是数控机床技术发展的重要方向。重点研究微纳机电系统的制造技术，超精密制造巨型系统制造等相关的数控制造技术检测技术及相关的数控机床研制，如微型高精度远程控制手术机器人的制造技术和应用应用于制造大型电站设备大型舰船和航空航天设备的重型超重型数控机床的研制产业等高新技术的发展需要超精细加工和微纳米级加工技术，研制适应微小尺寸的微纳米级加工新代微型数控机床和特种加工机床极端制造领域的复合机床的研制等。第章数控机床总体方案的制订及比较.总体方案比较总体方案应考虑车床数控系统的运动方式进给伺服系统的类型数控系统的选择，以及进给传动方式和执行机构的选择等。数控车床后应具有单坐标定位，两坐标直线插补圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。属于经济型数控机床，在保证定加工精度的前提下，应结构简化，降低成本。因此，进给伺服系统采用步进电动机的开环控制系统。比较项目方案方案二确定后的方案具体原因主轴箱分级变速采用调速电机齿轮传动采用三相异步电机减速器方案变速级数比较多满足多种加工需要，也符合任务书要求进给机构滚珠丝杠步进电机滚珠丝杠伺服电机方案脉冲当量步进电机控制的准确刀架四工位回转刀架六工位回转刀架都可以各有各的好处尾座液压尾座手动普通尾座液压尾座可通过数控系统调整方便数控系统位单片机位单片机方案基本需求可以满足.数控车床方案确定主传动系统设计为了保证主轴在运动时有准确的定位，安装主传动的定位检测装置。采用电气式主轴准停装置，利用磁力传感器检测定位。只要数控系统发出指令信号，主轴就可以准确的定位。这种磁力传感器的工作原理是，在主轴上装上永磁铁和主轴起旋转，在距离磁铁的旋转轨迹外，固定个磁传感器，当传感器发出信号后经过放大，由定向电路使电动机准确的停止在规定的周向位置上。将主传动采用变频交流电动机无级调速。低档转速为，高档转速为，在各档内可以实现无级调速。与原立式车床的机械结构相比比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，省去了复杂的齿轮变速机构，主传动系统是个开环控制的交流变频调速系统，通过软件来实现它的调速。进给传动系统设计进给采用滚珠丝杠，并由齿轮箱与滚珠丝杠连接，使机床的机械传动部分具有高静态动态刚度运动副之间的摩擦因数小，传动无间隙功率大便于操作和维修。，其定位精度为.，重复定位精度为．。数控系统的设计采用单片机控制系统。采用模块化设计方案，从总体上分为人机界面模块坐标进给模块变频调速控制模块串行通信模块液压系统冷却系统润滑系统及基于单片机的主控模块。利用变频调速的原理，设计主轴的无级变频调速系统通过插补算法，实现步进电机的准确定位以便达到工件的精确度通过键盘和显示模块，实现程序的编辑和显示通过其他辅助系统的设计，实现机床功能的完善化。第章确定切削用量及选择刀具.刀具选择刀具选择铣平面硬质合金端铣刀或立铣刀，尽是采用二次走刀。凸台凹槽箱口面立铣刀。毛坯表面或粗加工孔镶硬质合金刀片的玉米铣刀粗皮刀。立体型面和变斜角轮廓外形球刀环形刀锥形刀盘形刀。二原则安装调整方便刚性好耐用和精度高。尽是用较短刀柄，保证刚性。三排序原则减少刀具数量装夹次，尽是加工完即使刀具规格相同，粗精加工刀具分开先铣后钻精加工，先曲面后二维轮廓尽可能自动换刀。.切削用量确定粗效率半精精质量兼顾效率。主轴转速根据线速度确定切深最好是等于加工余量。切宽与刀具直径成正比，与切深成反比。粗加工大切深大进给低切速。精加工小切深小进给高切速。.切削三要素主轴转速切削深度进给速度。少切削，快进给。.加工精度和表面粗糙度加工精度尺寸精度形状精度位置精度。尺寸精度公差与配合国家标准。。新公差等级与旧公差等级的对照及应用新公差等级旧精度等级加工方法应用轴孔无研磨用于量块量仪制造研磨用于精密仪表精密机件的光整加工无研磨珩磨精磨精铰精拉用于般精密配合。在机床和较精密的机器仪器制造中用得最为普遍磨削拉削铰孔精铣精镗精铣粉末冶金铣镗铣刨插用于般要求。主要用于长度尺寸的配合外，如键和键槽的配合粗铣粗镗粗铣粗刨插钻冲压压铸用于不重要的配合。也用于非配合冲压压铸用于非配合铸锻焊气割形状精度零件上的线面要素的实际形状相对于理想形状的准确程度。国家标准规定了六项形状公差直线度平面度圆度圆柱度线轮廓度面轮廓度。位置公差零件上点线面要素的实际位置相对于理想位置的准确程度。国家标准规定了八项位置公差定向平行度垂直度倾斜度。定位同轴度对称度位置度。跳动圆跳动全跳动。表面粗糙度表面上微小峰谷高低程度。国家标准轮廓算术平均偏差或近似于微观不平十点高度在常用数值范围内，.，在图样上应优先选用。表面粗糙度允许值及加工方法表表面要求表面特征加工方法旧国际光洁度级别代号第系列第系列第系列第系列不加工毛坯表面清除毛刺粗加工明显可见的刀纹粗铣粗铣粗刨钻粗锉▽可见刀纹▽微见刀纹▽半精加工可见加工痕迹半精铣精铣精铣精刨粗磨▽.微见加工痕迹▽不见加工痕迹.▽.精加工可辨加工痕迹的方向精铰刮精拉精磨▽微辨加工痕迹的方向▽不辨加工痕迹的方向▽精密加工暗光泽面精密磨削珩磨研磨超精加工抛光▽亮光泽面▽镜状光泽面▽雾状光泽面▽镜面镜面磨削研磨▽.刀具材料碳素工具钢。合金工具钢，。高速钢，硬质合金。另外，还有新型硬质合金陶瓷材料人造金刚石立方氮化硼等。第章传动系统图的设计计算主动参数参数的拟定因为已知，.根据标准公比。这里我们取标准公比系列因为，根据标准数列。首先找到最小极限转速，再每跳过个数取个转速，即可得到公比为.的数列，.，合理的确定电机功率，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。现在以常见的中碳钢为工件材料，取号钢，正火处理，车削外圆，表面粗糙度.。采用车刀具，可转位外圆车刀，刀杆尺寸。刀具几何参数.，。现以确定粗车是的切削用量为设计确定背吃刀量和进给量，根据表，取，取.。确定切削速度，参表，取.。机床功率的计算，主切削力的计算根据表和表，主切削力的计算公式及有关参数切削功率的计算依照般情况，取机床变速效率.根据表系列电动机的技术数据,系列电动机为般用途全封闭自扇冷式笼型异步电动机，具有防尘埃铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，级绝缘，工业环境温度不超过，相对湿度不超过，海拔高度不超过，额定电压，频率。适用于无特殊要求的机械上，如机床，泵，风机，搅拌机，运输机，农业机械等。根据以上要求，我们选取型可调速电动机，额定功率.,满载转速，额定转矩.，质量。.变速结构的设计主变速方案拟定拟定变速方案，包括变速型式的选择以及开停换向制动操纵等整个变速系统的确定。变速型式则指变速和变速的元件机构以及组成安排不同特点的变速型式变速类型。变速方案和型式与结构的复杂程度密切相关，和工作性能也有关系。因此，确定变速方案和型式，要从结构工艺性能及经济等多方面统考虑。变速方案有多种，变速型式更是众多，比如变速型式上有集中变速，分离变速扩大变速范围可用增加变速组数，也可采用背轮结构分支变速等型式变速箱上既可用多速电机，也可用交换齿轮滑移齿轮公用齿轮等。显然，可能的方案有很多，优化的方案也因条件而异。此次设计中，我们采用集中变速型式的主轴变速箱。变速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变速不失为有用的方法，但对于分析复杂的变速并想由此导出实际的方案，就并非十分有效。数为的变速系统由若干个顺序的变速组组成，各变速组分别有个变速副。即变速副中由于结构的限制以或为合适，即变速级数应为和的因子，可以有三种方案级转速变速系统的变速组，选择变速组安排方式时，考虑到机床主轴变速箱的具体结构装置和性能。在Ⅰ轴如果安置换向摩擦离合器时，为减少轴向尺寸，第变速组的变速副数不能多，以为宜。主轴对加工精度表面粗糙度的影响很大，因此主轴上齿轮少些为好。最后个变速组的变速副数常选用。综上所述，变速式为。对于传动式，有种结构式和对应的结构网。分别为，由于本次设计的机床轴装有摩擦离合器，在结构上要求有齿轮的齿根圆大于离合器的直径。初选的方案。从电动机到主轴主要为降速变速，若使变速副较多的变速组放在较接近电动机处可使小尺寸零件多些，大尺寸零件少些，节省材料，也就是满足变速副前多后少的原则，因此取方案为好。设计车床主变速传动系时，为避免从动齿轮尺寸过大而增加箱体的径向尺寸，在降速变速中，般限制限制最小变速比为避免扩大传动误差，减少震动噪声，在升速时般限制最大转速比。斜齿圆柱齿轮传动较平稳，可取。因此在主变速链任变速组的最大变速范围。在设计时必须保证中间变速轴的变速范围最小。根据中间变速轴变速范围小的原则选择结构网。从而确定结构网如下主轴的变速范围应等于住变速传动系中各个变速组变速范围的乘积，即检查变速组的变速范围是否超过极限值时，只需检查最后个扩大组。因为其他变速组的变速范围都比最后扩大组的小，只要最后扩大组的变速范围不超过极限值，其他变速组就不会超过极限值。其中，符合要求。绘制转速图选择型系列笼式三相异步电动机。分配总降速变速比总降速变速比电动机转速不符合转速数列标准，因而增加定比变速副。确定变速轴轴数变速轴轴数变速组数定比变速副数。确定各级转速由确定各级转速.。绘制转速图在五根轴中，除去电动机轴，其余四轴按变速顺序依次设为ⅠⅡⅢⅣ主轴。Ⅰ与ⅡⅡ与ⅢⅢ与Ⅳ轴之间的变速组分别设为。现由Ⅳ主轴开始，确定ⅠⅡⅢ轴的转速先来确定Ⅲ轴的转速变速组的变速范围为，结合结构式，Ⅲ轴的转速只有种可能