燕山大学
课程设计说明书题目：数控车床主传动系统设计
学院（系）：机械工程学院机制系
年级专业： 08
学号：
学生姓名：
指导教师：
教师职称：教授
燕山大学课程设计（论文）任务书
说明：此表一式四份，学生、指导教师、基层教学单位、系部各一份。
2010年11月29日燕山大学课程设计评审意见表
目录
第1章概述 (1)
1.1机床课程设计的目的 (1)
1.2 主轴箱概述 (1)
第2章参数的拟定及电机的选择 (2)
2.1驱动源的选择............................................. (2)
2.2转速图的拟定 (2)
2.3确定齿轮齿数 (5)
2.4 转速图及功率特性曲线 (5)
2.5 传动系统图 (6)
2.6 电机功率 (6)
2.7 电机参数 (7)
第3章传动件的设计 (9)
3.1确定各州计算转速 (9)
3.2 传动轴的估算 (9)
3.3 齿轮摸数的计算 (10)
3.4 齿轮参数的去定 (10)
3.5 尺宽的确定 (11)
3.6 中心距的计算 (11)
第4章主轴组件设计 (12)
4.1主轴主要参数确定 (12)
4.2主轴的构造 (13)
4.3轴上零件的定位 (13)
4.4主轴轴承................ (13)
第5章主轴零件的验算 (15)
5.1齿轮强度校验 (15)
5.2主轴的校核 (16)
第6章润滑与密封 (18)
结束语 (19)
参考文献 (20)
第1章概述
1.1金属切削机床在国民经济中的地位
装备制造业是保证国民经济发展建设的基础，装备制造业的技术水平和现代化水平决定着整个国民经济水平的发展,肩机床的属性决定了它在国民经济中的重要地位，负着为国民经济各部门提供现代化装备的任务，它为工业、农业、运输业、科研和国防等部门提供各种机器、仪器和工具，是国民经济赖以发展的基础，机床的种类、质量和加工效率直接影响着其他机械产品的生产技术水平和经济效益。因此，机床工业的现代化水平和规模，以及所拥有机床的数量和质量是一个国家工业发达程度的重要标志之一。
1.2机床课程设计的目的
机床课程设计，是在学习过课程《金属切削机床》之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。
1.3 主轴箱概述
主轴箱为数控机床的主要传动系统，它包括电动机，传动系统和株洲部件。它与普通机床主轴箱比较，相对来说简单，只有两级或三级齿轮变速系统和，它主要是用以扩大电动机无极调速范围，以满足一定恒功率和转速问题。
第2章参数的拟定及电机的选择
2.1 驱动源的选择
机床上常用的无极变速机构是直流或交流调速电机，直流电动机从转速d n向n是调节磁场电流的方法来调速的，属于恒功率，从额定转速d n 上至最高转速max
n是调节驱动电压的方法来调速的，属于恒转矩；交流调速电向下至最低转速m in
动机是靠调节供电频率的方法调速。由于交流调速电动机体积小，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机高，磨损与故障也小，所以在中小功率领域，交流调速电动机占较大优势，鉴于此，本设计选用交流调速电机。
2.2转速图的拟定
1）转速要求
转速范围电机的基本参数中，给出了额定转速n0，频率范围f max与f min。其中，n0是对应工频50H Z是的转速，而电机的速度范围如下计算(转速与频率成正比)：
n max= n0f max/50
n min= n0f min /50
对电机进行选择，查数据可得北京中源动力电气技术有限公司的YVF 系列变频电机频率范围为5-150HZ
其他参数如下
由上公司可得该系列电机的 最高转速4500rpm 。
最低转速n min = n 0f min /50=150 rpm
而机床主轴要求输出的调速范围为：22.5--3500rpm ，即
=
n R max min 3500
155.622.5
n n ==； 主轴的计算转速0.3
0.3
n 22.592.86
102.3rpm
min j n n R =?≈=；取105j n rpm =
主轴要求的恒功率调速范围3.33105max
==n Rnp
电动机恒功率调速范围31500
4500
==
Rp 主轴要求的恒功率调速范围远大于电动机所能提供的恒功率调速范围，所以必须配以分级变速箱。使主轴在低速段工作时要求电机工作在相应的高速段，这样电机的功率因数高，工作效率高。
采用两级的齿轮定比传动，适当增加电机功率可满足要求。
为使电动机尽可能工作在高速段，且所选电动机功率也比较小，应满足
如取变速箱的公比p F R ?==3，则与无级变速时
1np p ==Z Z F F R R ??-
故变速箱的变速级数：np lg lg33.3
3.19lg lg3
F
R Z ?=
=
=,取Z=4. 然而为了简化变速箱及其自动操纵机构，希望用双速变速箱，现取Z=2，则有 得F ?=5.76 则初步画出转速图如下
则由上图得：1
02102
2023500
n =n 4500
4500u u =n n u u =105
n u u =22.5
?
??????
解得：n=784rpm ，1n =610rpm ，02u u =0.134， 2n =168rpm ，
现取2u =1 / 5，则0u =0.67，1u =1.16 ;
2.3确定齿轮齿数
采用滑移齿轮变速时，滑移齿轮控制的两组齿轮传动副，当所选用的的齿轮模数
相等时，齿轮总数应该相等，且最小齿轮齿数的为23，根据金属切削机床表8-1,，则i=1.16的传动副齿数分别为74 ,64, i=0.94的传动副的齿数分别为23, 115。i=0.67时的带轮副带轮直径分别为φ126mm ，φ188mm 。
2.4转速图、功率特性曲线如下
2.5传动系统图
2.6电机功率
转速图和主轴功率特性如上图。主轴为3500rpm 时，电动机为4500rpm 。主轴转速为 1166rpm 时，电动机转速1500rpm 。之一段位恒功率，功率特性图中为AB 段。由于p F R ?> 档变速箱通过23/115传动主轴，电动机又为4500rpm 时，主轴转速为4500×126/188×23/115=610rpm ，即图中C 点。主轴转速为1166至610rpm 的BC’段是电动机1500—784rpm 获得的。这一段是恒转矩。同样，主轴从201到计算转速105rpm 的DE 段，电动机也处于恒转矩范围内。为是BC 段玉DE 段之间仍能得到要求的切削功率，电动机功率的最大输出功率只能取得大些。为使电动机在784rpm 时能得到最大输出功率P=7.5kw ，电动机在1500rpm 时的输出功率应为
7.5×1500/784=14.35kw 通常情况下，电动机的过载系数为k=1.25—1.30则选择北京中源动力成产的电动机最大功率18.5kw ，则过载系数为 K=18.5/14.35=1.29
2.7电动机的参数如下
第3章传动件的设计
3.1 确定各轴计算转速
计算转速
j
n 是传动件传递全功率的最低转速，各个传动轴上的计算转速可从
转速涂上直接得出
表3.1各轴的计算转速 3.2传动轴的估算
传动轴除应满足强度要求外，还应满足刚度的要求，强度要求保证轴在反复载荷和扭载荷作用下不发生疲劳破坏。机床主传动系统精度要求较高，不允许有较大变形。因此疲劳强度一般不失是主要矛盾，除了载荷很大的情况外，可以不必验算轴的强度。刚度要求保证轴在载荷下不至发生过大的变形。因此，必须保证传动轴有足够的刚度。 (1) 按扭转刚度估计轴的直径
d ≥ 其中：P-电动机额定功率
K-键槽系数 A-系数
η-从电机到该传动轴之间传动件的传动效率的乘积；
j
n -该传动轴的计算转速。
[]?-每米床度允许扭转角，可根据传动轴要求选取。
表3-2 许用扭转角选取原则
[1]Ⅰ轴的直径：min /784,95.011r n ==η
()mm d 5.3305
.178495
.05.1805.1834
1=???≥，取
35mm.
[2]Ⅱ轴的直径：min /525
,912.099.099.098.0212r n ==???=ηη
()mm d 12.3505
.1525912
.05.1805.1834
2=???≥，取40mm.
3.3 齿轮模数的计算
变速箱中的齿轮，不必都做强度计算，可在相同模数和材料的齿轮中，选取一个承受载荷最大、齿数最小的齿轮验算。
齿轮采用40Cr 高频淬火，[]σ=1370MP 齿轮接触疲劳强度计算：
16338
16338
3.87j m mm
===
m φ-齿宽系数
1z -小齿轮齿数
[]σ-许用接触应力
j
n -小齿轮计算转速
取m=4mm
3.4 齿轮参数的确定
从机械原理 表10-2查得以下公式
齿顶圆 m h z d a a )2+(=*
1
齿根圆 **1(22)f a d z h c m =--
分度圆 mz d =
齿顶高 m h h a a *
=
齿根高
m
c h h a f )+(=**
齿轮的具体值见表 齿轮尺寸表
3.5齿宽确定
由公式
()
6~10,m m B m m ??==为模数得：齿宽系数m φ=8mm 。
则齿宽B=8×4=32 mm
3.6Ⅱ轴与Ⅲ轴中心距 A1=
()()12z z m 231154=mm=276mm 2
2
++?
A2=192mm
第4章主轴组件设计
4.1 主轴主要参数的确定
（1）主轴前端的直径：
根据通用《金属切削机床》机床主轴径前端尺寸
通用机床主轴前轴颈尺寸（mm）
车床功率5.5-7.5KW时，轴径为75-110mm。
取前轴径1d=100mm，则后轴颈
d=0.71d=70mm
2
（2）主轴内孔直径d的确定很多机床的主轴是空心的，内孔直径与其用途有关。铣床主轴内孔可通过拉杆来拉紧刀杆。为不过多的削弱主轴的刚度，铣床主轴孔径d可比刀具拉杆直径大5—10mm。空心主轴的刚度几乎等于实心主轴的刚度，等于0.4时，空心主轴的刚度为实心主轴的90%，小于0.7时，空心主轴的刚度急剧下降
此处取d=42mm,
（3）主轴前端悬伸量a的确定主轴前端悬伸量a是指主轴前端面到前轴承径向反力作用中点（或前径向支承中点）的距离。它主要取决于主轴端部的结构，前支承轴承配置和密封装置的形式和尺寸，有结构设计确定。由于前端悬伸量对主轴部件的刚度、抗振性的影响很大，因此在满足结构要求的前提下，设计时应尽量缩短该悬伸量。此处选a为100mm.
（4）主轴主要支承间跨距L的确定合理确定主轴主要支承间的跨距L，是获得主轴部件最大静刚度的重要条件之一。支承跨距过小，主轴的弯曲变形固然较小，但因支承变形引起主轴前端的位移量增大；反之，支承跨距过大，支承变形引起主轴前端的位移量尽管减小了，但主轴的弯曲变形增大，也会引起主轴
L，在该跨距时，因主轴弯曲变形和前轴端较大的位移。因此存在一个最佳跨距0
支承变形引起主轴前轴端的总位移量为最小。一般会不断降低，主轴主要支承间
的实际跨距L往往大于上述最佳跨距0L，此处选L=3a=300mm.
4.2．主轴的构造
主轴的构造和形状主要取决于主轴上所安装的刀具、夹具、传动件、轴承等零件的类型、数量、位置和安装定位方法等。设计时还应考虑主轴加工工艺性和装配工艺性。框架式数控铣床主轴一般为空心阶梯轴，前端径向尺寸大，中间径向尺寸逐渐减小，尾部径向尺寸最小。
主轴的前端形式取决于机床类型和安装夹具或刀具的形式。主轴头部的形状和尺寸已经标准化，应遵照标准进行设计。主轴的直径和长度的确定主要是根据轴上零件的装配，框架式数控铣床主轴简图如图所示
轴上主要尺寸已在前面介绍，在确定各轴段长度时，应尽可能使结构紧凑，同时还要保证零件所需的装配或调整空间。轴的各段长度主要是根据各零件与轴配合部分的轴向尺寸和相临零件间必要的空隙来确定的。
4.3 轴上零件的定位
（1）零件的轴向定位
轴上零件的轴向定位是以轴肩、套筒、轴端挡圈、轴承端盖和圆螺母等来保证。轴肩分为定位轴肩和非定位轴肩，轴肩处易产生应力集中，而且轴肩过多也不利于装配，因此，轴肩定位多用于轴向力较大的场合。
套筒定位因为不影响轴的疲劳强度，一般用于轴上两个零件之间的定位。若两零件的间距较大或转速较高时，都不宜采用套筒定位。
轴端挡圈适用于固定轴端零件，可以承受较大的轴向力。为了防止轴端挡圈转动造成螺钉松脱，可加圆柱销锁定轴端挡圈。
圆螺母定位可承受大的轴向力，但轴上螺纹处有较大的应力集中，故一般用于固定轴端的零件，当轴上零件间距离较大不宜使用套筒定位时，也常采用圆螺母定位。
（2）零件的周向定位
周向定位的目的是限制轴上零件与轴发生相对转动。常用的周向定位零件有键、花键、销、紧定螺钉以及过盈配合等，其中紧定螺钉只用在传力不大之处。
4.4 主轴轴承
1）轴承类型选择
双列圆柱滚子轴承承载能力大，结构比较简单，但允许的极限转速低一些。
与双列圆柱滚子轴承配套使用承受轴向力的轴承有三种：
600角双列推力向心球轴承。是一种新型轴承，在近年生产的机床上广泛采
用。具有承载能力大，允许极限转速高的特点。外径比同规格的双列圆柱滚子轴承小一些。在使用中，这种轴承不承受径向力。
推力球轴承。承受轴向力的能力最高，但允许的极限转速低，容易发热。
向心推力球轴承。允许的极限转速高，但承载能力低，主要用于高速轻载的机床。
根据此设计特点，前支撑采用双列圆柱滚子轴承与双列向心推力球轴配合使用，后支撑用双列圆柱滚子轴承
2）轴承的精度和配合
主轴轴承精度要求比一般传动轴高。前轴承的误差对主轴前端的影响最大，所以前轴承的精度一般比后轴承选择高一级。
普通精度级机床的主轴，前轴承的选C或D级，后轴承选D或E级。选择轴承的精度时，既要考虑机床精度要求，也要考虑经济性。
轴承与轴和轴承与箱体孔之间，一般都采用过渡配合。另外轴承的内外环都是薄壁件，轴和孔德形状误差都会反映到轴承滚道上去。如果配合精度选的太低，会降低轴承的回转精度，所以轴和孔的精度应与轴承精度相匹配。
3）轴承间隙的调整
为了提高主轴的回转精度和刚度，主轴轴承的间隙应能调整。把轴承调到合适的负间隙，形成一定的预负载，回转精度和刚度都能提高，寿命、噪声和抗震性也有改善。预负载使轴承内产生接触变形，过大的预负载对提高刚度没有明显的小果，而磨损发热量和噪声都会增大，轴承寿命将因此而降低。
轴承间隙的调整量，应该能方便而且能准确地控制，但调整机构的结构不能太复杂。双列短圆柱滚子轴承内圈相对外圈可以移动，当内圈向大端轴向移动时，由于1：12的内錐孔，内圈将胀大消除间隙。
其他轴承调整也有与主轴轴承相似的问题。特别要注意：调整落幕的端面与螺纹中心线的垂直度，隔套两个端面的平行度都由较高要求，否则，调整时可能将轴承压偏而破坏精度。隔套越长，误差的影响越小。
螺母端面对螺纹中心线垂直度、轴上和孔上套简两端平行度等均有严格的精度要求。
第5章 主要零件的验算
5.1 齿轮强度校验
在验算变速箱中齿轮应力时，选相同模数中承受载荷最大的、齿数最少的齿轮进行接触应力和弯曲应力验算。一般对高速传动齿轮主要验算接触应力，对低速传动齿轮主要验算弯曲应力，对硬齿面软齿芯的渗碳淬火齿轮，一定要验算弯曲应力。
这里要验算的是齿轮1，齿轮23。
齿轮接触疲劳强度计算：16338
j m =
按弯曲疲劳计算齿轮模数275
w m =
式中：P ——传递的额定功率（kw ）,P=ηd P ； d P ——电动机功率（kw ）；
η——从电动机到所计算齿轮的传递效率； Z1——小齿轮齿数；
i ——大齿轮齿数与小齿轮齿数比 s k ——寿命系数；
1k ——齿向载荷分布系数； 2k ——动载荷系数； 3k ——工作状况系数 Y ——齿形系数；
[]
j σ——许用接触应力；
[]w σ——许用弯曲应力；
1k =1.2，2k =1.4，3k =1.15，s k =1.248
齿轮1
按接触应力计算：
查《机床课程设计指导书》1k =1.2，2k =1.4，3k =1.15，s k
=1.248
16338
16338
3.185j m mm == 按
弯曲应力计算：1k =1.2，2k =1.4，3k =1.15，s k =0.7
275
275 2.99mm w m ==?
=
综上所述，无论从接触应力还是弯曲应力，均符合要求，故取=4符合要求。
5.2 主轴的校核
1．主轴按扭转强度校核
这种方法只是按轴所受的扭矩来计算轴的强度；如果轴还受到不大的弯矩时，则用降低需用扭转切应力的办法予以考虑。轴的扭转强度条件为：
T T
T
W τ=
[]T τ≤ (4.1) 9550
P
T n
= (4.2) 3
16
T D W π=
(4.3)
[]T τ—需用扭转切应力，单位为a MP 。
因为P =7.5 kw ，min
1500r
n =，88D =mm ，查表得40 Cr 的[]T τ值为：
35—55a MP ，则mm N r kw
T .47750min
1500
5.79550000
== 3
3
3.1488133738.881616
T D W π?===3mm
课程设计任务书
2009/2010 学年第 一 学期
学 专
院： 业：
机械工程与自动化学院 机械设计制造及其自动化
学 号： 数控技术课程设计
学 生 姓 名： 课程设计题目：
——立式数控铣床工作台 X 轴进给传动系统设计 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 12 月 28 日～1 月 4 日 教学楼 2 号楼 杨福合 王 赵丽琴 彪
下达任务书日期: 2009 年 12 月 28 日
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
通过本课程设计的训练， 使学生在学完机床数控技术及相应的机床电器及 PLC 等课 程之后， 能够运用所学的知识独立完成数控车、 数控铣和加工中心的进给传动系统设计， 从而使学生进一步加深和巩固对所学知识的理解和掌握，并提高学生的实际操作能力。 1． 运用所学的理论知识， 进行数控系统设计的初步训练， 培养学生的综合设计能力； 2．掌握进给系统设计的基本技能，掌握导轨、滚珠丝杠螺母副的选型与计算； 3．掌握进给传动系统的动态特性分析方法； 4．具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力； 5. 基本掌握编写技术文件的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
对于立式数控铣床工作台（X 轴）进给传动系统，给定工作台、工件和夹具的总质 量 m=1200kg,主轴伺服电动机额定功率 PE=6.5kW,其余参数参考课程设计指导书[1]，完 成其选型计算。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
3.1. 设计任务 1.驱动电机选型计算； 2.滚珠丝杠螺母副的选型计算； 3.传动系统的动态特性分析及误差计算与分析； 3.2 设计工作量要求： 1.工作台部件的装配图及工作台零件图； （A4 不少于 10 页） 2.编写课程设计说明书一份。 3.3 三个同学分为一组，同学们之间可以互相讨论研究工作内容和设计方法，但每 位同学的设计任务必须各有侧重独立完成，不能有雷同现象。
课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献：
数控车床编程与操作课程设计 轴类零件的编程加工 学生姓名：王军 专业：数控技术 学号：20140024 指导教师：鄢明强 所在系部：机电工程系 中国·资阳 2015年11月
课程设计任务书 一、课程设计原始资料 1.查阅相关资料了解数控车床及机械加工工艺； 2.了解典型轴类零件加工的数控车削加工过程相关资料； 3.学习利用课本知识编写数控程序 二、课程设计任务及要求 1.绘制轴类零件标准的零件图一份 2.轴类零件机械加工工艺方案 3.数控加工工序卡一份 4.数控加工课程设计说明书一份 三、课程设计工作量 1．设计说明书 课程设计说明书应包括下列内容：封面、课程设计任务书、中文摘要、英文摘要、目录、前言、正文、参考文献、致谢、附录、评定成绩，并按顺序排列。课程设计说明书的字数应在20000字以上，采用A4纸打印。 2．查阅参考文献 查阅文献10篇以上，其中查阅与课题有关的外文文献2篇以上，并将其中的1篇文献的摘要的原文和译文（不少于3000汉字）附在附录中。 3．设计图纸 毕业设计图纸应符合国家有关制图标准，正确体现设计意图，图面整洁，布置匀称，尺寸标注齐全，字体端正，线型规范。图纸全部由计算机绘制。
四、课程设计进度安排 1.何宁，曾华林，赵云龙﹒数控原理及运用[M]﹒重庆：重庆大学出版社，2004.9 2.郭建平，郭辉﹒车工技术一体化教程[M]﹒北京：北京邮电大学出版社，2014.5 3.苏采兵，王凤娜﹒公差配合与测量技术[M].北京：北京邮电大学出版社，2013.4 4.彭磊，张国军.钳工技术及技能训练[M].北京：北京理工大学出版社，2012.7 5.黄永荣.金属材料与热处理[M].北京：北京邮电大学出版社，2015.5 6.周怀兵，褚芮.工程制图[M].长沙：国防科技大学出版社，2013.3 7.周讯阳.数控车床编程与操作[M].北京：机械工业出版社，2011.7 六、审批意见 系主任签名： 年月日
数控机床课程设计指南（doc 9页）
数控机床课程设计指导书应用专业：机械设计制造及其自动化 班级 学号 姓名
1.设计任务 本次课程设计是通过分析零件图，合理选择零件的数控加工工艺过程，对零件进行数控加工工艺路线进行设计，从而完成零件的数控加工程序的编写。使零件能在数控机床上顺利加工，并且符合零件的设计要求。 2.设计要求 1 绘制二维、三维零件图各一张； 2 数控加工工序卡一份； 3 走刀路线图一份； 4 数控加工程序清单一份（含注释）； 5 设计说明书一份。（分析零件结构；选择机床设备、刀具；编 写数控加工工艺；写出数值计算过程） 3.零件图的分析 在数控车床上加工如图所示的带螺纹的轴类零件，该零件由外圆柱面，槽和螺纹所构成，零件的最大外径为Φ56，加工粗糙度要求较高，并且需要加工M30×1.5的螺纹，其材料为45﹟，分析其形状为不规范的阶梯轴类零件，可以采用端面粗车循环加工指令，选择毛坯尺寸为Φ60mm×150mm的棒料。
4.机床设备的选择 根据该零件图所示为轴类零件，需要的加工的为外轮廓和螺纹，以及毛坯的尺寸大小，查机械设计手册选择FANUC系统的CK7815型数控车床来加工此零件。 5.确定工件的装夹方式 由于这个工件时一个实心轴类零件，并且轴的长度不是很长，所以采用工件的左端面和Φ60的外圆为定位基准。使用普通三爪卡盘加紧工件，取工件的右端面中心为工件的坐标系的原点。 6.确定数控加工刀具及加工工序卡片 根据零件的加工要求，T01号刀为450硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T02号刀为900硬质合金机夹粗切外圆偏刀；T03号刀为900硬质合金机夹精切外圆偏刀；T04号刀为硬质合金机夹切槽刀，刀片宽度为5mm，用于切槽、切断车削加工；选择5号刀为硬质合金机夹螺纹刀，用于螺纹车削加工。该零件的数控加工工艺卡片如表1-1所示。 加工流程：加工右端面→粗车外轮廓→精车外轮廓→切螺纹退刀槽→车螺纹→切断 表1-1数控加工工序卡片
CA6140普通车床微机数控改造设计任务书 一、设计任务 将CA6140普通车床改造成用MCS-51系列单片机控制的经济型的数控车床，要求该车床纵向有直线和圆弧插补功能。系统分辨率为：0.01mm/puls。 二、给定参数 最大加工直径：400mm(在床面上) 最大加工长度：1000mm 丝杠纵向长度：1300~1500mm 原车床丝杠纵向直径：22mm 纵向导轨类型：综合性导轨 主轴转速范围：正转（24级）10~1400rpm 反转（12级）14~1580rpm 溜板及刀架纵向重力：800N 刀架纵向快移速度：2.4m/min 最大纵向切削进给速度：0.6m/min 主电机功率：735kW/1450rpm 启动加速时间：30ms 机床定位精度：±0.015mm 三、设计要求 1．改装后数控车床应具有性能： 数控代码制：ISO 脉冲分配方式：逐点比较法
输入方式：增量值、绝对值通用 同时控制坐标轴数：2坐标轴（纵向Z，横向X） 纵向脉冲当量值：0.01mm/puls 刀具补偿量：0~99.99mm 进给传动链纵向间隙补偿量：0.15mm 自动升降速性能：有 2．改装后数控车床的工艺范围： 具有快速定位，直线插补，顺、逆圆插补，暂停，循环加工。 3．对微机数控系统的要求： 微机控制系统要有可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，具有 很高的性能价格比等特点。控制系统的加工程序和控制命令通过键盘 操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。四、设计工作量 1．一张纵向进给机构的结构改装图（A1）； 2．一张驱动电路原理图（A3） 3．一份设计说明书 包括以下内容： 1）前言（数控改装的意义、用途及目的等）； 2）设计的主要思路：系统总体方案的确定、机械系统方案设计、控制系统方案设计； 3）机械部分改装设计计算： （1）滚珠丝杠螺母副的确定；
机床夹具课程设计指导书及任务书江西农业大学工学院机械工程系
目录
一、机床夹具课程设计指导书 机床夹具课程设计是机械设计制造及自动化专业本科学生在本课程学习结束后，必须完成的实践性教学环节。通过课程设计，使学生进一步理解夹具设计的目的和意义，巩固夹具设计基础理论的知识，系统掌握机床夹具设计的过程、步骤和方法，培养学生初步掌握应用专业知识解决生产实践工艺技术问题的能力。 1. 课程设计的目的 1.1以《机床夹具设计》课所学知识为基础，综合运用有关课程的知识来分析解决夹具设计问题； 1.2初步掌握夹具的论证及设计的方法、步骤； 1.3学会运用各种指导夹具设计的图册、手册、标准等。 2. 课程设计的内容及步骤 2.1草拟设计说明书 2.1.1对加工件进行工艺分析：结构的合理性、特点、加工中应注意事项；加工要求的合理性并根据加工要求分析加工方法合理性；已知条件是否完备等。 2.1.2定位方案设计： ⑴根据工序内容的技术要求，分析判断应限制工件的哪些自由度。 ⑵按照定位基准的选择原则，正确选择第一、第二、第三定位基准。 ⑶根据定位基准的几何特征，正确选用标准定位元件或设计非标准定位元件。 ⑷运用总体分析法和单件法，分析判断定位方案的正确性。 ⑸定位元件精度设计，分析计算定位误差，分析判断是否满足加工精度要求。 ⑹对比多种方案，选择设计定位元件，定位误差分析计算，取最优方案。 2.1.3导引方案设计确定对刀、导引装置及安装方式并进行有关设计、计算。 2.1.4夹紧方案设计：对比多种方案。确定夹紧力的方向与作用点、分析与计算需要多大的夹紧力、选择夹紧机构、计算结构尺寸或进行夹紧力校核。 2.1. 5其它装置设计：连接装置、分度装置等设计计算(夹具位置误差、分度误差计算)，(附图)。 2.1. 6夹具体设计：夹具体设计时应满足以下基本要求
目录 1、前言 (2) 2、控制系统硬件的基本组成 (2) 2.1系统扩展 (2) 2.1.1 8031芯片引脚 (3) 2.1.2 数据存储器的扩展 (6) 2.1.3 数据存储器的扩展 (7) 3、控制系统软件的组成及结构 (9) 3.1 监控程序 (10) 3.1.1 系统初始化 (10) 3.1.2 命令处理循环 (10) 3.1.3 零件加工程序（或作业程序）的输入和编辑 (10) 3.1.4 指令分析执行 (10) 3.1.5 系统自检 (11) 3.2 数控机床控制系统软件的结构 (11) 3.2.1 子程序结构 (12) 3.2.2 主程序加中断程序结构 (12) 3.2.3 中断程序结构 (12) 4 、心会得体 (13) 5 、参考文献 (14)
1 、前言 数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床。它是基于数字控制的，采用了数控技术，是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机，CNC，驱动装置，数控机床的辅助装置，编程机及其他一些附属设备所组成。数控机床控制系统的作用是使数控机床机械系统在程序的控制下自动完成预定的工作，是数控机床的主要组成部分。 2、控制系统硬件的基本组成 数控机床控制系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。控制系统在使用中的控制对象各不相同，但其硬件的基本组成是一致的。控制系统的硬件基本组成框图如图1所示。 图1 控制系统硬件基本组成框图 在图1中，如果控制系统是开环控制系统，则没有反馈回路，不带检测装置。 以单片机为核心的控制系统大多采用MCS-51系列单片机中的8031芯片单片机，经过扩展存储器、接口和面板操作开关等，组成功能较完善、抗干扰性能较强的控制系统。 2.1系统扩展 以8031单片机为核心的控制系统必须扩展程序存储器，用以存放程序。同时，单片机内部的数据存储器容量较小，不能满足实际需要，还要扩展数据存储
毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目 专业姓名 毕业设计（论文）工作起止时间： 毕业设计（论文）的内容提要： 指导教师：教研室主任： 年月日
数控技术专业毕业设计选题方向 根据本专业培养目标要求，提出以下几大类设计（论文）选题方向供参考，每一题中的具体题目可结合本单位或本人所从事的工作选定，也可选择其它题目，均应符合专业方向、设计内容及工作量的要求。 （一）数控机床加工工艺类 1、了解数控机床的型号、系统及该机床的特点； 2、选择一典型零件图，画零件图一张；（大专选择中等复杂程度的零件图） 3、编写数控加工工艺规程； 4、编写零件的数控加工程序； 5、说明书一份。 （二）工艺设计与工装设计类 选择中等复杂程度的零件，进行加工工艺规程的编制及某典型工序的专用夹具设计。 1、画出零件——毛坯综合图一张； 2、写出机械加工工艺过程卡片一套； 3、写出机械加工工序卡一套； 4、选择一个典型工序设计专用夹具一套； 5、画一套专用夹具典型零件图； 6、设计说明书一份 （三）钳工类； 1、本厂介绍及其产品介绍； 2、如何正确选用与使用钳工工具； 3、制订一个典型部件的钳工工艺规程； 4、画装配图1张； 5、简述钳工的种类及钳工的基本知识。 （四）机修类 1、本厂生产管理概况现状分析； 2、故障诊断分析的方法； 3、正确装配方法的分析； 4、如何当好一个机修工人； 5、合理化建议； 6、说明某产品的质量是如何保证，介绍整个检验过程； 7、产品质量分析。 （五）检测类 1、检验方法的选择； 2、量具、量仪的正确选用、使用与保养； 3、测量误差的种类及其影响因素与评定方法； 4、说明某产品的质量是如何保证，介绍整个检验过程； 5、对一个零件进行20次等精度测量，按公差书中的知识分析其测量结果； 6、合理化建议。 （六）企业管理类 1、公司简介及产品介绍； 2、工厂管理分析； 3、如何作好本职工作。 4、技术经济分析 5、对企业产品进行市场调查； 6、企业策划 （七）市场营销类 1、对企业产品进行市场调查； 2、销售产品的性能、工作原理； 3、你的产品与同类产品比较优势如何； 4、销售技巧； 5、如何搞好售后服务。 6、工作体会与设想。 （八）机床的改装类 1、原机床的工作原理； 2、改装方案及原理图； 3、机床改装的可行性分析； 4、机床改装电器控制原理图。
机械制造工艺及机床夹具课程设计任 务书
”CA6140普通车床后托架(831001)”零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备设计 机械制造工艺及机床夹具课程设计任务书 设计题目:设计”CA6140普通车床后托架(831001)”零件的机械加工工艺规程的编制及工艺装备( 件/年) 生产纲领: 件/年 内容:1、零件图 (1) 2、毛坯图 (1) 3、机械加工工艺过程卡.....................................................1张 4、机械加工工序卡 (1) 套 5、专用夹具装配图.........................................1张 6、夹具专用零件图.........................................1张 7、设计说明
书 (1)
目录 前言 .............................. 错误!未定义书签。 一、零件的分析: ........................ 错误!未定义书签。 (二)零件的作用: ........................ 错误!未定义书签。 (三)零件的工艺分析: .................... 错误!未定义书签。 二、工艺规程的设计: .................... 错误!未定义书签。 (一)确定毛坯的制造形式: ................ 错误!未定义书签。 (二)基准的选择 ......................... 错误!未定义书签。 (三) 制订工艺路线: .................... 错误!未定义书签。 (四)机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定:错误!未定义书签。 (五)确定切削用量及基本工时 : ........... 错误!未定义书签。 三、夹具设计: .......................... 错误!未定义书签。 (一)问题的提出: ........................ 错误!未定义书签。 (二)夹具设计: .......................... 错误!未定义书签。 四、总结: .............................. 错误!未定义书签。 五、主要参考文献: ...................... 错误!未定义书签。 一、零件的分析: (一)计算生产纲领,确定生产类型:
太原科技大学数控技术课程设计 学院：机械工程学院 专业：机械电子工程 班级：机电091201班 姓名：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦 时间：2013年1月15号
数控技术课程设计任务书 一、课程设计题目： 设计轴类零件数控加工工艺规程及数控技术仿真 二、课程设计目的： 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。 三、课程设计内容： 1.毛坯图一张 2.零件图一张 3.机械加工工艺过程卡一张 4.机械加工工序卡四张 5.仿真结果图一张 6.设计说明书一份 班级：机电091201 学生：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦宋建军 教研室主任：贾育秦
目录 一、前言第3页 二、零件图的工艺分析第3页 1.加工内容第4页 2.毛坯的选择第4页 3.定位基准的确定第4页 4.加工顺序的确定第4页 5.加工工序、工步的确定第5页 三、机床的选择第6页 四、刀具的选择第6页 五、夹具的选择第7页 六、量具的选择第7页 七、切削用量的确定第7页 八、机械加工时间的计算第8页 九、编写数控部分程序第9页 十、数控仿真及其结果第10页十一、总结第13页十二、参考文献第14页
一、前言 制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是制造业实现自动化、集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。数控技术的广泛应用给传统制造业的生产方式、产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械、机电专业的人才带来新的机遇和挑战。 随着我国综合国力的进一步加强。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心。现如今，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。这就体现了学好数控技术的重要性。 这次课程设计让我们更好的熟悉数控车床、确定加工工艺、学会分析零件、学会简单的程序编程以及数控仿真，为走上工作岗位打下坚实的基础。 二、零件图的工艺分析
机床夹具设计课程设计 Company Document number：WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
机床夹具设计课程设计说明书课题名称: 机床夹具设计 专业：机械设计制造及其自动化 班级：13机械一班 姓名：阮吴祥 学号： 指导老师：张秀香 2017年 1月
目录 一、机床夹具课程设计任务书 (1) 二、机床夹具课程设计说明书 (2) 1.对加工件进行工艺分析 (2) 2.定位方案设计 (2) 3.导引方案设计 (4) 4.夹紧方案设计 (5) 5.夹具体设计 (6) 6.其它装置设计 (6) 7.技术条件制定 (6) 8.夹具工作原理(操作)简介 (6) 9.设计心得 (7) 三、参考文献 (8) 四、附录 (9)
一、机床夹具课程设计任务书
二、机床夹具课程设计说明书 1、对加工件进行工艺分析： 零件名称为通孔套,为铸件，本工序铣削加工直径22mm的孔，设计手动钻绞孔专用夹具。工件已加工过的孔径为φ22mm，厚度为50mm。 在加工槽时，槽的尺寸精度和表面粗糙度要求不是很高，由铣削直接加工就可以达到要求，其中槽的宽度由刀具的尺寸保证，槽的深度尺寸和位置精度由设计的夹具来保证。槽的位置包括如下两方面要求： 加工槽的宽度为12mm，且两个侧面相对于中心面A对称度； 加工槽的深度为30±。 2、定位方案设计： 根据加工孔两侧面相对于中心面对称要求，需要限制工件X方向转动自由度、Y方向转动自由度和Z方向转动自由度；根据加工孔宽度和深度要求，需要限制工件X方向移动自由度和Z方向移动自由度。但考虑到加工时工件定位的稳定性，可以将六个自由度全部限制。 工件相对中心面对称，要实现加工孔两侧面相对中心面对称的要求，且根据基准重合的原则应选A面作为定位基准，但A面实际不存在，故可选工件的两侧面M或N的任一面作为定位基准，限制三个不定自由度，此为第一定位基准。
机械工程学院 《数控机床编程》课程设计 题目：“王”字凸台 专业：机械设计制造及其自动 班级：机制1201 姓名：王超 学号：1209331031 成绩： 指导教师：张丽娟 2015年4月25日 .
目录 一、任务书 (1) 二、设计零件 (2) 三、数控加工工艺分析 (4) 四、程序清单 (5) 五、零件加工 (6) 六、设计小结 (7) 七、参考文献 (8) 八、感想 (9)
一、任务书 1.课程设计概述 《数控机床编程》课程设计是机械设计制造及其自动化专业的必修课程之一，它可以提高学生的动手能力，丰富学生的理论知识。是一门理论与实践相结合的综合性专业基础课。通过《数控机床编程》课程设计的学习，要求学生能够设计常用的轴类零件和型腔壳体类零件，并能够合理的选择卡具和加工设备，独立分析工艺，独立编程及完成其加工。通过数控机床编程课程设计，使学生提高数控机床实际操作和手工编程能力。同时还要求学生掌握数控机床的组成及其控制原理和方法。为以后的工作和学习打下坚实的基础。 2.课程设计目的 通过本次课程设计，掌握数控机床进行机械加工的基本方法，巩固数控加工编制的相关知识，将理论知识与实际工作相结合，并最终达到独立从事数控加工程序编制的工作能力。 3．课程设计任务 根据本任务书相关技术要求，完成零件设计，零件工艺分析，加工工序卡的编制，数控加工程序的编制，最后用HNC-21M数控系统机床加工出所设计的工件。
《数控机床编程》课程设计班级：机械设计制造及其自动化姓名：王超 二、设计零件 我要做的零件是在金属块上刻一个“王”字。由于我是第一次将所学理论用于实践，因此我选择笔画相对较少的“王’字来做。本次编程我打算用顺时钟圆弧指令G02和直线指令G01来刻画这个字。
沈阳航空航天大学北方科技学院 毕业设计（论文）任务书 教学部工学二部专业机械设计制造及自动化 班级学号姓名 毕业设计（论文）题目某型客机FJ11xx零件制造工艺设计及数控加工毕业设计（论文）时间2011 年月日至年月日 毕业设计（论文）进行地点沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）的内容及要求: 主要技术依据： 1．零件三维模型及零件二维工程图片。 2．生产类型：单件、小批生产。 (一)主要内容 1.下厂实习：了解零件功能，对零件的加工工艺和加工中存在的问题进行现 场调研，收集相关资料。 2.绘制零件工程图。 ①应用CAD/CAM软件创建三维零件模型的工程图。 ②应用二维CAD绘图软件编辑创建的工程图并打印。 ③要求图面整洁，视图齐全，布局合理，线条、文字及尺寸标注等均应符 合有关标准规定。 3.编制零件的制造大纲。要求： ①工艺方案合理。 ②对数控加工工序进行详细设计，完成数控加工工序卡。 ③工序图的绘制应简洁、准确。 4.应用CAD/CAM软件对零件进行数控编程。要求生成的数控刀路及NC程序正 确。 5.在数控加工仿真系统（VNUC、斯沃）上，选择一种数控机床如FANUC 0iM 三轴立式加工中心，对生成的部份NC代码，进行仿真加工。
6.编写设计说明书。要求叙述要层次分明、文理通顺、表达准确，图文并茂， 格式符合规定，字数不少于1.2万字。 7.翻译相关外文资料。要求内容准确、句意通顺，译文字数约3千字。（二）基本要求 1．查阅、收集资料，撰写毕业设计开题报告。 2．能够较熟练使用CAD/CAM软件与二维CAD软件。 3．数控加工仿真符合生产实际。 （三）参考文献 [1] 杨伟群等主编. 数控工艺培训教程(数控铣部分). 北京：清华大学出版社.2006． [2] 杨建明主编.数控加工工艺与编程 .北京：北京理工大学出版社，2006 [3] 田萍主编.数控机床加工工艺及设备.北京:电子工业出版社，2005 [4] 孟少农主编.机械加工工艺手册(第一卷).北京：机械工业出版社，1998 [5] 赵如福.金属机械加工工艺人员手册(第四版).上海科学技术出版社. 2006.10 [6] 王建石主编, 机床夹具和辅具速查手册,北京：机械工业出版社,2007 [7] 曾志新主编, 机械制造技术基础, 湖北：武汉理工大学出版社,2004 [8] 陈宏钧.实用机械加工工艺手册. 第1版.机械工业出版社.1997.6 [9] 谢龙汉编著：CATIA V5 数控加工应用实例，清华大学出版社，2006.3 指导教师年月日 负责教师年月日
数控机床与编程课程设计说明书设计题目： 成绩： 班级：09级机械三班 学号： 04092317 姓名：于明鑫 指导教师：于春海 设计日期2012年6月18日至2012年6月24日
目录 封面.....................................................错误！未定义书签。课程设计任务书 .. (4) 绪论 ················································································· 1.零件图分析 ······················································································ 2.零件总体工艺分析 ··················································错误！未定义书签。 2.1 选毛培····························································错误！未定义书签。 2.2 加工工艺路线···················································错误！未定义书签。 3.零件加工工艺过程卡 ···············································错误！未定义书签。 4.确定数控加工内容··············································错误！未定义书签。 5.正面铣削数控加工设计·······································错误！未定义书签。 5.1 制定工序2的加工步骤·······································错误！未定义书签。 5.2 确定装夹方案···················································错误！未定义书签。 5.3确定数控铣床 ···················································错误！未定义书签。 5.4 确定数控铣削刀具·············································错误！未定义书签。 5.5编程相关坐标点设定 ··········································错误！未定义书签。 5.6 确定切削用量···················································错误！未定义书签。 5.7 刀具轨迹坐标值的数学处理 ································错误！未定义书签。 5.8 程序编制及说明················································错误！未定义书签。 6.背面铣削数控加工设计·······································错误！未定义书签。 6.1 制定工序3的加工步骤·······································错误！未定义书签。 6.2 确定装夹方案···················································错误！未定义书签。 6.3 确定数控铣削刀具·············································错误！未定义书签。 6.4编程相关坐标点设定 ··········································错误！未定义书签。 6.5 确定切削用量···················································错误！未定义书签。 6.6 刀具轨迹坐标值的数学处理 ································错误！未定义书签。
课程设计任务书 （第六组） 一、设计题目 年产23万件床头柜生产工艺设计 建厂条件 1地址：吉林市 2.投资：大规模 三、课程设计内容 1家具结构的确定 2工艺流程的确定 3设备选型、台数计算及设备布置 4简单成本计算 5设计说明书的编写 四、课程设计要求 1、设计说明书内容： 包含：设计题目、设计任务、家具零部件图（简图A4幅面）若干张、工艺流程图（A4幅面）若干张、设备布置平面图一张（A3幅面以上）、计算过程和结果、材料消耗清单一份、简单成本核算以及其他需要说明的内容。 简单成本核算 = 材料成本 + 设备费用与折旧 + 建筑成本与折旧 + 水电费用 + 人员工资 2、设计说明书的格式如下： ①所有文字内容使用A4幅面打印，图纸根据要求确定。 ②正文文字内容使用“宋体”、大小为“小四”。 ③封面、首页样式见附页。
机床位置和工作位置的计算 机床位置和工作位置的计算，按下列步骤进行： （1）按下列公式计算按年生产计划所需的机床小时数： T=tAnk/60 式中： T—按年生产计划该工序所需的机床小时数，h; t—零件加工的工时定额，min； A—年生产计划规定的产量； n—该零件在制品中的数量； k—考虑到生产过程中零件报废的系数（k>1） T也可以按下列公式计算 T=T 1+T 2 式中：T 1 是工件（L）跟进给速度（V）之比 T 1 =L/V T 2 是辅助事件（安装时间，取放工件时间，空行程时间，其他时间） T=T 1 K K=1.2～1.5 （2）对于不只是加工一种零件，而是加工多种零件的机床设备及工作位置，按下式统计出按年生产计划在该工序上所需的总的机床小时数∑T。即： ∑T=T 1+T 2 +T 3 +……+T n 式中：T 1 T 2 T 3 ……T n —分别为按年计划各种零件在该工序上所需的机床小时数。 （3）计算机床设备全年拥有的机床小时数T 按下列公式计算： T =[365-（52×2+11）]CSK 式中：365 —年的总天数； 52×2 —是周六和周日休息天数； 11 —年的公假日； C —工作班数（1）； S —每班的工作时间； K —报废系数（0.85～0.95） T =[365-115]×1×8×0.9=1800h 有的机床是一班工作制： T =1800×1=1800h 有的机床是两班工作制： T =1800×2=3600h （4）计算机床设备和工作位置数n按下列公式计算： n=∑T/T （5）确定时机需采用机床设备及工作位置数m，当设备或工作的极速昂的小数部分超过0.25时应圆整为整数，即采用台数要多一台，当计算数的小数部分不足0.25时，一般情况下可以舍去，即采用台数为计算的整数部分，通过调整机床负荷等措施来解决，但对于某些特殊的专用设备，为了保持加工路线的直线型和保证工艺需要，使用负荷再小也要采用，如燕尾开榫机，小带锯，打眼机等。 （6）计算设备负荷百分率P P=100∑T/（mT ）
目录 1设计任务 (2) 2设计要求 (2) 2.1总体方案设计要求 (2) 2.2其它要求 (3) 3进给伺服系统机械部分设计与计算 (3) 3.1进给系统机械结构改造设计 (3) 3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (3) 3.2.1确定系统的脉冲当量 (3) 3.2.2纵向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (4) 3.2.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核 (4) 4步进电动机的计算与选型 (11) 4.1步进电动机选用的基本原则 (11) 4.1.1步距角α (11) 4.1.2精度 (11) 4.1.3转矩 (11) 4.1.4启动频率 (12) 4.2步进电动机的选择 (12) 4.2.1 C6140纵向进给系统步进电机的确定 (12)
4.2.2 C6140横向进给系统步进电机的确定 ................................................................... 12 5电动刀架的选择 .................................................................................................................... 12 6控制系统硬件电路设计 ...................................................................................................... 19 6.1控制系统的功能要求 ................................................................................................... 19 6.2硬件电路的组成： ........................................................................................................ 19 6.3电路原理图 ..................................................................................................................... 20 7总结 ........................................................................................................................................... 21 8参考文献 . (22) 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400mm 2) 最大加工长度1000mm 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 =3000mm/min ，Z 方向为v zmax =6000mm/min 5) X 方向最快工进速度v xmaxf =400mm/min ，Z 方向为v zmaxf =800mm/min 6) X 方向定位精度±0.01mm ，Z 方向±0.02mm 01 .0=x δ02 .0=z δ
数控加工工艺课程设计指导书 一．设计目的 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二．设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三．设计步骤 （一）零件的工艺分析 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面： 1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 5）调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等； 6）分配数控加工中的容差； 7）处理数控机床上部分工艺指令。 3．数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点，即零件技术要求能否保证，对提高生产率是否有利，经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：
《机电传动控制》课程设计任务书2016
课题1：专用镗孔机床的电气控制系统设计 (分别使用继电器接触器电路和PLC 实现控制) 1．机床概况 该设备用于大批量生产某零件的镗孔与铰孔加工工序。机床主运动采用动力头，由Y100L —6型(1.5kW-4A)三相异步电动机拖动，单向运转。该设备能进行镗孔加工，当更换刀具和改变进给速度时，又能进行铰孔加工(有镗孔与铰孔加工选择)，加工动作流程如图2-1所示。 a 镗孔） b 铰孔） 图2-1 加工动作流程图 进给系统采用液压控制，为提高工效，进给速度分快进与工进两种且自动变换。液压系统中的液压泵拖动电机为Y801-2型(750W 、1.9A)，由电磁阀(YVl ～YV4)控制进给速度，为作要求如表2-1所示。 表2-1 液压控制动作要求 为提高加工精度，主轴采用静压轴承，由Y801-2型电动机拖动高压液压泵产生静压油膜。 2．设计要求 1)主轴为单向运转，停车要求制动(采用能耗制 原位起动SQ3 原位起动SQ4
动)。 2)主轴电动机与静压电动机的联锁要求是：先开静压电动机，静压建立后(由油压继电器控制)才能起动主轴电动机，而停机时，要求先停主轴电动机，后停静压电动机。 3)主轴加工操作，采用两地控制。加工结束自动停止，手动快退至原位。 4)根据加工动作流程要求，设置镗孔加工及铰孔加工选择。 5)应有照明及工作状态显示。 6)有必要的电气保护和联锁。 7)PLC采用三菱FX2n。
课题2：千斤顶液压缸加工专用机床电气控制系统设计 (分别使用继电器接触器电路和PLC实现控制) 1．专用机床概况介绍本机为专用千斤顶液压缸两端面的加工，采用装在动力滑台上的左、右两个动力头同时进行切削。动力头的快进、工进及快退由液压油缸驱动。液压系统已用两位四通电磁阀控制，并用调整死挡铁方法实现位置控制，油泵电动机型号为Y80—4（0.55kW、1.6A）。 机床的工作程序是： 1)零件定位。人工将零件装入夹具后，定位油缸动作工件定位。 2)零件夹紧。零件定位后，延时15s，夹紧油缸动作使零件固定在夹具内。同时定位油缸退出以保证滑台入位。 3)滑台入位。滑台带动动力头一起快速进入加工位置。 4)加工零件。左右动力头进行两端面切削加工，动力头到达加工终点，即停止工进，延时30s后动力头停转，快速退回原位。 5)滑台复位，左右动力头退回原位后，滑台复位。 6)夹具松压。当滑台复位后夹具松开，取出零件。 以上液压缸各动作由电磁阀控制，电磁阀动作要求如表2-2所示。 2．设计要求 1)专用机床能半自动循环工作，又能对各个动作
设计总体要求： 1、PLC的型号选择 2、设计PLC 的I/O接线图 3、完成主电路设计以及相应电器元件的选择 4、完成梯形图的设计 5、提交设计说明书 题目1数控钻床主轴进给控制系统PLC设计 控制要求： 卧式数控钻床采用G83指令完成钻深孔加工，动作如图，钻头初始位置在原点（光电开关SQ1处），按下启动按钮SB1，钻头进给至光电开关SQ2处后返回原点，然后再进给至光电开关SQ3处返回原点，以此类推，最后返回原点停止，主轴进给动作结束。
题目2 CA6140卧式车床的PLC改造 控制要求：CA6140卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成CA6140卧式车床的电气改造。
题目3 C650卧式车床的PLC改造 控制要求：C650卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成C650卧式车床的电气改造。 题目4 抢答器控制 控制要求： 1.系统初始上电后，主控人员在总控制台上点击“开始”按键后，允许各队人员开始抢答，即各队抢答按键有效； 2.抢答过程中，1～4队中的任何一队抢先按下各自的抢答按键（S1、S2、S3、S4）后，该队指示灯（L1、L 2、L 3、L 4）点亮，LED数码显示系统显示当前的队号，并且其他队的人员继续抢答无效； 3.主控人员对抢答状态确认后，点击“复位”按键，系统又继续允许各队人员开始抢答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按键；
题目5 十字路口交通灯控制控制要求：
题目5自动售货机控制 控制要求： 课题6 自动售货机 在上图中，按M1、M2、M3按钮，模拟投入货币，Y0显示投入的货币的数量，按动“QS”和“CF”按钮分别代表购买“汽水”和“咖啡”。出口处的“E”和“F”表示“汽水”和“咖啡”已经取出。购买后Y0显示剩余的货币，按下“ZL”找零按键： 1.按下“M1”、“M2”、“M3”三个开关，模拟投入1元、2元、3元的货币，投入的货币可以累加起来，通过Y0的数码管显示出当前投入的货币总数。 2.售货机内的二种饮料有相对应价格，当投入的货币大于等于其售价时，对应的汽水指示灯C、咖啡指示灯D点亮，表示可以购买。 3.当可以购买时，按下相应的“汽水按钮”或“咖啡按钮”，同时与之对应的