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1、摘 要2l世纪，随着计算机技术的快速发展，数控机床在机械工业中的应用比例逐渐增大，其中数控车床的应用最为广泛。数控车床与普通车床相比，在提高生产减轻工人劳动强度、降低生产成本和增加效益方面都有其优越性。因此，设计一种功能全面、操作方便、安全可靠、价格经济的数控车床具有重要意义。本文主要从经济实用上对数控车床的总体机械结构进行了设计。电动机通过变速箱与主轴进行联接，使主轴的功率、扭矩特性和电机的功率扭矩特性相匹配，这样适用范围就更宽，在使用方面也容易控制。为使数控车床具有更好的定位精度，本系统采用半闭环伺服系统。设计不仅对横向进给系统，纵向进给系统进行了设计和详细计算。还对数控系统、导轨的设计、
2、液压传动以及润滑与冷却系统进行了阐述。关键词：数控车床;电动机;调速箱;轴;定位精度Abstract21st century, with the fast development of computer technology, CNCmachine tools are enlarged in application proportion among mechanical industry, among which the numerical control lathe is the most popularapplication. Comparing with ordinary lathe,
3、the numerical control lathe has its superiority in boosting productivity, lightening workers labor intensity, reducing the production cost and increasing benefit. Therefore, it is meaningful to design a kind of numericai control late with overall functions, safe and reliable, price economy easy to o
4、perate.The overall inechanical structure of numerical control late has beendesigned in this paper, mainly from economy and practical value. The motoris linked to spindle, making power and torsion characteristic of match to torsion characteristic power of the electrical machinery. In this case the sc
5、ope of application is wider and it is easy to control during machining. In order to make the numerical control lathe have the better precision of localization, this system adopts servo system the half-closed loop.Horizontal feed system and vertical feed system are designed andcalculated in details i
6、n this design. In addition, numerical control system, guide-design, hydraulic transmission, lubrication and cooling system are expounde.Keyword:numerically controlled lathe；the transmission；shaft；Positioning accuracy目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 数控技术11.1.1 数字控制11.1.2 数控机床11.1.3 数控系统11.1.4 数控程序11.1.5 数
7、控编程11.1.6 数控加工21.2 数控机床的产生和发展21.3 我国数控技术发展概况31.4 数控机床的特点及适用范围41.4.1 数控机床的特点41.4.2 数控机床的适用范围41.5 数控车床的分类51.6 简易数控车床的特点5第2章 数控车床的总体方案设计62.1 数控车床的组成62.2 工艺范围的确定62.3 数控车床的安全防护62.3.1 热变形的防止62.3.2 噪声的防止62.3.3 振动的防止72.4 基本参数的确定72.4.1 主参数和尺寸参数72.4.2 运动参数的确定72.4.3 动力参数8第3章 机床主传动系统设计113.1 主传动方案113.2 主轴转速的确定11
8、3.2.1 计算主轴转速113.2.2 计算主轴的变速范围123.3 传动轴转速的确定123.4 变速箱的设计123.4.1 选取变速箱公比123.4.2 计算变速箱的变速级数123.4.3 分级变速箱转速图的绘制133.5 主传动系统结构设计及校核133.5.1 带传动的结构设计133.5.2 轴上的齿轮结构设计及校核153.5.3 轴上齿轮的结构设计21第4章 机床主轴部件设计234.1 主轴组件的设计234.1.1 对主轴组件的基本要求234.1.2 主轴参数的确定244.1.3 轴承的选择及校核254.1.4 主轴的结构设计预校核274.2 传动轴的设计304.2.1 传动轴应满足的要
9、求304.2.2 传动轴的材料和构造304.2.3 轴径的确定和轴承的选择31第5章 伺服进给传动系统设计325.1 伺服进给系统的设计要求325.1.1 纵向进给系统传动方案325.1.2 横向进给系统方案325.2 伺服进给系统的设计要求335.2.1 稳定性335.2.2 精度335.2.3 快速响应性335.3 纵向进给系统的设计335.3.1 主要工作条件的确定335.3.2 传动系统设计335.3.3 滚珠丝杠的选择345.3.4 丝杠支撑方式的选择355.3.5 选择伺服电动机355.3.6 伺服系统增益365.3.7 精度验算375.4 横向进给系统的设计395.4.1 主要工
10、作条件的确定395.4.2 传动系统设计395.4.3 滚珠丝杠的选择405.4.4 丝杠支承方式的选择405.4.5 选择伺服电动机415.4.6 伺服系统增益425.4.7 精度验算435.4.8 同步齿形带的设计计算44第6章 机床总体结构与布局476.1 机床床身结构476.1.1 对床身结构的基本要求476.1.2 床身的结构476.2 机床导轨的选择486.2.1 导轨的作用486.2.2 导轨应满足的要求486.2.3 导轨的主要失效形式486.2.4 选择导轨496.3 支承件的选择496.3.1 支承件的功用496.3.2 支承件的基本要求496.3.3 支承件的静刚度506
11、.3.4 支承件的动态特性50第7章 液压传动527.1 数控车床的液压系统及应用527.1.1 卡盘动作的控制537.1.2 回转刀架动作的控制537.1.3 尾座套筒动作的控制537.2 滑移齿轮的液压传动547.2.1 确定工作要求547.2.2 负载547.2.3 确定液压缸主参数54第8章 润滑与冷却系统设计568.1 润滑系统设计568.1.1 主轴组件的润滑568.1.2 导轨及滚珠丝杠的润滑568.2 冷却系统设计568.2.1 冷却系统的基本组成598.2.2 冷却液及冷却装置的选择59结论59致谢60参考文献61VICONTENTSAbstract错误!未定义书签。Chap
12、ter 1 Introduction错误!未定义书签。1.1 CNC technology错误!未定义书签。1.1.2 CNC machine tools错误!未定义书签。1.1.3 CNC system错误!未定义书签。1.1.4 CNC program错误!未定义书签。1.1.5 CNC Programming错误!未定义书签。1.1.6 CNC machining错误!未定义书签。1.2 The emergence and development of CNC machine tools错误!未定义书签。1.3 Our CNC technology development overvie
13、w错误!未定义书签。1.4 CNC machine tools, characteristics and application错误!未定义书签。1.4.1 The characteristics of CNC machine tools错误!未定义书签。1.4.2 The scope of application of CNC machine tools41.5 Classification of CNC lathes错误!未定义书签。1.6 Simple CNC lathe features错误!未定义书签。Chapter 2 CNC lathes overall design错误!未定义
14、书签。2.1 Composition of CNC lathes错误!未定义书签。2.2 Process to determine the scope错误!未定义书签。2.3 CNC lathe security62.3.1 Thermal deformation to prevent62.3.2 The noise prevention62.3.3 Vibration prevention错误!未定义书签。2.4 The determination of basic parameters错误!未定义书签。2.4.1 Main parameters and dimensions of the parameters错误!未定义书签。2.4.2 The determination of motion parameters72.4.3 Dynamic Parameters错误!未定义书签。Chapter 3 of the machine tool main drive system design错误!未定义书签。3.1 The main drive program错误!未定义书签。3.2 Spindle
