摘要

木工车床，它由床身、安装在床身的导轨尾部的尾座、安装在床身的导轨中部的刀架、安装在床身头部的床头箱、安装在床头箱上的主轴及其上的卡盘、安装在床头箱上的电机、安装在电机轴和主轴及床头箱上的变速传动装置所构成，其特征在于所说的变速传动装置由固定在主轴端部的从动变速三角带轮的固定半轮、套装在主轴上且与固定半轮插合的从动变速三角带轮的可动半轮、以轴承安装在可动半轮端部的推拉臂、安装在推拉臂和床头箱之间的压簧、固定在推拉臂上与主轴平行并可在床头箱的孔中滑动的齿条、与齿条啮合端部穿过床头箱的齿轮轴、以小轴安装在齿轮轴端部的开口槽中且带有手柄的偏心轮、安装在电机轴或其连接轴上的主动变速三角带轮的可动半轮和固定半轮、安装在可动半轮和电机轴或其连接轴端部的挡圈之间的压簧以及安装在主动和从动变速三角带轮上的三角皮带所构成。^[1]用木工车刀加工木料旋转表面或复杂外形面的木工机床。木工车床分为普通木工车床、仿形木工车床和圆棒机等。

　　普通木工车床 工件装夹在卡盘内，或支承在主轴及尾架两顶尖之间作旋转运动（ [普通木工车床]）。车刀装在刀架上，由溜板箱带动作纵向或横向进给运动，也可手持车刀靠在托架上进给。普通木工车床用于车外圆、车端面（见车削）、切槽和镗孔（见镗削）等加工。ABSTRACT

The NC machine plays avery great role in mechanical engineering．Although the investment needs agreat deal of money，it is a good way to try digital modification for ordinary lathe.Thespindle speed of CA6140 remains the manual function of shifting gears．The alteration is easy and it canreduce labor intensity

andimprove productive efficiency． but the NC Machine largerone-time investment, NC machine tools for the transformation of a good afterall. The design of the device using NC Lathe CA6140 control, part of the maintransmission system using AC spindle motor and graded by the pulley driven spindle gearbox, through the inverterand gearbox to achieve sub; Feed System used by stepper motor driven ball screwslowdown after campaign vertical feed system through a gear after the ballscrew drive, in the horizontal feed system through two gear-driven ball screw;Tool to automatically transfer tool carrier (4-position), thus achievingautomatic tool change; by MCS-51 series 8051 data to be dealt with. from the I/ O interface stepper pulse output signal to control the feed rate and itineraries;In order to maintain the function of cutting thread, to the outer end ofspindle or other appropriate location loaded pulse generator; Lathe will betransformed into Tailstock manually controlled electric Tailstock. The designof the NC transformation of the economy - the application, transforming simple,can reduce labor intensity, improve production efficiency. Introduced a majoreconomic NC machine tool servo system design. Expounded the CA6140 ordinary NClathe spindle system improvements and vertical machine, horizontal feed systemof the design and calculation.

Keywords：CA6140 lathe；digital modification；ball screw；stepping motor

目录

摘要

1.O引言... 1

1.1.1木工车床的历史... 1

1.1.2木工车床的发展... 2

1.1.3市场分析... 3

1.1.4生产分析... 3

1.1.5综合分析... 3

1.2 木工车床的基本结构……………………………………………………………….4

1.2.1机床本体………………………………………………………………..…………4

1.2.2按加工工艺分类………………………………………………………………… 4

1.2.3木工车床按驱动装置的特点分类……………………………………………… 4

1.2.4木工车床的特点………………………………………………………………….4

1.2.5木工车床的应用范围…………………………………………………………….4

第二章主传动系统设计... 5

2.1概述... 5

2.2床主传动系统的特点... 5

2.2.1主传动系统的配置方式... 6

2.2.2主传动系统的主轴电动机的选型... 6

2.2.3交流主轴电机的调速... 8

2.2.4分级变速齿轮箱的传动系统设计... 9

3.2.5主传动系统组件的结构形式... 13

第三章伺服进给系统的结构设计与计算... 13

3.1伺服进给传动系统概述... 13

3.2步进电动机及开环进给控制... 14

3.3纵向进给系统的设计计算... 15

3.3.1设计参数... 15

3.3.2纵向进给切削力的确定... 16

3.3.3纵向进给滚珠丝杠螺母副的计算和选型... 16

3.3.4纵向进给减速齿轮的设计与校核... 19

3.3.5纵向进给步进电动机的计算和选型... 20

3.4横向进给系统的设计计算... 23

3.4.1横向进给切削力的确定... 23

3.4.2横向进给切削力的确定... 23

3.4.3横向进给滚珠丝杠螺母副的计算和选型... 24

3.4.4横向进给减速齿轮的设计与校核... 25

3.4.5横向进给步进电动机的计算和选型... 28

3.5 滚珠丝杠的安装... 30

3.5.1滚珠丝杠的安装形式... 30

4.5.2滚珠丝杠轴承的校核... 31

3.5.3消除齿轮间隙的措施：... 34

第四章自动回转刀架的设计... 35

4.1自动回转刀架主要类型及特点... 35

4.2自动回转刀架的设计计算... 36

4.2.1自动回转刀架步进电动机的选用... 36

4.2.2自动回转刀架的蜗轮蜗杆设计计算... 36

结论参考文献

第一章概述

1.O 引言

木工车床，它由床身、安装在床身的导轨尾部的尾座、安装在床身的导轨中部的刀架、安装在床身头部的床头箱、安装在床头箱上的主轴及其上的卡盘、安装在床头箱上的电机、安装在电机轴和主轴及床头箱上的变速传动装置所构成，其特征在于所说的变速传动装置由固定在主轴端部的从动变速三角带轮的固定半轮、套装在主轴上且与固定半轮插合的从动变速三角带轮的可动半轮、以轴承安装在可动半轮端部的推拉臂、安装在推拉臂和床头箱之间的压簧、固定在推拉臂上与主轴平行并可在床头箱的孔中滑动的齿条、与齿条啮合端部穿过床头箱的齿轮轴、以小轴安装在齿轮轴端部的开口槽中且带有手柄的偏心轮、安装在电机轴或其连接轴上的主动变速三角带轮的可动半轮和固定半轮、安装在可动半轮和电机轴或其连接轴端部的挡圈之间的压簧以及安装在主动和从动变速三角带轮上的三角皮带所构成

1.1.1木工车床的历史

用于加工木材的车床出现较早。15世纪末，欧洲有了人力、畜力、风力和水力驱动的简单木工锯机。1791年，英国的S.边沁先后发明了平刨床、单轴木工铣床、镂铣机和木工钻床等。1805 年，英国的M.I.布津内尔发明圆锯机。1828年，美国的W.伍德沃思发明压刨机。1834年，美国的G.佩奇和J.A.费伊分别发明榫槽机和开榫机。1880 年，发明了框锯机。1900年，发明了多联带锯机。此后随着电子技术和计算机技术的发展，各种自动木工机床相继出现。

1.1.2木工车床的发展

　国内木工机械以山东青岛，广东伦教较为集中。改革开放以来，以前的老国有企业纷纷改制，转变经营理念，像哈尔滨木工机械，苏州福马集团，山西榆次热压机厂，山东威海木工机械厂，青岛木工机械总公司等等，都完全转变为市场经营体制。

　　砂光机以德国，意大利见长，台湾产砂光机在50-80年代占据了中低端市场，近二十年来，大陆产砂光机异军突起，在大陆及世界各地运转生产，但是质量仍然有待提高，质量及性价比上以青岛千川木业设备有限公司的“千川”牌，青岛建成豪，新动力等市场占有率较高，目前在国内山东临沂，菏泽，江苏邳州，浙江嘉善，南浔，福建莆田，广西，四川等木业加工密集地区都有大量分布；目前我国的木工机械出口势头甚猛，主要市场以第三世界国家为主，东南亚，南亚地区为主，有些质量比较好的甚至出口到美洲，欧洲市场。

　　总之，我国的木工机械发展已经有了很大提高，但是质量上仍然亟需提高才能在世界木机之林占有一席之地。