turret design principle, mechanical structure and automatic control mode.Key words: lathes, NC, coupling, knife目录第1章概述 (1)1.1数控机床的组成 (1)1. 2与普通机床相比的特点 (1)1.3 数控机床的优点 (2)1.4 数控机床的产生 (2)1.5 数控机床的发展 (3)1.6 机床数控化设计的意义 ........................................................... 错误！未定义书签。
数控车床纵向进给系统设计
杠的校核并进行精度等验算，并对伺服电机进行计算与校核。
滚珠丝杠副的计算及选型
由公式
t= /
式中：
——Z向快速进给速度，mm/min；
i ——传动比，因电机与滚珠丝杠副直接联接，i取1；
——驱动电机最高转速，r/min。
得导程t=8mm
滚珠丝杠副的载荷及转速计算
工作载荷F是指数控机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴 向作用力，其数值可用下列进给作用力的实验公式计算：
式中： ∆a——重复定位精度，0.005mm
∆c——定位精度，0.01mm
取δm为0.0014=1.43μm
估算滚珠丝杠副的底径
≥α =0.078
= 23.9mm
式中：α——支承方式系数，安装方式为一端固定，另一端游动时为0.078
——估算的滚珠丝杠最大允许轴向变形量；
——导轨静摩擦力
L——两个固定支承点中心之间的距离，1337.5mm
≥ =P
可知所要选择的角接触球轴承的工作情况为：
丝杠螺母轴用一对角接触球轴承背对背方式支承，另一端用深沟球轴承支承。 当转速50r／min，轴向载荷7000N，有冲击，轴颈为直径40mm，轴承预期使 用寿命20000h，可靠度90％，脂润滑。根据这些情况可进行角接触轴承型号 的选择计算。
根据以上数据选择轴承的型号为760208TN1
所以对数控机床的研究是非常重要的
本课题的内容
在数控机床中，进给系统是数控装置和机床的中间联接环节， 是数控系统的重要组成部分，数控机床的进给系统分为机械 部分和伺服系统部分，本文将对两个部分分别进行设计计算。
本课题提出的意义
中国的数控机床制作行业虽然发展迅猛，但是在某些领域和国际先进水平 相比还是有不小的差距，所以研究和发展数控机床是很必要的。在数控机 床中，进给系统是数控装置和机床的中间联接环节，是数控系统的重要组 成部分。通常设计进给系统时必须满足一定的要求，才能保证进给系统的 定位精度和静态、动态性能，从而确保机床的加工精确度。现代数控机床 向着高速、高效率和高精度的方向发展，进给系统的设计要求也就越来越 高，因此深入研究数控机床进给系统的机构特性，这对数控机床性能的提 高具有重要的意义。
数控车床纵向进给及导轨润滑机构设计
0 前言一．我国数控产业的现状当前， 我国的数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时期。
也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。
我国数控系统在技术上已趋于成熟，在 重大关键技术上（包括核心技术），已达到国外先进水平。
目前，已新开发出数控系 统 80 种。
自“七五”以来，国家一直把数控系统的发展作为重中之重来支持，现已 开发出具有中国版权的数控系统，掌握了国外一直对我国封锁的一些关键技术。
二．数控产业发展面临的问题当前,我国数控机床产业面临的挑战是国内市场占有率偏低。
据有关资料表 明,1999 年国产数控机床的市场占有率仅为 38.88%。
造成这种严峻的形势,除客观原“十五”期间,我国机械制造工业正朝着精 因外,主要是产品的质量、可靠性不过硬。
密化、柔性化、集成化、自动化、智能化方面迅速发展,国内数控机床需求强劲,我国 数控机床产业适逢极好的发展机遇。
然而,我国加入ＷＴＯ后,国外生产的数控机床将 会更多的进入我国市场,市场竞争更为激烈。
提高国产数控机床市场占有率,关键在于 提高质量和可靠性。
几年来,经过对国内外数控机床的机械结构剖析和使用性能的调 研,探索和总结了数控机床机械结构设计和制造的新技术。
现时主要存在有以下几个 问题：1．缺乏产业规模2．缺乏发展数控产业的政策和技术配套体系3．缺乏技术创新，产品更新和产业调整的内在动力4．面临国外强手竞争的巨大压力三．数控机床简介数控机床是一种高科技的机电一体化产品,是综合应用计算机技术、精密测量及 现在机械制造技术等各种先进技术相结合的产物。
数控机床作为实现柔性制造系统、 计算机集成制造系统和未来工厂自动化的基础已成为现在制造技术中不可缺少的生 产手段,是机电一体化技术的重要组成部分。
随着科学技术的迅速发展,数控技术的应 用范围日益扩大。
数控机床已成为现在机械制造业中的主要技术装备。
四．经济型数控车床的改造纵横向进给系统原机床挂轮机构、 进给箱、 溜板箱、 滑动丝杠,光杠等全部拆除, 纵、横向以伺服电机作为驱动元件,经一级齿轮减速转矩增大后,由滚珠丝杠传动。
数控车床纵向进给系统设计计算实例
数控车床纵向进给系统设计计算实例摘要：文中对于数控机床纵向进给系统设计计算过程作了详细论述。
此设计的数控机床纵向进给系统符合产品设计要求，并达到了设计标准，对于相类产品的设计开发有一定的参考价值。
关键词：数控车床；纵向进给；设计Abstract：In the article has made the contrast regarding the numerical control lathe and the conventional lathe, and has made the detailed elaboration on the numerical control lathe feed for Axis design process. In all, the presented design of feed devices and platen types generally conforms to the product design request, which reaches to design standard, it is probably has a guiding significance to the product design and development.Keywords:Numerical control lathe，feed for Axis(Z)，design数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物，是典型的机电一体化产品，是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。
它的出现及所带来的巨大效益，引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。
发展数控机床是当前我国机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化的基础。
数控车床是数控机床的主要品种之一，数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。
【系统】设计320mm的轻型车床主传动系统
【关键字】系统目录1主传动系统运动设计 (3)1.1确定公比Φ (3)1.2确定转数数列 (3)1.3定比传动组数和副数 (3)1.4绘制结构网 (4)2确定中间轴转速画转速图 (6)2.1确定中间轴转速 (6)2.2确定转速图 (7)2.3齿数的方法及原则 (9)2.4确定齿轮齿数 (10)2.5主轴转速误差 (10)2.6其他轴转速误差 (11)2.7传动件计算转速的确定 (11)2.8确定主轴的计算转速 (12)2.9确定传动轴的计算转速 (12)2.10齿轮副的计算转速 (13)3传动系统设计 (15)3.1定比传动机构 (15)3.2变速装置 (15)3.3开停装置 (15)3.4操纵机构 (15)3.5润滑与密封装置 (15)参照文献 (19)1 主传动系统运动设计1.1确定公比φ转速范围与最大最小转速有如下公式所示的关系：Rn=nmax/nmin=φz-1式中：Rn—主轴转速级数；nmax—主轴最高转速1980r/min；nmin—主轴最低转速45r/min；φ—公比；z—转速级数；lgφ=lgRn/z-1计算φ=1.3，选取公比φ=1.41。
1.2确定转数数列由于公比φ=1.41,查表7.1在标准数列表中找到45r/min,然后每隔5个数（因为1.41=1.066）取一个值，得出主轴的转数数列值如表1所示：将主轴转数级数z分解因子，对于z=12可能有的方案是：（1）12=4×3 ；（2）12=3×4 ；（3）12=3×2×2 ；（4）12=2×3×2 ；（5）12=2×2×3对于方案（1）和方案（2），表示传动系统由两个变数组（有七对传动副）串联而成，可节省一根轴，但是有一个四联滑移齿轮，显然不合理，而且增加轴向尺寸，如果将四联滑移齿轮变成两个滑移齿轮，则操作机构必须互锁，以防止两个滑移齿轮同时啮合，因此方案(1)和方案(2)一般不宜采用。
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毕业设计说明书设计题目：Φ320mm的数控车床总体设计及纵向进给设计学生班级学号指导教师本次设计是对Φ320MM数控车床的设计。
在这里主要包括:主传动系统的设计、纵向进给系统的设计、横向进给系统的设计。
而我主要是针对纵向进给系统进行机械设计。
这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。
数控设计主要传动系统的机械设计。
由于对经济型数控机床的加工精度要求不高，为简化结构、降低成本。
通过控制横进给系统，保证设计后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。
为实现机床所要求的传动效率，采用步进电机经联轴器再传动丝杠；为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。
关键词：车床，数控设计，联轴器，滚珠丝杠This design is about the common Lathe Φ320MM transformation of NC. Main tasks are: the transformation of the main transmission system, the transformation of the vertical feeding system, horizontal feed system reform. While I was mainly aim at the lateral feeding system mechanical transformation. The graduation project on the design of the basic skills training has improved the analysis and the ability to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design.NC transformation is mainly a transformation of mechanical drive system. Because of the economy less precision CNC machining, it is order to simplify the structure and reduce costs. By controlling the cross-feed system, it ensures the modified lathe with positioning, linear interpolation, circular interpolation, and pause. Required for the realization of the transmission efficiency of machine tool, we should us a stepping motor drive and then screw through the coupling. To ensure a certain degree of driving accuracy and stability and minimize friction, a ball screw pair is needed.Keywords: lathe, NC Transformation , Coupling ,Ball Screw目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第1章数控机床发展概述 (6)1.1数控机床及其特点 (6)1.2 数控机床的经济分析 (7)1.2 数控机床的工艺范围及加工精度 (8)1.4 数控机床的发展趋势 (8)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (9)2.1 总体方案比较与确定 (9)2.1主轴系统的方案确定 (10)2.2安装电动卡盘 (10)2.3换装自动回转刀架 (10)2.4螺纹编码器的安装方案 (11)2.5进给系统的与设计方案 (11)2.6 尾座与设计方案 (11)第3章确定切削用量及选择刀具 (11)3.1科学选择数控刀具 (11)3.1.1选择数控刀具的原则 (11)3.1.2选择数控车削用刀具 (12)3.2 设置刀点和换刀点 (12)3.3 确定切削用量 (12)3.3.1确定主轴转速 (13)3.3.2确定进给速度 (13)3.3.3 确定背吃刀量 (13)第4章纵向进给机构的设计 (13)第5章数控系统的选择 (21)5.1数控系统基本硬件组成 (21)5.2 单片机控制系统的设计 (23)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)第1章数控机床发展概述1.1数控机床及其特点数字控制机床（Numerical Control Machine Tools）简称数控机床，这是一种将数字计算机技术应用于机床的控制技术。
它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。
数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性、高效能的自动化机床，是典型的机电一体化产品。
数控机床一般由下列几个部分组成：1）主机，它是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件，是用于完成各种切削加工的机械部件。
2）数控装置，是数控机床的核心，相当于人的大脑，它包括硬件（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。
3）驱动装置，它是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动系统、伺服驱动系统、主轴电机及伺服电机等。
它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以及曲面的加工。
4）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。
5）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。
与数控机床相比，数控机床有如下特点：1）加工精度高，具有稳定的加工质量；2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；3）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；4）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（一般为数控机床的3-5倍）；5）机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；6）对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。
1.2 数控机床的经济分析数控机床能缩短生产准备时间，增加切屑加工时间的比率；使用数控机床进行生产，加工的零件精度高，产品质量稳定,从而有效的提高了产品在市场上的竞争力；数控机床具有广泛的适应性和较大的灵活性，因此能够完成很多数控机床很难完成或者根本不能加工的、具有复杂型面、要求高精度的零件的加工；许多数控机床如加工中心具有自动换刀功能，使零件一次装夹之后就能够完成多个加工部位的加工，实现了一机多用，大大节省了设备和厂房面积；生产者可以对生产成本进行预算，并对生产进度进行合理的安排，以达到提高经济效益的目的；应用数控机床进行生产，减轻了工人的劳动强度，提高了工人工作的环境质量，增加了工人的生产积极性，促进了生产，提高了生产效率。
随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型，数控机床已不能适应这些要求，数控机床应运而生。
这种新型机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。
它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后机床控制的发展方向。
1.2 数控机床的工艺范围及加工精度数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床，也是使用数量最多的数控机床，约占数控机床总数的25%。
它主要用于精度要求高、表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体零件的加工，能够通过程序控制自动完成园柱面、圆锥面、圆弧面和各种螺纹的切削加工，并能进行切槽、钻孔、扩孔、铰孔等加工。
由于数控车床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补功能，有些数控车床还具有非圆曲线插补功能以及加工过程中具有自动变速功能等特点，所以它的工艺范围要比普通车床要宽得多。
1.精度要求高的回转体零件由于数控车床刚性好，制造和对刀精度高，以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工精度要求高的零件，甚至可以以铣代磨。
2.表面粗糙度要求高的回转体零件数控车床具有恒线速切削功能，能加工出表面粗糙度小的均匀的零件。
使用恒线速切削功能，就可选用最佳速度来切削锥面和端面，使切削后的工件表面粗糙度既小又一致。
数控车床还适合加工各表面粗糙度要求不同的工件。
粗糙度要求大的部位选用较大的进给量，要求小的部位选用小的进给量。
3.轮廓形状特别复杂和难于控制尺寸的回转体零件由于数控车床具有直线和圆弧插补功能，部分车床数控装置还有某些非圆曲线和平面曲线插补功能，所以可以加工形状特别复杂或难于控制尺寸的的回转体零件。
1.4 数控机床的发展趋势数控机床最早是从美国开始研制的。
1948年，美国帕森斯公司在研制加工直升机桨叶轮廓用检查样板的加工机床任务时，提出了研制数控机床的初始设想。
1949年，帕森斯公司与麻省理工学院伺服机构实验室合作，开始从事数控机床的研制工作。
并于1952年试制成功世界上第一台数控机床实验性样机。
这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床。
经过三年改进和自动编程研究，于1955年进入实用阶段。
一直到20世纪50年代末，由于价格和技术原因，品种多为连续控制系统。
到了60年代，由于晶体管的应用，数控系统提高了可靠性且价格开始下降，一些民用工业开始发展数控机床，其中多数是钻床、冲床等点位控制的机床。
数控技术不仅在机床上得到实际应用，而且逐步推广到焊接机、火焰切割机等，使数控技术不断的扩展应用范围。
自1952年，美国研制成功第一台数控机床以来，随着电子技术、计算机技术、自动控制和精密测量等相关技术的发展，数控机床也在迅速地发展和不断地更新换代，先后经历了五个发展阶段。
第一代数控：1952-1959年采用电子管元件构成的专用数控装置。
第二代数控：从1959年开始采用晶体管电路的NC系统。
第三代数控：从1965年开始采用小、中规模集成电路的NC系统。
第四代数控：从1970年开始采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制的系统。