（图纸+论文）CK6163型数控机床设计（全套完整）

因此大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展提高综合国力和国家地位的重要途径。

目前，欧美日等工业化国家已经先后完成数控机床产业化进程，而我国是从世纪年代才开始起步，处于发展阶段。

国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平质量精度性能等方面与国外先进水平相比落后了年在高精尖技术方面的差距则达到了年。

同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。

同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。

更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。

十二五期间我国将持续投入，且力度加大，力争通过年的时间，实现由机床工具生产大国向机床工具强国转变，实现国产中高档数控机床在国内市场占有主导地位等系列中长期目标。

在数控机床制造方面，德国和日本直处于领先地位，德国是老牌工业强国，其锻压机械种类齐全，基本上每种锻压设备都有代表世界最先进水平的产品，比如通快的钣金成形机床舒勒的大型覆盖件压力机多工位压力机和冲压自动生产线米勒万家顿的电动螺旋压力机奥姆科的热模锻压力机哈森克勒佛的离合器式螺旋压力机拉和，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.且因机床的电动机转速往往比主轴的大多数转速高，变速系统以降速传动居多，因此，传动系统中若按传动顺序在前面的各轴转速较高，根据转矩公式单位.，当传递功率定时，转速较高的轴所传递的扭矩就较小，在其他条件相同时，传动件如轴齿轮的尺寸就较小，因此，常把传动副数较多的变速组安排在前面的高速轴上，这样可以节省材料，减少传动系统的转动惯量。

因此选择结构式如下。

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和的因子积为合适，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，两个双联滑移齿轮根据以上分析及计算，拟定变速箱传动结构图如下图.变速箱传动结构图图.中，第Ⅰ轴至第Ⅲ轴，其结构式为图.中，第Ⅳ轴至第Ⅷ轴，机床主轴箱传动系统采用分离传动，其主要特点是在满足传动副极限传动比的条件下，可以得到较大的变速范围。

高速由短支传动，有助于减少高速时机床的空运转功率损失。

而且高速分支的尺寸可相对小些。

变速级数不像常规变速系统那样受，因子的限制，如与部分转速重合的方法配合，几乎可以得到任意的变速级数，大大增加了可供选择方案的数目。

主传动顺序的安排级转速传动系统的传动组，可以安排成，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轴上如果安装摩擦离合器时，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，最后个传动组的传动副选用，或者用个定比传动副。

传动系统的扩大顺序的安排对于级的传动只有种方案，准确的说应该不只有这个方案，可为了使结构和其他方面不复杂，同时为了满足设计的需要，选择的设计方案是。

可以从旋转运动转换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母均可以作为主动件。

磨损小，使用寿命长。

所需传动转矩小。

制造工艺复杂。

滚珠丝杠和螺母等元件的加工精度要求高，表面粗糙度要求也高，故制造成本高。

不能自锁。

特别是对于垂直丝杠，由于处于重惯性力的作用，常需添加辅助制动装置。

滚珠丝杠副的安装支撑方式为提高传动刚度，滚珠丝杠合理的支撑结构及正确的安装很重要般采用高刚度的止推轴承支撑结构，以提高滚珠丝杠的轴向承载能力。

图.支承方式端装止推轴承固定自由式。

其承载能力小，轴向刚度低，仅适用于短丝杠，如用于数控机床的调整环节或升降台式数控机床的垂直坐标中。

端装止推轴承，另端装深沟球轴承固定支承式。

当滚珠丝杠较长时，端装止推轴承固定，另端由深沟球轴承支承。

为了减小丝杠热变的影响，止推轴承的安装位置应远离热源如液压马达。

两端装止推轴承将止推轴承装在滚珠丝杠的两端，并施加预紧拉力，有助于提高传动刚度。

但这种安装方式对热伸长较为敏感。

两端装双重止推轴承及深沟球轴承固定固定式为了提高刚度，丝杠两端采用双重支承，如止推轴承和深沟球轴承，并施加预紧拉力。

这种结构形式，可使丝杠的热变形能转化为止推轴承的预紧力。

变速箱的设计.运动部分计算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表.。

表计参数选取表加工条件硬质合金刀具粗加工铸铁件硬质合金刀具半精或精加工碳钢工件螺纹丝杠等加工铰孔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.，取.在中考虑车螺纹和绞孔时，其加工最大直径应根据实际加工情况选取.和左右。

所以由于转速范围.因为级数已知级。

现以.和.代入得”得当时所对应的外齿轮齿形系数查机械设计基础表.“标准外齿轮的应力修正系数”得当时所对应的外齿轮的应力修正系数查机械设计基础图.得查图.得查表.得因为所以经整理得取于是轴齿轮的直径为因为是渐开线标准直齿轮，所以轴齿轮的模数也为.校核齿轮按齿根弯曲疲劳强度校核如果，则校核合格。

确定有关系数与参数齿形系数查表.得应力修正系数查表.得许用弯曲应力由图.查得由表.查得由图.查得由式可得故齿根弯曲强度校核合格.验算齿轮的圆周速度查表可知，选级精度是合适的.斜齿轮设计选择齿轮材料及精度等级按表查得选择齿轮的材料为小齿轮选用钢调质，硬度为大齿轮选用钢正火，硬度为选级精度，要求齿面粗糙度。

确定设计准则由于为闭式齿轮传动，且两齿轮均为齿面硬度小于等于的软齿面，齿面点蚀是最主要的失效形式.应选按齿面接触疲劳强度进行设计计算，确定齿轮的主要参数和尺寸，然后再按弯曲疲劳强度校核齿根的弯曲强度按齿面接触疲劳强度设计确定有关参数与系数转矩.荷系数查机械设计基础表.“载荷系数”得.齿数，螺旋角和齿宽系数小齿轮齿数取为，大齿轮齿数是初选螺旋角弹性系数由表.查得许用接触应力查机械设计基础由图.查得由表.查得.查图.得由可得故由表.取标准模数为.确定中心距螺旋角取中心距主要尺寸计算取，。

按齿根弯曲疲劳强度校核确定有关参数与系数当量齿数齿形系数查表得应力修正系数查表得许用弯曲应力由图查得由表查得由图查得由式可得故齿根弯曲强度校核合格.验算齿轮的圆周速度.由表得可知，选级精度是合适的主轴传动设计确定主轴最小直径选择轴的材料，确定许用应力由已知条件可知此主轴箱传递的功率属中小功率，对材料无特殊的要求，故选号钢并经调质处理，由机械设计书中表.查得强度极限，再由表.得许用弯曲应力。

按扭转强度估算轴径由式.考虑到主轴的最小直径处要安装联轴器，会有键槽存在.故需要将估算直径加大.设计手册取标准直径主轴最佳跨距的确定主要参数工件最大直径车床，功率.求轴承刚度，考虑机械效率，主轴最大输出转距床身上最大加工直径约为最大回转直径的，取即，切削力背向力故总的作用力次力作用于顶在顶尖间的工件上主轴尾架各承受半，故主轴轴端受力为先假设前后支撑分别为根据。

主轴刚度的校核前支承为双列圆柱滚子轴承，后支承为双列圆柱滚子轴承当量外径主轴刚度由于故根据式对于机床的刚度要求，取阻尼比当，.时取计算可以看出，该机床主轴是合格的带传动设计电动机转速，传递功率，传动比，确定计算功率取，则.选取带型根据小带轮的转速和计算功率，选型带。

确定带轮直径和验算带速查表小带轮基准直径，验算带速成.其中小带轮转速，小带轮直径合适确定带传动的中心距和带的基准长度设中心距为，则于是，初取中心距为带长查表取相近的基准长度，。

带传动实际中心距验算小带轮的包角般小带轮的包角不应小于。

。

合适。

确定带的根数.其中时传递功率的增量按小轮包角，查得的包角系数长度系数为避免型带工作时，数控机床，设计，毕业设计，全套，图纸要数控技术是当今先进制造技术和装备最核心的技术，机械制造业的竞争，其实质是数控技术的竞争。

从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面．功能发展方向．结构体系发展方向．高速高效高精度高可靠性发展方向型数控机床是开环式的数字程序控制车床。

能进行内外圆柱面圆锥面圆弧面圆柱螺纹和圆锥螺纹等加工。

机床主轴的启动停止和变速，纵向和横向进给运动的行程和速度，刀具的变换和冷却，都可以自动控制。

并具有直线锥度直螺纹和锥螺纹等自动循环机能。

型数控机床有床头箱变速箱进给机构刀架控制箱等组成。

床头箱中由操纵油缸中的活塞杆带动拔叉来控制双向内齿离合器的接通或放松，使主轴实现四级变速。

主运动采用分离传动从而使变速箱实现四级变速。

进给机构由床鞍纵向进给电液脉冲马达滚珠丝杠副和中间传动齿轮副组成。

关键词数控技术床头箱变速箱进给机构滚珠丝杠摘要目录绪论.本课题的研究内容和意义.国内外的发展概况.本课题应达到的要求总体方案.的现状和发展.卧式车床的总体方案主轴箱的设计.主轴箱的运动设计已知条件结构分析式拟定转速图确定转速图确定各变速组传动副齿数.齿轮传动设计渐开线直齿轮设计斜齿轮设计.主轴传动设计确定主轴最小直径主轴最佳跨距的确定主轴刚度的校核.带传动设计.滚珠螺母丝杠滚珠丝杠副的种类与结构内循环式外循环式滚珠丝杠副的结构参数滚珠丝杠副的结构特点滚珠丝杠副