摘 要
阐述了数控车床的结构原理，设计特点，确定传动方案，详细的结构布局和设计机械零件的机床的总体设计，零件可以有机结合，相互协调，共同完成的整个机床的机械部件。本文详细介绍了数控车床的结构设计和验证，并分析了。此外，有关的技术参数，总结。
本文介绍的过程和数控机床在中国的发展现状，分析了其存在的问题；数控机床的发展趋势进行了探讨；并对数控车床的设计计算车床件进给箱。
本研究的对象是CJK6150数控车床，主要参数为500mm，说机器大小的主要参数，是机床的主要参数，机床的加工能力，影响其他参数和机床结构的尺寸，所以经常在最大大小或机为主要参数，工作台面尺寸。由于机床的结构比较复杂，所以只有选择分析研究的料箱的一部分，并充分了解和传输线传输的原理，可以将本机的工作原理有一个初步的了解，在机械的各学科的专业知识和进行了全面的综述，基本达到了毕业设计目的四年，知识的一个总结。
关键词：车床，数控，进给箱，床身部件
Abstract
This paper discussed the structure and principle of NC lathe, the design characteristics, determine the transmission scheme, the overall design layout and structure design of mechanical parts with the machine, the parts can be organic combination, mutual coordination, mechanical parts together to complete the whole machine. This paper introduces the structure and the design of CNC lathe verification, and analysis. In addition, relevant technical parameters, summary.
The current situation of the development of the Chinese this paper describes the process and numerical control machine tool, analyzes its existing problems; development trend of CNC machine tools is discussed; and the design of the CNC lathe lathe feed box calculation.
The object of this research is CJK6150 lathe, the main parameters for the 500mm, said the main parameter of the machine size, are the main parameters of the machine, the machine processing capacity, the influence of other parameters and the structure of the machine tool size, so often in the maximum size or machine as the main parameters, working table size. The machine structure is more complex, so only choose part of the material box analysis, principle and fully understand and transmission line, the working principle of the machine have a preliminary understanding, in the various disciplines of mechanical professional knowledge and reviews, basically reached the design aim four years, a summary of the knowledge .
Key Words: Lathe, CNC, Feed box, Body parts
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 III
第1章 数控机床发展概述 1
1.1数控机床及其特点 1
1.2数控车床的主要功能及加工对象 1
1.3 数控机床的经济分析 2
1.3.1中小企业数控机床选用中存在的问题 2
1.3.2 数控机床选购的策略 2
1.4 数控机床的发展趋向 4
第2章 数控机床总体方案的制订及比较 6
2.1 总体方案设计内容 6
2.1.1系统运动方式的确定 6
2.1.2控制方式的选择 6
2.2 总体方案确定 6
2.2.1 系统的运动方式伺服系统的选择 6
2.2.2 数控系统 6
2.2.3 机械传动方式 7
第3章 CJK6150进给箱部件设计 9
3.1 CJK6150技术参数 9
3.2进给传动链设计 9
3.3切螺纹机构设计 10
3.4 切螺纹系统及齿数比的确定 13
3.5 倍增机构设计以及移换机构设计 14
3.6 工作过程 17
第4章 CJK6150进给箱零件设计 24
4.1离合器的设计 24
4.2轴及轴上零件设计 24
4.2.1中心距确定 24
4.2.2 XII轴上齿轮的设计验算 25
4.2.3 XIV轴上齿轮的验算 27
4.2.4 XIV轴的设计验算 33
4.2.5 XV轴上齿轮的设计验算 37
4.2.6 XV轴的设计验算 40
4.2.7 XVI轴齿轮的设计验算 42
第5章 床身设计 45
5.1对床身结构的基本要求 45
5.2 床身的结构 46
结 论 48
致 谢 49
参考文献 50
第1章 数控机床发展概述
1.1数控机床及其特点
数控机床主要由数控装置、伺服机构和机床主体组成。输入数控装置的程序指令记随着微电子技术的飞速发展，计算机技术和软件技术，数控机床的控制系统都是小型多功能，自诊断功能的完善；可靠性大大提高；数控系统本身通常会实现自动编程。
未来将更多不同类型的数控机床，数控机床越来越多的多工序加工品种；激光加工技术将被用于切割机，从而扩大工艺范围；数控机床的自动化水平，具有多种监测功能，从而形成一个柔性制造单元，更加便于纳入高度自动化的柔性制造系统中。
1.2数控车床的主要功能及加工对象
在加工数控车床的使用，只要各种数控机床的功能的充分利用，对许多普通车床加工很难机。数控车床加工的主要对象：平面部分；变角件；表面（三维类）的部分。
数控车床的功能分为一般功能和特殊功能。一般功能是指所有类型的数控车床的通用功能。如位置控制功能，刀具半径自动补偿功能，图像处理功能，固定周期等。特殊功能是指数控车床中增加了一些特殊的装置或附件，或一些特殊的功能都是。作为刀具长度补偿功能，加工功能，自动转换表函数，自适应功能，数控采集等功能。
1、直线插补:?一个在完成工作的数控车床的基本功能，一般分为线性插值和线性插值，插值空间。
2、圆弧插补:?其中之一是数控车床的基本功能已经完成的工作，一般可分为平面圆弧插补和圆弧插值逼近。
3、固定循环:???固定循环是指是指由各种参数的不同加工用途，主要用于重复执行需要经典的作品有些鱼油，因此固定循环使用的汇编程序，这样使用固定循环是可以有效的简化程序的编制。
1.3 数控机床的经济分析
近年来，随着经济的快速发展，受益于国家的中国机床制造业振兴装备制造业的大环境下，取得了长足的进步，数控机床行业的主导的机械制造技术水平
由于快速发展，数控设备的复杂性和开发，以及类型，等级的多样性，复杂性和难度决定数控设备如何从昂贵的产品品种，选择合适的设备，成为中小型企业十分关心的问题。
1.3.1中小企业数控机床选用中存在的问题
目前，中小企业缺乏经验，使用数控设备和人员掌握数控加工技术，数控机床的选择存在盲目性和片面性，主要表现在以下几个方面：
1。数控机床的决策知识是错误的，企业的领导，高精密数控设备的配置是象征企业级部分。选择不考虑投资效益，忽略了价格，进口，盲目追求高档，片面强调功能。在使用过程中发现的一些功能不使用或2号。选择机床，混乱，数控机床的类型不匹配的规格。不同厂家的产品采购，数控系统不统一，操作，编程，很难修复后购买。3。数控机床只有主机性能的购买，而忽略了配件和工具匹配，从而影响主机因为附件或工具的操作中使用的缺乏。4。对企业和产品的发展变化的预测，所购设备的功能的发挥受到制约。
1.3.2 数控机床选购的策略
1.实用性。数控机床的采购，企业应该有一个明确的目的和出发点，是考虑到数控机床的实用第一。
(1) 数控机床的精度，规格。在数控机床刀具的选择，首先应确定在数控机床上加工的典型。的关键部分的决策机加工零件的范围；加工精度确定精度等级选机。更多的评价指标的精密机床，数控机床的类别不同，但共同的关键项目的定位精度，重复性和准确性。定位精度和弹性传动链，间隙等因素的影响，反映了在机械系统，弯曲，扭转共振多种因素造成的综合误差，爬行。这些指标反映的伺服刚度，也表明，位置反馈测量系统的质量。重复定位精度传动链的刚度反映了在整个范围内的数控轴定位的稳定性，直接影响重复定位精度。综合加工精度是指工件尺寸的最后加工所需的误差大小。当你购买时应避免盲目追求高精度，高精度的机床的工件的精度和关注的比赛。
(2) 实际数控系统功能。数控系统功能可以分为基本功能和选择功能，在知名品牌数控系统的基本功能差异小。除了基本的功能，数控系统还为用户提供了多种可选功能。数控系统的基本功能有一般要便宜，和功能的一个特定的选择是很昂贵的。在其他功能模块，性能上的差异是非常大的，价格是好几次，所以要选择根据加工要求和机床的性能。从控制模式，驱动模式，反馈表，检测，操作模式，接口和故障诊断的方法，对机床选择功能的合理选择，放弃不必要的或不实际的可选功能。例如，自动换刀装置（ATC）是加工中心的基本特征，空管设备的投资占30% ~总数的50%。为了满足使用要求的前提下使用，具有结构简单、可靠性高的优点，ATC，为了提高机床的可靠性和降低价格。应该注意，合同单独购买配件的价格远高于主机提供连同附件装置，应尽可能在购买主机被购买的零件易损件及其他配件。2经济。经济是指数控机床满足加工要求使用的钱”，或者至少更合理的支付”。经济往往与实际紧密相连，设备选择，经济实用，可以避免不必要的浪费，为了避免高成本的功能太多但不实际的复杂的数控机床，避免在操作上的困难方面，维护等。
数控机床的设计寿命一般为7年，主要是在生活方面，数控。同时也要考虑市场份额，数控设备的市场份额，是受欢迎的产品率高，得到了广大客户的肯定与大多数，一般不会有质量问题。
选择数控机床要考虑投资回报率，可以恢复的短期投资，机器是一个很好的工具。由于数控机床的主要优势是实现的流程，提高生产力和数控机床加工精度，适用于单件小批量生产，适用于大批量生产。数控机床，大多数中小企业购买用于批量生产，批量生产，不仅节省编程，刀和其他的辅助时间，提高机器利用率；和技术要求不高，劳动力成本相对较低。因此，对投资回报快的机器大量生产。一些高附加值产品的企业，具有一定的经济实力，为了便于组织生产和单件生产的数控机床的购买。本机利用率低，不仅要考虑使用该设备的成本，如润滑油，冷却液，功耗，而且计算设备折旧。另一个不容忽视的因素是设备的折旧，数控机床的升级，更新快，与机床的配置，而现在的价格为400000，三年后可能会降低到350000，所以所有的贬值而贬值，同样是不容忽视的。所以没有定型产品或产品的小型和中小型企业附加值低，在昂贵的数控设备的采购，必须充分研究期间收回投资。批处理的意图在一些企业确定的稳定，甚至已经接到命令，为工具，编程机床厂购买的机器，对工人的培训，所谓的“交钥匙”工程，这是数控机床的最理想的投资条件。
3.稳定可靠性。数控设备的可靠性是数控设备用户的焦点必须关注的问题，因此在数控设备选型时应注意厂家的规模和市场占有率，确定其产品是否达到国家标准的平均时间故障（定义为500h）。目前机床厂采购系统大多数成熟的组装部件。在国内数控系统和有日本发那科，德国西门子等。立式加工中心从昆明和南京是床，和线性导轨，主轴车床床分别从德国、台湾等。因此，机床的主要部件的质量是可靠的，需要研究的重点是数控机床装配企业售后服务网络健全，服务质量是能够工作，服务及时，是否履行诺言。
1.4 数控机床的发展趋向
高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势，近几年来，在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。主要表现在：
1. 机床复合技术与数控机床技术的进一步发展，复合加工技术的成熟，包括车辆的复合材料，复合材料，汽车车镗钻齿复合，复合研磨，形成复合处理，复合加工，加工精度和效率大大提高。”一机是一种加工厂”，“一次装夹，完成处理”的概念正在被更多的人所接受，复合加工机床的发展是多元化的趋势。
2．数控机床的智能化技术有新的突破，数控机床上有新的突破，在数控系统的性能表现。如：干扰防撞自动调节功能，断电后自动退出安全断电保护功能，加工学习部分的检测和自动补偿功能，部件加工的高精度智能参数的选择，工艺过程的自动化机床振动功能消除进入实用化阶段，智能升级的功能和机床的质量。
3．机器人柔性组合效率高的机器人和主机灵活组合的广泛应用，使柔性线更灵活，功能进一步扩展，灵活的生产线，进一步缩短，效率更高。机器人，加工中心，磨床，机械，汽车复合齿轮加工机床，工具磨床，电机，切割机，冲压机，激光机床，水切割机等多种形式的灵活的单元和柔性生产线已被使用。
4．精密加工技术的数控金属切削机床的加工精度已由原来的线程级（0.01mm）到微米电流（微米），有些品种已达到约0.05μM.微切削和磨削超精密数控机床加工，精度可达到0.05左右μ稳定性，形状精度达到约0.01μM.特种加工精度采用光，电，化学能可以达到纳米级（0.001μ米）。通过机床部件的优化设计，精密和超精密加工组合机床结构，采用高精度闭环控制，温度，振动等动态误差补偿技术，机床加工过程的几何精度的提高，减少误差，形状，表面粗糙度，和为亚微米，纳米级超精加工时代。
5．功能部件性能提高功能部件是在高速度，高精度，高功率和智能化方向发展，并获得成熟的应用。全数字交流伺服电机和驱动装置，对电主轴，高技术含量的直线电机，力矩电机，高性能的直线运动组件，高精度主轴单元等功能部件的应用，大大提高了数控机床的技术水平。
第2章 数控机床总体方案的制订及比较
2.1 总体方案设计内容
在设计任务接收数控装置，你必须首先发展总体规划，得出整个系统的框图，确定设计参数和结构，然后机械部分和电气部分的设计。
数控系统的总体方案的制定包括以下内容：当然，伺服系统的运动模式的选择，实现确定的结构和传动机构，计算机系统的选择等。
一般应根据任务要求，综合分析设计提出了总体方案，比较和验证，最后确定一个可行的方案。
2.1.1系统运动方式的确定
数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统和连续控制系统。
2.1.2控制方式的选择
系统分为开环控制系统、半闭环控制系统、闭环控制系统。
经济型数控机床的广泛应用，开环伺服系统。开环控制系统，无反馈装置，数控装置发出的信号流是单向的，这是因为信号的单向流动，运动部件的实际位置是没有检测到，因此加工精度不高，精度性能主要取决于伺服系统。开环伺服系统由步进电机驱动。这种机器是稳定的，快速的响应，调试和维修也比较简单。
主要讨论上述2种方案的设计。
2.2 总体方案确定
2.2.1 系统的运动方式伺服系统的选择
由于经济型数控机床应具备定位，直线插补，顺、逆圆弧插补，暂停，循环加工，公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑达到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构、降低成本，采用步进电机开环控制系统。
2.2.2 数控系统
根据机器的要求，采用8位单片机。由于MCS-51系列单片机具有集成度高，可靠性好，功能强，速度快，抗干扰性强等优点，具有很高的性能价格比等特点，决定采用8031 MCS－51系列单片机扩展系统。
控制系统由微机控制，键盘和显示器，I/O接口和光电隔离电路，步进电机功率放大电路，处理和控制指挥系统是通过键盘实现，显示数码管显示处理数据和机床信息的使用。
2.2.3 机械传动方式
为实现分辨率的要求，步进电机通过齿轮减速器驱动螺杆，为了保证传动精度和一定的稳定性，尽量减少摩擦，滚珠丝杠螺母副。同时，为了提高传动刚度和消除间隙，预紧力。齿轮传动齿轮消隙结构。
系统总体方案框图如下：
川公网安备: 51019002004831号