数控机床导轨的设计
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数控机床导轨的设计
作者：王佳蕊张琳琳
来源：《科学与财富》2015年第36期
摘要：导轨是机床的关键部件之一，其性能好坏，将直接影响机床的加工精度、承载能
力和使用寿命。其功用是支承并引导运动部件沿一定的轨迹运动，它承受其支承的运动部件和工件（或刀具）的质量和切削力。
关键词：数控机床；导轨；设计
引言
按机床的运动性质，大多数机床都是进给运动导轨，其导轨副之间的相对运动速度较低，本机床进给运动为刀架的上下运动、刀架在横梁的左右运动以及整个横梁的上下升降运动，采用的是矩形导轨，使用镶条来调整各部件间的间隙。
静压导轨是将具有一定压强的润滑油，经节流器，通入动导轨的纵向油槽中，形成承载油膜，将导轨副的摩擦面隔开，实现液体摩擦，这种靠液压系统产生的压力油形成承载油膜的导轨称为静压导轨。静压导轨的优点是：摩擦系数为0.005～0.001，机械效率高；由于有油膜作用，不会产生粘着磨损，导轨精度保持性好；油膜有均化表面误差的作用，相当于提高了制造精度；油膜的阻尼比大，一般为0.04～0.06，因此静压导轨抗震性能较好；静压导轨低速运行平稳，防爬行性能良好。但是静压导轨结构复杂，需要一套完整的液压系统，维修也相当困难。因此，静压导轨适用于具有液压传动系统的精密机床和高精度机床的水平进给运动导轨。本文设计机床导轨为立式车床的立柱导轨，主要承载横梁的升降，采用滑动导轨能够满足精度传动要求。
1.滑动导轨的截面形状
导轨的主要功能是导向，动导轨必须按照导向轨迹进行运动，因此必须限定除沿静导轨面移动的另外五个自由度。支承导轨制造或安装在立柱、横梁等支承件上，接触导轨面的宽度远小于其导轨的长度，根据定位原理，可以视导轨为窄定位板，只能限制沿y轴移动和绕x轴转动的两个自由度；可以利用两窄板（a和b）定位方法，在一个坐标面中形成一个定位平面，可以限制沿y轴的移动和绕X轴、Z轴转动的三个自由度；要准确导向，还需要限制沿X轴的移动和绕y轴的转动，因此，需增加另一坐标面上的窄支承平面c。从而形成最基本的双矩形导轨。该矩形导轨结构简单，容易制造，刚度和承载能力大，安装调整方便。但是其缺点是导轨面易磨损且不能够自动补偿，且需要增加间隙调整机构。这种导轨广泛用于普通精度机床和中型机床中，如数控机床。为使C面定位可靠，保证导向精度，应用镶条调整c面与动导轨结合面之间的间隙。导轨面模型如图1.1所示。
数控机床导轨特点与选择
台州亚古机床设备有限公司 数控机床导轨特点与选择 导轨性能的好坏，直接影响机床的加工精度、承载能力和使用性能。所以，导轨要满足以下基本要求：结构简单，有良好的 导向精度、精度保持性、低速运动平稳性和工艺性好。 导轨作为进给系统的重要环节，不同类型的机床，对导轨的要求也不同。数控机床的导轨比普通机床的导轨要求要高： 高速进给时不发生震动，低速进给时不出现爬行现象，灵敏度高，耐磨性好，可在长期重载下连续工作，精度保持性好等。 机床用户选用机床时，根据自身情况针对以上要求选择机床导轨。机床常见的导轨形式有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。 滑动导轨、滚动导轨和静压导轨的特点 1滑动导轨 滑动导轨具有结构简单、制造方便、刚度好、抗震性强等优点，在一般的机床上应用最为广泛，常由铸铁件或镶钢导轨 制成。为了提高导轨的耐磨性和精度，一般对导轨表面进行淬火，然后磨削加工。 2滚动导轨 滚动导轨是在导轨工作面之间安装滚动体，滚动体可以滚珠、滚柱和滚针，与导轨之间的接触为点接触或者线接触，所 以，导轨的摩擦系数就小。动静摩擦系数基本相同，启动阻力小，低速运动平稳性好，定位精度高，微量位移准确，磨损小 ，精度保持性好，寿命长。其缺点是抗震性差，对防护要求高。滚动导轨尤其是直线滚动导轨，近年来被大量采用，随着数 控机床往高速化发展，线性导轨应用越来越广泛。 3液压导轨 机床上使用的液压导轨主要是静压导轨。静压导轨通常在两个相对运动的导轨面间通入压力油，使运动件浮起。油压能 随着外加负载的变化而自动调节，以保证导轨面间始终处于纯液体的摩擦状态，所以，以静压导轨的摩擦系数最小，功率消 耗小。这种导轨不易磨损，导轨的精度保持性好，寿命长。它的油膜厚度几乎不受速度的影响。油膜承载能力大、钢度高吸 震性好，运行平稳，无爬行现象。静压导轨结构复杂，并需要过滤效果良好的液压装置，制造成本高。
(完整版)数控车床主轴设计
绪论 随着市场上产品更新换代的加快和对零件精度提出更高的要求，传统机床已不能满足要求。数控机床由于众多的优点已成为现代机床发展的主流方向。它的发展代表了一个国家设计、制造的水平，在国内外都受到高度重视。 现代数控机床是信息集成和系统自动化的基础设备，它集高效率、高精度、高柔性于一身，具有加工精度高、生产效率高、自动化程度高、对加工对象的适应强等优点。实现加工机床及生产过程的数控化，已经成为当今制造业的发展方向。可以说，机械制造竞争的实质就是数控技术的竞争。 本课题的目的和意义在于通过设计中运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计、计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高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一定的条件。
一、设计题目及参数 1.1 题目 本设计的题目是数控车床的主轴组件的设计。它主要由主轴箱，主轴，电动机，主轴脉冲发生器等组成。我主要设计的是主轴部分。 主轴是加工中心的关键部位，其结构优劣对加工中心的性能有很大的影响，因此，在设计的过程中要多加注意。主轴前后的受力不同，故要选用不同的轴承。 1.2参数 床身回转空间400mm 尾架顶尖与主轴端面距离1000mm 主轴卡盘外径Φ200mm 最大加工直径Φ600mm 棒料作业能力50～63mm 主轴前轴承内和110～130mm 最大扭矩480N·m 二、主轴的要求及结构 2.1主轴的要求 2.1.1旋转精度 主轴的旋转精度是指装配后，在无载荷，低转速的条件下，主轴前端工件或刀具部位的径向跳动和轴向跳动。 主轴组件的旋转精度主要取决于各主要件，如主轴、轴承、箱体孔的的制造，装配和调整精度。还决定于主轴转速，支撑的设计和性能，润滑剂及主轴组件的平衡。 通用（包括数控）机床的旋转精度已有标准规定可循。 2.1.2 静刚度 主轴组件的静刚度（简称刚度）反映组件抵抗静态外载荷变形的能力。影响主轴组件弯曲刚度的因素很多，如主轴的尺寸和形状，滚动轴承的型号，数量，配置形式和预紧，前后支撑的距离和主轴前端的悬伸量，传动件的布置方式，主轴组件的制造和装配质量等。 各类机床主轴组件的刚度目前尚无统一的标准。 2.1.3抗振性 主轴组件工作时产生震动会降低工件的表面质量和刀具耐用度，缩短主轴轴承寿命，还会产生噪声影响环境。 振动表现为强迫振动和自激振动两种形式。
数控机床主轴箱设计
数控机床主轴箱设计
毕业设计（论文）任务书
摘要 主轴箱为数控机床的主要传动系统，它包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 本设计采用北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。通过给定的技术参数来初步设定部分轴、齿轮等单元的结构尺寸，对传动系统进行理论力学分析，精确计算选定尺寸及材料，由电机转速传动至进给系统的参数反馈，校核所选定主轴和转动轴尺寸的合理性完成整体结构设计，最后对齿轮进行了验算以及V型带的、离合器的选择与计算。 通过本次设计，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，有利于改善数控机床的性能，使得产品的加工更加高效。 关键词：数控机床；主轴箱；交流调速电动机；BESK-8
Abstract For the spindle box of NC machine tool main transmission system which comprises a motor, the transmission system and the spindle, it with ordinary lathe spindle box is relatively simple, only two or three stage gear transmission system, it is mainly used to expand the range of stepless speed regulation of motor, to meet a certain constant power, and speed problems. This design uses the Beijing CNC equipment factory of type BESK-8 AC spindle motor, maximum speed is 4500r / min. Through the given technical parameter to set an initial portion of the shaft, gear unit size, the transmission system of theoretical mechanics analysis, accurate calculation of the selected size and material, the motor speed drive to the feed system parameters feedback, check the selected spindle and rotary shaft size is reasonable to complete the overall structure design, assembly drawing and parts graph.
数控机床用导轨的认识
数控机床用导轨的认识 数控机床用导轨的认识 1．导向精度高 导向精度主要是指rexroth导轨沿支承导轨运动的直线度或圆度。影响导向精度的主要因素有：导轨的几何精度、导轨的接触精度、导轨的结构形式、数控机床动导轨及支承导轨的刚度和热变形、装配质量以及动压导轨和静压导轨之间油膜的刚度。 2．耐磨性好及寿命长 rexroth导轨的耐磨性决定了导轨的精度保持性。 动导轨沿支承导轨面长期运行会引起导轨的不均匀磨损，摇臂钻床破坏导轨的导向精度，从而影响机床的加工精度。 3．低速运动的平稳性 在低速运动时，作为运动部件的动导轨易产生爬行，进给运动的爬行，将提高被加工表面的表面粗糙度值，故要求导轨低速运动平稳，不产生爬行，这对于高精度机床尤其重要。 4．足够的刚度 导轨要有足够的刚度，保证在载荷作用下不产生过大的变形，从而保证各部件间的相对位置和导向精度。 5．工艺性好 设计导轨时，要注意到制造、调整和维修方便；力求结构简单、工艺性好及经济性好。
导轨是进给系统的重要环节，是机床的基本结构要素之一，导轨的作用是导向和支承，即支承运动部件并保证其能在外力的作用下准确地沿着规定的方向运动。数控机床机床的加工精度和寿命在很大程度上决定于机床导轨的质量。与普通机床导轨相比，数控机床导轨有更高的要求：如高速进给时不振动、摇臂钻床低速进给时不爬行、具有高的灵敏度、能在重载下长期连续地工作、耐磨性高、精度保持性好等。 数控机床用rexroth导轨按运动轨迹可分为直线运动导轨和圆周运动导轨；按工作性质可分为主运动导轨、进给运动导轨和调整导轨；按受力情况可分为开式导轨和闭式导轨；按接触面摩擦性质，现代数控机床广泛采用的导轨有滚动导轨和滑动导轨(塑料滑动导轨、静压导轨及动压导轨)。
数控机床主轴箱设计
第一章概述 1.1设计目的 (2) 1.2主轴箱的概述 (2) 第2章主传动的设计 (2) 2.1驱动源的选择 (2) 2.2转速图的拟定 (2) 2.3传动轴的估算 (4) 2.4齿轮模数的估算 (3) 2.5V带的选择 (4) 第3章主轴箱展开图的设计 (7) 3.1各零件结构尺寸的设计 (7) 3.1.1 设计内容和步骤 (7) 3.1.2有关零件结构和尺寸的设计 (7) 3.1.3各轴结构的设计 (9) 3.1.4主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (10) 3.1.5轴承的校核 (13) 3.2装配图的设计的概述 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)
第一章概述 1-1设计目的 数控机床的课程设计，是在数控机床设计课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过数控机床伺服进给系统的结构设计，使我们在拟定进给传动及变速等的结构方案过程中得到设计构思、方案分析、结构工艺性、CAD制图、设计计算、编写技术文件、查阅技术资料等方面的综合训练，建立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，培养我们初步的结构设计和计算能力。 1-2 主轴箱的概述 主轴箱为数控机床的主要传动系统它包括电动机、传动系统和主轴部件它与普通车床的主轴箱比较，相对来说比较简单只有两极或三级齿轮变速系统，它主要是用以扩大电动机无级调速的范围，以满足一定恒功率、和转速的问题。 第二章2主传动设计 2-1驱动源的选择 机床上常用的无级变速机构是直流或交流调速电动机，直流电动机从额定转速nd向上至最高转速nmax是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速nd向下至最低转速nmin时调节电枢电压的方法来调速的属于恒转矩；交流调速电动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机的体积小，转动惯量小，动态响应快，没有电刷，能达到的最高转速比同功率的直流调速电动机高，磨损和故障也少，所以在中小功率领域，交流调速电动机占有较大的优势，鉴于此，本设计选用交流调速电动机。 根据主轴要求的最高转速4000r/min，最大切削功率5kw，选择北京数控设备厂的BESK-8型交流主轴电动机，最高转速是4500r/min。 2-2 转速图的拟定 根据交流主轴电动机的最高转速和基本转速可以求得交流主轴电动机的恒功率转速范围Rdp=nmax/nd=3 而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=3，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率
任务二 数控机床导轨装调--刘贤文
任务二：数控机床导轨装调 学习目标 完成本学习任务后，你应当能够 1.叙述数控机床导轨的结构特点及种类； 2．叙述机床导轨精度和选用的要求； 3. 能制订直线导轨的安装工艺流程； 4．能进行导轨副的调整； 5．完成数控机床导轨装调。 建议学时 30学时 内容结构 学习任务描述 装配小组接到装配任务单，要对数控机床导轨进行安装调试。装配人员要主要自行分析机床导轨装配图及装配技术；能订制数控机床导轨装调工艺卡；选用要安装的导轨并进行测量，使用钳工装配工量具；检测用百分表、桥尺、水平仪器、检验棒、刮刀、光干涉仪等等对数机床导轨进行装调试的工作。 第一部分学习准备 引入问题 一、要对数控机床直线导轨进行安装调试，请你如何跟据直线导轨装配图纸分析其结构及工作原理？
图1：直线导轨安装示图 如上图所示； 直线导轨组成：主要由导轨体、滑块、滚柱、或滚珠、保持器、端盖等组成。
直线导轨技术要求：每根导轨全长1240mm ，预压力0.10C-0.12C ，和P 级精细级的精度（0.027）。 直线导轨工作原理：当滑块与导轨体相对移动时，滚动体在导轨和滑块之间的圆弧直槽内滚动，并通过端盖内的滚道，从工作负荷区到非工作负荷区，然后再滚动回工作荷区，不断循环，从而把导轨体和滑块之间的移动变成滚动体的滚动。 引入问题 二、导轨在数控机床中有什么作用？它有哪些基本类型？ （一）数控机床导轨的作用 机床导轨的功用是起导向及支承作用，它的精度、刚度及结构形式等对机床的加工精度和承载能力有直接影响。为了保证数控机床具有较高的加工精度和较大的承载能力，要求其导轨具有较高的导向精度、足够的刚度、良好的耐磨性、良好的低速运动平稳性，同时应尽量使导轨结构简单，便于制造、调整和维护。 （二）导轨基本类型 数控机床常用的导轨按其接触面间摩擦性质的不同可分为滑动导轨和滚动导轨。 1．滑动导轨 两导轨工作面的摩擦性质为滑动摩擦，在数控机床上常用的滑动导轨有液体静压导轨、气体静压导轨和贴塑导轨。 图2 导轨基类型 1）液体静压导轨：在两导轨工作面间通入具有一定压力的润滑油，形成静压油膜，使导轨工作面间处于纯液态摩擦状态，摩擦系数极低，多用于进给运动导轨。 2 ）气体静压导轨：在两导轨工作面间通入具有恒定压力的气体，使两导轨面形成均匀分离，以得
数控机床主轴总体设计
目录 1. 绪论 (2) 2. 数控机床主轴总体设计 (3) 2.1数控机床的加工原理 (3) 2.2机床主传动系统设计 (3) 2.2.1机床主传动功率 (3) 2.2.2 主传动的调速围 (4) 2.2.3主传动系统设计要求 (4) 2.2.4 主传动系统电机选择 (6) 2.2.5 主传动分级变速设计 (6) 3. 主轴设计 (8) 3.1 主轴材料的选择及热处理 (8) 3.2 主轴尺寸确定 (8) 3.2.1 主轴前后颈及孔尺寸确定 (8) 3.2.2 主轴部件支承结构选择 (8) 3.3主轴组件设计 (9) 3.3.1主轴组件的性能要求 (9) 3.3.2 主轴轴承的选择……………………………………………………… 10 3.3.3 主轴轴承的预紧及润滑……………………………………………… 11 3.3.4 主轴上齿轮参数确定及键的选择…………………………………… 12 3.3.5 主轴部件结构图……………………………………………………… 13 4. 主轴验算 (14) 4.1 确定弯曲变形的验算条件 (14) 4.1.1刚度标准 (14) 4.1.2主轴的载荷 (15) 4.2三支承主轴刚度验算………………………………………………………
17 5. 设计总结 (19) 6. 参考文献 (20) 1 绪论 在现代制造技术中，数控机床已经用它所显示的效益和巨大潜力，引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。发展现代数控机床是当前机械制造业技术改造，技术更新的必由之路，是未来工厂自动化的基础。 数控机床主轴及其部件作为数控机床主要部件的一部分，在数控机床中占据着重要的地位，主轴系统的精度将直接影响到数控加工产品的精度，因此在数控机床设计中当十分注意主轴及其部件的设计。 此次课程设计，主要针对数控车床主传动系统和主轴组件设计，学习和了解数控机床主轴设计的基本思路，理解数控车床主传动系统的传动原理，以及主轴组件选用和数控主轴结构的构成。并熟悉数控机床主轴设计相关计算，了解数控机床设计中的一些验算公式，并对关键部件进行强度或者刚度验算。 通过此次课程设计，应当达到熟悉数控机床主轴系统设计的基本思路，熟练掌握主轴系统设计流程，绘制主轴系统结构装配图和部分零件图，了解设计过程中的必要计算及一些经验公式的运用，初步具备数控机床主轴设计能力。
数控机床的导轨
数控机床的导轨
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数控机床的导轨 导轨的质量对机床的刚度、加工精度和使用寿命有很大的影响。数控机床的导轨比普通机床的导轨要求更高，要求其在高速进给时不发生振动，低速进给时不出现爬行，且灵敏度高，耐磨性好，可在重载荷下长期连续工作，精度保持性好等。这就要求导轨副具有好的摩擦特性。现代数控机床采用的导轨主要有带有塑料层的滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。 一、带有塑料层的滑动导轨 带有塑料层的滑动导轨具有摩擦系数低，且动、静摩擦系数差值小；减振性好，具有良好的阻尼性；耐磨性好，有自润滑作用；结构简单、维修方便、成本低等特点。数控机床采用的带有塑料层的滑动导轨有铸铁——塑料滑动导轨和嵌钢——塑料滑动导轨。塑料层滑动导轨常用在导轨副中活动的导轨上，与之相配的金属导轨则采用铸铁或钢质材料。根据加工工艺不同，带有塑料层的滑动导轨可分为注塑导轨和贴塑导轨，导轨上的塑料常用环氧树脂耐磨涂料和聚四氟乙烯导轨软带。 1．注塑导轨 如图1所示的注塑导轨，其注塑层塑料附着力强，具有良好的可加工性，可以进行车、铣、刨、钻、磨削和刮削加工；且具有良好的摩擦
特性和耐磨性，塑料涂层导轨摩擦系数小，在无润滑油的情况下仍有较好的润滑和防爬行的效果；抗压强度比聚四氟乙烯导轨软带要高，固化时体积不收缩，尺寸稳定。特别是可在调整好固定导轨和运动导轨间的相关位置精度后注入塑料，可节省很多加工工时，特别适用于重型机床和不能用导轨软带的复杂配合型面。 图1 注塑导轨 1—滑座；2—胶条；3—注塑层 2．贴塑导轨 在导轨滑动面上贴一层抗磨的塑料软带，与之相配的导轨滑动面需经淬火和磨削加工。软带以聚四氟乙烯为基材，添加合金粉和氧化物制成。塑料软带可切成任意大小和形状，用胶黏剂粘接在导轨基面上。由于这类导轨软带用粘接方法，故称为贴塑导轨。 二、滚动导轨 滚动导轨的特点是：摩擦系数小，摩擦系数一般在0.0025～0.005的范围内，动、静摩擦系数基本相同，启动阻力小，不易产生冲击，低速运动稳定性好；定位精度高，运动平稳，微量移动准确；磨损小，
机械机床毕业设计170数控车削中心主轴箱及自驱动刀架的设计
摘要 随着数控技术的发展和普及，加工中心的作用越发突显它的重要性。为进一 步提高数控机床的加工效率，数控机床正向着工件在一台机床一次装夹即可完成多道工序或全部工序加工的方向发展，因此出现了各种类型的加工中心机床，如车削中心、镗铣加工中心、钻削中心等等。这类多工序加工的数控机床在加工过程中要使用多种刀具，因此必须有自动换刀装置，也就是所说的刀库，以便选用不同刀具，完成不同工序的加工工艺。自动换刀装置应当具备换刀时间短、刀具重复定位精度高、足够的刀具储备量、占地面积小、安全可靠等特性。 本论文是开发设计出一种体积小、结构紧凑、价格较低、生产周期短的小型 立式加工中心刀库本文。首先介绍了国内外加工中心研究现状及发展趋势，阐明了本课题研究的目的、意义。然后进一步介绍本小型加工中心刀库总体结构和各部件方案的选择，并在此基础上进行了小型加工中心刀库的机械结构的设计计算， 主要包括刀盘部件设计（含刀盘，夹块，刀爪），刀库转动定位机构设计（含转臂， 槽轮，滚子，锁止盘），刀库总体机构设计（含轴承套，轴，箱盖，箱体）刀库移 动部分设计。 关键词：数控系统加工中心刀库机械手 ABSTRACT Along with the numerical control technology development and the popularization, the processing center function reveals its importance even more suddenly.For further enhances the numerical control engine laths the processing efficiency, the numerical control engine laths is clamping to the work piece in an engine laths attire then completes the multi-channel working procedure or the complete working procedure processing direction develops, therefore appeared each kind of type processing center engine laths, like the turning center, the boring mill processing center, drills truncates center and so on.This kind of working procedure processing numerical control engine laths must use many kinds of cutting tools in the processing process, therefore must have trades the knife installment automatically, also is the knife storehouse which said, in order to select the different cutting tool, completes the different working procedure the processing craft.Trades the knife equipment to have automatically to have trades the knife time short, the cutting tool repetition pointing accuracy high, the enough cutting tool margin, the area small, safe reliable and so on the characteristics. The present paper is the development designs one kind of volume slightly, the
西门子802S数控车床的变频主轴设计与调试
西门子802S数控车床变频主轴设计与调试 摘要 主轴运行的是否平稳直接影响数控车床加工的精度。通过对西门子802S数控车床主轴的研究、分析，从而掌握数控应用系统设计的一般方法。主轴控制系统由西门子802S数控系统、变频器和主轴电机组成，通过PLC控制主轴的正反转、CNC控制主轴的转速。 关键词：数控车床；主轴；西门子802S Designing Spindle Control System for a Siemens 802S CNC Lathe Abstract Whether or not the smooth running of the spindle directly affects the accuracy of CNC lathe.T o grasp the general design method of CNC application system, the Spindle control system of Siemens CNC Lathe was researched and analyzed, which had Siemens 802S CNC system, inverter and the spindle motor, where PLC controlling the direction, and CNC controlling the speed. Keywords: CNC Lathe；Spindle；Siemens 802S system
目录 引言 (2) 第一章数控系统的介绍 (3) 1.1 数控系统发展简史 (3) 1.1.1 数控NC阶段 (3) 1.1.2 计算机数控(CNC)阶段 (3) 1.2 数控技术未来发展方向 (4) 1.2.1 向开放式、基于PC的第六代方向发展 (4) 1.2.2 向高速化和高精度化发展 (4) 1.2.3 向智能化方向发展 (4) 第二章西门子802S数控车床系统 (6) 2.1 西门子802S的系统 (6) 2.2 人机界面 (7) 2.3 步进进给系统 (8) 2.4 主轴驱动系统 (8) 2.5 刀架控制系统 (9) 第三章西门子802S数控车床主轴的设计 (10) 3.1 设计方案 (10) 3.2 变频器MICROMASTER 420 (11) 3.2.1 变频器的选型 (11) 3.2.2 变频器的接口 (12) 3.2.3 变频器的主要参数设置 (12) 3.4 控制电路的设计 (12) 3.5 西门子802S的主轴参数调试 (13) 第四章 PLC程序设计 (15) 4.1 PLC控制流程图 (15) 4.2 PLC的I/O分配 (16) 4.3 PLC的部分参数设定 (18) 致谢............................................................ 错误！未定义书签。参考文献. (20) 附录1 PLC程序 (21) 附录2 电气原理图 (31)
数控机床直线滚动导轨副装配所需的工量具
数控机床直线滚动导轨副装配所需的工量具
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数控机床直线滚动导轨副装配所需的工量具（1）球头内六角扳手 球头内六角扳手在本任务中用于紧固导轨副的安装螺钉。
（2）游标卡尺 游标卡尺在本任务中用于粗暗测员两根导轨副的平行度。 游标卡尺使用注意事项： (1)使用前用软布将量爪擦干净，使其并拢，查看游标和主尺身的零刻度线是否对齐。 (2)测量时，应先拧松紧固螺钉，移动游标不能用力过猛。两量爪与待测物的接触不宜过紧。不能使被夹紧的物体在量爪内挪动。 (3)读数时，视线应与尺面垂直。如需固定读数，可用紧固螺钉将游标固定在尺身上，止滑动。 (4)实际测量时，对同一长度应多测几次，取其平均值来消除偶然误差。
（3）深度游标卡尺 深度游标卡尺在本任务中粗略测量主导轨副与底座平板侧面的平行度。 深度游标卡尺使用注意事项： （1）使用前先将深度尺的尺身、尺框测量面上的油污、灰尘擦去，检查深度尺的零位是否正确。 （2）测量时，应使尺框测量面与工件测量基准面良好接触，用手轻轻按住，另一只手缓缓推动深度尺。使之与测量面接触，读取示值。 （4）杠杆百分表和磁力表座
杠杆百分表在本任务中用于检测革根主直线滚动导轨副与底座平板侧面的平行度以及两根导轨副之间的平行度与等高。图下所示为检测主导轨副与底座平板侧面的平行度。 杠杆百分表使用注意事项： （1）由于杠杆百分表测量行程较小，测量时压表范围应在0.1-0.2mm 内，不能将百分表的测量杆顶死，使其无法正常工作。 （2）测量过程中百分表的表针顺时针旋转表示加表，逆时针旋转表示减表。
数控机床主传动系统及主轴设计.
新疆工程学院机械工程系毕业设计（论文）任务书 学生姓名专业班级机电一体化09-11（1）班设计(论文)题目数控机床主传动系统及主轴设计 接受任务日期2012年2月29日完成任务日期2012年4月9日指导教师指导教师单位机械工程系 设 计(论文)内容目标 培养学生综合应用所学的基本理论，基础知识和基本技能进行科学研究能力的初步训练；培养和提高学生分析问题，解决问题能力。通过毕业设计，使学生对学过的基础理论和专业知识进行一次全面地系统地回顾和总结。通过对具体题目的分析和设计，使理论与实践结合，巩固和发展所学理论知识，掌握正确的思维方法和基本技能。 设计(论文)要求 1．论文格式要正确。 2．题目要求：设计题目尽可能选择与生产、实验室建设等任务相结合的实际题目，完成一个真实的小型课题或大课题中的一个完整的部分。 3．设计要求学生整个课题由学生独立完成。 4．学生在写论文期间至少要和指导老师见面5次以上并且和指导教师随时联系，以便掌握最新论文的书写情况。 论文指导记录 2012年3月1号早上9：30-12：00在教室和XX老师确定题目。2012年3月6日早上10：00-12:00在教室确定论文大纲与大纲审核。2012年3月13日早上10:00-12：00在教室确定论文格式。 2012年3月20日早上9：30-12:00在教室对论文一次修改。 2012年3月27日早上9：30-12:00在教室对论文二次修改。 2012年4月6日早上9：30-12：30在教室对论文三次修改。 2012年4月9日早上9:30-12：00在教室老师对论文进行总评。 参考资料[1]成大先.机械设计手册-轴承[M].化学工业出版社 2004.1 [2]濮良贵纪名刚.机械设计[M].高等教育出版社 2006.5 [3]李晓沛张琳娜赵凤霞. 简明公差标准应用手册[M].上海科学技术出版社 2005.5 [4]文怀兴夏田.数控机床设计实践指南[M].化学工业出版社 2008.1 [5][日]刚野修一(著). 杨晓辉白彦华(译) .机械公式应用手册[M].科学出版社 2004
数控车床主轴箱的优化设计和开发
数控车床主轴箱的优化设计和开发，以尽量减少热变形 森精机--Nagoya--日本 数字技术实验室--Sacramento--美国 关键词：热误差，设计方法，精度，主轴箱 本文是以调查的方法来减少和弥补精度数控车床中较大的热位移误差。为此，在这里我们提出了一个高效的设计和优化方法——主轴箱结构设计方法，来尽量减少主轴中心位置的热位移。和现有的那些经验方法相比较，这种方法可以更好的节省开发时间和成本。为了确定最佳的主轴箱结构，我们提出了Taguchi方法和有限元分析方法，这两种方法主要是用来验证和评估主轴中心过渡的主轴箱优化结果。 一：介绍 精度数控车床的精度越高，在加工精度要求方面的需求也越高。而热变形对于加工效果有非常显著的影响。关于这一个问题已经进行了的许多的研究。然而，并没有在实践中取得很多良好的效果。 热变形的主要研究归纳如下，Moriwaki和Shamoto建议使用温度传感器的热位移估计补偿方法，Brecher和Hirsche在延长这项工作的基础上控制部数据，刺激等等，这些主要是用于非金属材料（如碳纤维增强塑料），以抑 页脚.
制热位移。应用轴承的有限元方法（FEM）来分析预紧问题和铸件的形状优化问题，可以尽量减少热位移，Jedrzejewski通过进行补偿，再加上热执行器控制的应变是基于热失真反馈，清水等的原理。开发了一种新的算法，这种算法可以估计装修总机热变形的变形模式，并从涡流型位移传感器处获得所需要的数据。 一些机床制造商通过使用从传感器或部的NC控制器获得温度信息的方法，来估计热位移并进行补偿。对于数控车床来说，热位移通常是受机器的结构，环境的温度，热源的状态（伺服电机或加工热），气流和冷却剂的使用情况等的影响，虽然说理论上是可以进行准确的补偿，但是估计位移要涉及以上这些复杂的相互作用、参数和需要大量的组合实验。比如说，沿每个轴的线性热变形补偿问题，它的变形是伴随着精度显着下降，扭曲或翘曲的。 一种新数控车床的开发涉及到修改现有机器的结构和运行实验，而且，这通常要耗费大量的时间，而且费用也比较昂贵。所以在这里，提出一种新的方法——设计一个主轴箱，数控车床自身随机引起的热变形温度偏差。通过Taguchi方法，CAE分析等，确定数控车床主轴结构和热变形评估，以此证明上面说的方法是一个非常有效率的方法。 二:主轴结构和热位移测量 图1显示了数控车床主轴的部结构、零件以及环境变量的参数。热位移的目标是设计一个主轴箱，让热集中页脚.
机械机床毕业设计16CA6150数控车床主轴箱及传动系统系统的设计业设计
毕业设计（论文）任务书 指导老师 课题名称CA6150车床主轴箱设计学生姓名 专业班级数控班
目录 1、概述 2、主运动的方案选择与主运动的设计 3、确定齿轮齿数 4、选择电动机 5、皮带轮的设计计算 6、传动装置的运动和运动参数的计算 7、主轴调速系统的选择计算 8、主轴刚度的校核 一、概述 主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定的转速（速度）和一定的变速范围，以便采用不同材料的
刀具，加工不同的材料，不同尺寸，不同要求的工件，并能方便的实现运动的开停，变速，换向和制动等。 数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，剩去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。 1.1数控机床主传动系统的特点 与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点。 4转速高、功率大。它能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。 5变速范围宽。数控机床的主传动系统有较宽的调速范围，一般Ra>100，以保证加工时能选用合理的切 削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面 质量。 6主轴变速迅速可靠，数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操作的 要求。由于直流和交流主轴电动机的调速系统日趋 完善，所以不仅能够方便地实现宽范围无级变速， 而且减少了中间传递环节，提高了变速控制的可靠 性。 7主轴组件的耐磨性高，使传动系统具有良好的精度保持性。凡有机械摩擦的部位，如轴承、锥孔等都 有足够的硬度，轴承处还有良好的润滑。 1.2 主传动系统的设计要求 ①主轴具有一定的转速和足够的转速范围、转速级数， 能够实现运动的开停、变速、换向和制动，以满足 机床的运动要求。 ②主电机具有足够的功率，全部机构和元件具有足够 的强度和刚度，以满足机床的动力要求。 ③主传动的有关结构，特别是主轴组件要有足够高的
数控铣床的主轴箱结构设计
西南科技大学网络教育 毕业设计（论文） 题目名称：论数控铣床的主轴箱结构相关设计 年级：层次：□本科□√专科 学生学号：指导教师： 学生姓名：技术职称：讲师 学生专业：机电一体化技术学习中心名称： 西南科技大学网络教育学院制
毕业设计（论文） 任务书 题目名称论数控铣床的主轴箱结构相关设计题目性质□√真实题目□虚拟题目 学生学号指导教师 学生姓名 专业名称机电一体化技术技术职称讲师 学生层次学习中心名称 年月日
毕业设计（论文）内容与要求： 1.设计部件名称：数控铣床的主轴箱 2．运动设计：根据所给定的转速范围及变速级数，拟定机床主运动传动结构方案(包括传动结构式、转速分布图)和传动系统图，确定各传动副的传动比，计算齿轮的齿数，主轴实际转速及与标准转速的相对误差。 3.根据数控铣床中的重要部件，做出电路图。 4．动力计算：选择电动机型号及转速，确定传动件的计算转速、对主要零件（如皮带、齿轮、主轴、轴承等）进行计算（初算和验算）。 5．结构设计 进行主传动系统的轴系、变速机构、主轴组件等的布置和设计并绘制展开图、剖面图、主要零件工作图。 毕业设计领导小组负责人：（签字） 年月日
毕业设计（论文）成绩考核表 过程评分评阅成绩答辩成绩 总成绩 百分制等级制 1、指导教师评语 建议成绩指导教师签字：年月日
2、论文评阅教师评语 建议成绩评阅教师签字：年月日3、毕业答辩专家组评语 建议成绩答辩组长签字：年月日4、毕业设计领导小组推优评语 组长签字：年月日
摘要 数字控制是近代发展起来的一种自动化控制技术是用数字化信号对机床运动极其加工过程进行控制的一种方法,随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经是一个国家机械工业水平的重要标准。 数控机床是装有程序控制系统的机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令规定的程序。 数控机床是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业的渗透形成的机电一体化产品，起技术范围覆盖很多领域：（1）机械制造技术（2）信息处理、加工、传输技术；（3）自动控制技术；（4）伺服驱动技术；（5）传感技术；(6)软件技术等。计算机对传统机械业的渗透，完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征，而且由于信息技术的渗透，使制造业犹如朝阳产业，具有广阔的发展天地。 数控机床就是将加工过程所需的各种步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都是用数字化的代码来表示。通过控制介质数字信息送入专用区域通用的计算机。计算机对输入的信息进行处理，发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件，使机床自动加工出所需要的工件。 关键词：机械设计；主轴；数控系统。
数控机床主轴部件结构
数控机床主轴部件结构 主轴部件是数控机床的核心部件，其运转精确度、耐磨性能、防震性能、机械强度等都会影响到工件加工的质量，再加上操作过程中还会有环境的影响以及人为因素的影响，工件加工的质量就更难得到保证。所以要从可控的方面着手，将一切可控因素都调整到位，比如数控机床的主轴结构设计以及主轴结构的日常维护等。 目前所使用的数控机床类型主要包括数控车床、数控铣床以及工件加工中心。 1.数控车床主轴部件结构特点 （1）主轴的主体结构是一个空心阶梯轴。 （2）主轴的前面部分主要由法兰盘和专门的卡盘结构组成。 （3）主轴的后面部分放置回转油缸。 （4）主轴空心部分用于设置油缸的活塞杆。 （5）车床的传动装置主要有齿轮传动、传送带传送以及齿轮-传送带组合传动等方式。 （6）驱动器主要作用是连接电动机，驱动数控车床的运转。 （7）光电脉冲编码器，用于测量主轴的转动速度，并
及时反馈信息至数控系统。 （8）回转油缸的主要作用是通过调整液压来控制卡盘装置与法兰盘的结合与分离。 2.数控铣床主轴部件结构特点 （1）同数控车床一样，主轴的中心是空心的。 （2）主轴的前面部分是一个比例为7：24的锥型孔洞，并且在端面上设有一对专门的主轴转矩检测装置将主轴转矩数据传输给铣刀。 （3）主轴的后面部分设有液压缸装置用于放松铣刀。 （4）主轴中间的空心部分用于弹簧的安装、以及铣刀固定刀爪的安装等。 （5）主轴的传动装置主要是齿轮传动，而且是变速传动。 （6）电气结构与数控车床相似，驱动器用于连接电动机，驱动数控铣床的运转；光电脉冲编码器，用于测量主轴的转动速度，并及时反馈信息至数控系统；液压缸的主要作用是通过调整液压来控制回路。 3.工件加工中心主轴部件结构特点 工件加工中心主轴部件的大致结构与数控铣床相类似，唯一不同的地方在于工件加工中心自带刀库和自动换刀的装置，自动化程度相对较高，在控制结构上与数控铣刀会有所不同，具体表现在：
数控机床导轨的设计
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/5110491446.html, 数控机床导轨的设计 作者：王佳蕊张琳琳 来源：《科学与财富》2015年第36期 摘要：导轨是机床的关键部件之一，其性能好坏，将直接影响机床的加工精度、承载能 力和使用寿命。其功用是支承并引导运动部件沿一定的轨迹运动，它承受其支承的运动部件和工件（或刀具）的质量和切削力。 关键词：数控机床；导轨；设计 引言 按机床的运动性质，大多数机床都是进给运动导轨，其导轨副之间的相对运动速度较低，本机床进给运动为刀架的上下运动、刀架在横梁的左右运动以及整个横梁的上下升降运动，采用的是矩形导轨，使用镶条来调整各部件间的间隙。 静压导轨是将具有一定压强的润滑油，经节流器，通入动导轨的纵向油槽中，形成承载油膜，将导轨副的摩擦面隔开，实现液体摩擦，这种靠液压系统产生的压力油形成承载油膜的导轨称为静压导轨。静压导轨的优点是：摩擦系数为0.005～0.001，机械效率高；由于有油膜作用，不会产生粘着磨损，导轨精度保持性好；油膜有均化表面误差的作用，相当于提高了制造精度；油膜的阻尼比大，一般为0.04～0.06，因此静压导轨抗震性能较好；静压导轨低速运行平稳，防爬行性能良好。但是静压导轨结构复杂，需要一套完整的液压系统，维修也相当困难。因此，静压导轨适用于具有液压传动系统的精密机床和高精度机床的水平进给运动导轨。本文设计机床导轨为立式车床的立柱导轨，主要承载横梁的升降，采用滑动导轨能够满足精度传动要求。 1.滑动导轨的截面形状 导轨的主要功能是导向，动导轨必须按照导向轨迹进行运动，因此必须限定除沿静导轨面移动的另外五个自由度。支承导轨制造或安装在立柱、横梁等支承件上，接触导轨面的宽度远小于其导轨的长度，根据定位原理，可以视导轨为窄定位板，只能限制沿y轴移动和绕x轴转动的两个自由度；可以利用两窄板（a和b）定位方法，在一个坐标面中形成一个定位平面，可以限制沿y轴的移动和绕X轴、Z轴转动的三个自由度；要准确导向，还需要限制沿X轴的移动和绕y轴的转动，因此，需增加另一坐标面上的窄支承平面c。从而形成最基本的双矩形导轨。该矩形导轨结构简单，容易制造，刚度和承载能力大，安装调整方便。但是其缺点是导轨面易磨损且不能够自动补偿，且需要增加间隙调整机构。这种导轨广泛用于普通精度机床和中型机床中，如数控机床。为使C面定位可靠，保证导向精度，应用镶条调整c面与动导轨结合面之间的间隙。导轨面模型如图1.1所示。
数控机床安装与调试
数控机床安装与调试 数控机床的安装与调试是使机床恢复和达到出厂时的各项性能指标的重要环节。数控机床的安装与调试的优劣直接影响到机床的性能。 一、数控机床的安装； 数控机床的安装一般包括基础施工、机床柴箱、吊装就位、连接组装以及试车调试等工作。数控机床安装时应严格按产品说明书的要求进行。小型机床的安装可以整体进行，所以比较简单。大、中型机床由于运输时分解为几个部分，安装时需要重新组装和调整，因而工作复杂得多。现将机床的安装过程分别予以介绍。 1．基础施工及机床就位; 机床安装之前就应先按机床厂提供的机床基础图打好机床地基。机床的位置和地基对于机床精度的保持和安全稳定地运行具有重要意义。机床的位置应远离振源，避免阳光照射，放置在干燥的地方。若机床附近有振源，在地基四周必须设置防振沟。安装地脚螺栓的位置做出预留孔。机床拆箱后先取出随机技术文件和装箱单，按装箱单清点各包装箱内的零部件、附件等资料是否齐全，然后仔细阅读机床说明书，并按说明书的要求进行安装，在地基上放多块用于调整机床水平的垫铁，再把机床的基础件（或小型整机）吊装就位在地基上。同时把地脚螺栓按要求安放在预留孔内。
2．机床连接组装; 机床连接组装是指将各分散的机床部件重新组装成整机的过程。如主床身与加长床身的连接，立柱、数控柜和电气柜安装在床身上，刀库机械手安装在立柱上等等。机床连接组装前，先清除连接面和导轨运动面上的防锈涂料，清洗各部件的外表面，再把清洗后的部件连接组装成整机。部件连接定位要使用随机所带的定位销、定位块，使各部件恢复到拆卸前的位置状态，以利于进一步的精度调整。 3．试车调整 机床试车调整包括机床通电试运转的粗调机床的主要几何精度。机床安装就位后可通电试车运转，目的是考核机床安装是否稳固，各传动、操纵、控制、润滑、液压、气动等系统是否正常灵敏可靠。通电试车前，应按机床说明书要求给机床加注规定的润滑油液和油脂，清洗液压油箱和过滤器，加注规定标号的液压油，接通气动系统的输入气源。通电试车通常是在各部件分别通电试验后再进行全面通电试验的。先应检查机床通电后有无报警故障，然后用手动方式陆续起动各部件。检查安全装置是否起作用，各部件能否正常工作，能否达到工作指标。例如，起动液压系统时要检查液压泵电动机转动方向是否正确，液压泵工作后管路中能否形成油压，各液压元件是否正常工作，有无异常噪声，有无油路渗漏以及液压系统冷却装置是否正常工作；数控系统通电后有无异常报警；系统急停、清除复位按扭能否起作用；