数控车床总体设计及其主轴箱设计要点(doc 47页)

（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。

数控车床主轴箱设计一、设计题目Φ400 毫米数控车床主轴箱设计。

主轴最高转速4000r/min ，最低转速30r/min ，计算转速 150r/min ，最大切削功率 5.5kw。

采用交流调频主轴电机，其额定转速 1500r/min ，最高转速 4500r/min 。

二、主轴箱的结构及作用主轴箱是机床的重要的部件，是用于布置机床工作主轴及其传动零件和相应的附加机构的。

主轴箱采用多级齿轮传动，通过一定的传动系统，经主轴箱内各个位置上的传动齿轮和传动轴，最后把运动传到主轴上，使主轴获得规定的转速和方向。

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。

三、主传动系设计机床主传动系因机床的类型，性能，规格尺寸等基本因素的不同，应满足的要求也不一样。

再设计时结合具体机床进行具体分析，一般应满足下属基本要求：1）满足机床使用性能要求。

首先应满足机床的运动性能能，如机床的主轴有足够的转速范围和转速级数。

传动系设计合理，操纵方便灵活、迅速、安全可靠等。

2）满足机床传递动力要求。

主电动机和传动机构能提供和传递足够的功率和转矩，具有较高的传动效率。

3）满足机床工作性能要求。

主传动中所有零部件要有足够的刚度、精度、和抗振性，热变形特性稳定。

4）满足产品设计经济性的要求。

传动链尽可能简短，零件数目要少，以节省材料，降低成本。

5）调整维修方便，结构简单、合理、便于加工和装配。

防护性能好，使用寿命长。

四、主传动系传动方式由题目知，我们设计的主轴箱传动方式为交流电动机驱动、机械传动装置的无级变速传动。

再者，本题目中对精度要求一般，因此选用集中传动方式。

另外主轴箱结构设计只需达到结构紧凑，便于集中操作，安装调整方便即可。

五、电动机的选择按驱动主传动的电动机类型可分为交流电动机驱动和直流电动机驱动。

机械制造装备课程设计--数控车床主轴箱
部件设计
1. 简介
本文档旨在介绍机械制造装备课程设计中的数控车床主轴箱部件设计的基本要点和步骤。

2. 设计目标
- 优化主轴箱结构，提高数控车床的工作效率和精度；
- 减少主轴箱部件的重量，提高车床的运动性能；
- 确保主轴箱部件的可靠性和耐久性。

3. 设计步骤
1. 确定设计需求和限制条件；
2. 进行主轴箱结构的初步设计，包括布局和尺寸的确定；
3. 选择合适的材料，并进行强度和刚度计算；
4. 进一步优化主轴箱的结构，包括减少重量和提高刚度；
5. 进行主轴箱部件的详细设计，包括加工工艺和装配要求；
6. 制定主轴箱部件的制造工艺和工艺路线；
7. 进行主轴箱部件的制造和装配；
8. 对主轴箱进行性能测试和调试；
9. 检查和维护主轴箱部件的可靠性和耐久性。

4. 设计要点
- 主轴箱的结构应合理布局，避免部件之间的干涉；
- 主轴箱的材料应选择高强度和刚度的合金材料；
- 在设计过程中要考虑加工和装配的可行性；
- 主轴箱部件的表面处理应满足使用和保护要求；
- 相关设计要素应符合机械制造装备的相关标准和规范。

5. 结论
通过本文档的介绍，我们了解到，在机械制造装备课程设计中，数控车床主轴箱部件设计的步骤和要点。

合理的主轴箱设计可以提
高车床的工作效率和精度，减少重量，优化运动性能，并确保可靠
性和耐久性。

设计过程中需考虑布局、材料选择、加工装配等因素，并符合相关标准和规范。

数控机床主轴设计
一、概述
1.数控机床主轴是机床加工过程中的核心部件，其质量直接影响到机
床的精度和生产效率。

数控机床主轴设计的主要任务是解决加工件的加工
精度、表面质量和生产效率等要求的技术问题。

2.数控机床主轴设计工作需要满足性能、结构、重量、尺寸、动力、
控制、安装等方面的要求，其中最重要的是性能和结构要求。

二、主轴结构设计
1.针对不同的加工工艺的要求，数控机床主轴设计的结构形式有很多，常见的有研磨轴、多段轴、悬臂式轴等。

2.研磨轴是机床主轴的基本结构，一般用于精超磨削，其结构特点为
研磨轴有较长的平稳运行区段，其强度高，通常采用梃形连接，耐磨性能好，是目前机床常用的轴形式。

3.多段轴是指主轴有多段，每段之间有齿轮连接，它可以满足不同加
工工艺的需求。

4.悬臂式轴是指主轴的两端分别有悬臂，是一种自转和轴向振动均有
良好平衡的结构形式，是用于精铣、拉床等加工工艺的主轴形式。

三、主轴性能设计
1.主轴的动力要求是指主轴所需的动力。

主要有机械动力、电动机动
力和气动动力等形式，根据不同的加工工艺要求，采用不同动力形式实现，其中机械动力是最常用的动力形式。

第1章绪论1.1课题来源随着技术的发展，机床主轴箱的设计会向较高的速度精度，而且要求连续输出的高转矩能力和非常宽的恒功率运行范围。

另外还会改善机床的动平衡，避免震动、污染和噪音等。

本设计为CA6140机床的主轴箱。

作为主要的车削加工机床，CA6140机床广泛的应用于机械加工行业中。

CA6140机床主轴箱的作用就是把运动源的恒定转速改变为主运动执行件（主轴、工作台、滑枕等）所需的各种速度；传递机床工作时所需的功率和扭矩；实现主运动的起动、停止、换向和制动。

主轴箱通常主要由下列装置和机构组成：齿轮变速装置；定比传动副；换向装置；起动停止装置；制动装置；操纵装置；密封装置；主轴部件和箱体。

根据机床的用途和性能不同，有的机床主轴箱可以只包括其中的部分装置和部件。

主轴箱是支承主轴并安装主轴的传动变速装置，使主轴获得各种不同转速，以实现主切削运动。

该机床主轴箱刚性好、功率大、操作方便。

CA6140机床可进行各种车削工作，并可加工公制、英制、模数和径节螺纹。

主轴三支撑均采用滚动轴承；进给系统用双轴滑移共用齿轮机构；纵向与横向进给由十字手柄操纵，并附有快速电机。

该机床刚性好、功率大、操作方便。

1.2研究动态及发展趋势机床设计和制造的发展速度是很快的。

由原先的只为满足加工成形而要求刀具与工件间的某些相对运动关系和零件的一定强度和刚度，发展至今日的高度科学技术成果综合应用的现代机床的设计，也包括计算机辅助设计（CAD）的应用。

但目前机床主轴变速箱的设计还是以经验或类比为基础的传统（经验）设计方法。

因此，探索科学理论的应用，科学地分析的处理经验，数据和资料，既能提高机床设计和制造水平，也将促进设计方法的现代化。

随着科学技术的不断发展，机械产品日趋精密、复杂，改型也日益频繁，对机床的性能、精度、自动化程度等提出了越来越高的要求。

机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一，不仅能提高产品质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件。

毕业设计说明书设计题目：Φ630mm的数控车床总体设计及主轴箱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。

在本课题的研究中，第一章主要介绍了本课题的研究背景和意义，还介绍了国内外数控机床的发展现状。

第二章主要介绍了Φ630MM数控车床总体设计及要求，其中包括Φ630MM数控车床外观及主要功能、Φ630MM数控车床主要技术参数、Φ630MM数控车床总体设计及要求、尾座的简介。

第三、四章是本课题的重要章节，它包括了本课题研究的主要设计，主要进行车床主轴箱的设计。

关键词：车床，数控，设计ABSTRACTCNC machine tools as electromechanical liquid gas integration of typical products, can solve the machinery manufacturing complex, precision, batch, parts and changeable, stable processing quality, high production efficiency.In this study, the first chapter mainly introduces the research background and significance, also introduced the development of numerical control machine tool status. The second chapter mainly introduces theΦ630MM CNC lathe design and requirements, including theΦ630MM CNC lathe appearance and main function,Φ 630MM CNC lathe main technical parameters,Φ630MM CNC lathe design and requirements, the introduc tion of tailstock. In third, the four chapter is the important chapters, it includes the principal research design, mainly for lathe headstock design.Key words: lathe, CNC, design目录摘要 (II)ABSTRACT (III)目录................................................................................................................................. I V 第1章绪论.. (6)1.1数控机床及其特点 (6)1.2数控机床的适用范围 (7)1.3 数控机床的工艺范围及加工精度 (7)1.3.1数控机床加工工艺分析 (7)1.3.2数控加工工艺的设计 (8)1.3.3分析加工工艺路线 (8)1.3.4编程原点的选择 (8)1.4 模拟仿真技术 (8)1.5 数控机床的精度影响及分析 (9)1.5.1 间隙误差的影响 (10)1.5.2度的反向误差控制 (10)1.6数控机床的经济分析 (12)1.6.1控制系统的选择 (12)1.6.2 选择设计对象要适宜 (13)1.6.3 机床的机械设计范围要适当 (13)1.6.4 辅助设计要合适 (14)1.7数控机床的发展趋向 (15)1.7.1 个性化的发展趋势 (15)1.7.2 个性化是市场适应性发展趋势 (16)1.7.3 开放性是体系结构的发展趋势 (16)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (16)2.1 总体方案设计的内容 (17)2.1.1伺服驱动 (17)2.1.2数控装置 (18)2.1.3系统功能 (18)2.1.4采用环形分配器 (18)2.1.5采用滚珠丝杠螺母副 (18)第3章确定切削用量及选择刀具 (19)3.1.背吃刀量ap或侧吃刀量ae (20)3.2.进给量f 与进给速度Vf的选择 (21)3.3.切削速度Vc (21)第4章Φ630mm的主轴箱设计计算 (24)4.1 主运动部分计算 (24)4.1.1 参数的确定 (24)4.1.2 传动设计 (26)4.1.3转速图的拟定 (28)4.1.4 带轮传动部分的设计 (31)4.1.5 齿轮传动部分的设计 (35)4.1.6电磁离合器的选择 (40)4.1.7 轴的设计计算 (41)第5章电路系统设计 (49)5.1 控制系统总体方案的拟定 (49)5.2总控制系统硬件电路设计 (49)5.2.1单片机的设计 (49)5.2.2系统的扩展 (53)5.2.3键盘、显示器接口设计 (57)5.2.4步进电机控制电路设计 (59)5.2.5光电隔离电路设计 (61)5.2.6其他接口电路设计 (62)参考文献 (64)致谢 (65)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(论文)Φ500mm的数控车床总体设计及主轴箱设计所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要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。

本论文首先介绍了我国数控机床发展的过程与现状,并分析了其存在的问题;对数控机床的发展趋势进行了探讨；并对数控车床主轴箱传动系统进行了设计与计算。

目前，数控车床的发展趋势是通过电气与机械装置进行无级变速。

变频电机通过带传动和变速齿轮为主轴提供动力。

通常变频电机调速范围3—5，难以满足主轴变速要求；串联变速齿轮则扩大了齿轮的变速范围。

关键词：车床，数控，伺服电机，滚珠丝杠AbstractComprehensively elaborated numerical control 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.This paper first introduces the development of NC process and current situation, and analyzes the problems of NC machine tool; development trends were discussed; and the NC lathe main spindle box drive system design and calculation.At present, the developing trend of CNC through the electrical and mechanical device for stepless speed change. Variable frequency motor through belt transmission and gear for the spindle power. Usually the frequency control of motor speed range of 3 - 5, to meet the requirements of spindle speed; tandem gear has enlarged the range of gear transmission.Key words: lathe, numerical control, servo motor, the ball screw目录摘要 (II)Abstract (III)目录 ...................................................................................................................................... I V 第1章数控机床发展概述 .. (15)1.1数控机床及其特点 (15)1.2数控车床的主要功能及加工对象 (15)1.3 数控机床的经济分析 (16)1.3.1中小企业数控机床选用中存在的问题 (16)1.3.2 数控机床选购的策略 (16)1.4 数控机床的发展趋向 (18)第2章数控机床总体方案的制订及比较 (19)2.1 总体方案设计内容 (19)2.1.1系统运动方式的确定 (19)2.1.2控制方式的选择 (20)2.2 总体方案确定 (20)2.2.1 系统的运动方式伺服系统的选择 (20)2.2.2 数控系统 (20)2.2.3 机械传动方式 (20)第3章确定切削用量及选择刀具 (21)3.1科学选择数控刀具 (21)3.1.1选择数控刀具的原则 (21)3.1.2选择数控车削用刀具 (22)3.2 设置刀点和换刀点 (22)3.3 确定切削用量 (23)3.3.1确定主轴转速 (23)3.3.2确定进给速度 (24)3.3.3 确定背吃刀量 (25)第4章变速主传动系统方案的制定 (25)4.1主传动系统主要技术指标的确定 (25)4.1.1动力参数的确定 (25)4.1.2主运动调速范围的确定 (26)4.1.3主轴计算转速的确定 (27)4.2变速主传动系统的设计 (28)4.2.1确定传动方案 (28)4.2.2转速图的拟定 (29)4.2.3拟定传动变速系统图 (30)第5章传动系统零部件设计 (31)5.1传动皮带的设计和选定 (31)5.1.1．V带传动设计 (31)5.2齿轮的的设计与校核 (33)5.2.1各传动轴传递动力计算 (34)5.2.2齿轮副(32/76)齿轮的设计与校核 (35)5.2.3齿轮副(3054)齿轮设计与校核 (41)5.2.4齿轮副(5451)各齿轮设计与校核 (46)5.3传动轴的设计与校核 (51)5.3.1传动轴I的设计与校核 (51)5.3.2.轴II的设计与校核 (54)第6章主轴组件的设计与校核 (39)6.1主轴的要求 (39)6.2主轴轴承选择 (40)6.3主轴的设计与校核 (40)第7章主轴驱动与控制 (42)7.1主轴转速的自动变换 (43)7.2齿轮有级变速变挡装置 (43)7.3主轴旋转与轴向进给的同步控制 (44)7.4主轴旋转与径向进给的同步控制 (44)结论 (45)致谢 (46)参考文献 (47)第1章数控机床发展概述1.1数控机床及其特点数控机床主要由数控装置、伺服机构和机床主体组成。

JCK6136数控车床主轴箱和床身部件设计数控车床是一种精密加工设备，主要用于加工各种复杂形状的零件。

数控车床主轴箱和床身部件的设计是数控车床整体性能和精度的重要组成部分。

在进行主轴箱和床身部件设计时，需考虑工作负荷、材料选择、结构布局等因素。

本文将对主轴箱和床身部件设计进行探讨，以达到提高数控车床加工精度和效率的目的。

首先，主轴箱的设计是数控车床关键部件之一、主轴箱的主要功能是提供主轴旋转和传动动力。

在进行主轴箱设计时，需要考虑的主要因素包括承载能力、刚性和传动精度。

主轴箱的承载能力直接影响到数控车床可加工的工件大小和重量。

通过合理布局和优化设计，可以提高主轴箱的刚性，降低振动和噪音，提高加工精度。

此外，传动装置的选择也是主轴箱设计的关键，可以选择齿轮传动、带传动或直接驱动等形式，根据具体需求选择合适的传动方式。

其次，床身部件的设计是数控车床整体结构的基础。

床身部件主要负责支撑和稳定主轴箱、刀架和工件，承载工作负荷和副轴的运动。

床身部件的设计需要考虑床身材料的选择、结构布局的合理性和刚性优化。

通常情况下，数控车床床身采用铸铁或整体钢板焊接结构。

铸铁具有良好的刚性和稳定性，能够有效降低振动和噪音；整体钢板焊接结构则具有较高的强度和刚性，适用于大型数控车床。

在床身部件设计中，还需要考虑导轨的选择和布局，以保证刀架和工件的平稳运动和高精度加工。

此外，数控车床主轴箱和床身部件设计中还需考虑工作环境和加工要求。

在特殊工作环境下，如高温、潮湿或腐蚀性气体环境，需要选用耐热、防腐性能良好的材料，并进行相应的密封和防护措施。

同时，根据不同的加工要求，还需考虑加工刚度、吸振性能和刀具更换方便性等方面的设计。

此外，还需要结合数控系统要求，进行安装和布线的设计，以保证数控车床的正常工作和数据传输。

综上所述，数控车床主轴箱和床身部件设计是数控车床整体性能和精度的关键因素。

在进行设计时，需考虑工作负荷、材料选择、结构布局等因素，并兼顾工作环境和加工要求。

数控机床主轴总体设计说明一、引言数控机床主轴是数控机床的核心部件之一，它直接影响到数控机床的加工质量和加工效率。

因此，对数控机床主轴的设计、制造和检验都有着非常高的要求。

本文将结合实际生产经验，对数控机床主轴的总体设计进行说明。

二、主轴的功能数控机床主轴是一台数控加工设备的核心部件，具有以下功能：1.旋转工件或刀具，实现工件或刀具的加工。

2.传动功率和转矩，将电机的运动转化为工件或刀具的动力。

3.承受工件或刀具的径向和轴向载荷，保证加工精度和轴向精度。

4.提供冷却润滑油和气体，保持主轴箱内清洁和恒定的温度。

三、主轴的总体设计主轴的总体设计包括主轴的结构设计、选型及计算、刚度分析、动平衡设计和主轴箱的设计等方面。

1.主轴的结构设计主轴结构设计的主要要求是，保证主轴的强度、刚度、耐磨损性能和承受力等，同时还要考虑加工精度、轴向精度、温度稳定性和动平衡等因素。

主轴的结构设计要根据主轴的类型、加工能力及加工特点等来确定，常见的主轴类型包括带式主轴、插入式主轴、自锁式主轴等。

2.选型及计算选型及计算的主要任务是确定主轴的型号、规格、旋转速度、转矩、功率等参数。

这些参数的确定需要考虑到加工能力、加工精度、使用环境及加工特点等，以满足加工要求和质量要求。

3.刚度分析刚度分析是保证主轴在加工过程中加工精度和轴向精度的重要手段。

刚度分析要根据主轴的加工特点及使用环境等要素，确定最大切削力、最大拉力、最大径向力和最大轴向力，并结合主轴的结构设计确定刚度系数。

4.动平衡设计主轴的动平衡设计是保证加工质量的重要环节，它能有效地减少振动和杂音，提高加工效率和加工精度。

动平衡设计主要包括自动平衡控制、振动分析计算、动平衡校正及接触式动平衡等。

主轴箱的设计是保证主轴的工作稳定性和长寿命的重要条件。

主轴箱的设计要考虑到温度稳定性、噪声降低、密封性能、承载力及润滑性能等因素。

四、主轴的制造与检验主轴的制造过程包括材料采购、热处理、粗加工、研磨、组装、调试等环节。

数控车床总体设计及其主轴箱设计要点（doc47页）数控车床总体设计及其主轴箱设计要点(doc 47页)开题报告题目：数控车床总体设计及主轴箱设计专业：机电一体化学生：学号：指导教师：1、2、理论的渊源及演讲过程现代数控技术的发展趋势主要是高速化、高精度化、多功能和智能化目前，柔性制造技术的发展也相当迅速。

柔性制造技术主要有柔性制造单元、柔性制造系统、计算机集成制造系统。

柔性制造单元可由一台或多台数控设备组成，即具有独立的自动加工的功能又部分具有自动传送和监控管理的功能。

柔性制造单元有两大类：一类是数控机床配上机器人另一类是加工中心配上工作台交换系统若干个柔性制造单元可组成一个柔性制造系统柔性制造系统是一个由中央计算机控制的自动化制造系统。

他是由一个传输系统联系起来的一些数控机床加工中心。

传输装置将工件放在托盘或其他连接设备上送到加工设备使加工能够准确、迅速和自动的进行计算机集成制造系统就是利用计算机进行信息集成，从而实现现代化的生产制造以求的企业的总体效益。

计算机集成制造系统是建立在多项先进技术基础上的高技术制造系统，他综合利用了CAD/CAM、FMS、FMC及工厂自动化系统，是面向二十一世纪的生产制造技术。

3、国内有关研究的综述随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。

数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。

它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。

目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。

“十五”期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。

其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，2004年产量是2000年的3.7倍，平均年增长39%；2005年国产数控机床产量59639台，接近6万台大关，是“九五”末期的4.24倍。

数控车床主轴箱设计数控车床主轴箱设计数控车床是现代机械加工的重要工具之一，其主要工作原理是利用控制器控制各轴运动，实现零件的加工。

而数控车床主轴箱则是数控车床的关键部件之一，其设计的优劣直接影响着数控车床的精度和稳定性。

本文将详细介绍数控车床主轴箱的设计要点。

1.主轴箱结构设计数控车床主轴箱是由主轴、轴承、气动元件、传动系统、冷却系统等组成。

主轴箱的设计最重要的是结构设计，其结构应该具有高强度、低振动、高刚度和较好的密封性，以确保数控车床的高精度加工。

主轴的轴承应使用高精度的进口轴承，以保证数控车床的高速、高精度运行。

传动系统应采用齿轮蜗杆传动或齿轮传动，并配以足够的冷却系统，以保证传动系统的稳定性和寿命。

气动元件选择优质的气缸、气动阀等，以确保气动系统的可靠性和精度。

同时，主轴箱中的气路设计要合理，以实现气路的快速响应和准确控制。

2.润滑系统设计数控车床主轴箱中的润滑系统是关键的部件之一。

优秀的润滑系统应具有高效的冷却和润滑功能，以确保主轴和轴承的寿命和稳定性。

在润滑系统中，应选用高精度噴雾量的润滑泵，以确保油膜的均匀分布。

同时，润滑泵的位置和管路的设计要合理，以实现润滑油的流速和压力的稳定性。

对于数控车床主轴箱的高速加工，应使用高速润滑油，以防止润滑油的泡沫化和变质。

3.冷却系统设计数控车床主轴箱中的冷却系统同样是关键的部件之一。

冷却系统既可起到冷却主轴箱并维持其温度均衡的作用，也可以起到冷却砂轮并保持其工作性能的作用。

在冷却系统中，应选用高效的冷却器和过滤器，以保证冷却液的干净和清新。

管路设计应合理，管径大小要适当，以确保冷却液的畅通和流量的稳定性。

在使用过程中，应根据冷却液的性质和使用情况进行定期更换和清洗，以保证冷却液的质量和使用寿命。

4.加工精度设计对于数控车床主轴箱的加工精度设计，应考虑数控系统的实际需求和主轴箱结构的特点，以达到最优的精度、效率和稳定性。

在加工精度设计中，应严格控制主轴箱的几何尺寸和位置精度，以保证主轴箱与刀具的精确定位。

摘要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。

本次设计课题是CK6140数控卧室车床，CK是数控车床，61是卧式车床，40是床身上最大工件回转直径为400mm。

此次设计包括机床的总体布局设计，纵向进给设计，其中还包括齿轮模数计算及校核，主轴刚度的校核等。

控制系统部分包括步进电机的选用及硬件电路设计和软件系统设计，说明了芯片的扩展，键盘显示接口的设计等等。

车床适用于车削内外圆柱面，圆锥面及其他基准面，车削各种公制、英制、模数和径节螺纹，并能进行钻孔，铰孔和拉油槽等工作。

设计主抽箱主要是从主传动系统的运动设计、主运动部件的结构设计和箱体这三方面进行设计。

主传动系统的运动设计有:确定极限转速、确定公比、确定转速级数、确定结构网和结构式、绘制转速图、确定齿轮齿数和拟定传动系统图。

主运动部件的结构设计有：带传动的设计、确定各种计算转速、确定齿轮模数、确定各轴最小直径和设计部分主轴主件。

关键词：数控机床；开放式数控系统；电动机；纵向进给设计AbstractThe numerical control lathe called the numerical control (Numbercal control, is called NC) the engine bed. It is based on the numerical control, has used the numerical control technology, is loaded with the procedure contro l system the engine bed. It is by the main engine, CNC, the drive, the numerical control engine bed auxiliary unit, the programming machine and other some appurtenances is composed.This design topic is the CK6140 numerical control bedroom lathe, CK is the numerical control lathe, 61 is the horizontal lathe, 40 is on the lathe bed the biggest work piece rotation diameter is 400mm.This design including the engine bed overall layout design, longitudinal enters for the design, also includes the gear modulus computation and the examination, the main axle rigidity examination and so on. The control system partially including step-by-steps the electrical machinery to select and the hardware circuit design and the software system design, explained the chip expansion, keyboard demonstration connection design and so on.Key word：numerical ；control tool；Open-architecture；motor目录摘要 0ABSTRACT (1)目录 (2)序言 (3)第一章总体方案 (4)1.1CK6140的现状和发展 (4)1.2CK6140数控卧式车床的总体方案论证与拟定 (5)1.2.1 CK6140数控卧式车床的拟定 (5)第二章主轴箱部分设计计算说明 (6)2.1主运动部分计算 (6)2.1.1 参数的确定 (6)2.1.2 传动设计 (7)2.1.3 转速图的拟定 (9)2.1.4 带轮直径和齿轮齿数的确定 (13)第三章控制系统设计 (35)3.1绘制控制系统结构框图 (35)3.2选择中央处理单元（CPU）的类型 (36)3.4 I/O接口电路及辅助电路设计 (38)小结 (42)参考文献 (43)序言数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。

数控铣床的主轴箱结构设计摘要：本文主要有如下几个方面的内容1）主传动系统设计，其中包括主传动电机的选择及其型号的确定。

2）数控铣床主传动系统的配置方式，其中要考虑传动性能的最优化选择，如：传动准确，无滑动；传动效率高且传动平稳可靠，噪音小等。

4）同步带传动设计与计算，其中包括同步材料的选择和同步参数的计算。

5）主轴组件的设计。

6）主轴轴承的选择，其中包括轴承的精度，预紧力几轴承的润滑与密封等问题。

7）联接键的选择和碟形弹簧的选择与计算，这里要考虑弹簧的热处理问题。

8）螺钉联接的设计。

9）液压缸的设计。

10）润滑与密封件设计。

关键词：机械设计；数控三坐标铣床；主轴Main spindle box structure design of numerical control milling machineStudent: he yiTutor: chenzhiliang(Oriental Science ＆Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128)Abstract: This thesis mainly includes the following content: 1) main drive system design and it contained the content of selection main drive motor and its model. 2) configuration of numerical control milling machine main drive system and it shall consider optimization selection of drive performance, such as accurate drive, nonslip; high drive efficiency with stability, reliability and low noise etc. 3) design and calculation of synchronous belt drive including selection of synchronous material and calculation of synchronous parametric. 4) design of spindle parts. 5) selection of spindle bearing, including precision of bearing, lubrication and sealing of preload bearing etc. 6) selection of joint bolt and selection and calculation of disk spring, thermal treatment of spring shall be considered. 7) design of bolt joint. 8) design of hydraulic cylinder. 9) design of lubrication and sealing parts. 10) lubrication and seal design.Key words: Mechanical design, Numerical Control three coordinates of milling machines, Spindle.1 前言数控机床的主传动系统包括主轴电动机，传动系统和主轴组件。

数控机床主轴总体设计
报告
一、报告概述
数控机床主轴设计涉及机床整体结构及其相关机构的设计，是数控机
床制造过程中的重要步骤，也是控制机床精度和加工质量的关键因素。

本
文将重点介绍数控机床主轴的设计，包括其设计要点、数控机床主轴的结
构设计和参数设计，以及检验和润滑等。

二、主轴的设计要点
1.数控机床主轴的设计应考虑机床的整体结构和控制要求。

2.主轴为定心支承结构，必须考虑受力、应力、热变形等方面的影响，以确保设计符合要求，并能满足用户的实际要求。

3.主轴运行部件应确定所需转速、变速比、功率等参数，以确保设备
具有良好的动力性能。

4.数控机床的主轴应考虑到在高速运行时，动平衡质量及其调整要求。

5.主轴及其附件的安装应考虑其各自的尺寸和形位关系，以确保正确
安装及更换。

三、主轴结构设计
1.主轴材料选择
主轴材料可以根据设计要求选择金属材料或高分子材料。

其中金属材
料包括钢、铝合金、镁合金等，而高分子材料则包括塑料或玻璃钢等，具
体选择要考虑材料的机械性能、抗腐蚀性能和使用寿命等。

2.主轴结构设计。

JCK6136数控车床主轴箱和床身部件设计为了提高生产效率和加工精度，JCK6136数控车床的主轴箱和床身部件设计至关重要。

主轴箱是数控车床的核心部件，负责驱动主轴旋转和切削加工，而床身部件则承载整机结构和提供稳固的加工支撑。

本文将分别就JCK6136数控车床的主轴箱和床身部件进行详细设计说明。

一、主轴箱设计1.材料选择主轴箱通常采用铸铁材质，具有优良的性能，较高的强度和刚性，耐磨耐用。

铸铁材质具有一定的冲击吸收能力，有助于减轻振动，提高加工质量。

主轴箱内部零部件面对高速旋转的主轴，需要考虑材料的耐磨性和散热性，因此在关键部位可以采用耐磨合金材质。

2.结构设计主轴箱的结构设计需要考虑整体刚性和稳定性。

合理的结构设计能够减小振动幅度，减少热变形，提高精度和表面质量。

主轴箱内部的轴承和润滑系统需要具备良好的密封性和稳定性，确保主轴运转平稳，延长使用寿命。

此外，主轴箱还需要考虑易维护性和拆装性，方便检修和更换零部件。

3.冷却系统设计数控车床主轴箱内部会产生大量热量，需要设置冷却系统进行降温。

可采用循环水冷却方式，通过水管和冷却风扇将热量散发出去。

优化的冷却系统设计可以有效提高整机的稳定性和使用寿命。

1.结构设计数控车床床身部件的结构设计需要考虑整机的稳定性和刚性。

床身部件作为整机的支撑结构，需要承受加工过程中产生的各种力，因此需要具备足够的强度和刚性。

床身部件的结构设计应考虑最佳的受力路径，避免局部应力过大导致变形或破裂。

2.加工精度床身部件的加工精度直接影响到数控车床的加工质量。

床身部件的加工精度主要受到材料和加工工艺的影响，需要采用优质的铸铁材质，并进行精密加工和热处理，确保表面平整度和垂直度满足要求。

此外，床身部件还需进行精确的装配和调整，确保各个部件之间的配合精准，避免误差传递和积累。

3.稳定性设计数控车床在高速运转时会产生较大振动和惯性力，床身部件需要具备稳定的结构设计以减小振动幅度。

可在床身部件的设计中加入减震措施，如设置减震皮柱或阻尼装置，减小振动传递。

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3150r/min，交流主轴电动机，最高转速是5000r/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=5000/1000=5而主轴要求的恒功率转速范围Rnp=nmax/nd=3150/125=25.2，远大于交流主轴电动机所能提供的恒功率转速范围，所以必须串联变速机构的方法来扩大其恒功率转速范围。

涉及变速箱时，考虑到机床结构的复杂程度，运转的平稳性等因素，取变速箱的公比Φf等于交流主轴电动机的恒功率调速范围 Rdp,即Φ=Rdp=2,功率特性图是连续的，无缺口和无重合的。

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 主传动的调速范围 (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 主轴前后颈及内孔尺寸确定 (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。