【毕业论文】CK6140数控卧式车床及控制系统毕业设计说明书 ㊣ 精品文档 值得下载

性，热变形较小。

更多地采用高效传动部件，如滚动丝杆副，直线滚动导轨高，装置这是数控车床的核心，用于实现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。

数控卧式车床的拟定数控卧式车床具有定位，纵向和横向的直线插补功能，还能要求暂停，进行循环加工等，因此，数控系统选取连续控制系统。

数控卧式车床属于经济型数控机床，在保证定加工精度的前提下，应简化结构降低成本，因此，进给伺服系统应采用步进电机开环控制系统。

根据设计所给出的条件，主运动部分级，即传动方案的选择采用有级变速最高转速是，最低转速是，。

根据系统的功能要求，微机控制系统中除了外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器，接口电路，包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器，包括光电隔离电路和步进电机驱动电路。

此外，系统中还应该包括脉冲发生电路和其他辅助电路。

纵向和横向进给是两套的传动链，它们由步进电机，齿轮副，丝杆螺母副组成，它的传动比应满足机床所要求的。

为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小，传动效率的滚珠丝杆螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙。

齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。

采用滚动导轨可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且润滑方法简单。

附注伺服系统总体方案框图图伺服系统总体方案框图机械部分设计计算说明主运动部分计算参数的确定了解车床的基本情况和特点车床的规格系列和类型通用机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。

因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。

本次设计中的车床是普通型车床，其品种，用途，性能和结构都是普通型车床所共有的，在此就不作出详细的解释和说明了。

车床的主参数规格尺寸和基本参数，最大的工件回转直径是刀架上最大工件回转直径大于或等于主轴通孔直径要大于或等于主轴头号是最大工件长度是主轴转速范围是级数范围是纵向进给量主电机功率是。

二参数确定的步骤和方法极限切削速度﹑根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑工序种类﹑工艺要求刀具和工件材料等因素。

允许的切速极限参考值如机床主轴变速箱设计指导书。

然而，根据本次设计的需要选取的值如下取。

主轴的极限转速计算车床主轴的极限转速时的加工直径，按经验分别取和。

由于，则主轴极限转速应为„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„由于转速范围„„„„„„„„„„„因为级数已知级。

现以和代入得和，因此取更为合适。

各级转速数列可直接从标准数列表中查出。

标准数列表给出了以的从的数值，因，从表中找到，就可以每隔个数值取个数，得，。

主轴转速级数和公比已知且主电机功率动力参数的确定合理地确定电机功率，使用的功率实际情况既能充分的发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。

目前，确定机床电机功率的常用方法很多，而本次设计中采用的是估算法，它是种按典型加工条件工艺种类加工材料刀具切削用量进行估算。

根据此方法，中型车床典型重切削条件下的用量根据设计书表中推荐的数值取传动设计传动结构式结构网的选择结构式结构网对于分析和选择简单的串联式的传动不失为有用的方法，但对于分析复杂的传动并想由此导出实际的方案，就并非十分有效，可考虑到本次设计的需要可以参考下这个方案。

确定传动组及各传动组中传动副的数目级数为的传动系统有若干个顺序的传动组组成，各传动组分别有„个传动副。

即„„„„„„„„„„„„传动副数由于结构的限制以或为合适，即变速级数应为和的因子„„„„„„„„„„„„可以有几种方案，由于篇幅的原因就不列出了，在此只把已经选定了的和本次设计所须的正确的方案列出，具体的内容如下传动齿轮数目个轴向尺寸传动轴数目根操纵机构简单，两个三联滑移齿轮，个双联滑移齿轮图总的传动系统二组传动顺序的安排级转速传动系统的传动组，可以安排成或选择传动组安排方式时，要考虑到机床主轴变速箱的具体结构装置和性能。

在Ⅰ轴上摩擦离合器时，应减小轴向尺寸，第传动组的传动副不能多，以为宜，本次设计中就是采用的，对是传向正传运动的，另个是传向反向运动的。

主轴对加工精度表面粗糙度的影响大，因此主轴上齿轮少些为好，最后个传的相关尺寸如外径内径和宽度必须按实际尺寸画。

轴的轴向定位传动轴必须在箱体内保持准确位置，才能保证装在轴上各传动件的位置的确性，不论轴是否转动，是否受轴向力，都必须有周向定位。

对受轴向力的轴其轴向定位就更加重要。

回转轴的轴向定位包括轴承在轴上定位和在箱体孔中定位在选择定位方式时应注意轴的长度。

长轴要考虑热伸长的问题，宜由端定位。

轴承的间隙是否需要调整。

整个轴的轴向定位是否需要调整。

在有轴向载荷的情况下不宜采用弹簧卡圈。

加工和装配的工艺性等。

回转轴的轴向定位本次设计采用的是两端均用轴承盖调节螺钉定位。

两端均有调节螺钉，除能方便地调节轴承预紧力外，还可调节轴系的轴向位置，以便使啮合齿轮对齐。

六主轴组件设计主轴组件结构复杂，技术要求高。

安装工件车床或者刀具的主轴参与切削成形运动，因此它的精度和性能直接影响加工质量加工精度和表面粗糙度，设计时主要围绕着保证精度刚度和抗振性，减少温升和热变形等几个方面来考虑。

各部分尺寸的选择主轴形状与各部分尺寸不仅和强度刚度有关，而且涉及多方面的因素。

内孔直径车床主轴由于要通过棒料，安装自动卡盘的操纵机构及通过卸顶尖的顶杆，必须是空心轴。

为了扩大使用范围，加大可加工棒料直径，车床主轴内孔直径有增大的趋势。

我国已有标准可循。

通孔直径。

轴径直径前支承的直径是主轴上主要的尺寸，设计时，般先估算或拟定个尺寸，结构确定后再进行核算。

由于，所以前轴径前锥孔尺寸前锥孔用来装顶尖或其它工具锥柄，要求能自锁，目前采用莫氏锥孔。

莫氏号的选择车床最大回转直径莫氏锥度号或号或号本次设计中，由于车床最大回转直径，所以选用莫氏锥度号号。

标准莫氏锥度尺寸简图莫氏号大端直径锥度长度支承跨距及悬伸长度为了提高刚度，应尽量缩短主轴的外伸长度，选择适当的支承跨距。

般推荐取。

跨距小时，轴承变形对轴端变形的影响大。

所以，轴承刚度小时，应选大值，轴刚性差时，则取小值。

跨距的大小，很大程度上受其他结构的限制，常常不能满足以上要求。

安排结构时力求接近上述要求。

本次设计中就取。

则由得。

头部尺寸的选择考虑与主轴前径直径相匹配，本次设计采用型结构。

具体见图。

主轴轴承轴承类型的选择主轴前轴承的轴承类型选择内孔有的锥度选用的轴承类型是双列向心圆柱滚子轴承具体作图可见机械设计手册。

轴承的位置机床主轴采用两个支承，结构简单，制造方便。

在配置轴承时，应注意以下几点两个支承点都要能承受径向力。

两个方向的轴向力应分别有相应的轴承承受。

径向力和两个方向的轴向力都应传递到箱体上，即负荷都由机床支承件承受。

轴承的精度和配合主轴轴承精度要求比般传动轴高。

前轴承的误差对主轴前端的影响最大，所以前轴承的精度般比后轴承选择高级。

普通精度级机床的主轴，前轴承选或，后轴承选或级。

选择轴承精度时，既要考虑机床精度要求，也要考虑经济性。

提高了精度，轴承的价格随精度显著提高。

轴承与轴和轴承与箱体之间，般都采用过渡配合，采用比般轴要松些的配合，可用，。

另外，轴承的内外环都是薄壁件，轴和孔的形状误差都会反映到轴承道上去。

所以，轴和孔的精度应与轴承精度相匹配。

主轴上轴承配见图。

轴承间隙调整轴承间隙的调整量，应该能方便而且能准确的控制，但调整的结构不能太复杂。

双列短圆柱滚子轴承内圈相对外圈可以移动，当内圈向大端轴向移动时，由于有的内锥孔，内圈将胀大消除间隙。

调整间隙的结构式及其方法见参考书。

主轴和齿轮的连接采用平键连接，采用两个，相隔布置，两个键不但平衡较好，而且平键高度较低，避免因齿轮键槽太深导致小齿轮轮毂厚度不够问题。

润滑与密封主轴转速高，必须保证充分润滑，般常用单独的油管引到轴承处。

主轴是两端外伸的轴，防止漏油更为重要而困难，防漏的措施堵加密封装置阻止油外流。

因主轴转速高，采用非接触式的密封装置，在轴承盖的孔内开个沟槽。

其它问题主轴上齿轮应尽可能靠近前轴承，大齿轮更应靠前，这样可以减小主轴的扭转变形。

采用凸缘的尺寸推荐为见图主轴的直径主要决定于主轴需要的刚度结构等。

各种牌号的弹性模量基本样，对刚度影响不大。

主轴般选优质中碳钢既可。

精度较高的机床主轴考虑到热处理变形的影响，可以选用或其它合金钢。

主轴头部需要淬火，硬度为。

其他部分经调质处理后硬度为。

七制动器设计对制动器的要求是制动迅速平稳结构简单紧凑。

维修调整方便。

制动方式有两类电机制动和机械制动本次设计采用的是机械制动。

具体的选择类型见图。

截面图设计截面图是主轴箱装备图的重要组成部分，它与展开图和其他视图联系起来，完整得表达了整个主轴箱的结构。

截面图设计是否合理，将影响机床的性能效果和外观。

截面图内容和涉及的问题截面图内容截面图，又称剖视图，主要用来表明主轴箱各轴间的空间位置，并和展开图配合，把操纵机构制动器以及润滑等有关机构箱体结构和各连接关系等的具体结构完整地表示出来。

本次设计中对作图不作要求设计截面图要考虑的四个方面的问题各轴的位置安排包括主轴Ⅰ轴和中间轴的合理安排和确定。

箱体结构和外形变速箱体结构与床身连接定位方式外观造型等。

操纵机构设计和选择。

润滑系统的设计和润滑元件的选择。

二轴的空间布置轴系布置的般程序是先确定主轴在变速箱中的位置，在确定传动主轴的轴以及与主轴上的齿轮有啮合关系的轴，第三步确定电动机轴或运动输入轴Ⅰ轴的位置，最后确定其他各传动轴的位置。

车床主轴垂直方向高度由车床主参数决定。

水平方向主轴中心在尾架导轨中间，也有稍偏向前导轨的，也有稍偏向后导轨的。

由于篇幅和时间的限制，后面的说明就省了，具体的参考内容可以阅读有关的参考书，例如曹金榜主编的机床主轴变速箱设计指导等。

三传动主轴的轴由于切削力齿切和传动力的作用，主轴及其轴承将产生弹性变形。

从实验结果分析，中型车床主轴部件的变形及其组成为主轴本身变形约占，主轴轴承变形约占，轴承的支承件箱体变形很少。

因此，可以认为主轴部件的刚度主要取决于主轴及其轴承。

然而，主轴传动齿轮与其相啮合的齿轮之间不同的相对位置，将致使主轴及其主轴轴承承受力有着很大的变化。

通过分析两种极限情况，就