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题目四 C6132普通车床的数控改造设计1. 设计目的：通过C6132普通车床的数控改造，使学生们掌握普通机床改造的方法，具有灵活运用相关知识的能力；2. 设计内容及要求：C6132型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。
本设计任务是对C6132普通车床进行数控改造。
利用微型计算机对纵、横向进给系统进行开环控制．纵向脉冲当量为0.01mm／脉冲．横向脉冲当量为0.005mm／脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。
3. 设计成果：1）电动机的选取2）相关硬件电路图普通车床数控改造——C6132总体设计及横向进给设计机械设计制造及其自动化摘要本次设计是对普通车床C6132的数控化改造。
主要包括：主传动系统的改造、进给系统的改造、导轨和刀架的改造，以及控制系统改造。
结果表明，改造后的车床具有自动化程度高、精度高等优点，并且降低了成本，提高了原机床的使用价值。
关键词：车床数控改造滚珠丝杠数控系统一、总体方案拟定数控车床主要用于轴类、盘类零件的加工, 能自动完成外围柱面、内孔、锥面、圆弧面、螺纹等工序的粗细加工, 并能在圆柱面或端面上进行铣槽、钻孔、铰孔等工作, 可以实现回转体零件在预先加工好定位基面后, 一次装夹下完成从毛坯到成品的全部工序。
因此能够极大的提高生产率。
C6132车床主要用于对小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工。
数控车床的结构改造要求：在改造中应尽可能保留原机床结构。
主传动系统中保留主轴箱内滑移齿轮变速机构，取消原操作手柄，实现主轴的正反转及停止，改由数控系统直接控制主电机，当数控系统发出M03指令后，主电机正转，通过传动系统实现主轴正转。
纵、横进给系统均采用交流伺服电动机。
用滚珠丝杠螺母机构代替普通的滑动丝杠螺母机构,具有摩擦力小,运动灵敏, 无爬行现象, 也可以进行预紧, 以实现无间隙传动,传动刚度好,反向时无空程死区等特点。
可提高传动精度。
安徽建筑工业学院毕业设计 (论文) 专业机械设计及自动化班级06机械2班姓名学号课题C6132普通车床主传动系统设计指导教师魏常武2010 年 6 月 10 日摘要主传动系统设计是机床设计中非常重要的组成部分，本次设计主要由机床的级数入手，于结构式、结构网拟定，再到齿轮和轴的设计，再选择各种主传动配合件，对轴和齿轮及配合件进行校核，将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑和密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计，完成设计任务。
本次突出了结构设计的要求，在保证机床的基本要求下，根据机床设计的原则，拟定机构式和结构网，对机床的机构进行精简，力求降低生产成本；主轴和齿轮设计在满足强度需要的同时，材料的选择也是采用折中的原则，没有选择过高强度的材料从而造成浪费。
【关键词】车床、主传动系统、结构式、电动机。
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1.主轴极限转速的确定 (1)2. 主动参数的拟定 (2)2.1确定传动公比 (2)2.2主电动机的选择 (3)3.普通车床的规格 (4)4.变速结构的设计 (4)4.1确定变速组及各变速组中变速副的数目 (4)4.2结构式的拟定 (4)4.3结构网的拟定 (6)4.4各变速组的变速范围及极限传动比 (7)4.5确定各轴的转速 (8)4.6绘制转速图 (9)4.7确定各变速组变速副齿数 (9)4.8绘制变速系统图 (11)5.传动件的设计 (11)5.1带轮的设计 (11)5.2传动轴的直径估算 (15)5.3确定各轴转速 (15)5.4传动轴直径的估算：确定各轴最小直径 (16)5.5键的选择、传动轴、键的校核 (17)6.各变速组齿轮模数的确定和校核 (18)6.1齿轮模数的确定： (18)6.2齿轮的设计 (22)7.齿轮校验 (24)7.1齿轮强度校核 (24)7.1.1校核a组齿轮 (25)7.1.2 校核b组齿轮 (26)7.1.3 校核c组齿轮 (27)8.主轴组件设计 (29)8.1主轴的基本尺寸确定 (29)8.1.1外径尺寸D (29)8.1.2主轴孔径d (30)8.1.3主轴悬伸量a (31)8.1.4支撑跨距L (31)8.1.5主轴最佳跨距的确定 (31)8.2主轴刚度验算 (33)8.3主轴刚度验算 (34)8.4各轴轴承的选用的型号 (35)谢辞 (36)小结 (36)参考文献 (36)1.主轴极限转速的确定确定主轴的最高转速和最低转速，应该在分析所设计机床几种典型加工方式的切削用量和参考现有同类型机床的技术性能的基础上，并按照“技术上先进，经济上合理”的原则进行。
安徽建筑工业学院毕业设计 (论文)专业机械设计及自动化班级06机械2班姓名学号课题C6132普通车床主传动系统设计指导教师魏常武2010 年 6 月 10 日摘要主传动系统设计是机床设计中非常重要的组成部分，本次设计主要由机床的级数入手，于结构式、结构网拟定，再到齿轮和轴的设计，再选择各种主传动配合件，对轴和齿轮及配合件进行校核，将主传动方案“结构化”，设计主轴变速箱装配图及零件图，侧重进行传动轴组件、主轴组件、变速机构、箱体、润滑与密封、传动轴及滑移齿轮零件的设计，完成设计任务。
本次突出了结构设计的要求，在保证机床的基本要求下，根据机床设计的原则，拟定机构式和结构网，对机床的机构进行精简，力求降低生产成本；主轴和齿轮设计在满足强度需要的同时，材料的选择也是采用折中的原则，没有选择过高强度的材料从而造成浪费。
【关键词】车床、主传动系统、结构式、电动机。
AbstractMain drive system design is Very important part of the Machine Design,The design of the series to start primarily by machine,In the structure, the structure network developed, to the design of gears and shafts,Choose a variety of main drive with the pieces of the shaft and gear, and checked with the parts ，design and motive of completion sport spread the lord to move the project"the structure turn" , Design a principal axis to become soon a box assemble diagram and spare parts diagram and lay particular emphasis on to carry on spread to move stalk module, principal axis module and become soon organization, box a body, lubricate and seal completely, spread to move stalk and slippery move wheel gear spare parts of design to complete design tasks.This highlights the structural design requirements,under the basic requirements for ensuring the machine ,According to the principles of machine tool design,Development of institutional and structural net,Streamlining of the machine tool sector,Strive to reduce production costs,No choice of materials resulting in high strength waste.【Keywords】lather, Main drive system,Structure , Electric motor.目录绪论绪论 (4)1.主轴极限转速的确定 (5)2. 主动参数的拟定 (6)确定传动公比«Skip Record If...». (6)主电动机的选择 (6)3.普通车床的规格 (8)4.变速结构的设计 (8)确定变速组及各变速组中变速副的数目 (8)结构式的拟定 (9)结构网的拟定 (11)各变速组的变速范围及极限传动比 (12)确定各轴的转速 (12)绘制转速图 (13)确定各变速组变速副齿数 (13)绘制变速系统图 (15)5.传动件的设计 (16)带轮的设计 (16)传动轴的直径估算 (19)确定各轴转速 (19)传动轴直径的估算：确定各轴最小直径 (20)键的选择、传动轴、键的校核 (21)6.各变速组齿轮模数的确定和校核 (22)齿轮模数的确定： (22)齿轮的设计 (25)7.齿轮校验 (26)齿轮强度校核 (26)校核a组齿轮 (27)校核b组齿轮 (27)校核c组齿轮 (28)8.主轴组件设计 (29)主轴的基本尺寸确定 (30)外径尺寸D (30)主轴孔径d (30)主轴悬伸量a (31)支撑跨距L (31)主轴最佳跨距«Skip Record If...»的确定 (32)主轴刚度验算 (33)主轴刚度验算 (34)各轴轴承的选用的型号 (35)谢辞 (35)小结 (36)参考文献 (36)C6132普通车床主传动系统设计机械与电气工程学院机械设计制造及其自动化专业06机械2班李昌平指导教师魏常武绪论机床主传动系统因机床的类型、性能、规格和尺寸等因素的不同，应满足的要求也不一样。
1 问题广州市公用事业技师学院广钢校区车工实习室使用的车床为C6132A 型普通车床，每学年都担负着学生实习的繁重任务。
由于该类车床缺少有效的保护装置，加之学生在实习过程中安全意识薄弱，不熟悉安全操作规程等，经常会有一些误操作，使得在车工实习教学过程中，容易造成设备事故和伤及学生。
为此，为车工实习室普通车床制作具有综合防护功能的安全保护装置，并对相关车床进行改进。
2 问题分析及设计思路经过对机床控制线路和车工实习过程中容易出现的安全事故进行分析，发现学生操作过程中容易出现的安全事故主要有3种类型。
（1）未取出卡盘钥匙就启动车床或做其他的准备工作,导致卡盘钥匙从高速转动的卡盘中飞出，造成学生手指被卡或其他人受伤或设备损坏。
如12机电11班有位学生在实习中，由于紧张或不专心，违反实习老师的操作要求，未取出卡盘钥匙就启动车床，当发现问题时想要从运行中的车床上取卡盘钥匙时，不幸手指被卡，差点将手指卡断。
（2）在车削加工时卡盘上的异物或铁屑飞溅伤人。
（3）刀架在运行中，由于操作者对各控制手柄不熟悉而误操作或没有及时停车，刀架运行超限，与卡盘碰撞而造成“撞车”，存在隐患。
针对CA6132型普通车床控制线路的特点，从机械和电气2个方面进行保护装置的设计。
机械方面的安全保护方案主要从卡盘的安全防护入手，设计安装了卡盘罩。
在电气方面主要从控制电路的保护方面进行考虑，从限位保护及报警C6132A 型普通车床安全保护装置设计与制作李英贵（广州市公用事业技师学院，广东广州 510100）摘 要：类似C6132A 型的普通车床的应用很多，但该类型的车床操作安全系数较低，缺乏有效的安全保护装置，容易造成车床损坏和操作者人身事故。
提供一种机电结合的C6132A 型普通车床保护装置，可有效对C6132A 型普通车床在操作时进行必要的安全保护，且制作与改造简单方便。
给出问题分析及设计思路，确定总体方案，表明材料和零部件的选择及加工，具有机电结合，实现多重防护的创新特点。
工 业 技 术103 科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 1 粗车前的毛坯准备主轴的典型加工工艺路线为:下料→锻造→正火→粗加工→调质→半精加工→淬火→粗磨→精磨。
主轴毛坯通常采用45号钢锻打而成,锻打后的毛坯材质较硬,一般要进行正火处理。
2 粗车各级外圆(均留余量6mm)2.1工件的装夹已知,毛坯的直径较大,长度较长,为减少变形,一般采用一夹一顶法进行粗车。
限于实训现有的车床设备条件,车床床头主轴孔不能穿过毛坯最大的外圆,因而在实际加工中多数安排在镗床或钻床上加工出毛坯小端的中心孔,并且要求该中心孔不能过小,否则会由于支承面的接触面积过小而影响车削时的受力情况。
一般采用A6的中心钻来钻此中心孔。
2.2粗车各级外圆粗车毛坯各级外圆后的形状和尺寸外圆各尺寸均留余量6m m 为半精加工做准备。
在粗加工过程中,经常有出现排屑不畅顺、车刀重修磨的频率快、加工速度慢等现象,经仔细观察和考虑,决定从以下几方面进行改进。
(1)选择合适的粗加工车床。
由于毛坯较大,并且有较多的加工余量,因而需选择刚性足,能承受较大切削力的车床进行加工,结合实训场地现有设备,决定选用C630型普通车床进行粗加工。
(2)选择合适的粗加工刀具。
在切削过程中,刀具由于受力、热和摩擦的作用而产生磨损。
刀具切削部分应满足高硬度、足够的强度和韧性、高耐磨性、高耐热性等的切削性能要求,故决定选用代号为Y T 5的硬质合金车刀进行粗车;在车刀几何角度的选择上,主要考虑主副偏角、主副后角、前角、刃倾角等角度不宜过大,否则影响刀头强度,决定采用750硬质合金粗车刀,为保证切削过程中切屑能自行折断,从而使切削顺利进行,车刀前刀面决定采用b×a为4.5×0.6的的断屑槽尺寸。
(3)选择合适的切削用量。
在车刀的刃磨角度确定后,关键是如何合理选择好切削用量。
所谓合理选择切削用量,是指在刀具角度选好以后,合理确定吃刀深度a p ,走刀量f和切削速度v(应把v换算成主轴转速n,以便调整机床)进行切削加工,以充分发挥机床和刀具的效能,提高劳动生产率。
序言本次课程设计任务是CM6132车床主轴设计。
由于CM6132车床是精密，高精密加工车床，要求车床加工精度高，主轴运转可靠，并且受外界，振动，温度干扰要小，因此，本次设计是将车床的主轴箱传动和变速箱传动分开设计，以尽量减小变速箱，原电机振动源对主轴箱传动的影响。
本次课程设计包括CM6132车床传动设计，动力计算，结构设计以及主轴校核等内容，其中还有A3图纸的CM6132车床主传动的结构图、本次课程设计是对我们大学期间机械专业基础知识的考核和检验。
它囊括了理论力学，材料力学，机械原理，机械设计，机械制造装备设计等许多机械学科的专业基础知识，因此称之为专业课程设计。
它不仅仅是对我们专业知识掌握情况的考核和检验，也是一次对我们所学的知识去分析，去解决生产实践问题的运用。
由于本次课程设计实践时间在2011年期末，因此在编写课程设计说明书，设计CM6132主传动结构图的过程中难免有不少纰漏和错误，恳请老师指正。
1.确定转速极速根据任务要求，Nmax=2000rpm，Nmin=45rpm，转速公比φ=1.41.则转速范围Rn：Rn=Nmax/Nmin=44.4。
依据φ，Rn，可求得主轴转速级数Z: Z=lgRn/lgφ+1=11.98=12 。
2．确定结构式及结构网由于结构上的限制，变速组中的传动副数目通常选用2或3为宜，故其结构式为：Z=2^（n）*3^（m）.对于12级传动，其结构式可为以下三种形式： 12=3*2*2；12=2*3*2；12=2*2*3；在电动机功率一定的情况下，所需传递的转矩越小，传动件和传动轴的集合尺寸就越小。
因此，从传动顺序来讲，尽量使前面的传动件多以些，即前多后少原则。
故本设计采用结构式为： 12=3*2*2，从轴I到轴II有三队齿轮分别啮合，可得到三种不同的传动速度；从轴II到轴III有两对齿轮分别啮合，可得到两种不同的传动速度，故从轴II到轴III可得到3*2=6种不同的传动速度；同理，轴III到轴IV有两对齿轮分别啮合，可得到两种不同的传动速度，故从轴I到轴IV共可得到3*2*2=12种不同的传动转速。
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本次突出了结构设计的要求，在保证机床的基本要求下，根据机床设计的原则，拟定机构式和结构网，对机床的机构进行精简，力求降低生产成本；主轴和齿轮设计在满足强度需要的同时，材料的选择也是采用折中的原则，没有选择过高强度的材料从而造成浪费。
【关键词】车床、主传动系统、结构式、电动机。
目录绪论 (1)1.主轴极限转速的确定 (2)2. 主动参数的拟定 (3)2.1确定传动公比 (3)2.2主电动机的选择 (4)3.普通车床的规格 (5)4.变速结构的设计 (5)4.1确定变速组及各变速组中变速副的数目 (5)4.2结构式的拟定 (5)4.3结构网的拟定 (8)4.4各变速组的变速范围及极限传动比 (9)4.5确定各轴的转速 (9)4.6绘制转速图 (10)4.7确定各变速组变速副齿数 (10)4.8绘制变速系统图 (12)5.传动件的设计 (13)5.1带轮的设计 (13)5.2传动轴的直径估算 (16)5.3确定各轴转速 (16)5.4传动轴直径的估算：确定各轴最小直径 (17)5.5键的选择、传动轴、键的校核 (18)6.各变速组齿轮模数的确定和校核 (20)6.1齿轮模数的确定： (20)6.2齿轮的设计 (24)7.齿轮校验 (26)7.1齿轮强度校核 (26)7.1.1校核a组齿轮 (26)7.1.2 校核b组齿轮 (28)7.1.3 校核c组齿轮 (29)8.主轴组件设计 (31)8.1主轴的基本尺寸确定 (31)8.1.1外径尺寸D (31)8.1.2主轴孔径d (31)8.1.3主轴悬伸量a (33)8.1.4支撑跨距L (33)8.1.5主轴最佳跨距的确定 (33)8.2主轴刚度验算 (35)8.3主轴刚度验算 (36)8.4各轴轴承的选用的型号 (38)谢辞 (38)小结 (38)参考文献 (39)1.主轴极限转速的确定确定主轴的最高转速和最低转速，应该在分析所设计机床几种典型加工方式的切削用量和参考现有同类型机床的技术性能的基础上，并按照“技术上先进，经济上合理”的原则进行。
机床主要技术指标及参数床身上最大工作回转直径 320mm床鞍上最大工作回转直径 155mm最大工件长度 600mm主轴转速范围 230-1800mm主轴通孔直径 38mm控制轴数二轴+主轴变频控制通讯配备标准RS232接口刀架刀位数 4进给量范围 12-2000mm/mi数据格式执行标准 G、M、T、S、F（ISO代码）尾架套筒锥孔 MT3程序存储量 6kB快速进给速度 4m/mi主电机功率 2.2kw机床净重约500kg机床外形尺寸 1440*700*1580mm注意：床身上最大工作回转直径 320mm床鞍上最大工作回转直径 155mm最大工件长度 600mm主轴转速范围 230-1800mm主轴通孔直径 38mm控制轴数二轴+主轴变频控制通讯配备标准rs232接口刀架刀位数 4进给量范围 12-2000mm/mi数据格式执行标准 g、m、t、s、f（iso代码）尾架套筒锥孔 mt3程序存储量 6kb快速进给速度 4m/mi主电机功率 2.2kw机床净重约500kg机床外形尺寸 1440*700*1580mm注意：1、此机床只能摆放楼下，而且以整体运输，搬运时非常麻烦，进教室时要求教室门至少在1.5米宽。
2、货到时需校方处理卸货及安置固定方位地址，供方负责调试。
CNC6132数控车床是设计精巧的经济型数控车床，配备高可靠性的数控系统。
床身导轨选用耐磨铸铁，床鞍及溜板贴塑处理。
进给传给采用滚珠丝杆副。
外形全封闭防护。
该机床采用机电一体化方式设计，采用四刀位自动回转刀架，操作简便、效率高，通过编程对各种盘类、轴类零件能自动完成内外圆柱面、圆锥面、圆弧面、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻扩、铰孔等工作。
此机床并且可与2000型数控机床仿真软件室或2003型机电一体化数控编程实验室进行通讯配套使用。
注意：1、此机床只能摆放楼下，而且以整体运输，搬运时非常麻烦，进教室时要求教室门至少在1.5米宽。
关于C6132A 型车床车削加工安全保护环节的设置杨 琳 (常州机械学校)中图分类号:TM 08 文献标识码:B 文章编号:1004-0420(2003)04-0051-02由于我校实习工厂的C6132A 型车床缺少必要的安全保护措施,学生在装卸工件时,如果不小心误动机械操作手柄,会引起主轴电动机的运行,造成设备和学生人身事故,为此增加了以行程开关为主的安全保护装置,下面对此作了详细说明。
1 问题的提出C6132A 型车床是我校实习工厂的加工机床,每年都担负着学生机加工实习的繁重任务。
但是由于机床设备老化,安全保护环节欠缺,容易发生意外,从而导致设备和人身事故。
因此,根据学校实习工厂的要求,我们对十台C6132A 型车床进行了必要的安全技术改造。
经过现场测试,并根据测试结果我们绘制了机床电气控制线路原理图,如图1所示。
(a)图是改造前的控制线路,(b)图是改造后的控制线路。
图1 机床电气原理图图中SQ 1、S Q 2是与机械操作手柄联动的行程开关。
当操作手柄处于中间(零位)位置:SQ 1、SQ 2都不受压;当操作手柄处于向上(正转)位置:SQ 1受压,S Q 2不受压;当操作手柄处于向下(反转)位置:SQ 1不受压,SQ 2受压。
其控制线路工作原理如下:此机床线路有如下控制特点:a 主轴电动机M 2正、反向运行的互换必须经过中间位置;b 若线路突然断电,待电源恢复后,必须重新操作手柄,主轴电动机M 2才能正常运行;c 装卸工件时操作手柄必须处于中间(零位)位置。
这样一来就存在这样的问题:如果操作员在装卸工件时不小心误动操作手柄,就会引起主轴电动机M 2正、反向运行,造成设备和人身事故。
这就要求我们必须对此机床控制线路进行技术改造,即设置一保护装置。
2 方案的确定那么,如何才能使机床主拖动电动机M 2在装卸工件时避免这种现象出现呢?最好的办法是:增设一保护环节,使得此环节在装卸工件时能够断开控制线路,使线路不可能工作,否则控制线路自动恢复正常,基于此种设想,所以我们采用行程开关、套筒和装卸工件用的扳手配合完成保护功能。
