目录
第1章概述 (1)
1.1设计目的 (1)
1.2进给系统概述 (1)
第2章运动设计 (2)
2.1传动方案拟定 (2)
2.2丝杠螺母副的选择与计算 (2)
2.2.1丝杠螺母副的选择 (2)
2.2.2丝杠螺母副的计算 (3)
2.2.3滚珠丝杠螺母副的验算 (4)
第3章动力计算 (8)
3.1电动机的验算 (8)
3.2齿轮的计算 (10)
3.3轴的设计 (13)
总结 (19)
参考文献 (20)
第1章概述
1.1.设计目的
机床课程设计是在金属切削机床之后进行的实践性环节，其目的在于通过机床进给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，得到结构构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件设计、编写技术文件和查阅技术资料的等方面的综合训练，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、结构设计与计算能力。
1.2.进给系统概述
进给系统的特点是速度低、消耗功率少、受力小，而速度越低越易出现爬行现象，而一般的捣鬼由于受摩擦力下降特性的影响，很难满足高精度的要求，特别是对于数控而言更不能适应精度要求。而滚珠丝杠副基本上是滚动摩擦，摩擦阻力小，切摩擦阻力的大小几乎与运动速度完全无关，这样就有效的保证了运动的平稳性，克服了爬行现象的产生。而且滚珠丝杠摩擦损失小，传动效率高，运动灵敏、低速时无爬行现象、轴向刚度高、寿命长、维护简单且具有传动可逆性并反向精度高等优点故而选用滚珠丝杠螺母副传动。
第2章运动设计
2.1.传动方案拟定
2.1.1.总体传动框图如下图：
2.1.2.具体的分析过程：
因设计要求系统为开环系统从而使系统简化，若直接将电机与滚珠丝杠联必会引起丝杠温度过高即磨损加剧使其寿命降低。故在其两者之间加一消隙齿轮箱，一是使丝杠速度降低，而则是消除系统传动中的间隙，提高传动精度，并有效减少反向运动死区现象，消息齿轮箱与丝杠可采用联轴器形式连接，这样便确定了如上图所示的传动方案。
2.2.丝杠螺母副的选择与计算
2.2.1.丝杠螺母副的选择
1.内循环与外循环的选用说明
外循环滚珠丝杠是利用挡珠器一端修磨的圆环引导滚珠离开旋滚道进入回珠槽，以及引导滚珠由回珠槽，返回螺旋滚道，因管道突出与螺母外面，径向尺寸较大。内循环滚珠丝杠是借助反向器迫使滚珠丝杠翻越丝杠的齿顶进入相邻滚道，内循环是因回路短、工作滚珠数少，流畅性好，摩擦损失少，传动效率高，径向尺寸紧凑，轴向刚度好，承载能力强等优点，故而采用内循环滚珠丝杠。（制造有些困难）
2.滚珠丝杠的轴向间隙调整和预紧方法
滚珠丝杠的轴向间隙的调整和预紧方法的原理预普通丝杠螺母相同，但滚珠丝杠螺母机构间隙调整精度要求高，要求能作微调以获准确的间隙或预紧量。常用的方法有三种：垫片调隙式，螺纹调隙式，齿差调隙式，垫片调隙式常需垫片反复修磨，工作中不能随时调整，螺纹调隙式调整量难以精确控制。齿差调隙式精度可靠，多用于调整准确性要求较高的场合，
故而采用齿差调隙式调隙机构。
3. 滚珠丝杠的安装
实践表明：螺母座，丝杠的轴承及其支架等不足会严重的影响滚珠丝杠副的传动刚度。为了提高轴向刚度，一般常用止推轴承。滚珠丝杠的支撑方式有一下四种：a.一端装止推轴承型；这种支撑方式仅适用于丝杠行程较短，它的支撑能力较小，轴向刚度较低。b.一端装止推轴承，一端装向心轴承，其目的是为了减少丝杠热变形的影响，因数控机床常常姚连续工作数小时，丝杠的热变形必须予以重视。c.两端装止推轴承，这种支撑对丝杠的热伸长较为敏感。d.两端装止推及向心轴承，此种支撑虽使滚珠丝杠有最大的刚度，但设计计算较为复杂且轴向尺寸大，且结构复杂，故而采用b 支撑的安装方式，即一端装止推轴承，一端装向心轴承。
2.2.2.
丝杠螺母副的计算
参照《机床数控技术》P118页的设计过程进行计算：
1. 滚珠丝杠螺母副承受轴向载荷时，在滚珠与滚道型面产生接触应力，但对一点来说，若应力状态是交变接触应力，它的工作状态与滚动轴承类似，所以它的主要实效形式是疲劳点蚀损伤和变形，故其设计方法与滚动轴承相类似，故按疲劳寿命的选择计算：
25.101
.03606
75.0360=??=?ψ=
s u
有公式： eq H d c F f f T C 3=
上式中各参数的确定：
（1）d f ：根据《数控机床系统设计》P110表5-2，一般d f ＝1.2～1.5，取
d f ＝1.2
（2）H f ：根据《数控机床系统设计》P110表5-1，滚珠丝杠的材料取15GCr ，硬度可处理到HRC60左右，则H f ＝1.0
（3）eq F ：轴向工作载荷的计参照《金属切削机床》下册计算工作载荷。
3/)2(min max F F F eq +=
N
F kgf
F F kgf N F F F eq 3.1133/)201602(2018017642.08.91008.9160min max =+?===??+?+=＝＝＝摩擦摩擦工作
(4) T:
rpm n 80025.1/1000＝＝电机
72010/606=??=T n T
将各参数带入公式有：
12.119428.93.1130.12.172033=????==eq h d c F f f T C
由上式中所计算的结果，从滚珠丝杠产品样本中找出相应的额定动载荷a C 值，使a c C C ≤。参照《机床设计手册》P498选取丝杠螺母副，有NCh4506 型：查产品目录，得a C ＝2390，使j a C C ≥，然后由a C 值确定滚珠丝杠型号。
2.2.
3.
滚珠丝杠螺母副的验算
1. 刚度计算：
数控机床得滚珠丝杠是最精密得元件，它在轴向力的作用下产生伸长和缩短，在扭矩的作用下产生扭曲变形这将引起丝杠导程发生变化，从而影响结构精度和定位精度，因此滚珠丝杠在受力情况下的变形量：
由公式 cm GI T
EA F p p a
E z π501001000+=??=
?
上式中各参数的确定： F ：kgf F 160=
A ：222156.12404
4
cm d A =?=
=
π
π
:T cm kg m kgf T T ?=??=125125125＝电
a I ：444112.25432
4
cm d I a =?=
=
π
π
E ：26/101.2cm kg E ?=
G ：25/104.8cm kg G ?=
将各参数代入后得：
m cm I G T f EA F a μππ80008.012
.25104.8125
5056.12101.21861001005
60==????+???=???+?=
? 对于数控机床而言，根据《机床设计手册》P461页可知，丝杠精度和表面光洁度选取为J 级精度
则允许?=<=?m m μμ168，故丝杠可用。
2. 稳定性验算：
根据材料力学欧拉公式：2
2)
(μπl I
E F k ??= E ：丝杠材料的弹性模量取26/1021cm N E ?= l ：丝杠的工作长度 1280=l I ：444156.120.464
64
cm d I =?=
?=
π
π
截面惯性距
μ：丝杠轴端系数，由轴承条件决定，由于丝杠安装方式为一端推力轴承，一端为自由的，则 2=μ 将上面的参数代入公式：
N
l I E F k 5.39681)1282(56
.121021)(2
622
2=????=
??=
πμπ
[]43
.251568
5
.39681=>=
k k k k n n F F n 故可以用。
3. 丝杠系统的刚度计算：
N
T B K K K K 1
111+
+= K ：丝杠传动的综合拉压刚度 B K ：轴承刚度 T K ：丝杠拉压刚度 N K ：轴的接触刚度
由于丝杠的拉压刚度特别大，故可以不考虑由与传动刚度变化而引起的定位误差的影响，即时可忽略，同时计算T k K K 0δ
B K K 11=
+N
K 1
m
kgf F z d K a B μ/3.2616014938.7417.0417.022=???=???= 初选推力球轴承8206，参数如下表：
则： m kgf K K K N
B μ/64.2096
13.2611
111=+=
+=
4. 反向死区的验算：
死区误差，是指的是系统启动和反向时产生的输入运动与输出运动之间的差值，在开环系统中，由于启动和反向死区误差的存在，影响刀具与工件定位精度，对于反向死区可采用消隙措施减小，消隙后，根据《数控机床系统设计》P141页：
2
0022n
g
K F ωμ?==
? 0μ：导轨摩擦系数
g ：系数9802/s cm
2
n ω：机械传动装置固有频率)/(s r
s
rad g
K m
K
n /142210100
980
64.20104
4
=??=
??==
ω
ω
[]s rad s rad n n /300/1422=>=ωω，故可用。
丝杠直径的确定：
m m
L
d n 6.4012801301422107.0107.042
4=????=????≥ωω 死区误差：
m g
n
μωμ9.11422
109802.021022
4
4
20=???=???=
? 再一次说明丝杠所取的直径可用。
第3章 动力计算
3.1. 电动机的验算
1. 伺服电动机为100BF003型脉冲步进电机，加在电机轴上的负载有两种，分别为负荷转矩与负载惯量，即就是要使电机合适，就要达到两种负载的匹配。
2. 转动惯量的计算
（1） 齿轮的转动惯量
s
cm kgf L D J ??=???=???=--000190.0103378.01078.064641
s
cm kgf L D J ??=???=??=--00195.01040578.01078.064642
L ：齿轮宽度
D ：分度圆直径见齿轮设计
（2） 丝杠的转动惯量
s
cm kgf L D J ??=???=???=--0424.01020006.478.01078.064643 L ：丝杠长度 D ：丝杠直径
（3） 工作台折算到丝杠上的转动惯量
00093.0980/100)14.32/6.0(/)14.32/(=??=??=g w t J
s
cm kgf J s cm kgf J s cm kgf J J m r r ??=≤??=??=++?+=018.00073.02.003641.0)00093.00424.000195.0(/11μ
t ：丝杠螺距
w ：工作台及刀架重量
r J ：机械传动及负载转换到马达上的转动惯量 μ：降速比取1.25 故满足要求。 3. 电机负载力矩的计算
t f a M M M M M +++=0max
M ：最大切削负载所需力矩
max a M ：折算加速力矩
f M ：折算到电机轴上的摩擦力矩
0M ：由丝杠预紧力引起的折算到电机轴上的附加力矩 t M ：折算到电机轴上的切削负载力矩
（对于数控机床而言，因为动态性能要求较高，所以驱动力矩主要使用来产生加速的，而负载力矩点的比重很小，一般为电机力矩的10%～30%,所以可忽略不计） 则：
m
kgf T n J M r a ?=????=???=---16.0)105.26.9/(10100003641.0)
6.9/(10332max m
kgf t F M f ?=???????=????=--141.0)25.18.014.32/(106.02.08.9100)
2/(10220μηπ
m
kgf t
F s p M m ?=?-??????=?-??=?-=
---01127.010)9.01(25.18.014.326.016031
10)1(231
10)1(2222
2
02
2
000ηπημ
μπημ
m
kgf m kgf M M M M f a ?
0F ：导轨摩擦力 N M F 20100*2.0*50=== 0p ：丝杠预加载荷 0p =1/3F =53.3 η：传动链总效率 η=0.8 9.00=η
故满足要求,可得出结论，电机可用。
3.2. 齿轮的计算
消隙齿轮结构简图如下：
1. 选定齿轮、精度等级、材料及齿数
1) 按图所示的传动方案，选用直齿圆柱齿轮传动。 2) 速度不高，故选用7级精度（GB10095-88）
3) 材料选择，由表10-1选择小齿轮材料为40Cr （调质处理），硬度
为280HBS,大齿轮材料为45钢（调质处理），硬度为240HBS ，两者材料硬度之差为40HBS
4) 选小齿轮齿数302425.1,24121=?===Z Z Z μ大齿轮齿数
2. 按齿面接触强度设计
由设计计算公式（10-9a ）进行试算，即
[]
3
2
11)(132.2H E d
t t z T K d σμ
μφ±??≥
3. 确定公式内各计算数值
1) 试选载荷系数3.1=t K 2) 计算小齿轮传递的转矩
Nmm T 98001=
3) 由表10-7选取齿宽系数
1=d φ （d φ取0.7～1.5）
4) 由表10-6查得材料的弹性影响系数2/18.189MPa z E =
5) 由图10-21d ，按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限
a 550,6002lim 1lim MP MPa H H ＝极限大齿轮的接触疲劳强度σσ=
6) 由式10-13计算应力循环次数
9
9
1291110456.325.1/1032.4/1032.41530082110006060?=?==?=??????=?=μN N jL n N h
7) 由图10-19查得接触疲劳寿命系数
89.01=HN K 91.02=HN K 8) 计算接触疲劳许用应力
取失效概率为1％，安全系数S ＝1，由式子10-12得
[][]MPa
S
K MPa S
K H HN H H HN H 5.5001
55091.05341
600
89.02
lim 221
lim 11=?===?=
=σσσσ
4. 计算
1) 试算小齿轮分度圆直径[]中较小得值。
代H H d σ, []
m m
m m z T K d H E d
t H 013.345.5008.18925.1125.1198003.132.2)
(132
.22
2
=???
???+??=+≥σμ
μφ
2) 计算圆周速度v
s m s m n d v H /780.1/1000
60103
.341000
601
=??=
?=
ππ
3) 计算齿宽b
mm d b H d 013.34013.341=?==φ
4) 计算齿高与齿高之比b/h
66
.1019.3/013.34/19.3417.125.225.2417.124/013.34/1===?=====h b mm m h mm mm z d m t H t 齿高 5) 计算载荷系数
根据v ＝1.780s m /，7级精度，由图10-8查得动载荷系数,05.1=v K 直齿轮，假设
m N b
F K t
A /100< 由表10-3查得2.1==ααF H K K 由表10-2查得使用系数1=A K
由表10-4查得7级精度，小齿轮对支撑非对称布置时
βH K =1.12+0.18(1+0.6b d d 3221023.0)-?+φφ
=1.12+0.18(1+0.61)013.341023.032??+-
=1.416
由b/h=10.66.416.1=βH K ,查图10—13得4.1=βF K ，故载荷系数K=784.1416.12.105.11=???=βαH H V A K K K K
6) 按实际得载荷系数校正所计算得的分度圆直径，由式10—10a
得mm K K d d t t 80.373.1/784.1013.34/3311=?==
7) 计算模数m
M=1d /57.124/80.371==Z 5. 按齿根弯曲强度设计：
由式10－5得弯曲强度得设计公式为 m ≥
[]F Sd Fd d Y Y Z KT σφ??2
1
12 1) 确定公式内各计算数值
a) 由图
10－20c 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限
,5001MPa FE =σ
MPa FE 3802=σ极限，小齿轮得弯曲疲劳强度
b) 由图10－18查得弯曲疲劳寿命系数88.0,85.021==FN FN K K
c) 计算弯曲疲劳许用应力
取弯曲疲劳安全系数S=1.4, 由10－12得
[]MPa S K FE FN F 57.303/111==σσ
[]MPa S K FE FN F 86.238/222==σσ
d) 计算载荷系数K
K ＝764.14.12.105.11=???=βF Fd V A K K K K
e) 查取齿形系数，由表10－5查得65.21=αF Y ,52.22=αF Y f) 查取应力校正系数由表10－5查得58.11=αS Y ,625.12=αS Y g) 计算大小齿轮的
[]
并加以比较F S F Y Y σα
α
[]01310.057.303/58.165.21
2
1=?=F S F Y Y σαα
[]01714.086.238/625.152.22
2
2=?=F S F Y Y σαα
大齿轮的极值大
2）设计计算
m ≥mm 3
2
24
101714
.09800764.12???? =1.01mm
对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m 大于由齿面弯曲疲劳强度计算的模数，由于齿轮模数m 的大小主要取决于弯曲强度所决定的承载能力，而齿面接触疲劳强度所决定的承载能力，仅与齿轮直径（即模数与齿数的乘积）有关，可取由弯曲强度算的模数1.01并就近圆整为标准值m ＝2.5mm ，按接触强度算的分度圆直径mm d 80.371=
算出小齿轮齿数241=Z ,大齿轮齿数mm Z Z 3025.12412=?==μ，这样设计出的齿轮传动，既满足了齿面接触疲劳强度，又满足了齿根弯曲疲劳强度，并做到了结构紧凑，避免浪费。 6. 几何尺寸计算：
1）计算分度圆直径mm m Z d 605.22411=?== mm m Z d 755.23022=?==
2）计算中心距
a ＝5.672/)7560(2/)(21=+=+d d
3）计算齿轮宽度
mm d b d 606011=?==φ
取mm 65mm 10~5(,60212＝）+==B B mm B 验算：
mm N mm N b F K N
N d T F t A t /100/4.546065.326165.32660/98002/211<=?==?==
可见合适。
7. 结构设计及绘制齿轮零件图（见图纸）
3.3 轴的设计
3.3.1 主动轴的设计 1. 初步确定轴的最小直径
按《机械设计》式15-2初步估算轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调质处理。根据表15-3，取,1200=A 于是得：
mm n p A d 121000
955010008.912033
0min =???== 轴的最小直径显然式安装联轴器处轴的直径21-d ，与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。
联轴器的计算转矩T K T A ca =,查表14-1，考虑到转矩变化中等，故取
A K =1.9,则：
mm N T K T A ca ?=?==1274098003.1
按照计算转矩ca T 应小于联轴器公称转矩的条件，查标准GB/T5014-1985或手册，选用HL2型弹性柱销联轴器，其公称转矩为315mm N ?，半联轴其的孔径,20mm d =故取mm d 201=，半联轴器的长度为52mm ，半联轴器与轴配合的毂孔长度mm L 381=
2. 轴的结构设计
1) 拟定轴上零件的装配方案，如下图：
2) 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度
i.
为了满足半联轴器轴向定位要求，第一段轴段右端需制处一轴肩，故取第二段的直径,262mm d =右端用轴端挡圈定位，按轴端直径反挡圈直径D=300,mm 半联轴器与轴配合的毂常度,381mm L =为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的断面上，故第一段轴的长度应比1L 略短一些，现取第一段轴段长度为36mm 。 ii.
初步选择滚动轴承
因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用单列圆锥棍子轴承，参照工作要求并根据,262mm d =由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组，标准精度级的单列圆锥棍子轴承30206，其尺寸为,25.176230mm T D d ??=??故
mm l mm l mm d d 16,40,307273====而
右端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位，由手册上查得30206轴承得定位轴肩高度为h ＝6mm ，因此取mm d 366=
iii.
取安装齿轮处得轴段的直径为36mm ，齿轮的左端与左轴肩之间采用套筒定位。一直齿轮毂的宽度为60mm ，为了使套筒断面可靠地压紧齿轮，因此轴段应略短于轮毂宽度，毂取
4l ＝58mm ，齿轮右端采用轴肩定位，轴肩高度h>0.07d ，取
,8,2.44.1,45,5.45mm b h b mm d mm h ==≥==轴环宽度则轴环处的直径则mm l 85=
iv.
轴上零件的轴向定位
齿轮，半联轴器于轴的轴向定位均采用平键联接，按
,201mm d =由手册查平键界面l b ?，键槽用叫曹铣刀加工，长为25mm ，同时为了保证齿轮与轴配合由良好的对中性，毂
选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/h6，同样，半联轴器与轴的联接选用10×80mm ，长为50mm ，半联轴器与轴的配合为H7/h6。 v. 确定轴上的圆角和倒角尺寸 参考表15-2，取轴端倒角 452? vi.
求轴上载荷
m m
l m m l m m l N N F F N N tg tg F F N N d T F r a t r t 2.568.1330161682.468.1330308.898.13403649.12620cos /9.118cos /9.1182067.32667.32660
9800223211=-+++==-+==++=====?=?==?==
αα
N
F N F F F M L F l F N F F F N F F l F l F N F N F N F F F NV NV NV NV a NV NV NV NV r a NV NH NH NH NH t NH NH 45.9645.2260*2
49
.1262.562.469.11812649
38.14729.17967.3261221322121'13
2212121==+?=?+?=?=+===?=?====+
Nm m
T Nm m M M M Nm m M M M Nm m
M Nm m M Nm m M V H V H V V H 98008.8378
7.940525.12622.5645.2299.44552.4645.9620.82832.4629.1792222212121==+==+==?==?==?=
取a ＝0.6，轴的计算应力
()
MPa aT M ca 24361.098006.07.9405)(3
2
2
2
21=??+=
+=
ω
σ
前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由表15-1查得
[]M P a 601=-σ
即ca σ<[]1-σ,故安全。
3. 键得联接强度计算
1) 选择键[6×20）GB/1096-1979],假定载荷在键得工作面上均匀分布，
则：
lkd
T
p 2=
σ
其中：
mm
d d mm l l h h k k Nm
T T 2020(36*5.05.0,8.9======：轴的直径，：键的工作长度，为键的高度）
高度：键与轮毂键槽的接触：传递的转矩
MPa p 33.1620
203108.923
=????=σ
[]p
σ：键、轴、轮毂三者中最弱材料取用的挤压应力，查机械设计表6-2，[]p
σ取100～120
p σ<[]p
σ
则键的选用合适。
2) 键B10×28 GB/T 1096-1979的强度校核
lkd
T p 103
2?=
σ 其中：
mm
d d mm l l h h k k m
N T T 3620(48*5.05.0,8.9=====?=：轴的直径，：键的工作长度，为键的高度）
高度：键与轮毂键槽的接触：传递的转矩
所以：
[]
p p MPa σσ<=????=8.636
204108.923
则键选用合适。
4. 轴承的寿命验算
对于30206型轴承：圆锥棍子轴承 1) 求相对轴向载荷对应的e 值与Y 值
查《机械零件手册》表9-6-1，e ＝0.37，Y=1.6 2) 求当量动载荷P
a r F Y F X P 00+=
r F ：轴承的径向载荷 r F ＝96.45+1568＝1664.45N
a F ：轴承的轴向载荷 a F ＝126.49N
0X 、0Y :分别为当量静载荷的径向载荷系数和轴向载荷系数，可查轴承手册得到，0X ＝0.5，0Y ＝0.9
N N P 057.946)49.1269.045.16645.0(=?+?=
3) 验算30206轴承的寿命，根据《机械设计》式13-5
ε
???
?
??=p c n L h 60106 其中：
c ：基本额定动载荷，查《机械零件手册》得c ＝50.5kN =50500N
ε：滚子轴承 ε＝10/3
63
/106109635.88963500)057
.96450500(10006010?==??=h L
故轴承选用合适。
总结
经过为期两周的不懈努力，我们顺利完成了对数控车床纵向进给系统的设计。在这两周内，我们本着“以我所学，为我所用，提高自我”的宗旨，按照设计要求、结合所学设计理论一步一步，认认真真地分析、计算，近乎绞尽脑汁终于取得了现在的圆满成功。可以毫不夸张地说，我们甚至没睡过一个好觉。但是，“不经一番寒彻骨，那得梅花扑鼻香”。虽然在本次课程设计过程中，我们明显感觉到本次相对以前所做过的课程设计难度较高，但我们还是把它完成了。我们又一次超越了自我，这意味着相对以前我们的水平有所提高，我们高兴，我们累的值！
通过本次课程设计，使我们以前所学的多门知识得到了一次综合性地运用，也使我们进一步理解了各门学科之间的相互联系。通过机床进给运动机械变速传动系统的结构设计，使我们在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到结构构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件设计、编写技术文件和查阅技术资料的等方面的综合训练，也使我们进一步树立了正确的设计思想，掌握了基本的设计方法。同时，作为毕业前的最后一次课程设计，可以说是对以后工作的一次战前练兵，本次课程设计在提高我们解决实际问题能力的同时，也让我们认识到了自身或多或少在某些方面还有不足之处，有待提高。在以后的学习、工作中，我们会再接再励，努力学习新的现代设计理论,计算技术,力争做到理论与实际相结合，不断提高自己。
另外，在本次设计过程中，文怀兴老师不辞劳苦指导我们，给予了我们很大帮助，在此深表感谢！当然，由于我们水平有限，整个设计中不妥之处在所难免，恳请老师不吝指正。
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。
数控机床进给系统设计
第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示： 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 （1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min 或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 （2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 （3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 （4）电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反
馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。 进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。根据位置检测装置所在位置的不同，闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。前者把丝杠包括在位置环内，后者则完全置机械传动部件于位置环之外。全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上，机械传动部件整个被包括在位置环之内。 开环系统的定位精度比闭环系统低，但它结构简单、工作可靠、造价低廉。由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在，故开环系统的精度和快速性较差。 全闭环系统控制精度高、快速性能好，但由于机械传动部件在控制环内，所以系统的动态性能不仅取决于驱动装置的结构和参数，而且还与机械传动部件的刚度、阻尼特性、惯性、间隙和磨损等因素有很大关系，故必须对机电部件的结构参数进行综合考虑才能满足系统的要求。因此全闭环系统对机床的要求比较高，且造价也较昂贵。闭环系统中采用的位置检测装置有：脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、磁尺、光栅尺和激光干涉仪等。 数控车床的进给伺服系统中常用的驱动装置是伺服电机。伺服电机有直流伺服电机和交流伺服电机之分。交流伺服电机由于具有可靠性高、基本上不需要维护和造价低等特点而被广泛采用。 直流伺服电动机引入了机械换向装置。其成本高，故障多，维护困难，经常因碳刷产生的火花而影响生产，并对其他设备产生电磁干扰。同时机械换向器的换向能力，限制了电动机的容量和速度。电动机的电枢在转子上，使得电动机效率低，散热差。为了改善换向能力，减小电枢的漏感，转子变得短粗，影响了系统的动态性能。 交流伺服已占据了机床进给伺服的主导地位，并随着新技术的发展而不断完善，具体体现在三个方面。一是系统功率驱动装置中的电力电子器件不断向高频化方向发展，智能化功率模块得到普及与应用；二是基于微处理器嵌入式平台技术的成熟，将促进先进控制算法的应用；三是网络化制造模式的推广及现场总线技术的成熟，将使基于网络的伺服控制成为可能。 1.3、主要设计任务参数 车床控制精度：0.01mm（即为脉冲当量）；最大进给速度：V max=5m/min。最大加工直径为D =400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴，向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2； max 行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.m2。
摘要 普通机床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下，然后再对普通车床进行适当的机械改造，改造的内容主要包括： (1) 床身的改造，为使改造后的机床有较好的精度保持性，除尽可能地减少电器和机械故障的同时，应充分考虑机床零部件的耐磨性，尤其是机床导轨。 (2) 拖板的改造，拖板是数控系统直接控制的对象，所以对其改造尤显重要。这中间最突出一点就是选用滚珠丝杠代替滚动丝杠，提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。 (3) 变速箱体的改造，由于采用数控系统控制，所以要对输入和输出轴以及减速齿轮进行设计，从而再对箱体进行改造。 (4) 刀架的改造，采用数控刀架，这样可以用数控系统直接控制，而且刀架体积小，重复定位精度高，安全可靠。 通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件，这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。 关键字：普通车床数控改造步进电机经济型数控系统数控刀架
一绪论 我国数控机床的研制是从1958年开始的，经历了几十年的发展，直至80年代后引进了日本、美国、西班牙等国数控伺服及伺服系统技术后，我国的数控技术才有质的飞跃，应用面逐渐铺开，数控技术产业才逐步形成规模。 由于现代工业的飞速发展，市场需求变的越来越多样化，多品种、中小批量甚至单件生产占有相当大的比重，普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。如果设备全部更新替换，不仅资金投入太大，成本太高，而且原有设备的闲置又将造成极大的浪费。如今科学技术发展很快，特别是微电子技术和计算机技术的发展更快，应用到数控系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工精度，所以最经济的办法就是进行普通机床的数控改造。 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，
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
简易数控机床控制系统设计 学号：0601302009 专业：机械电子工程姓名：浦汉军 2007，9，10 南宁任务： 设计以单片机为控制核心的简易数控机床的数字程序控制器。要求 1、能用键盘控制工作台沿+X、-X、+Y、-Y向运动，以校正工作台位置。 2、可用于加工直线和圆弧。 3、在运行过程中可人工干预而紧急停车。 4、能实现越界报警。 5、可与PC机通讯。 总体方案设计 一、数控系统硬件电路设计 选用MCS-51系列的8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片EPROM用于存放控制程序、固定批量生产的工件加工程序和数据，再选用一片8kb的6264RAM作为存放试制工件或小批量生产的工件加工程序和数据。由于系统扩展，为使编程地址统一，采用74LS138译码器完成译码法对扩展芯片进行寻址的功能。还要考虑机床与单片机之间的光电隔离、功率放大电路。其设计框图如下图所示： 图1.1 总体设计框图 工作原理：单片机系统是机床数控系统的核心，通过键盘输入命令，数控装置送来的一系列连续脉冲通过环形分配器、光电耦合器和功率放大器，按一定的顺序分配给步进电动机各相绕组，使各相绕组按照预先规定的控制方式通电或断电，这样控制步进电动机带动工作台按照指令运动。1．各单元电路设计
CE ：片选信号，低电平有效，输入 ：读信号，低电平有效，输入 PGM ：编程脉冲输入端，输入 Vpp ：编程电压(典型值为12.5V) Vcc ：电源(+5V) GND ：接地(0V) D 011 D 112D 213D 315D 416D 517D 618D 719A 010A 19A 28A 37A 46A 55A 64A 73A 825A 924A 1021A 1123A 12 2 G N D 14C E 20 PG M 27V c c 28V p p 1 N C 26 O E 22 2764 输出允 许编程 逻辑 译 码 输出缓冲 256 256存储矩阵 A12 A11 ``` A0 OE PGM CE D0 ``` D7
目录 第一章绪论 (2) 第二章零件图纸分析 (5) 2.1 零件的特征 (5) 2.2 数值计算 (5) 第三章工件的定位与装夹 (7) 3.1加工精度要求 (7) 3.2定位基准的选择 (7) 3.3装夹方式 (7) 3.4工艺过程制定 (7) 第四章车削工艺分析 (9) 4.1 选择夹具 (9) 4.2 工步设计 (9) 4.3 刀具选择 (9) 4.4 设计走刀路线 (11) 第五章切削用量 (15) 5.1 切削用量 (15) 5.2 主轴转速的确定 (15) 第六章数控车床的对刀 (16) 6.1 刀位点 (16) 6.2 待加工毛坯的对刀 (16) 6.3 刀偏值的测定 (16) 第七章编程 (17) 第八章结论 (20) 参考文献 (21) 后记 (22)
数控车削加工工艺及编程 第一章绪论 关键词：数控车床车削加工工艺工艺分析 摘要：数控机床的加工工艺与普通机床的加工艺虽有诸多相同之处，但也有许多不同之处。为此，分析了数控车削的加工工艺。 数控机床产生20世纪40年代，随着科学技术和社会生产的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量要求越来越高，零件的形状越来越复杂，传统的机械加工方法已无法达到零件加工的要求，迫切需要新的加工方法。 数控车床又称为CNC（computer numerical control）车床，即用计算机数字控制的车床，是国内使用量最大、覆盖面最广的一种数控机床。CNC车床能加工各种形状不同的轴类、盘类即其它回转体零件。 一、数控车削加工工艺的内容 数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面： （一）选择并确定零件的数控车削加工内容； （二）对零件图纸进行数控车削加工工艺分析； （三）工具、夹具的选择和调整设计； （四）工序、工步的设计； （五）加工轨迹的计算和优化； （六）数控车削加工程序的编写、校验与修改； （七）首件试加工与现场问题的处理； （八）编制数控加工工艺技术文件；
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。
目录 一、设计目的 二、设计要求 三、设计的内容和步骤 （一）总体设计方案 （二）机械部分改装设计 ①设计机构的性能要求 ②待改装钻床型号的确定 ③控制方式的确定 ④伺服系统的确定 ⑤工作台参数的初步选定 ⑥导轨的选型思路 ⑦滚珠丝杠选型思路 ⑧丝杠和电机连接零件的选取思路 ⑨支承座材料的选取 ⑩轴承类型的选取思路 （三）计算部分 ①确定工作台的尺寸及其重量 ②支承座参数设计 ③滚珠丝杠参数设计 ④滚动导轨参数设计 ⑤电机参数设计
⑥联轴器的选着 （四）设计总结 （五）参考文献 一、设计的目的 通过本次设计，使我们全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本内容和基本知识，初步掌握数控机床的设计方法，并学会运用手册标准等技术资料。同时培养我们学生的创新意识、工程意识和动手能力。 二、设计要求 1、改造后的钻床能够加工最大面积为200×2102 mm，最大工件重量为150kg。 2、数控XY工作台要求孔的定位精度在±0.02mm内，工作台快进速度为2.4m/min，加速时间为：0.2秒。 三、设计的内容和步骤 题目：钻床数控改装——数控XY工作台的设计 设计一套简易数控XY工作台，固定在某一钻床的工作台上。XY工作台的位置控制采用步进电机数控系统，通过上述方案将该普通钻床改装成简易的经济型数控钻床。 （一）、总体设计方案 1、机电一体化机械系统应具备良好的伺服性能（即高精度、 快速响应性和稳定性好）从而要求本次设计传动机构满足以 下几方面：
（1）转动惯量小在不影响机械系统刚度的前提下，传动机构的质量和转动惯量应尽量减小。否则，转动惯量大 会对系统造成不良影响，机械负载增大；系统响应速度 降低，灵敏度下降；系统固有频率减小，容易产生谐振。 所以在设计传动机构时应尽量减小转动惯量。 （2）刚度大刚度是使弹性体产生单位变形量所需的作用力。大刚度对机械系统而言是有利的：①伺服系统动力 损失随之减小。②机构固有频率高，超出机构的频带宽 度，使之不易产生共振。③增加闭环伺服系统的稳定性。 所以在设计时应选用大的刚度的机构。 （3）阻尼合适机械系统产生共振时，系统的阻尼增大，其最大振幅就越小且衰减也快，但大阻尼也会使系统的 稳态误差增大，精度降低，所以设计时，传动机构的阻 尼要选着适当。 此外还要求摩擦小（提高机构的灵敏度）、共振性好（提 高机构的稳定性）、间隙小（保证机构的传动精度），特 别是其动态特性应与伺服电动机等其它环节的动态特 性相匹配。 2、将普通钻床改装成数控钻床，是一项技术性很强的工作。必 须根据加工对象的要求和加工数量的大小实际情况，确定切 实可行的技术改造方案，搞好机床的改造设计。进行改造的 可行性分析，针对某台钻床或钻床的某一部分的现况确定改
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。
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
数控铣床的进给传动系统 摘要： 在国际贸易中，很多发达国家把数控机床视为具有高技术附加值、高利润主要电机出口产品。世界贸易强国在进行国内机电产品贸易的同时，把高技术的机电产品出口打入国际市场，作为发展出口经济的重要战略措施，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之一。数控铣床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置。 关键词：数控铣床发展趋势智能化柔性化 英文： In international trade,many centuries view digital lathesare as hi-techvalue-adds and profitable exports.Digital lathesare expensive mechanical and electrical products.The powerful trade nations export hi-texh mechanical snd electrical products to the world market whiledoing such business at home ,Which is now an important strategy of develop-ing their export economy Key words digital lathe ; development tendency; intelligence; tenderness 1.引言： 科学技术的发展以及世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求；超高速切削、超精密加工等技术的应用，对数控机床的数控系统、伺服性能、主轴驱动、机床结构等提出了更高的性能指标；FMS的迅速发展和CIMS的不断成熟，又将对数控机的可靠性、通信功能、人工智能和自适应控制等技术提出更高的要求。随着微电子和计算机技术的发展，数控系统的性能日益完盖，数控技术的应用颔域日益扩大。 数控铣床是在数控加工中心领域中最具代表性的一种典型机床，在数控机床中所占的比率最大，数控加工中心、柔性制造单元等都是数控铣床基础上派生或发展起来的。它具有功能性强、加工范围广、工艺较复杂等点，主要用于各种复习的平面、轮廓、曲面等零件的铣削加工，同时还可以进行钻、扩、镗、攻螺纹等加工，在航空航天、汽车制造、机械加工和模具制造业中应用非常广泛。 2.数控铣床的组成 数控铣床一般由数控系统、机床基础部件、主轴箱、进给伺服系统及辅助装置等几大部分组成。 （1）数控系统 数控系统是机床运动控制的中心，通常数控铣床都配有高性能、高精度、集
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
一、前言 制造业是我国国民经济的支柱产业，其增加值约占我国国内生产总值的40%以上，而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。21世纪是科学技术突飞猛进、不断取得新突破的世纪，它是数控技术全面发展的时代。数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。 本文主要讨论的就是作为制造业的组成部分数控车床。主要内容有关于数控车床的编程方法、编程的注意事项、加工工艺分析、刀具的选用、刀位轨迹计算。 下面就是本文的主题，关于数控车床的编程与实例。
二、数控机床（主要介绍数控车床） 2.1数控车床简介 数控车床即装备了数控系统的车床。由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。 数控车床按车削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一种复合加工机床。除具有一般二轴联动数控车床的各种车削功能外，车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动，控制轴除X、Z、C轴之外，还可具有Y轴。可进行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺纹等加工，在具有插补功能的条件下，还可以实现各种曲面铣削加工。数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。 2.2数控技术的发展趋势
第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示： 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 （1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 （2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 （3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 （4）电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。
红字的意思是没找到答案，蓝字的意思是不确定；有错别字不负责啊。。。学渣整理，此资料仅供参考╮(╯▽╰)╭ 一 ⒈数控机床通常由哪几部分组成？各部分的作用和特点是什么？ 控制介质 作用：在数控机床加工时，携带和传输所需的各种控制信息。 特点：是存储数控加工所要的全部动作和刀具相对于工件位置信息的媒介物，它记载着零件的加工程序。 数控装置 作用：是数控机床的核心，它根据输入的程序和数据，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行编译、 运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床的各个部分，进行规定的、有序的动作。 特点：可分为普通数控系统NC 和计算机数控系统CNC 两类。 伺服机构 作用：根据数控装置发来的速度和位移指令控制执行部件的进给速度、方向和位移。 特点：由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成，与机床上的执行部件和机械部件组成数控机床的进给系统。 机械部件 作用：包含有主运动部件、进给运动执行部件、拖板和传动部件等。 特点：传动结构要求更为简单，精度、刚度、抗震性等方面要求更高，且其传动和变速系统要便于实现 自动化控制。 ⒉简述数控机床的分类 按运动方式分 点位控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，移动过程不需要切削； 点位直线控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，且运动轨迹为直线，移动部件在移动过程中 进行切削； 轮廓控制系统：需要从一点准确的移动到另一点，并能控制将零件加工成一定的轮廓形状。 按控制方式分 开环控制系统：不具有反馈装置，系统精度较低； 半闭环控制系统：具有角位移检测装置，定位精度较高，调试方便，稳定性好； 闭环控制系统：具有直线位置检测装置，具有检测、比较和反馈装置，定位精度高，但结构复杂。 按数控系统的功能水平分：低、中、高档次 ⒊什么是开环、半闭环和闭环控制系统？其特点是什么？适用于什么场合？ ①开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统；特点是不能进行误差校正，因此系统精度较低；适用于低精度要求 的数控机床。 ②半闭环控制系统是在开环控制系统的伺服机构中装有角位移检测装置的控制系统；特点是调试方便，稳定性好精 度较高；目前应用较为广泛。 ③闭环控制系统是在机床移动部件位置上直接装有直线位置检测装置的控制系统；特点是定位精度高，调试维修较 为困难；适用于精度要求高的数控机床。 ⒋脉冲当量、定位精度和重复定位精度的含义是什么？ 脉冲当量：数控装置每发出一个脉冲信号，反映到机床位移部件上的移动量。 定位精度：数控机床工作台等移动部件在确定的终点所到达的实际位置的精度。 重复定位精度：在同一台数控机床上，应用相同程序、相同代码加工一批零件，所得到的连续结果的一致程度。⒌数控轴数与联动轴数的区别。 控制轴即机床数控装置能够控制轴的数目，而联动轴即同时控制多个轴的运动。数控轴数越多，功能就越强，机床 的复杂程度和技术含量也越高；联动轴数越多，机床控制和编程难度越大。 ⒎数控车床床身和导轨有几种布局形式？每种布局形式的特点是什么？ 有四种布局形式 ①平床身：工艺性好，便于导轨面的加工； ②斜床身：排屑方便，便于安装自动排屑器，操作方便，易于实现单机自动化和封闭式防护； ③平床身斜滑板：工艺性好，排屑方便； ④立床身：排屑最为方便。二⒈数控机床设计方案的特点是什么？ 设计手段计算机化；设计方法综合化；设计对象系统化；设计问题模型化；设计过程程式化与并行化。 、管路敷设技术通过管线敷设技术不仅可以解决吊顶层配置不规范高中资料试卷问题，而且可保障各类管路习题到位。在管路敷设过程中，要加强看护关于管路高中资料试卷连接管口处理高中资料试卷弯扁度固定盒位置保护层防腐跨接地线弯曲半径标高等，要求技术交底。管线敷设技术中包含线槽、管架等多项方式，为解决高中语文电气课件中管壁薄、接口不严等问题，合理利用管线敷设技术。线缆敷设原则：在分线盒处，当不同电压回路交叉时，应采用金属隔板进行隔开处理；同一线槽内，强电回路须同时切断习题电源，线缆敷设完毕，要进行检查和检测处理。、电气课件中调试对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料试卷相互作用与相互关系，根据生产工艺高中资料试卷要求，对电气设备进行空载与带负荷下高中资料试卷调控试验；对设备进行调整使其在正常工况下与过度工作下都可以正常工作；对于继电保护进行整核对定值，审核与校对图纸，编写复杂设备与装置高中资料试卷调试方案，编写重要设备高中资料试卷试验方案以及系统启动方案；对整套启动过程中高中资料试卷电气设备进行调试工作并且进行过关运行高中资料试卷技术指导。对于调试过程中高中资料试卷技术问题，作为调试人员，需要在事前掌握图纸资料、设备制造厂家出具高中资料试卷试验报告与相关技术资料，并且了解现场设备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。 、电气设备调试高中资料试卷技术电力保护装置调试技术，电力保护高中资料试卷配置技术是指机组在进行继电保护高中资料试卷总体配置时，需要在最大限度内来确保机组高中资料试卷安全，并且尽可能地缩小故障高中资料试卷破坏范围，或者对某些异常高中资料试卷工况进行自动处理，尤其要避免错误高中资料试卷保护装置动作，并且拒绝动作，来避免不必要高中资料试卷突然停机。因此，电力高中资料试卷保护装置调试技术，要求电力保护装置做到准确灵活。对于差动保护装置高中资料试卷调试技术是指发电机一变压器组在发生内部故障时，需要进行外部电源高中资料试卷切除从而采用高中资料试卷主要保护装置。
目录 0摘要 (3) 1引言 (6) 第一章设计方案的确定...........................................................................- 8 - 一总体设计方案的确定...................................................................... - 8 - 二机械部分的改造设计与计算.......................................................... - 8 - （一）纵向进给系统的设计选型...................................................... - 8 - (二) 横向进给系统的设计与计算...................... 错误！未定义书签。第二章步进电动机的选择............................................. 错误！未定义书签。 一步进电动机选用原则............................................... 错误！未定义书签。 二步进电机的选型....................................................... 错误！未定义书签。 （一）C620纵向进给系流步进电机的确定....... 错误！未定义书签。 （二）C620横向进给系流步进电机的确定....... 错误！未定义书签。 （三）110BF003型直流步进电机主要技术参数错误！未定义书签。 （四）110BF004型直流步进电机主要技术参数错误！未定义书签。第三章经济型数控系统选型............................................. 错误！未定义书签。第四章电动刀架的选型............................................... 错误！未定义书签。第五章编制零件工序及数控程序实例......................... 错误！未定义书签。 一机床改造参数的选择............................................... 错误！未定义书签。 （一）车床纵向运动由Z向步进电动机控制 .... 错误！未定义书签。