C6132卧式车床数控化改造设计——自动回转刀架及其控制电路设计任务书

C6132车床的数控改装与设计许吉庆刘文济南机械职工大学（250100）谭颖济南第一机床厂摘要本文以实例介绍了车床的改造部位和主要部件的设计步骤，说明了数控系统的设计方法及联接关系，阐述了机与电是如何结合在一起的。

关键词脉冲当量数控改装存储器步距角C1632车床主要由三箱两架一床身组成，三箱是主轴箱、进给箱和溜板箱，二架是刀架和尾架，其主要运动是：主轴的旋转运动称为主运动，刀架的左右运动称为纵向（Z向）进给运动，刀架的前后运动称为横向（X向）进给运动。

把C1632车床改造成数控机床，就是用数控机床的主运动进给运动及辅助运动。

主要改造部位是：主传运系统设有改造，只是在主电机端面加上一个电磁或离合器，以便用指令控制主轴停转；将原来的手动刀架改造成数控刀架；冷却泵的启停由原来的手动改造成用微机控制；在主轴后端加一编码器（又称脉冲发生器），以便加工螺纹。

本文主要介绍进给系统的发行及数控系统的硬件设计。

1．纵向（Z向）进给系统的设计纵向进给系统的改造：拆掉原机床的进给箱和溜板箱，利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装内有步进电机和一对齿轮的箱体，将原来的普通丝杠改换成滚珠丝杠螺母副。

1.1 量的估算工作台总质量m=73.2（床鞍）+16.4（中滑板）+2（刀架）=110.6kg1.2 切销力计算切销功率P C=P·η·K （1）式中P ——主电机功率，4KWη——主传动系统总功率，取0.65K ——进给系统功率系数，取0.96根据（1）式可得P C=4×0.65×0.96=2.496KW又P C=F Z V 则F Z=P C/V （2）式中F Z——切销力，NV ——销线速度，取V=1.667m/s代入（1）、（2）式可得F Z=P C/V=2496/1.667=1497N通常F X=（0.1~0.6）F ZF Y=（0.15~0.7）F Z纵向切削分力：F X=0.5F Z=0.5×1497=748.5N横向切销分力：F Y=0.5F Z=0.5×1497=748.5N1.3 滚珠丝杠设计车床丝杠的纵向轴向力F轴=KF X+μ（F Z+W）（3）式中K——颠复力矩影响的实验系统，K=1.15F X——纵向切削分力μ——导轨上的磨擦系统，μ=0.17F Z——主切削力W——工作台作用在导轨上的重力W=m·g=110.6×9.8=1084N式中m——工作台的质量g——重力加速度代入（3）式得F轴=1.15×748.5+0.17×(1497+1084)≈1300N1.3.1 强度计算滚珠丝杠的转速n t=1000v·fπ·D·P(4)式中v——切削线速度，v=100m/minf——进给量，f=0.3mmD——工件直径，D=80mmP——滚珠丝杠螺距，P=6mm 代入（4）式得n t=1000×100×0.33.14×80×6=20r/min取寿命时间T =15000h寿命值A=60n t·T/106=60×20×15000÷106=18 取运转系数K W=1.2，硬度系数K H=1，则最大负载Q=3A ·K W·K H·F轴=318 ×1.2×1×1300=4088N，选取滚珠丝杠的公称直径为35mm，型号为ND3506-1×2/E 左，即双螺母垫片调隙式，内循环，一圈二列，滚珠直径为3.969 mm，螺距为6mm，其额定动负荷是12847N>Q=4088N，故强度够用。

电气课程设计说明书CM6132型车床电气设计学院：机电工程学院专业：电气工程及其自动化姓名：马丁韩鹏班级：1指导教师：李海军设计完成日期：2014年4月29日目录一．课程设计的目的和要求 (3)二．设计过程 (5)三．CM6132型车床原理图设计 (6)3.1. 主电路设计 (6)3.2．CM6132型辅助电路设计 (8)四．电气控制板的安装制作 (10)五．CM6132型车床PLC控制系统设计 (16)5.1．PLC的选择 (16)5.2．I/O分配 (17)5.3.外围接线图 (18)5.4.控制程序设计 (18)六.设计小结 (24)参考文献 (25)附录1 电气控制主接线图附录2 PLC外围接线图一．课程设计的目的和要求1.课程设计的目的通过电气控制技术的课程设计实践，掌握电气控制的设计方法、电器元件的选用、电气控制线路的安装与调试，掌握可编程控制器硬件电路的设计方法，熟练使用小型可编程控制器的编程软件，掌握可编程控制器软件程序的设计思路和梯形图的设计方法，掌握可编程控制器程序的应用及调试、监控、运行方法，掌握设计资料整理和绘图软件的使用方法。

在设计过程中，通过较为完整的工程实践基本训练，为综合素质全面提高及增强工作适应能力打下坚实的基础。

2.课程设计的要求（1）在接受设计任务并选课题后根据设计要求和内容，拟定工作进度计划，合理安排时间，并在规定时间内完成所有设计任务。

（2）在方案确定过程中主动提问，以取得指导老师的帮助，广泛讨论，做到思路开阔，依据充分，在设计过程中多思考，主要参数的确定要经过计算论证。

（3）根据要求设计电气控制线路，计算并选择电器元件。

（4）按指导老师制定内容部置并安装电器元件与控制线路。

（5）进行电气控制线路的通电调试，排除故障。

（6）设计相应的PLC控制程序实现传输、调试和运行。

（7）制作电气控制设计过程中的成套图纸与设计说明书。

课程设计（论文）任务书二．设计过程1.查阅资料，明确设计目的、要求、方法，任务分工；2.制定设计方案，绘制草图；3设计方案审核，绘制电器原理图；4.元器件选择、列表，绘制安装图、设计方案修正；5.领取工具及电器元件等材料，电路控制板安装；6.检查线路、通电调试、故障排除、绘图；7.任务验收；8. PLC程序设计；9. PLC程序调试、运行与PLC外围接线设计；10.任务验收；11.整理归还工具；12.写课程设计说明书。

C6132纵向进给系统数控改造设计目录1 前言 (4)2 设计的内容及任务 (5)3 总体方案 (5)3.1 数控系统的选型 (5)3.2 伺服系统的改造设计 (6)3.3 机械结构的改造设计 (6)3.4 编码盘的选用和安装 (7)3.5 电气控制系统的改造设计 (7)3.6 液压系统的清洁和维护 (8)4 数控系统的选择 (8)5 机械本体部分的数控化改造与设计计算 (100)5.1 进给系统的传动方式及丝杆类型选择 (100)5.1.1 传动方式 (100)5.1.2 滚珠丝杆的选择 (111)5.2 滚珠丝杠副精度等级确定 (122)5.3 滚珠丝杠的润滑、防护、密封 (122)5.4 机械本体改造和设计计算 (122)5.4.1 纵向机械传动部分的数控化改造和设计计算 (122)5.4.2 滚珠丝杠设计计算 (133)5.4.3 滚珠丝杠的选型 (14)5.4.4 滚珠丝杠的验算 (14)5.4.5 确定齿轮传动比 (16)5.4.6 齿轮间隙的调整环节 (16)5.5 滚珠丝杠的支撑与轴承选用 (17)5.5.1滚珠丝杠支撑形式的选择 (17)5.5.2 滚珠丝杠轴端的形式 (18)6 伺服系统的改造设计 (20)6.1 控制系统的选择 (20)6.2 纵向步进电机的计算与选择 (21)6.2.1负载转动惯量计算 (21)6.2.2 各种工况下转矩计算 (22)6.2.3 步进电机的选择 (23)6.3 驱动器的选择 (23)7 编码器的选用和安装 (25)7.1观点编码器的选用 (25)7.2 编码器的安装 (26)8 电气控制部分的改造设计 (26)8.1 电气控制系统概述 (26)8.2 C6132车床电气化控制系统的数控化改造设计 (27)9 液压系统的清洁与维护 (28)9.1清洁程度对液压系统的影响 (29)9.2液压系统清洁与维护措施 (29)10 改造小结 (29)参考文献 (30)致谢 (31)1 前言目前我国机床主要是卧式车床，与发达国家相比，型号陈旧，技术水平落后，严重影响了生产的发展。

XXXX学院毕业设计CA6132普通车床数控化改造2012届机械工程系专业_数控技术学号 _学生姓名指导教师 _完成日期2011年12月27日前言机械制造业在国民经济中具有十分重要的地位和作用。

机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着很大的和直接的影响。

机械制造业的规模的水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志。

因而，世界各地都把发展机械制造业作为振兴和发展本国经济的战略重点之一。

数控车床作为机电液气一体化的典型产品，是现代化机械制造业中不可缺少的加工设备，在机械制造中发挥这重要的作用，能解决机械制造中的结构复杂、精密、批量小、零件多变的加工问题、且产品加工质量稳定，生产效率较高。

企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展，就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造除呵护市场需要的产品，而产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。

目前，采用先进的数控机床，已成为我国制造技术发展的总趋势。

购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径，但因其成本过高，很多工厂在短期内无法有如此多的资金，这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐；同时目前大多数企业还有数量众多，具有较长的使用寿命的普通机床，由于普通机床的加工精度相对较低，生产的自动化程度不高，生产适应性差等缺点。

但考虑投资成本，产业的连续性和转型周期，又不能马上淘汰。

所以改造现有的旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径，减少投资、提升产品加工质量及精度，提高生产效率，不失为企业提升竞争力，使我国成为世界制造强国的一条有效的策略。

本设计以CA6132型普通车床为例，主要介绍其数控化改造的方案、改造部位的选型以及设计计算。

第一章CA6132卧式车床简介1.1机床的特点与用途CA6132型卧式车床，其结构具有典型的卧式车床布局，它的通用性程度较高。

目录1 前言 (5)2 设计的内容及任务 (6)3 总体方案 (6)3.1 数控系统的选型 (6)3.2 伺服系统的改造设计 (7)3.3 机械结构的改造设计 (7)3.4 自动回转刀架的选择设计 (8)3.5 编码盘的选用和安装 (9)3.6 电气控制系统的改造设计 (9)3.7 液压系统的清洁和维护 (10)4 数控系统的选择 (10)5 机械本体部分的数控化改造与设计计算 (12)5.1 进给系统的传动方式及丝杆类型选择 (12)5.1.1 传动方式 (12)5.1.2 滚珠丝杆的选择 (13)5.2 滚珠丝杠副精度等级确定 (14)5.3 滚珠丝杠的润滑、防护、密封 (14)5.4 机械本体改造和设计计算 (14)5.4.1 纵向机械传动部分的数控化改造和设计计算 (14)5.4.2 滚珠丝杠设计计算 (15)5.4.3 滚珠丝杠的选型 (16)5.4.5 滚珠丝杠的验算 (17)5.4.6 确定齿轮传动比 (18)5.4.7 横向机械传动部分的数控化改造和设计计算 (18)5.4.8 切削力的计算 (19)5.4.9 齿轮间隙的调整环节 (19)5.5 滚珠丝杠的支撑与轴承选用 (20)5.5.1滚珠丝杠支撑形式的选择 (20)5.5.2 滚珠丝杠轴端的形式 (21)6 伺服系统的改造设计 (23)6.1 控制系统的选择 (23)6.2 纵向步进电机的计算与选择 (24)6.2.1负载转动惯量计算 (24)6.2.2 各种工况下转矩计算 (24)6.2.3 步进电机的选择 (25)6.3 横向步进电动机的计算与选择 (26)6.4 驱动器的选择 (27)7 自动转为刀架 (28)7.1 数控车床刀架的基本要求 (29)7.2 车床自动转位刀架结构及工作原理 (29)7.3 刀架的安装 (30)8 编码器的选用和安装 (31)8.1观点编码器的选用 (31)8.2 编码器的安装 (31)9 电气控制部分的改造设计 (32)9.1 电气控制系统概述 (32)9.2 C6132车床电气化控制系统的数控化改造设计 (33)10 液压系统的清洁与维护 (34)10.1清洁程度对液压系统的影响 (34)10.2液压系统清洁与维护措施 (35)11 改造小结 (36)参考文献 (37)致谢 (38)C6132卧式车床的数控化改造摘要：以C6132型普通机床为例，从机械和电气方面详细阐述了数控化改造的方法。

目录目录 (1)摘要 (2)1 绪论 (3)2 CA6132数控改造总体方案 (5)2.1CA6132概述 (5)2.2拟定总体改造方案 (7)3 进给伺服系统机械改造 (11)3.1进给系统机械结构改造设计 (11)3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型 (11)3.3步进电机的选择 (15)4 CA6132车床控制系统设计 (18)4.1CA6132控制要求分析 (18)4.2CA6132车床电气控制设计 (18)总结 (22)参考文献 (23)摘要装备制造业和数控技术是现代工业的基础，随着我国国民经济的的快速发展，国民经济的各个部门对所生产的产品的性能要求越来越高，采用数控机床是实现多品种小批量生产的主要途径。

然而，高速、高精度、高自动化的数控机床价格仍然较为昂贵，且订货周期较长，无法满足生产急需。

采用数控改造技术对原有普通机床进行改造是提高机床的加工范围、加工精度，提高自动化生产水平的重要途径。

数控机床伺服系统是影响数控机床系统加工性能的重要指标，围绕伺服系统动态特性与静态特性的提高，近年来发展了多种伺服驱动技术。

针对把CA6132车床改造为经济型数控车床的目标，对车床的进给系统进行设计。

其设计的思路是根据执行件所受到的载荷，选择并校核其相关的零部件，包括滚珠丝杠螺母副、减速齿轮和电机，本文还对机构的重要零件作了比较详细地介绍。

最后，本文针对改造后的CA6132数控车床的电气控制系统提出了设计方案。

关键字：数控改造；装备制造；进给系统；1 绪论机械装备制造业是国民经济的支柱产业之一，直接影响着国民经济各部门的技术进步，同时反映了国家科学技术发展水平和国民经济的实力。

近年来，结合机电技术、液压技术、气动技术为一体的数控机床在机械装备制造业中广泛应用，已成为不可或缺的加工设备。

帮助人们解决了机械加工制造过程中的许多问题，使结构复杂、批量小、精度高、形状多变的零件的加工变得简单，提高了生产效率和机械自动化程度。

目录1、引言 (2)2、主要工作过程 (2)3、总体结构设计 (3)3.1 电动机的选择 (3)3.2 减速传动机构的设计 (3)3.3 上刀体锁紧与精定位机构的设计 (3)3.4 刀架抬起机构的设计 (4)4、自动回转刀架的工作原理 (4)5、主要传动部件的设计计算 (6)5.1 蜗杆副的设计计算 (6)5.1.1 蜗杆的选型 (6)5.1.2 蜗杆的材料 (7)5.1.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (7)5.1.4 蜗杆和蜗轮的主要参数与几何尺寸 (8)5.1.5 校核蜗轮齿根弯曲疲劳强度 (9)5.1.6 验算效率 (10)5.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定 (10)5.1.8 蜗杆的结构设计 (10)5.2 螺杆的设计计算 (13)5.2.1 螺距的确定 (13)5.2.2 其他参数的确定 (13)5.2.3 自锁性能校核 (14)6、电气控制部分设计 (14)6.1 硬件电路设计 (14)6.1.1 收信电路 (14)6.1.2 发信号电路 (14)6.2 控制软件的设计 (15)数控车床自动回转刀架机电系统设计摘要：本设计以 C616 或 C6132 经济型数控车床的四位的卧式自动回转刀架为研究对象，从该刀架的总体结构、主要传动机构、主要传动部件、硬件电路和控制程序等方面进行了设计。

并在文中给出了详细的关于传动零件的设计计算。

关键词：数控、四工位、卧式刀架、自动回转、定位1、引言数控车床为了能在工件的一次装夹中完成多工序加工，缩短辅助时间，减少多次安装所引起的加工误差，必须带有自动回转刀架，数控车床上的回转刀架是一种简单的自动换刀装置。

传统的普通车床换刀的速度慢、精度不高，生产效率低，不能适应现代化生产的需要。

而目前我国有大量多年积累使用的通用的机床，要在几年内更新换代，不论是在资金上还是经济效益上都是不可行的，所以对其进行半自动化改造显得重要和迫切。

而普通车床的数控改造既经济又快捷，是符合我国国情的。

目录目录 (1)引言 (2)1.绪论 (4)2数控机床优势概述 (5)2.1数控车床改造的意义 (5)2.2普通车床数控化改造的优点 (6)3数控化改造的内容 (8)3.1进给轴的改造 (8)3.1.1进给轴改造思路 (8)3.1.2滚珠丝杠副的选择和布置结构形式 (8)3.2主轴部分的改造 (11)3.3刀架部分的改造 (11)3.4润滑部分的改造 (12)3.5机床防护 (12)4总体方案 (13)4.1控制部分总体方案 (13)4.2 机械部分总体方案 (14)5机床进给系统的改造 (15)5.1 改造思路 (15)5.2数控部分 (15)5.3机械部分 (19)6零件加工工艺及编程 (39)6.1零件加工工艺要求 (39)6.2零件加工工艺安排 (40)6.3零件加工工艺程序 (41)结论 (47)附录：装配图A0一张、零件图三张另附外文翻译如需联系作者QQ 401339828引言数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好的解决了现代机械制造中结构复杂，精密，批量小，多变零件的加工问题，且能稳定产品的和、加工质量。

大幅度的提高生产效率。

但从目前企业面临的情况看，因数控机床间隔较贵，一次性投资较大使企业心有余而力不足。

另外从目前国内机床使用的现状来看，普通机床拥有量巨大，在生产中，数控机床相对于普通机床的优势较为明显，而由于数控机床价格昂贵，所以有必要对普通机床加以数控改造，使之能完成数控机床能完成的部分生产任务。

因此，我大胆的提出了对普通C6132车床的数控化改造。

C6132普通车床是普通机床中比较有代表性的机床，它在机械结构上有其先天性的不足。

如刚度低、抗振动性差、滑动摩擦阻力较大及传动元件存在间隙等，因此需要有目的地改造，以满足数控机床最基本的要求，这也是本文主要讨论的问题。

对要改装成通常加工用的数控机床，一般只在进给系统作改进。

1绪论数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。

此，将CM6132型卧式车床电气控制线路改造为可编程控制器控制，可以提高控制系统的性能，提高生产效率和产品质量。

1.CM6132型卧式车床电气控制要求CM6132型卧式车床是我国自行研发的一种轻型精密车床，它具有功率大、转速高、刚性强、精度高等优点。

根据该车床的运动情况及加工工艺需要，本研究采用3台笼型异步电动机拖动，具体的电气控制要求如下：（1）主轴电动机M1：拖动车床的主运动和进给运动，功率为3kW,在电网容量满足要求的情况下，可直接起动控制；要求能实现正、反向旋转控制；为了实现快速停车，主轴电动机采用电磁离合器机械制动；主轴采用机械变速方法。

（2）切削液泵电动机M2：提供冷却液，对工件和刀具进行冷却，功率为0.125kW，单向旋转，设单独操作的控制开关，只在主轴电动机起动加工时，方可选择起动与否，主轴电动机停止时它也停止［1］。

（3）液压泵电动机M3：提供主轴变速装置和润滑用油，功率为0.12kW，单向旋转，通过断路器控制起动和停止。

（4）三台电动机应有必要的保护环节和联锁环节。

2.可编程控制器的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强PLC是专为工业控制而设计的，在设计和制造过程中采取多层次抗干扰、精选元件的措施，运行的稳定性和可靠性较高。

（2）编程简单、直观多种编程语言可供选择：梯形图、指令表、顺序功能图、PLC除基本的逻辑控制、定时、计数等，加上特殊的功能模块，还能实现过程控制、PID运算等功能。

它只需改变控制程序即可，且软继电器的触点数量可以无限次使用。

（4）易于维护PLC中所有的器件都是模块化的，维护时只需要更换模块级插入式部件，故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中，可以用来显示电路是否能正常工作，还可以写编程指令来报告故障，这比拆卸和更换低压电器要方便很多。

3.用PLC实现CM6132型卧式车床电路的控制综上所述，PLC适用于改造CM6132型卧式车床的控制控制系统，具体实施情况如下：■■3.1■改造方案原车床的工艺加工方法不变。

CM6132型车床电气控制设计
电气控制是车床系统中的重要组成部分，它负责整个车床系统的运行
和控制。

CM6132型车床电气控制设计需要考虑车床系统的各种工作模式，如进给、回转和切削等。

本文将针对CM6132型车床电气控制设计进行详
细阐述。

然后，需要编写控制程序。

控制程序是控制系统的核心部分，它负责
根据加工要求控制车床的运行。

在编写控制程序时，首先需要了解车床的
加工过程和要求，然后根据这些信息编写相应的控制程序。

控制程序通常
使用编程语言进行编写，如ladder diagram或G代码等。

编写控制程序时，需要考虑到每个加工步骤的顺序和条件，以确保车床按照预定的加工
过程进行。

最后，需要测试和调整控制系统。

测试是确保控制系统正常工作的重
要环节。

在测试过程中，需要检查控制系统的各个部分是否正常运行，如
电气元件、控制程序和操作界面等。

如果发现问题，需要及时进行调整和
修复。

在整个测试和调整过程中，需要保证控制系统的可靠性和稳定性。

综上所述，CM6132型车床电气控制设计是一个复杂的过程，需要考
虑到车床的工作模式、硬件配置、控制程序和系统测试等。

只有在各个方
面都得到合理安排和设计，才能保证车床的正常运行和加工质量。

希望本
文对CM6132型车床电气控制设计提供了一些参考和指导。

设计说明书（学生填写）题目：CK6132型数控车床电气及参数设计目录前言摘要及发展趋势 (4)关键词 (4)正文一、数控系统的选型 (7)二、进给轴驱动器选型 (7)三、主轴变频器选型 (9)四、GSK980TD数控系统参数设定 (12)五、DA98A驱动器参数设定 (22)六、三菱FR-A540变频器参数设定 (32)七、GSK980TD数控车床诊断信息 (46)八、电器清单 (70)九、总结 (72)十、谢词 (73)十一、参考文献 (74)附录：GSK928-TE CK6132型数控车床电路图的绘制1、CK6132数控车床总体布局图 (1)2、CK6132数控车床总图 (2)3、GSK980TD系统与驱动器位置控制方式标准接口图 (3)4、GSK980TD系统与驱动器连接图 (4)5、DA98A驱动器接口图 (5)6、主轴编码器接口连接图 (6)7、GSK980TD数控系统与变频器连接图 (7)8、CK6132数控车床与PC机连接图 (8)9、GSK980TD数控系统与接口信号的连接图 (9)10、CK6132数控系统的接口定义 (10)11、CK6132数控车床刀架电气连接图 (11)12、GSK980TD数控系统手轮接口图 (12)13、CK6132数控车床电源接线图 (13)摘要：近年来，我国高度重视包括数控机床在内的装备制造业发展，相继出台的一系列政策措施，进一步确立了数控机床产业的战略地位，为行业发展创造了有利条件。

针对当今数控车床的发展趋势和结构特点，本论文说明了数控车床的机械结构设计。

较为详尽的介绍了数控车床的发展和特点，数控车床设计方案及其原理图。

发展趋势:数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业国防、汽车等的发展起着越来越重要的作用，这些行业装备数字化已是现代发展的大趋势，如：桥式三、五坐标高速数控龙门铣床、龙门移动式五座标AC摆角数控龙门铣床、龙门移动式三座标数控龙门铣床等。

摘要关键词：数控车床CJ6132 分离传动步进电机在本次设计中，我采用常规分离式主传动设计，机床主传动采用液压操纵机构，可实现十八级转速。

机床主轴箱内的传动齿轮均经淬硬磨齿处理，传动比稳定，运转噪音低。

机床主轴为二支撑结构，前支撑采用C级高精度轴承，润滑油润滑，提高了回转精度，使机床主轴具有良好的精度和刚性。

机床采用单片式电磁刹车离合器，解决主轴的刹车及离合问题，离合器安装于主轴箱带轮处，使床头箱内结构大为简化，便于维修。

机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式，在滑板与床鞍及床鞍与床身之间的滑动面处贴有TSF导轨板，滑动磨擦系数非常小，有助于提高了机床的快速响应性能及生产效率。

机床采用立式四工位刀架，该刀架布刀方便，刚性好。

进给方面，采用开环数控系统，即步进电机数控进给方式。

采用步进电机开环数控系统已基本能满足进给精度的要求。

主传动由于采用了分离传动发案，可较好的隔离电机及变速箱的震动，解决了热变形对主轴的影响，提高机床的加工精度。

再者，数控系统采用单片机技术，可靠性高，成本低，经济性好。

在总体性能上可以达到经济精密数控机床之列，达到较好的性价比。

该机床可以加工各种轴类、盘类零件，可以车削各种螺纹、圆弧、圆锥及回转体的内外曲面。

作为通用型机床，特别适合汽车工业、摩托车行业、电子工业、航天、军工等行业，对旋转体类零件进行高效、大批量、高精度加工时采用。

机床采用机、电、液一体化结构，整体布局紧凑合理，便于维修和保养，外形符合人机工程学的原理，宜人性好，便于操作。

目录一、总体方案设计 (1)（一）、主传动的组成部分 (3)（二）、机床主要部件及其运动方式的选定 (4)（三）、机床的主要技术参数 (5)（四）、各组成部件的特性与所应达到的要求 (6)二、机床主传动设计 (8)（一）、主要技术参数的确定 (8)1．尺寸参数 (8)2．运动参数 (10)3、主轴转速的确定 (12)4、转速范围及公比 的确定 (12)5、结构式与结构网的确定 (13)6、转速图的拟定 (14)7、传动比参数的确定 (15)（二）、传动系统图的拟定 (16)（三）、电动机的选择 (18)（四）、齿轮传动的设计计算 (18)（五）、轴的设计计算 (22)三、进给系统的设计计算 (37)（一）、纵向进给系统的设计计算 (37)1、切削力计算 (37)2、滚珠丝杠设计计算 (38)（二）、横向进给系统的设计计算 (43)1、滚珠丝杠螺母副的选择计算 (43)3、步进电机的选择 (47)四、数控系统设计 (50)（一）、单片机系统控制设计的基本要求 (50)（二）、数字控制系统框图 (50)（三）、数控系统的硬件特点： (51)（四）、控制系统图及芯片的选择 (51)（五）、存储器及系统扩展设计。

目录绪论 (1)1．概述 (5)1.1机床主轴箱课程设计的目的 (5)1.2设计任务和主要技术要求 (5)1.3操作性能要求 (6)2.技术参数确定与方案设计 (6)2.1原始数据 (6)2.2开展CM6132功能原理设计 (6)3．运动设计 (7)3.1确定转速极速 (7)3.1.1计算主轴最高转速 (9)3.1.2计算主轴最低转速 (10)3.1.3确定主轴标准转速数列 (11)3.2主电动机的选择 (12)3.3变速结构的设计 (14)3.3.1 主变速方案拟定 (14)3.3.2 拟定变速结构式 (14)3.3.3拟定变速结构网 (15)3.3.4 验算变速结构式 (16)3.4绘制转速图 (17)3.5 齿轮齿数的估算 (20)3.6 主轴转速误差 (23)4.动力设计 (26)4.1电机功率的确定 (26)4.2确定各轴计算转速 (26)4.3 带轮的设计 (27)4.4传动轴直径的估算 (30)4.5齿轮模数的确定 (33)4.6主轴轴颈的直径 (36)4.6.1主轴悬伸量a (36)4.6.2主轴最佳跨距0L 的确定和轴承的选择 (36)4.6.3主轴组件刚度验算 (37)5. 结构设计 (38)5.1齿轮的轴向布置 (39)5.2传动轴及其上传动元件的布置 (40)5.2.1 I 轴的设计 (42)5.2.2 II 轴的设计 (42)5.2.3 III 轴的设计 (42)5.2.4 带轮轴的设计 (42)5.2.5 Ⅳ轴的设计 (43)5.2.6主轴的设计 (43)5.2.7 主轴组件设计 (43)5.3齿轮布置的注意问题 (44)5.4主轴与齿轮的连接 (44)5.5润滑与密封 (45)5.6其他问题 (45)6.总结 (46)7.致 (47)8.参考资料 (47)1．概述1.1机床主轴箱课程设计的目的机床课程设计，是在学习过课程《机械系统设计》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，机械制图，零件计算，编写技术文件和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。

毕业设计说明书C6132旧机床数控化进给系统的改造学生班级学号指导教师本次设计是对C6132旧机床数控化进给系统的改造的设计。

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。

而我主要是针对横向进给系统的设计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。

由于对经济型机床数控化改造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 C6132 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摘要....................................................................................................................................... I I Abstract .. (III)目录 (IV)第1章概述 (1)1.1机床数控化改造及其特点 (1)1.2 机床数控化改造的经济分析 (2)1.2 机床数控化改造的工艺范围及加工精度 (2)1.4 机床数控化改造的发展趋势 (3)第2章机床数控化改造总体方案的制订及比较 (5)2.1 总体方案比较与确定 (5)2.1主轴系统的方案确定 (5)2.2安装电动卡盘 (5)2.3换装自动回转刀架 (6)2.4螺纹编码器的安装方案 (6)2.5进给系统的与设计方案 (6)2.6 尾座与设计方案 (7)第3章纵向进给伺服进给结构设计 (8)3.1 确定脉冲当量 (8)3.2 切削力的计算 (8)3.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (9)3.3.1 精度的选择 (10)3.3.2丝杠导程的确定 (10)3.3.3 最大工作载荷的计算 (10)3.3.4 最大动载荷的计算 (11)3.3.5 滚珠丝杠螺母副的选型 (11)3.3.6 滚珠丝杠副的支承方式 (12)3.4.3 传动效率的计算 (12)3.3.8 刚度的验算 (12)3.3.9 稳定性校核 (13)3.3.10 临界转速的验证 (14)3.4 齿轮传动的计算 (15)3.5 步进电动机的选择 (15)3.6导轨的特点 (17)4.3 导轨的设计 (19)第4章横向进给伺服进给结构设计 (22)4.1切削力的计算 (22)4.2 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (22)4.2.1 最大工作载荷的计算 (22)4.2.2 最大动载荷的计算 (22)4.2.3滚珠丝杠螺母副的选型 (23)4.2.4 滚珠丝杠副的支承方式 (23)4.2.5 传动效率的计算 (23)4.2.6 刚度的验算 (24)4.2.7 稳定性校核 (24)4.2.8临界转速的验证 (25)4.3 进给伺服系统传动计算 (25)4.3.1确定传动比 (25)4.3.2齿轮参数的计算 (25)4.4.步进电机的计算和选用 (26)4.4.1转动惯量的计算 (26)4.4.2电机力矩的计算 (27)4.5步进电机的选择 (29)结论 (31)参考文献 (32)致谢 (34)第1章概述1.1机床数控化改造及其特点数字控制机床（Numerical Control Machine Tools）简称机床数控化改造，这是一种将数字计算机技术应用于机床的控制技术。