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XXXX大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：专业：题目：数控车床纵向进给系统设计指导教师：职称:职称:20**年12月5日任务书学院专业班级学生：题目：数控车床纵向进给系统设计课程设计从20** 年12 月22 日起到20** 年1 月 5 日1、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：课程设计的内容：（1）设计数控车床纵向进给系统传动设计；结构设计；主要零件设计（选择一个主要零件轴或齿轮）（2）编写设计说明书主要内容包括：机床的用途及主要技术参数，数控车床纵向进给系统传动的方案设计、动力计算、结构设计、零件设计、结果分析、设计体会及今后的改进等设计过程设计要求：车床控制精度：0.01mm（即为脉冲当量）；最大进给速度：V max=5m/min。
设计参数：最大加工直径为D max=400mm，工作台及刀架重：110㎏；最大轴向力=160㎏；导轨静摩擦系数=0.2；行程=1280mm；步进电机：110BF003；步距角：0.75°；电机转动惯量：J=1.8×10-2㎏.cm.s-2；主要参考资料：机床课程设计指导书，挂图，机床设计手册、数控机床等教材2、对课程设计成果的要求〔包括图表、实物等硬件要求〕：（1）图纸进给系统装配图A1一张；消隙齿轮箱装配图A1 一张；（2）说明书方案设计、运动设计、结构设计、零件设计、结果分析、体会及今后的改进、参考资料3目录一、数控机床进给系统概述 (1)二、主要设计任务参数 (3)三、数控车床纵向进给系统传动的方案设计 (3)1、纵向进给系统设计的基本要求 (3)1、带有齿轮传动的进给运动................................... (3)2、经同步带轮传动的进给运动 (4)3、电机通过联轴器直接与丝杠联接 (5)四、运动设计 (5)1、降速比计算 (5)2、减速齿轮的确定 (6)五、丝杠螺母机构的选择与计算 (6)1、动载强度计算 (6)2、静强度计算 (7)3、临界转速校核 (8)4、额定寿命的校核 (8)六、动力计算 (8)1、传动件转动惯量的计算 (8)2、电动机力矩的计算 (9)七、丝杠螺母机构的传动刚度计算 (10)八、结构设计 (11)1、滚珠丝杠的支承 (11)2、滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧 (12)九、主要结构性能及特点的分析 (12)十、总结与体会 (13)参考文献 (14)一、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相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：（1） 提高生产率。
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。
毕业设计说明书设计题目：直径为φ400型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摘要数控机床作为机电液气一体化的典型产品，能解决机械制造中结构复杂、精密、批量、零件多变的问题，加工质量稳定，生产效率较高。
本文的主要内容有：1．对车床数控化设计经济性评价详细论证，确定车床数控化设计方案；2．对进给系统的滚珠丝杠型号选择与装配设计，支承方式的设计与轴承型号选择，直流电机选择等进行了详细研究；3．对常用进口数控装置系统和国产数控装置系统进行仔细比较，根据所设计的性能和精度指标来选配数控装置系统和自动刀架型号，提出选择方法；4.为保持切削螺纹的功能，仔细研究了在主轴上安装脉冲发生器的选型，脉冲发生器直接与主轴间连接方法，并形成了相应的技术图；5.绘出相应的零件图和装备图；6．给出车床数控化设计的安装、调试方法。
关键词：车床，数控，设计，纵向进给机构目录目录 (III)第1章绪论 (1)1.1数控机床及其特点 (1)1.2数控机床的适用范围 (2)1.3 数控机床的工艺范围及加工精度 (2)1.3.1数控机床加工工艺分析 (2)1.3.2数控加工工艺的设计 (3)1.3.3分析加工工艺路线 (3)1.3.4编程原点的选择 (3)1.4 模拟仿真技术 (3)1.5 数控机床的精度影响及分析 (4)1.5.1 间隙误差的影响 (5)1.5.2度的反向误差控制 (5)1.6数控机床的经济分析 (7)1.6.1控制系统的选择 (7)1.6.2 选择设计对象要适宜 (8)1.6.3 机床的机械设计范围要适当 (8)1.6.4 辅助设计要合适 (9)1.7数控机床的发展趋向 (10)1.7.1 个性化的发展趋势 (10)1.7.2 个性化是市场适应性发展趋势 (11)1.7.3 开放性是体系结构的发展趋势 (11)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (12)2.1 设计任务 (12)2.2 总体方案设计的内容 (12)2.2.1伺服驱动 (12)2.2.2数控装置 (13)2.2.3系统功能 (13)2.2.4采用环形分配器 (13)2.2.5采用滚珠丝杠螺母副 (13)第3章确定切削用量及选择刀具 (14)3.1.背吃刀量ap或侧吃刀量ae (15)3.2.进给量f 与进给速度Vf的选择 (16)3.3.切削速度Vc (16)第4章纵向进给伺服进给结构设计 (20)4.1 确定脉冲当量 (20)4.2 切削力的计算 (20)4.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (21)4.3.1 精度的选择 (21)4.3.2丝杠导程的确定 (21)4.3.3 最大工作载荷的计算 (22)4.3.4 最大动载荷的计算 (22)4.3.5 滚珠丝杠螺母副的选型 (23)4.3.6 滚珠丝杠副的支承方式 (23)4.4.3 传动效率的计算 (24)4.3.8 刚度的验算 (24)4.3.9 稳定性校核 (25)4.3.10 临界转速的验证 (25)4.4 齿轮传动的计算 (26)4.5 直流电机的选择 (26)4.6导轨的特点 (30)4.3 导轨的设计 (31)第5章数控硬件电路设计 (35)5.1硬件电路设计 (35)5.1.1 数控系统的硬件结构 (35)5.1.2 数控系统硬件电路的功能 (35)5.2关于各线路元件之间线路连接 (36)5.3关于电路原理图的一些说明 (37)参考文献 (40)致谢 (41)第1章绪论1.1数控机床及其特点数控机床与机床的区别数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。
毕业设计说明书设计题目：Φ400mm数控车床总体设计及六角回转刀架设计学生班级学号指导教师摘要装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品,其技术范围覆盖很多领域。
经济型数控车床，对于保证和提高被加工零件的精度，主要依靠两方面来实现：一是系统的控制精度；二是机床本身的机械传动精度。
数控车床的进给传动系统，由于必须对进给位移的位置和速度同时实现自动控制。
所以，数控车床与卧式车床相比应具有有更好的精度．以确保机械传动系统的传动精度和工作平稳性。
关键词：车床，数控，传动系统目录第1章数控机床发展概述 (1)1.1数控机床 (1)1.1.1数控机床的特点 (1)1.1.2数控机床的发展简史 (2)1.1.3数控机床的组成 (3)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (5)2.1总体方案设计要求 (5)2.2总体设计方案的确定 (10)2.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择 (10)2.2.2计算机系统 (10)2.2.3机械传动方式 (10)第3章确定切削用量及选择刀具 (11)3.5刀具材料 (15)第4章传动系统图的设计 (16)4.1 确定极限转速 (16)4.2 确定公比 (16)4.3 求出主轴转速级数Z (16)4.4确定结构网或结构式 (16)4.5绘制转速图 (16)第5章数控车床六角回转刀架的结构设计........................................ 错误！未定义书签。
5.1设计内容和研究方法 ................................................................ 错误！未定义书签。
数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计数控车床是一种在机械制造行业广泛应用的高精度自动加工设备。
数控车床的工作准确度和加工效率，直接取决于其纵向进给系统和横向进给系统的设计。
下面将详细介绍数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计。
纵向进给系统是数控车床在工件轴向上进行进给的系统，主要责任是使切削工具朝着工件方向进行进给。
纵向进给系统的设计应考虑以下几个方面。
首先，进给系统应具备良好的刚性。
刚性强的进给系统能够对切削工具施加足够的力，确保其在切削过程中的稳定性。
为了提高进给系统的刚性，可以采用双重导轨设计，即在机械主轴的两侧分别设置导轨进行支撑，保证进给系统在工件轴向上的稳定性。
其次，进给系统应具备精确的位置控制能力。
数控车床通过控制进给伺服电机的运动来实现工件轴向上的进给。
为了保证进给的精度，可以采用高精度螺杆传动装置，这种传动装置可以通过调整螺杆的进给量来控制切削工具的位置。
同时，还可以配备位置反馈装置，通过反馈装置实时监测切削工具的位置，并对进给伺服电机的运动进行修正，以保证位置控制的准确性。
第三，进给系统应具备高速进给的能力。
高速进给可以提高数控车床的加工效率。
为了实现高速进给，可以采用进给伺服电机和高速传动装置。
进给伺服电机能够快速响应指令，从而实现高速进给的控制。
而高速传动装置可以通过增加传动比来提高进给速度。
横向进给系统是数控车床在工件切削方向上进行进给的系统，主要责任是使切削工具按照设定的路径进行进给。
横向进给系统的设计应考虑以下几个方面。
首先，进给系统应具备较高的定位精度。
切削工具在横向进给过程中需要按照设定的路径进行移动，为了保证移动的准确性，可以采用高精度传动装置和位置反馈装置。
高精度传动装置可以提供精确的进给量，而位置反馈装置可以实时监测工具位置，从而实现位置控制的准确性。
其次，进给系统应具备较高的速度响应能力。
切削工具在横向进给过程中需要快速响应指令，以满足加工要求。
为了实现高速响应，可以采用高速伺服电机和高速传动装置。
题目：最大加工直径为400毫米的经济型数控车床进给系统设计目录摘要 (2)Abstract (2)第一章概述 (3)1.1 数控车床的概念 (3)1.2 数控车床的组成和特点 (4)1.3 经济型数控车床的发展与趋势与现状 (5)1.4 数控机床系统的选择 (6)1.5 数控机床设计中主要机械部分 (7)1.6 数控机床的性能和精度选择 (8)第二章进给系统总体方案设计 (9)2.1进给系统的组成和原理 (9)2.2 进给传动伺服系统的选择 (10)2.3数控系统的选择 (10)2.4 机械传动方式的选择 (11)第三章数控车床进给系统机械部分设计计算 (13)3.1 横向进给系统的设计与计算 (13)3.2 数控车床的传动装置设计 (19)3.3 自动转位刀架的设计 (23)第四章经济型数控系统设计 (24)4.1 概述 (24) (25) (29)结束语 (32)参考文献 (32)第一章概述1.1数控车床的概念数控车床又称为CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。
数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。
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。
数控机床数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。
它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。
具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。
1.2 数控车床的组成和特点车床机械部分主要由如下部件组成：床身、主轴箱、进给装置、刀架、尾座、卡盘、安全防护、托架、其他辅助装置等。
1)床身车床床身是整个机床的基础的基础。
床身部分最关键的部位是导轨，导轨一般要经过二次时效、中频淬火和精密磨削后才能使用。
常用的导轨形式有滑动导轨、滚动导轨和直线导轨。
导轨是关系到机床精度和稳定性的部件。
毕业设计说明书设计题目：Φ400mm的数控车床总体设计及液压尾座设计学生班级学号指导教师摘要本课题的目的在于设计出与数控车床Φ400MM相匹配的液压尾座系统。
本课题将以车床Φ400MM的液压尾座为研究对象，设计出符合数控车床Φ400MM的液压尾座。
为了完成本课题的设计，在设计之前的准备工作必须做好，首先是搜集和分析资料，包括国内外数控机床的发展现状及趋势；液压技术和液压传动系统的基本资料；同等机床液压尾座的图纸和资料等。
其次是初步确定液压尾座的总体布局，包括配置形式、液压系统的布置及选择液压能源及相应的配套元件等。
最后主要是关于尾座的设计。
Φ400MM数控机床液压尾座设计的主要内容是尾座体、套筒、顶尖、尾座孔系、尾座导轨，挠度、转角、液压缸内径及压板处螺栓直径、锁紧力的计算及校核。
其中选择莫氏4号锥度的尾座顶尖，是利用莫氏锥度自身的结构特性来卡紧尾座顶尖的，它解决了顶尖在工作时会出现松动或转动现象。
在套筒中设计了滑键槽和顶尖顶出孔，解决了顶尖在工作时会随套筒转动从而影响工件的加工精度；还在套筒中设计了顶卸的装置，便于顶尖的拆卸。
关键词：Φ400MM车床，数控，滚珠丝杠，步进电动机，尾座目录第1章概述 (1)1.1 数控机床的特点 (1)1.2数控机床的工艺范围及加工精度 (2)1.2.1工艺范围 (2)1.2.2加工精度 (2)1.3数控机床的经济分析 (3)1.4 数控机床的发展趋势 (3)1.5 数控车床前景 (4)第2章数控机床的总体方案制定比较 (5)2.1总体方案设计 (5)2.2 Φ400MM车床的设计参数 (5)2.2 数控机床的总体方案制定比较 (6)第3章机械系统的设计方案 (8)3.1主轴系统的方案 (8)3.2安装电动卡盘 (8)3.3换装自动回转刀架 (8)3.4螺纹编码器的安装方案 (8)3.5进给系统的与设计方案 (9)3.6 尾座与设计方案 (9)第4章液压尾座总体设计 (10)4.1 设计方案确定 (10)4.2设计方案论证 (10)第5章尾座各部件的设计要求 (12)5.1尾座体的设计 (12)5.2尾座主轴的设计 (13)5.3尾座顶尖的设计 (13)5.4螺塞缸的设计 (14)5.5尾座导轨的设计 (14)5.6 尾座孔系设计 (15)5.6.1主轴孔的设计 (15)5.6.2孔和键的设计 (15)5.6.3配合 (16)5.6.4密封及偏心轴的设计 (17)第6章液压尾座的总体设计 (18)6.1液压尾座的设计要求 (18)6.2设计基本参数 (18)6.3机械结构 (18)6.4液压油缸的选定 (19)6.5压紧螺栓的校核 (20)6.6计算液压油缸顶紧力 (20)6.7 顶尖的设计 (20)6.8 尾座芯轴的设计 (21)6.9尾座体的设计 (21)6.10电器系统操作 (21)第7章数控硬件电路设计 (22)7.1硬件电路设计 (22)7.1.1 数控系统的硬件结构 (22)7.1.2 数控系统硬件电路的功能 (22)7.2关于各线路元件之间线路连接 (23)7.3关于电路原理图的一些说明 (24)总结 (27)参考文献 (28)致谢 (29)第1章概述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。
毕业设计(论文)Φ400mm的数控车床总体设计及四方回转刀架设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要在数控机床系统中，加工精度和加工可靠性是伺服系统决定的，本文对数控车床进行了分析和设计，全面阐述了数控车床的结构原理，设计特点，论述了采用伺服电机和滚珠丝杠螺母副的优点。
详细介绍了数控车床的结构设计及校核，并进行了分析。
另外汇总了有关技术参数。
其中着重介绍了四方刀架的原理包括种类选择、参数选择、精度选择、循环方式选择、与主机匹配的原则以及厂家的选择等。
关键词：车床，数控，电机，刀架AbstractIn the system of the CNC machine tool, machining precision and reliability are servo system is determined, based on the CNC lathe are analyzed and designed, elaborated in the round CNC lathe structure principle, design features, discusses the use of servo motor and ball screw nut pair advantages. Introduces the NC lathe structure design and verification, and analysis. In addition to collect the related technology parameters.Which focuses on the four knife principles including type selection, parameter selection, precision, circulation mode selection, matched with the host machine and the selection principle of manufacturers.Key Words: Lathes, CNC, machine, tool目录摘要 (II)Abstract (III)目录 ...................................................................................................................................... I V 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数控车床的主要功能及加工对象 (6)1.3 数控机床的经济分析 (7)1.3.1中小企业数控机床选用中存在的问题 (7)1.3.2 数控机床选购的策略 (7)1.4 数控机床的发展趋向 (9)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (10)2.1 总体设计方案 (10)2.2 主传动的系统设计 (12)2.2.1机械部分的数控化设计 (12)2.2.2电气部分的数控化设计 (12)2.3进给系统的设计 (13)2.3.1进给机构的设计 (13)2.3.2 Φ400MM的数控车床的设计要求 (13)2.3.3导轨副的设计 (13)2.4 微机系统的硬件与软件设计 (14)2.4.1系统软件的设计 (14)2.4.2硬件系统设计 (14)2.2设计方案论证 (15)第3章确定切削用量及选择刀具 (16)3.1科学选择数控刀具 (16)3.1.1选择数控刀具的原则 (16)3.1.2选择数控铣削用刀具 (16)3.2 设置刀点和换刀点 (17)3.3.1确定主轴转速 (17)3.3.2确定进给速度 (18)3.3.3 确定背吃刀量 (18)第4章四方自动回转刀架总体结构设计 (18)4.1减速传动机构的设计 (18)4.1.1上刀体锁紧与精定位机构的设计 (18)4.1.2自动回转刀架的工作原理 (19)4.2 主要传动部件的设计 (21)4.2.1 蜗杆副的设计计算 (21)4.2 螺杆的设计计算 (25)第5章数控硬件电路设计 (26)5.1硬件电路设计 (26)5.1.1 数控系统的硬件结构 (26)5.1.2 数控系统硬件电路的功能 (27)5.2关于各线路元件之间线路连接 (27)5.3关于电路原理图的一些说明 (28)结论 (31)致谢 (32)参考文献 (33)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是用数字代码形式的信息(程序指令)，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。
目录摘要 (3)ABSTRACT (3)前言部分 (5)第1章绪论 (6)1.1机床总体方案的设计 (6)1.1.1 课程设计任务书 (6)1.1.2 总体方案设计 (6)1.2开环伺服进给系统机械部分设计 (6)1.2.1 滚珠丝杠螺母副的计算选型 (6)1.2.2 步进电动机的计算和选型 (6)第2章机床机电一体化改造总体方案的设计 (7)2.1课程设计任务书 (7)2.1.1 题目 (7)2.1.2 原始数据： (7)2.1.3 主要技术参数： (7)2.1.4 课程设计的内容及要求： (7)2.2总体方案设计 (7)2.2.1 系统的运动方式的确定 (7)2.2.2 伺服系统的选择 (7)2.2.3 执行机构传动方式的确定 (7)2.2.4 数控系统的选择 (8)第3章开环伺服进给系统机械部分设计 (8)3.2计算切削力 (8)3.3滚珠丝杠螺母副的计算选型（ (9)3.3.1 计算进给牵引力 (9)3.3.2 计算最大动负载 (9)3.3.3 滚珠丝杠螺母副的选型 (10)3.3.4 传动效率计算 (10)3.3.5 刚度计算 (10)3.3.6 稳定性校核 (12)纵向滚珠丝杠副的几何参数 (12)3.4齿轮传动比计算 (12)3.5步进电动机的计算和选型 (13)3.5.1 等效转动惯量计算 (13)3.5.2 电机力矩计算 (14)3.5.3 计算步进电动机空载起动频率和切削时的工作频率 (16)第4章机械传动机构的调整和结构的简要说明 (17)4.1丝杠进给速度的调节 (17)4.2轴向的预紧力的调整及定位 (18)结论部分 (19)设计体会 (20)参考文献 (21)谢词................................................................................................ 错误!未定义书签。
摘要本设计是把普通数控的改造经济型数控机床，经济型数控机床就是指价格低廉、操作使用方便、比较适合我国国情的，动化的机床。
：分析和总结了现有数控维修教学和实训中存在的主要问题，针对存在的问题，简单介绍了虚拟数控机床的功能，着重阐述了虚拟数控机床在数控维修教学不同模块中的使用。
是使用数控机床可以降低工人劳动强度，节省劳动力（一个人可看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求做出快速反应，在设计时候具体进行了详细的各种部件的选型和计算。
机床计算机数据控的基本原理，数控机床的组成、分类及发展，CNC装置的硬件、软件及其接口，插补原理、刀具补偿与速度控制，伺服驱动系统及位置控制，加工程序编制等。
比如：导轨设计选型、滚珠丝杠副选型与计算，进行传动系统误差分析、驱动电机的选型与计算、驱动电机与滚珠丝杆的联接，驱动电机与进给传动系统的动态特性分析等。
关键词：车床数控传动系统数控维修虚拟数控机床教学AbstractThis design is the common lathe with economical CNC machine tool, economic type CNC machine tools is low price, convenient operation and use, is suitable for the national conditions of our country, the move of the machine tool. The use of CNC machine tool can reduce the labor intensity of workers, labor saving ( a person can control more than one machine), reduce tooling, shorten new product development cycle and the production cycle, the rapid response to market demand, in the design of specific detail when the various parts of the design and calculation of. Machine computer data control principle, the composition of CNC machine tools, classification and development, CNC hardware, software and interface, interpolation theory, compensation of cutting tools and speed control, servo drive system and position control, processing procedures for the preparation and. For example: guide design, selection and calculation of ball screw transmission system, error analysis, selection and calculation of driving motor, driving motor and ball screw coupling, the drive motor and the feed drive system dynamic characteristics analysis.Key words: lathe numerical control drive system前言部分计算机技术和先进制造技术的发展，推动了机械加工在各方面的变革和进步。
典型的数控机床已成为现代加工器械的鲜明代表。
考虑到企业的生产效率和投入成本，普通车床的数控化改造将是一个极为有意义的课题。
数控车床改造的设计是机电一体化系统课程设计的主要内容。
作为机械设计制造及其自动化专业的学生，这次设计是本人在学习完“机电一体化系统设计”、“数控机床”等专业课程之后进行的一个重要的实践性教学环节。
通过综合运用所学的机械、电子、自动控制、微机等知识，进行一次机电结合的全面训练，以培养独立分析问题，解决问题和进行机电一体化系统初步设计的能力。
此设计过程为期三个星期，在赵洪兵的指导下，本人将对普通车床进行开环控制纵向进给的改造。
动轨迹信息记录在程序介质上，然后送人数控系统经过译码和运算，控制机床刀具与工件的相对运动，加工出所需工件的一类机床即为数控机床。
数控加工的基本过程。
数控机床是用数字信息进行控制的机床。
凡是用代码化的数字信息将刀具移在数控机床加工工件前，要分析零件图，拟定零件加工工艺方案，明确加工工艺参数，然后按编程规则编制数控加工程序。
当加工零件的几何信息和工艺信息转换为数字化信息后，可以用不同方法输入到机床的数控系统中，经检查无误即可启动机床，运行数控加工程序数控装置会自动完成数控加工程序发出的各种控制指令。
如果不出现故障，直到加工程序运行结束，零件加工完毕为止。
数控加工的控制过程与计算机控制打印机的打印过程，特别是与计算机控制绘图机的绘图.由于学生水平有限，在设计乃至计算过程中难免会有一些错误，望各位老师及同学指点赐教。
不胜感激。
第1章绪论机床总体方案的设计1.1.1 课程设计任务书（1）题目《φ400mm的数控车床总体设计及纵向进给设计》（2）原始数据（3）主要技术参数（4）课程设计的内容及要求1.1.2 总体方案设计（1）系统的运动方式的确定（2）伺服系统的选择（3）执行机构传动方式的确定（4）数控系统的选择开环伺服进给系统机械部分设计1.2.1 滚珠丝杠螺母副的计算选型（纵向进给丝杠）（1）计算进给牵引力m ()F N（2）计算最大动负载C（3）滚珠丝杠螺母副的选型（4）传动效率计算（5）刚度计算（6）稳定性校核1.2.2 步进电动机的计算和选型（1）等效转动惯量的计算（2）电机力矩计算（3）计算步进电动机空载起动频率和切削时的工作频率第2章机床机电一体化改造总体方案的设计2.1 课程设计任务书2.1.1 题目：φ400mm车床总体设计及纵向进给设计2.1.2 原始数据：最大回转直径：400毫米在床身上D=400毫米在床鞍上 D=210 毫米最大工件长度 900mm主电动机功率千瓦；转速1450转/分2.1.3 主要技术参数（均为纵向）：最大进给速度米/分最大快移速度 4米/分起动加速时间 30毫秒移动部件重量 80公斤机床定位精度 毫米2.1.4 课程设计的内容及要求：能按时独立完成毕业设计规定的全部内容，方案选择正确，论据充分，对设计中的主要问题分析深入，解决合理，有独立见解，能很好运用所学理论和提供的资料解决设计中的问题，能独立查阅和正确引用中外文参考资料，说明书文字通顺、清楚、选用数据论证合理、计算准确，图面整洁。
总体方案设计2.2.1 系统的运动方式的确定由于改造后的经济型数控车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停、循环加工、螺纹加工等功能，所以应该选用连续控制系统。
2.2.2 伺服系统的选择应任务书的要求，采用步进电机开环控制系统。
2.2.3 执行机构传动方式的确定为了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。
同时，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，一使丝杠速度降低，二则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，消隙齿轮箱与丝杠可采用联轴器形式连接，这样便确定了如下图2-1所示的传动方案。
2.2.4 数控系统的选择根据机床要求，本着经济耐用的原则，确定采用8位机。
MCS—51系列单片机主要有三种型号的产品：8031、8051和8751。
由于MCS—51系列单片机的特点之一是硬件设计简单，系统结构紧凑，故对于简单的应用场合，MCS—51系统的最小系统用一片8031外扩一片EPROM就能满足开环控制的要求。
8031单片机内含4kb EEPROM程序存储器，具有功耗低、抗干扰能力强的特点，数据存储器WM0016DRH是一种多功能非易失性SRAM，8031单片机高速高抗干扰自保持，不怕掉电，上下电百万次数据无丢失，断电保护10年有效，既可高速连续读写，也可任意地址单字节操作，无需拼凑页面，随机读写不需等待，立即有效，输入输出TTL/CMOS兼容，上电复位输出，掉电保护，内置看门狗，电源监测，不用外加电路和电池，且引脚与标准SRAM兼容。
