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CK6163纵向进给系统设计，滚珠丝杠设计【图纸4张.】【全套CAD图纸+毕业论文】【原创资料】【开题+文献+任务书】

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滚珠丝杆.exb

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编号：700430 类型：共享资源大小：353.51KB 格式：RAR 上传时间：2016-07-16 上传人：毕设QQ2****21905 IP属地：吉林

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关键词：: ck6163 纵向进给系统设计滚珠图纸全套 cad 毕业论文原创资料开题文献任务书

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摘要

数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，现代的CAD/CAM、柔性制造系统、计算机集成制造系统等等，都是建立在数控技术基础之上的。同时，数控技术也关系到国家战略地位，是体现国家综合国力水平的重要基础性产业因素之一，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志。实现加工机床及生产过程数控化，已成为当今制造业的发展方向。推广与应用数控技术是我国机械制造行业的一项重要的战略任务。数控机床的生产准备的时间短，所制造的零件重复精度高，对改变零件设计的适用性强，夹具成本低，加工形状复杂的零件时准确可靠。因此，数控机床在现阶段以及以后的时间将占据重要地位。

本题目是数控车床CK6163的纵向进给系统设计。首先根据典型工艺数据，结合拟定参数，传动方案的确定。对传动系统主要结构进行设计，包括选择滚珠丝杠螺母副和减速箱体的机构设计，从而完成整个进给系统机械结构的设计。然后，通过计算选择步进电机，驱动滚珠丝杠运动，从而带动工作台运动。基于AT89C51对步进电机的控制系统设计，使电机实现正反转，快速正反转功能，保证对传动系统的控制要求，从而完成整个进给系统的设计。

关键词：数控机床；滚珠丝杠；步进电机；单片机

Abstract

Numerical control technique is the basic of automation, flexible, integrated, production in manufacturing, modern CAD/CAM, flexible manufacturing systems, computer integrated manufacturing systems are all built on the basic of numerical control technology. At the same time, numerical control technique is related to the strategic importance of a country and it is one of the important foundation industries to reflect the overall national strength of a country, the level of which is the core signs of measuring the modernization of a country’s manufacturing. The realization of the processing of CNC machine tools and production processes has become the development direction of the manufacturing. Popularizing and using numerical control technology is a strategic task in our mechanical manufacturing industry. NC machine tools, which can produce parts with high repeated precision and manufacture complex shape parts with reliability, need no more time to prepare, have more flexibility to alteration of parts, and clamping apparatuses of NC machine tools are very simple. Consequently, NC machine tools will play an important position in mechanical manufacturing at now and a period of time in the future.

The topic is the design of CK6163 vertical feed system. First of all, the solution of transmission will be determined according to the typical technological data and combined with the formulation parameters. Design the main structure of the transmission system, including choice the ball screw and design the structure of the slowdown box, so as to complete the design of mechanical structure of the whole system. Then, choice the stepping motor by calculating, drive the ball screw, which led campaign table. In order to complete the design of feeding system, design the control system of stepping motor based on AT89C51, so that the motor to achieve positive or negative rotating, rapid positive or negative rotating, ensure the control of the transmission system.

Key words: CNC machine tools；ball screw；stepping motor；single-chip

3.2.2 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 8

1 绪论

1.1 数控机床的发展历史与现状

数字控制机床是用数字代码形式的信息(程序指令)，控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床^[1]。

计算机数值控制工具十分适应性,只需要改变输入指令修改方案,处理对象性能高于一般自动机、复杂曲面加工精度,适合中小批量加工,修改部分高精度和复杂形状坯料,取得良好的经济效果。

数字技术在不断发展，数控机床系统种类不断增加,有车床、铣床、镗床、钻床、砂轮机、机械加工、电气火花机机器工具等等。除了自动更换刀具，还有加工中心、车削中心加工等。

1948年，美国帕森斯公司接受美国空军委托，研制飞机螺旋桨叶片轮廓的加工设备。由于样板形状复杂多样化，精度要求较高，一般加工设备难以完成，于是提出计算机控制机床的设想。1949年，该公司在美国麻省理工学院伺服机构研究室的协助下，开始数控机床的研究，并于1952年试制成功第一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床，不久便4开始正式生产。

当时的数控装置采用电子管元件，体积庞大，价格昂贵，只在航空工业等少数有特殊需要的部门来加工复杂型面零件；1959年，制成了晶体管元件和印刷电路板，使数控装置进入了第二代，体积缩小，成本有所下降；1960年以后，较为简单与经济的点位控制数控钻床，和直线控制数控铣床得到较快发展，使数控机床在机械制造业各部门逐步获得推广。

1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，而且可靠性提高，价格进一步下降，促进了数控机床品种和产量的发展。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的数控系统(简称DNC)，又称群控系统；采用小型计算机控制的计算机数控系统(简称CNC),使数控装置进入了以小型计算机化为特征的第四代。

1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器的微型计算机数控装置(简称MNC)，这是第五代数控系统。第五代与第三代相比，数控装置的功能扩大了一倍，而体积则缩小为原来的1/20，价格降低了3/4，可靠性也得到极大的提高。

80年代初，随着计算机软、硬件技术的发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序的数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床的自动化程度进一步提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。随着微电子技术、计算机技术和软件技术的迅速发展，数控机床的控制系统日益趋向于小型化和多功能化，具备完善的自诊断功能；可靠性大大提高；数控系统本身将普遍实现自动编程^[1]。

1.2 发展数控机床的必要性

在机械加工过程中，经常要用到加工批量不大、改型频繁、精度要求高、形状复杂的一类零件。据统计，单件和中、小批量零件的加工约占机械加工总量的80%以上。如何解决这类产品的自动化加工呢？显然，一般自动化机床已不适应这类加工，因为一般自动化机床往往用凸轮或其他专门机构来控制机床进行加工。当零件尺寸改变时，必须重新更换凸轮或靠模，调整尺寸，才能重新加工。重新调整的工作量非常大，同时也不经济。另外，对于那些形状十分复杂的零件，通常的自动化加床也无能为力。针对这些问题，数控机床的迅速发展，为解决这类零件加工提供了良好的途径，为机械工业的发展做出了卓越的贡献。相比较于普通机床，数控机床有着如下优点：

1）可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。

　　由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。

2）可以实现加工的自动化，且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3到7倍。

　　由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记录和存储下来，然后按程序规定的顺序自动执行，从而实现自动化。数控机床只需更换程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产的自动化，故被称为实现了"柔性自动化"。

3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配更加容易，不再需要"修配"。

4）可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁装夹。

5）由以上五条好处。如：降低工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求做出快速反应等等。强电柜中大量的继电器，提高了机床强电控制的可靠性和灵活性^[4]。

数控机床加工时，既能控制机床的动作次序，又能

内容简介：: 毕业设计（论文）附件题目：向进给系统设计专业：机械设计制造及自动化学号： 12101718 姓名：刘健指导教师：马晓波机械与运载学院沈阳工学院毕业设计（论文）课题申报表课题名称向进给系统设计课题来源指导教师指定课题课题类型题简介：（主要内容、进行方式、工作量大小及准备程度、现有技术和物质条件、时间安排、预期成果）主要内容：首先根据典型工艺数据，结合拟定参数，确定传动方案。对传动系统主要结构进行设计，包括选择滚珠丝杠螺母副和减速箱体的机构设计，从而完成整个进给系统机械结构设计。然后，通过计算选择步进电机，驱动滚珠丝杠运动，从而带动工作台运动。基于步进电机的控制系统设计，使电机实现正反转，快速正反转功能，保证对传动系统的控制要求，从而完成整个进给系统的设计。进行方式：查阅相关资料结合实际要求进行。工作量大小及准备程度：需完成二维装配图，主要工作零件的二维图和说明书。现已对进给系统结构有了充分的了解。现有技术和物质条件：近几年，数控技术是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，现代的性制造系统、计算机集成制造系统等，都是建立在数控技术基础上的。实现加工机床及生产过程数控化，已成为当今制造业的发展方向。时间安排 :第 1周到第 2周进行选题、拟定设计方案，第 2 周到第 4 周查找资料和毕业设计开题报告的完成，第 4 周到第 6 周进行设计方案的修订，第 6 周到第12 周进行设计计算及图纸绘制，第 12 周至 15 周撰写说明书论文。预期成果：绘制进给系统的装配图，工作零件图并完成说明书。申报人姓名：日期： 2015 年 12 月 21 日学院毕业设计（论文）工作领导小组意见：组长签字： 2015 年 12 月 22 日说明：课题类型（ 1） A 工程设计； B 技术开发； C 软件工程； D理论研。（ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题。（ 1）、（ 2）均要填写，如。毕业设计（论文）任务书课题名称向进给系统设计专业机械设计制造及自动化姓名刘健学号 12101718 主要内容、基本要求、主要参考资料、进度安排等：一、主要内容：（ 1）滚珠丝杠螺母副结构设计（ 1）（ 2）减速箱结构设计（ 1）（ 3）纵向进给系统总装配图设计（ 1）（ 4）编写设计说明书一份二、基本要求：面、中文摘要、英文摘要、目录、正文、致谢、参考文献及附录八部分。论文（设计说明书）要求统一使用一采用面（ 210297 ）复印纸，单面打印。其中上边距 30 、下边距 30 、左边距 30 、右边距 20 、页眉 15 、页脚 15 。字间距为标准，行间距为固定值 22 磅。字体和字号要求：两行书写时用小二号）黑体字。第一层次（章）题序和标题用三号黑体字，题序和标题之间空两个字，不加标点，下同。第二层次（节）题序和标题用四号黑体字。第三层次（条）题序和标题用小四号黑体字。以下各层次题序和标题一律用小四号黑体字。正文：小四号宋体页码：小五号宋体数字和字母： “ 摘要 ” 字样（三号黑体），字间空一字符， “ 摘要 ” 二字下空一行打印摘要正文（小四号宋体）。摘要正文后下空一行打印 “ 关键词 ” 三字（小四号黑体），其后为关键词（小四号宋体），关键词一般为 3 5个，每一关键词之间用分号 “ ； ” 隔开，最后一个关键词后不打标点符号。三、主要参考资料： 1 武友德式车床数控化改造 2005 2 尹志强等主编机械工业出版社，3 王仁德，张耀满，赵春雨，赵亮东北大学出版社， 4 蔡厚道，吴日韦主编北京理工大学出版社， 5 金钰，胡祜德，李向春编著北京理工大学出版社 6 吴振彪主编中国人民大学出版社， 2000 7 谢红同济大学出版社， 8 机床设计手册 1 通用标准资料（上册） 1978 9 文怀兴 ,夏田化学工业出版社， 2008 10 文怀兴 ,夏田化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心， 2005 11 荣西林东北大学出版社， 2001 12 朱喜林 ,张代治科学出版社， 2007 13 陈西文接口程序设计入门与应用 1996 14 袁任光华南理工大学出版社， 15 张洪润 ,张亚凡清华大学出版社， 2005 16 成大先主编化学工业出版社， 1993 17 张玉，刘平东北大学出版社， 18 柳洪义科学出版社， 19 刘杰，赵春雨，宋伟刚，张镭冶金工业出版社， 20 万福君，潘松峰中国科学技术大学出版社， 21 李亮玉，刘新娟其应用 1994年第 3期， 2822 阳彦雄通车床数控化改造 2008 23 范立南，谢子殿北京大学出版社，、进度安排：第 1周第 2周：选题、下达设计任务书、拟定设计方案；第 2 周第 4 周：查找资料、毕业设计开题报告；第 4 周第 6 周：设计方案修订；第 6 周第 12 周：设计计算及图纸绘制；第 12 周第 15 周：撰写说明书论文。指导教师签字： 2015 年 12 月 23 日教研室主任签字： 2015 年 12 月 24 日系主任签字： 2015年 12月 25 日毕业设计（论文）开题报告课题名称向进给系统设计课题来源教师指定课题类型导教师马晓波开题报告内容：（调研资料准备情况，设计的目的、要求、思路与预期成果；工作任务分解，各阶段完成的内容及时间分配；完成设计（论文）所具备的条件、存在的问题等。）一、调研资料准备情况 1 武友德式车床数控化改造 2005 2 尹志强等主编机械工业出版社，3 王仁德，张耀满，赵春雨，赵亮东北大学出版社， 4 蔡厚道，吴日韦主编北京理工大学出版社， 5 金钰，胡祜德，李向春编著北京理工大学出版社 6 吴振彪主编中国人民大学出版社， 2000 7 谢红同济大学出版社， 8 机床设计手册 1 通用标准资料（上册） 1978 9 文怀兴 ,夏田化学工业出版社， 2008 10 文怀兴 ,夏田化学工业出版社工业装备与信息工程出版中心， 2005 11 荣西林东北大学出版社， 2001 12 朱喜林 ,张代治科学出版社， 2007 13 陈西文接口程序设计入门与应用 1996 14 袁任光华南理工大学出版社， 15 张洪润 ,张亚凡清华大学出版社， 2005 16 成大先主编化学工业出版社， 1993 17 张玉，刘平东北大学出版社， 18 柳洪义科学出版社， 19 刘杰，赵春雨，宋伟刚，张镭冶金工业出版社， 20 万福君，潘松峰中国科学技术大学出版社， 21 李亮玉，刘新娟其应用 1994年第 3期， 2822 阳彦雄通车床数控化改造 2008 23 范立南，谢子殿北京大学出版社，、设计的目的、要求、思路及预期成果目的：数控机床加工时，既能控制机床的动作次序，又能控制机床运动部件的移动量，提高了速度，可靠性和可变适应性。要求：三张、一份毕业论文。预期成果：可以实现大批量多样化生产。三、工作任务分解，各阶段完成的工作内容及时间分配：第 1周第 2周：选题、下达设计任务书、拟定设计方案；第 2 周第 4 周：查找资料、毕业设计开题报告；第 4 周第 6 周：设计方案修订；第 6 周第 12 周：设计计算及图纸绘制；第 12 周第 15 周：撰写说明书论文。指导教师意见：指导教师签名： 2016 年 3 月 4 日课题类型（ 1） A 工程设计； B 技术开发； C 软件工程； D 理论研。（ 2） X 真实课题； Y 模拟课题； Z 虚拟课题。（ 1）、（ 2）均要填写，如。毕业设计（论文）学生自查表（中期教学检查用）学生姓名刘健专业机械设计制造及自动化学号 12101718 指导教师马晓波职称工作进度已完成的内容：一二三待完成的内容：一二已完成百分比： 50% 存在问题：滚珠丝杠的预紧和消隙对于滚丝杠副来说，除单一方向的进给传动精度有一定要求外，其轴向间隙也应该有严格的要求，以保证反向精度的要求。轴向间隙一般是指丝杠固定不动，螺母在限制其回转状态下所出现的轴向位移。滚珠丝杠副的轴向间隙是受负载时，在滚珠与滚道面接触点的弹性变形所引起的螺母位移量和螺母原有间隙的总和，要将轴向间隙完全清除是相当困难的。通常采用双螺母预紧的方式，将弹性变形控制在最小的限度内，如果滚珠丝杆与配合公差选择得适当，就可以获得相当高的定位精度。目前国内生产的滚珠丝杠，外循环单螺母径向间隙达双螺母经加预紧力调整后能基本消除间隙。指导教师签字： 2016 年 4 月 8 日指导教师毕业设计（论文）评审表课题名称：向进给系统设计序号评审项目指标满分评分 1 工作量、工作态度按期完成规定的任务，难易程度和工作量符合教学要求；工作努力，遵守纪律；工作作风严谨务实；善于与他人合作。 20 2 调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事其它有关调研，能较好的书写出开题报告，有收集、综合和正确利用各种信息的能力。 10 3 设计、实验方案、分析与技能综合分析科学，方案设计合理，数据采集、计算、处理正确，推导正确，计算准确，论证充分；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准要求。 40 4 设计说明书论文质量条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范，图表完整、正确、书写格式规范。 20 5 创新能利用最新技术手段，有重大改进或独特见解；有一定应用价值。 10 总分评语：指导教师签字： 2016 年 5 月 16 日评阅教师毕业设计（论文）评审表课题名称：向进给系统设计序号评审项目指标满分评分 1 课题完成量能按期完成任务书规定的任务，课题达到教学基本要求。难易程度、工作量大小合适。 20 2 调查论证根据课题任务，能独立查阅文献资料和从事其它有关调研，能较好的书写出开题报告，有收集、综合和正确利用各种信息的能力。 10 3 设计、计算论证、推导综合分析科学，方案设计合理，数据采集、计算、处理正确，推导正确，计算准确，论证充分；结构合理、工艺可行；图样绘制与技术要求符合国家标准要求。 40 4 设计说明书条理清楚、文理通顺、用语符合技术规范，图表完整、正确、书写格式规范。 20 5 创新点能利用最新技术手段，有重大改进或独特见解；有一定应用价值。 10 总分评语：评阅组负责人签字： 2016 年 5 月 17 日毕业设计（论文）答辩申请表申请时间： 2016 年 5 月 20 日课题名称向进给系统设计专业机械设计制造及其自动化姓名刘健学号 12101718 已完成情况：（ 1）滚珠丝杠螺母副结构设计（ 1）（ 2）减速箱结构设计（ 1）（ 3）纵向进给系统总装配图设计（ 1）（ 4）编写设计说明书一份指导教师：年月日评阅教师：年月日备注：毕业设计（论文）答辩评审表课题名称：向进给系统设计序号评审项目指标满分评分 1 报告内容思路清新；语言表达准确，概念清楚，论点正确；实验方法科学，分析归纳合理；结论有应用价值。 40 2 报告过程准备工作充分，时间符合要求。 10 3 创新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。 10 4 答辩回答问题有理论依据，基本概念清楚。主要问题回答准确、深入。 40 总分评语：对申请评优或答辩不合格的补充说明：答辩委员会（小组）负责人：年月日沈阳工学院毕业设计（论文）成绩评定表论文题目向进给系统设计学生姓名刘健学号 12101718 指导教师姓名马晓波职称设计（论文）说明书页数图纸张数加工零件数有、无产品模型评

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