目 录
1 总体方案 0
1.1 CK6140的现状和发展 1
1.2 CK6140数控卧式车床的总体方案论证与拟定 2
1.2.1 数控车床 2
1.2.2 CK6140数控卧式车床的拟定 2
2 机械部分设计计算说明 4
2.1 主运动部分计算 4
2.1.1 参数的确定 4
2.1.2 传动设计 5
2.1.3 转速图的拟定 8
2.1.4 带轮直径和齿轮齿数的确定 11
2.1.5 传动件的估算和验算 19
2.1.6 展开图设计 36
2.2纵向进给运动设计 53
2.2.1 滚珠丝杆副的选择 53
2.2.2驱动电机的选用 58
3 控制系统设计 62
3.1绘制控制系统结构框图 62
3.2.选择中央处理单元（CPU）的类型 62
3.3存储器扩展电路设计 63
3.４ I/O接口电路及辅助电路设计 64
参 考 文 献 70
致 谢 72
LATHES 77
1 总体方案
1.1 CK6140的现状和发展
自第一台数控机床在美国问世至今的半个世纪内，机床数控技术的发展迅速，经历了六代两个阶段的发展过程。其中，第一个阶段为NC阶段；第二个阶段为CNC阶段，从1974年微处理器开始用于数控系统，即为第五代数空系统。在近20多年内，在生产中，实际使用的数控系统大多是这第五代数控系统，其性能和可靠性随着技术的发展得到了根本性的提高。从20世纪90年代开始，微电子技术和计算机技术的发展突飞猛进，PC微机的发展尤为突出，无论是软硬件还是外器件的进展日新月异，计算机所采用的芯片集成化越来越高，功能越来越强，而成本却越来越低，原来在大，中型机上才能实现的功能现在在微型机上就可以实现。在美国首先推出了基于PC微机的数控系统，即PCNC系统，它被划入为所谓的第六代数控系统。
下面从数控系统的性能、功能和体系结构三方面讨论机床。
数控技术的发展趋势：
1.性能方面的发展趋势
（1）.高速高精度高效
（2）.柔性化
（3）.工艺复合和轴化
（4）.实时智能化
2.功能发展方面
（1）.用户界面图形化
（2）.科学计算可视化
（3）.插补和补偿方式多样化
（4）.内置高性能PLC
（5）.多媒体技术应用
3.体系结构的发展
（1）.集成化
（2）.模块化
（3）.网络化
（4）.开放式闭环控制模式
1.2 CK6140数控卧式车床的总体方案论证与拟定
1.2.1 数控车床
数控车床又称数字控制（Numbercal control，简称NC）机床，它是20世纪50年代初发展起来的一种自动控制机床，而数控车床四其中的一类使用性很强的机床形式。数控车床是基于数字控制的，它与普通车床不同的是，数控车床的主机结构上具有以下特点：
（1）.由于大多数数控车床采用了高性能的主轴及伺服传动系统，因此，数控机床的机械传动结构得到了简化。
（2）.为了适应数控车床连续地自动化加工，数控车床机械结构，具有较高的动态刚度，阻尼精度及耐磨性，热变形较小。
（3）.更多地采用高效传动部件，如滚动丝杆副，直线滚动导轨高，CNC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。
1.2.2 CK6140数控卧式车床的拟定
1.CK6140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。
2.CK6140数控卧式车床属于经济型数控机床，在保证一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。
3.根据设计所给出的条件，主运动部分z=18级，即传动方案的选择采用有级变速最高转速是2000r/min，最低转速是40r/min，。
4.根据系统的功能要求，微机控制系统中除了CPU外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器，I/O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。
5.纵向和横向进给是两套独立的传动链，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。
6.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。
7.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1.1）
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