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1、大学毕业设计（论文）CAK6132数控车床的设计学 生 姓 名 指 导 教 师 专 业 机械设计制造及其自动化 学 院 2011年05月30日Graduation Project (Thesis) The number controls lather of CAK6132s designStudent Supervisor Specialty Mechanical design School Harbin University of Commerce 2011-05-30毕业设计（论文）任务书姓名学院班级机械设计制造及其自动化三班专业机械设计制造及其自动化毕业设计（论文）题目：CAK6132数
2、控车床设计 立题目的和意义：数控机床是典型机电一体化产品。以数控铣床主传动系统设计为题可以提高学生机械设计制造、自动控制技术、力学、计算机技术等方面的知识综合运用能力。培养和提高学生的结构设计、控制系统设计，为从事机电一体化方面产品设计打下基础。技术要求与工作计划：技术要求：主轴转速：50-2000rpmX轴行程：350mmZ轴行程：550mm最小位移单位：0.001mm工作计划：1.总体方案处理2.完成传动系统设计3.完成控制系统软硬件设计5.典型零件图6.撰写设计说明书时间安排：1-3 周毕业实习，调研，搜集毕业设计资料4-5 周总体方案设计（第一阶段检查）6-11周 结构设计，完成装配图
3、设计（第二阶段检查）12 周控制系统设计13 周零件工作图设计14 周整理说明书（第三阶段检查）15 周评阅，准备答辩（验收）16 周答辩 指导教师要求：按照时间要求和质量要求完成毕业设计任务。（签字） 年 月 日教研室主任意见：（签字） 年 月 日院长意见：（签字） 年 月 日毕业设计（论文）审阅评语一、指导教师评语：指导教师签字：年 月 日毕业设计（论文）审阅评语二、评阅人评语：评阅人签字：年 月 日毕业设计（论文）答辩评语及成绩三、答辩委员会评语：四、毕业设计（论文）成绩：专业答辩组负责人签字： 年 月 日五、答辩委员会主任单位： （签章） 答辩委员会主任职称： 答辩委员会主任签字： 年
4、 月 日哈尔滨商业大学毕业设计（论文）摘 要CAK6132数控车床的设计主要是由传动系统、进给系统和控制系统三部分组成。本次设计不仅对各个部分进行了详细的分析，还对其机构进行了设计。从最初的几个方案选出一个合理的方案。根据给定的参数来进行设计计算，计算出其传动和进给系统。控制系统是数控车床的一个重要组成部分。控制系统是由键盘、显示、脉冲发生器和电机驱动部分组成。由它来实现步进电机的驱动从而带动滚珠丝杠正常运动。它也控制脉冲发生器来计算主轴的转速。此数控车床的最大转速为2000RPM，主电机功率5.5kW。由于只用于精加工的半精加工，故所用电机功率不是很大。最后进行经济分析，生产商的利润是可观的
5、。关键词：数控车床；主轴箱；步进电机；进给系统AbstractNC lathe-CAK6132 consists of drive system,movement system and control system.The detailed analysis of every part as well as the design of their mechanism is the concern of this project. The final programme is selected from the programmes fixed before.The drive and move
6、ment systems are decided after designing calculation according to display,pulser and motor drive ,is the main part of this NC lathe. The roller guide screw works properly drived by step motor ,which is controlled by control system.Also the control system control system controls the speed of the spin
7、dle.The max-speed of this NC lathe is 2000RPM.The horsepower of the main motor is 5.5kW.The horsepower of the motor is not so high for the reason of that the NC lathe is only used for half and finish machining.In the end,after the economic analysis,the manufacturers profits considerably.Keywords: NC
8、 lathe; headstock;step motor;movement systemIII目 录摘 要IAbstractII目 录41 绪 论11.1 数控机床的发展趋势11.2 课题的意义和目的12 总体方案设计22.1 设计参数22.2 传动原理32.3 基本参数的确定43 传动设计53.1 带轮及带的计算53.2 主轴挠度校核83.3 主轴刚度校核84 进给系统设计11 4.1 纵向向进给丝杠设计114.2 横向进给丝杠设计134.3 步进电机选择135 控制原理设计175.1 数控系统的基本硬件组成175.2 步进电机的控制175.2.1 步进电机的工作原理175.2.2 步进电机
9、的控制175.2.3 译码法寻址195.2.4 键盘显示器接口195.2.5 程序存储器（EEPROM）芯片206 技术经济分析21总 结24参考文献25附录126附录227附录332附录434哈尔滨商业大学毕业设计（论文）1 绪 论1.1 数控机床的发展趋势我国数控机床产量持续高速增长，根据市场需求和技术发展趋势，应重点推进高效、精密为核心的数控机床“m”级工程，加强发展高性能、高可靠性数控功能部件，积极开展复合加工机床、超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等相应的关键技术。数控机床及由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础，它的发展一直备受人
10、们关注。数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目。它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。通过持续的开发研究以及对信息技术的深化应用，促进了数控机床性能和质量的进一步提升，使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制造装备。 近6年来，我国数控金切机床（简称数控机床）产量一直以年均增长超过30%速度发展。据初步统计，2008年数控机床的产量为51860台，同比增长40.8%,数控机床的消费量约74000台，同比增长32%。数控机床需求的旺盛也促进了2008年内新建的三资和民营机床厂以及数控机床品种的明显增
11、加。 与此同时，我国进口的数控机床数量也在逐年同步增加，而且进口数控机床的消费额的增长趋势更快。2008年数控机床的进口数量同比年增长30%，而进口消费额的增长却达52%，从而导致国产数控机床在国内市场消费额中的所占比例已不足30%。之所以出现这一现象，其主要原因在于国内市场对技术和附加值高的高效、精密和高性能大型、重型数控机床需求增长，需要依靠进口解决。 振兴我国数控机床市场占有率应着重于剖析数控机床及由其组成的制造系统（生产线）的技术现况及发展趋势，探讨使其能适应变批量，多品种、高质量、低成本以及具有快速响应的柔性和符合环保的未来生产模式的解决方案。数控机床产业面临挑战。 1.2 课题的意
12、义和目的数控机床是典型的机电一体化课题，通过毕业设计可使所学机械学、力学、电工学知识得到综合应用。结构设计及控制系统设计能力都能受到训练，可有力的提高学生的分析问题、解决问题能力及机电一体化水平。2 总体方案设计2.1 设计参数方案设计主要是确定机床的总体结构，传动原理以及基本的运动动力参数。设计任务给出各项指标如下：床身上最大加工直径：320，主轴转速范围：502000r/min，进给系统的脉冲当量需。主要特点：CAK6132数控车床的导轨经超音频淬火并精磨，耐磨性好，精度高，主轴采用变频无级调速控制，可自动完成对零件的内外柱面、端面、任意锥面、圆弧面及公英制螺纹切削等工序连续加工。由于此次设计的CAK6132只用于精加工和半精加工，所以一些参数会比以上的参数小些。初步确定主轴箱部分主轴由电机直接经过带轮传动，电机使用无极调速，而后用一对一比一的齿轮来带动脉冲发生器，采用三项异步电动机进行定比传动，主轴电动机经定比传动传递给主轴，定比传动可以采用带传动或齿轮传动，带传动具有传动噪声小，震动小等优点，一般应用于中小型数控车床上，所以优先选择了带传动。皮带轮的降速比为：i=2860/2000=1.43，由此可知皮带的降速比也合适，故此方案可行。再就是纵向和横
