CK6136数控卧式车床机械结构设计[毕业论文+CAD图纸]

数控毕业论文：CK6136数控卧式车床机械结构设计含论文，CAD图纸

CK6136数控卧式车床机械结构设计[毕业论文+CAD图纸]

摘 要

CK6136卧式数控车床机械结构设计介绍了数控机床的特点及其在制造中的应用，对数控机床的功能特点作了较为详尽的分析，并在此基础上给出了数控机床系统的体系结构。

本次设计从总体入手，再进行主传动和横向进给传动系统设计，最后设计控制系统。首先分析数控车床的加工特点及其优点，从而知道数控车床在加工中的重要性，确定此次设计的背景。主传动系统设计是机床设计中非常重要的组成部分，其设计主要由机床的级数入手，于结构式、结构网及转速图拟定，再到齿轮和轴的设计，最后进行齿轮和轴的核算。横向进给部分则对滚珠丝杠螺母副进行选择计算，再选择电动机，使之满足对机床的各项需求。控制系统部分的设计是通过各种辅助电路设计达到对数控车床的整体控制。此次设计的成果是出一张总体机构图和一张主轴箱部件展开图及一张横向进给机构部件图。

关键词：数控车床；主传动系统；横向进给机构；控制系统

ABSTRACT

Horizontal CNC Lathe CK6136 mechanical design features of CNC machine tools are introduced and their application in manufacturing of CNC machine features a more detailed analysis made, and on this basis, given the system structure of CNC machine tools.
The design of the overall start, and then the main drive and the cross feed drive system design, final design of the control system.First, the processing characteristics of CNC lathes and advantages of CNC lathes in order to know the importance of processing to determine the background of the design.Machine tool main drive system design is the design of a very important part of its design to start mainly by the series machines, the structure, structure, development of networks and speed chart, to the gear and shaft design, the final accounting of the gear and shaft.Traverse part of the ball screw pair for selection and calculation, and then select the motor, so as to meet the demand for machine tools.Control system part of the design is achieved through a variety of auxiliary circuit design the overall control of the CNC lathe.The results of the design is out of a total organizational chart and a spindle box and a lateral expansion plan component feed mechanism parts drawings.

Keywords: CNC lathe; main drive; horizontal feed mechanism; control system

目 录

1 数控车床的加工特点分析 1
1.1 数控车床的优点 1
1.2 数控车床加工特点 1
1.3 适合数控车床加工的零件 2
2 总体方案设计 3
2.1 主传动的组成部分 4
2.2 机床主要部件及其运动方式的选定 5
2.3 机床参数的拟定 5
2.4 各组成部件的特性与所应达到的要求 8
3 机床主传动设计 10
3.1 主要技术参数的确定 10
3.2 电动机的选择 18
3.3 齿轮传动的设计计算 19
3.4 轴的设计计算 21
4 横向进给系统的设计计算 33
4.1 滚珠丝杠螺母副的选择计算 33
4.2 步进电机的选择 37
5.1 绘制控制系统结构框图 40
5.2 选择中央处理单元（CPU）的类型 41
5.3 存储器扩展电路设计 41
5.４ I/O接口电路及辅助电路设计 42
参考文献 47
致 谢 48
附 录 49

1 数控车床的加工特点分析

1.1 数控车床的优点

数控车床已越来越多的应用于现代制造业，并发挥出普通车床无法比拟的优势，数控车床主要有以下几优点：

（1） 传动链短，与普通车床相比主轴驱动不再是电机 皮带 齿轮副机构变速，而是采用横向和纵向进给分别由两台伺服电机驱动运动完成，不再使用挂轮、离合器等传统部件，传动链大大缩短。

（2） 刚性高，为了与数控系统的高精度相匹配，数控车床的刚性高，以便适应高精度的加工要求。

（3） 轻拖动，刀架（工作台）移动采用滚珠丝杠副，摩擦小，移动轻便。丝杠两端的支承式专用轴承，其压力角比普通轴承大，在出厂时便选配好；数控车床的润滑部分采用油雾自动润滑，这些措施都使得数控车床移动轻便。

1.2 数控车床加工特点

（1） 自动化程度高，可以减轻操作者的体力劳动强度。数控加工过程是按输入的程序自动完成的，操作者只需起始对刀、装卸工件、更换刀具，在加工过程中， 主要是观察和监督车床运行。但是，由于数控车床的技术含量高，操作者的脑力劳动相应提高。

（2） 加工零件精度高、质量稳定。数控车床的定位精度和重复定位精度都很高，较容易保证一批零件尺寸的一致性，只要工艺设计和程序正确合理，加之精心操作，就可以保证零件获得较高的加工精度，也便于对加工过程实行质量控制。

（3） 生产效率高。数控车床加工是能再一次装夹中加工多个加工表面，一般只检测首件，所以可以省区普通车床加工时的不少中间工序，如划线、尺寸检测等，减少了辅助时间，而且由于数控加工出的零件质量稳定，为后续工序带来方便，其综合效率明显提高。

（4） 便于新产品研制和改型。数控加工一般不需要很多复杂的工艺装备，通过编制加工程序就可把形状复杂和精度要求较高的零件加工出来，当产品改型，更改设计时，只要改变程序，而不需要重新设计工装。所以，数控加工能大大缩短产品研制周期，为新产品的研制开发、产品的改进、改型提供了捷径。

（5） 可向更高级的制造系统发展。数控车床及其加工技术是计算机辅助制造的基础。

（6） 初始投资较大。这是由于数控车床设备费用高，首次加工准备周期较长，维修成本高等因素造成。

（7） 维修要求高。数控车床是技术密集型的机电一体化的典型产品，需要维修人员既懂机械，又要懂微电子维修方面的知识，同时还要配备较好的维修装备。

1.3 适合数控车床加工的零件

（1） 最适合多品种中小批量零件。随着数控车床制造成本的逐步下降，现在不管是国内还是国外，加工大批量零件的情况也已经出现。加工很小批量和单件生产时，如能缩短程序的调试时间和工装的准备时间也是可以选用的。

（2） 精度要求高的零件。有于数控车床的刚性好，制造精度高，对刀精确，能方便的进行尺寸补偿，所以能加工尺寸精度要求高的零件。

（3） 表面粗糙度值小的零件。在工件和刀具的材料、精加工余量及刀具角度一定的情况下，表面粗糙度取决于切削速度和进给速度。。在加工表面粗糙度不同的表面时，粗糙度小的表面选用小的进给速度，粗糙度大的表面选用大些的进给速度，可变性很好，这点在普通车床很难做到。

（4） 轮廓形状复杂的零件。任意平面曲线都可以用直线或圆弧来逼近，数控车床具有圆弧插补功能，可以加工各种复杂轮廓的零件。