床身上最大回转直径400mm的数控车床总体设计及主轴箱设计书.doc

床身上最大回转直径400mm的数控车床总体设计及主轴箱设计书 第一章 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 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） 图1.1伺服系统总体方案框图 第二章 主轴箱部分设计计算说明 2.1 主运动部分计算 2.1.1 参数的确定 了解车床的基本情况和特点---车床的规格系列和类型 1. 通用机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。 2.车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79）： 最大的工件回转直径D（mm）是400；刀架上最大工件回转直径D1大于或等于200；主轴通孔直径d要大于或等于36；主轴头号（JB2521-79）是6；最大工件长度L是750～～～～～～r/min ……………………………… 2.1 =2000r/min ； nmin=r/min …………………………… 2.2 =40r/min ； 主电机功率—动力参数的确定 合理地确定电机功率N，使用的功率实际情况既能充分的发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。 目前，确定机床电机功率的常用方法很多，而本次设计中采用的是：估算法，它是一种按典型加工条件（工艺种类、、、、、、…个传动副。即 Z=Z1 Z2 Z3 ……………………………… 2.4 传动副数由于结构的限制以2或3为合适，即变速级数Z应为2和3的因子: Z= ……………………………… 2.5 可以有几种方案，由于篇幅的原因就不一一列出了，在此只把已经选定了的和本次设计所须的正确的方案列出，具体的内容如下： 传动齿轮数目 2x（3+3+2）+2x2+1=21个 轴向尺寸 19b 传动轴数目