CK20数控车床主传动系统设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985摘要本论文首先介绍了我国数控机床发展的过程与现状，并分析了其存在的问题；对数控机床的发展趋势进行了探讨；并对 CK20 数控车床主轴箱传动系统和刀架进行了设计与计算。主轴箱由安装在精密轴承中的空心主轴和一系列变速齿轮组成。数控车床主轴可以获得在调速范围内的任意速度，以满足加工切削要求。刀架用于夹持切削用的刀具，因此其结构直接影响机床的切削性能和切削效率。随着数控车床的发展，数控刀架开始向快速换刀、电液组合驱动和伺服驱动方向发展。本设计主要包括根据一些原始数据，结合实际条件和情况对车床一些参数进行拟定，再根据拟定的参数，进行传动方案的拟定。然后计算各传动副的传动比及齿轮齿数，再估算齿轮的模数和各轴的轴径。并对齿轮和轴的强度、刚度进行校核。除此之外，还要对箱体内的主要结构进行设计，如电磁离合器的选择，从而完成对主传动系统的整体设计。刀架设计主要对总体结构设计，主要传动部件的设计计算。包括驱动刀架的伺服电机的选择计算，蜗轮蜗杆设计计算，刀架主轴的结构设计计算。关键词：主轴箱；无级调速；传动系统；刀架；CK20 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985ABSTRACTIn this design ,the development and current situation of NC machine in China was introduced and a series of problems were presented. The development trend to NC lathe was discussed.Some countermeasures was presented for the development of NC machine in China and then the headstock and the knife tool of CK20NC lathe has been calculate designed.Headstocks is composed of the hollow spindle which is installed in precision bearings and a series of transmission gears.The knife tools are clamping cutting, therefore its structure directly affects the cutting performance and cutting efficiency of the machine.The spindle can obtain any speed in the speed range to meet the processing requirements of cutting.With the development of CNC lathes, CNC turret began to rapid change, electro-hydraulic combination of drive and servo drive direction.This design mainly includes according to some of the original data, combined with the actual conditions and some parameters are proposed for lathe, according to the proposed parameter,to formulate transmission scheme, calculating the transmission vice transmission ratio, gear teeth, estimating the modulus of the gear and the diameter of axle shaft,and the strength, stiffness of gear and shaft for checking. In addition, it not only design of main structure of the casing, such as the choice of the electromagnetic clutch, but also complete the overall design of main drive system. The design of knife tools is not the overall structure design, but the design and calculation of main driving part, including the selection of tool carrier of servo motor, worm gear and worm design calculation, structure design and calculation of tool carriage spindle.Key words: headstocks; a continuously variable speed ; transmission System;knife tools;CK20买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-i-目 录第一章 绪论 11.1 课题背景及目的 11.2 国内外研究现状及发展趋势 11.2.1 我国数控车床的研究现状及发展趋势 11.2.2 数控系统的发展趋势 31.3 课题研究内容及方法 4 1.3.1 课题研究的主要参数 41.3.2 课题研究内容 41.3.3 研究方法 41.4 设计任务与论文构成 51.4.1 设计主要任务 51.4.2 设计的重点与难点 51.4.3 本论文构成如下 5第 2 章 机床总体方案的设计 62.1 机床的总体布局 6第 3 章 主传动系统的设计 73.1 总体设计 73.1.1 拟定传动方案 73.1.2 选择电机 83.1.3 计算各轴计算转速、功率和转矩 113.1.4 转速图与传动图 123.2 轴系部件的结构设计 133.2.1 I 轴结构设计 133.2.2 II 轴结构设计 173.2.3 III(主)轴结构设计 283.2.4 编码器的选择与安装设计 303.2.5 主传动系统总装图 32第 4 章 液压卡盘的设计（夹具） 344.1 卡盘夹紧机构的设计 34 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-i-4.2 液压卡盘系统总装图 34 第 5 章 数控刀架的结构设计 35 5.1 数控车床刀架总体方案设计与选择 355.1.1 刀架的整体方案设计 355.1.2 车床刀架的转位机构方案设计 355.1.3 刀架定位机构方案设计 365.2 刀架的设计计算 365.2.1 驱动刀架的伺服电机的选择计算 365.2.2 蜗轮蜗杆设计计算 395.2.3 刀架主轴的结构设计计算 425.3 刀架总装图 44第六章 数控系统的设计 467.1 线路连接 467.2 安装调试 47第七章 结论 48参考文献 49心得体会及致谢 50买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-i-买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-i-买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-i-买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-i-第一章 绪 论1.1 课题背景及目的近几年，我国的数控机床无论从产品品种，还是技术水平，或者品质和产量上都取得了很大的发展，并在一些关键技术方面取得了重大突破。特别是在通用微机数控领域，以 PC 平台为基础的国产数控系统，已经走在世界前列，让国人骄傲。据统计，在我国可供市场的数控机床就有 1500 种，几乎笼罩了整个金属切削机床行业的品种类别和主要的锻压机械。这表明了国内数控机床已经进入了快速发展的时期。 而相对于传统机床，数控机床则表现出有以下的优越性：1、数控加工工艺的“内容十分具体、工艺设计工作相当严密”。 2、能够实现加工的柔性自动化。3、粗精加工与加工精度的结合，装配就比较容易，不需要“修配”。 4、数控加工的工艺“复合性”，可完成多道工序的集中。 5、精密设备与一般设备的结合，可实现长时间的无人看管加工。 因此，采用数控机床，既可以降低工人的劳动强度，也可以节省劳动力（一个人可以看管多台机床），还能减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，对市场需求作出迅速反应。对此，数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。 由于以上优越性，数控机床所占的比例正在一步步地增大。从 2005 年的市场生产消费内容就可以明显看出,普通机床的市场份额在下降,数控机床的市场份额则大幅度增长，特别是中高档数控机床需求供不应求。在这样一种背景下，我的课题选择为设计一台数控车床CK20，用于对回转体零件的圆柱面、圆弧面、圆锥面、端面、切槽、及各种公、英制螺纹等进行批量、高效、高精度的自动加工。应用于飞机汽车航空航天、军工、电力等领域，实现加工自动化，提高产品质量，提高生产效率 1。1.2 国内外研究现状及发展趋势1.2.1 我国数控车床的研究现状及发展趋势1、研究现状我国数控车床从 20 世纪 70 年代初开始进入市场，通过各大机床厂家的不懈努力，通过采取与国外著名机床厂家的一系列措施，使得我国的机床制造水平程度有了很大提高，其产量在金属切削机床中占有较大的比例。目前，国产数控车床的种类、规格也比较齐全，质量基本趋于稳定可靠，已进入实用和全面发展阶段。买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-i-（1）床身按照床身导轨面与水平面的相对位置来分，床身有图 1.1 所示的 5 种布局形式。一般来说，斜床身和平床身斜滑板在中、小规格的数控车床采用较多，平床身只有在大型数控车床或小型精密数控车床才被采用，立床身一般不被采用。在机床中一般采用平床身斜滑板结构，再配置上倾斜的导轨防护罩，这样既保持了能有效利用空间，大大减小了机床的平面占地位置，床身宽度也不会太大，又有利于克服重力有更好的稳定性来提高机床精度，有利于机床的清扫清洁工作，使得切屑不容易堆积。a)后斜床身-斜滑板 b)直立床身- 直立滑板 c)平床身-平滑板 d)前斜床身- 平滑板 e)平床身-斜滑板 图 1.1 床身布局型式（2）导轨 导轨的功用是承受载荷和导向。它承受安装在导轨上的运动部件及工件的重力和切削里，运动部件能够沿导轨运动。车床的导轨按照导轨面的摩擦性质可分为滑动导轨和滚动导轨两种。 买文档就送您 CAD 图纸，Q 号交流 197216396 或 11970985-i-滑动导轨具有结构简单、制造方便、接触刚度大等优点。滚动导轨的优点是摩擦系数小，动、静摩擦系数很接近，因此摩擦力小，轻动方便，运动灵敏，不易爬行。（3）主轴变速系统一般说来，经济型数控车床大多数是不能自动变速的，全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。目前，无级变速系统一般采用直流或交流主轴电机，通过带传动带动主轴旋转，或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。（4）刀架系统 小规格数控车床一般采用排式刀架，以加工棒料或盘类零件为主。数控车床最常用的一种典型换刀刀架是回转刀架，它通过刀架的旋转分度定位来实现机床的自动换刀动作，根据加工要求可设计成四方、六方刀架或圆盘式刀架。排刀式刀架和回转刀架都使得刀具的数目受到一定的限制，当需要数量较多的刀具时，应采用带刀库的自动换刀装置。（5）进给传动系统 进给伺服系统是数控车床的进给传动系统主要采用的系统，按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。闭环系统控制精度高、快速性能好，但它对机床的要求比较高，且造价较昂贵；而开环系统定位精度低，但它结构简单、工作可靠、造价低廉。进给伺服系统中在