Φ125专用仪表数控车床进给系统设计说明书.docx

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Φ125专用仪表数控车床进给系统设计说明书

摘要

目前，我国数控系统和数控车床正处于由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时刻，而

125专用仪表数控车床是常用的数控车床之一。

而

125专用仪表数控车床的进给传动机构是该型车床的关键部件之一。

本设计即根据

125专用仪表数控车床技术规格和主要机构对横向和纵向进给机构进行设计。

在设计的时候具体进行了详细的各部件的选型和计算,比如：

机床功率和电动机选用，滚珠丝杠副选用与计算校核，方案设计即提出纵向和横向进给机构的设计方案，进行有关轴和齿轮强度、刚度校核，进行相关参数选择以及必要的参数校核计算等。

关键词：

仪表车床、数控、传动系统

Abstract

Atpresent,ourcountryCNCsystemandCNClatheisinbytheresearchdevelopmentphasetothepopularizationandapplicationofkeytransitionalstagemoments,but

125specialinstrumentusedCNClatheisoneoftheCNClathe.And

125specialinstrumentCNClathesintransmissionmechanismofthistypeoflatheisoneofthekeycomponents.Thisdesignis

125specialinstrumentaccordingtotechnicalspecificationsandCNClatheofmajorinstitutionshorizontalandverticallathetocarryonthedesign.Inthedesignofthedetailedspecificselectionandcalculationofvariouscomponents,suchas:

machinetoolpowerandmotorselection,ballscrewviceselectionandcalculationchecking,plandesignwillgivelongitudinalandtransverselathe,thedesignofgearonaxisandthestrength,stiffnesscheckingrelatedparametersselection,andthenecessaryparameterssuchascheckcalculation.

Keywords:

Instrumentlathe、CNC、drivesystem

CONTENTS

第1章绪论

1.1本课题研究的目的与意义

Ф125专用仪表数控车床进给系统设计，是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性的劳动。

随着生产的发展，使用部门对专用仪表数控车床的要求也在不断地提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，又为制造部门创造了实现使用要求的条件，从而使专用仪表数控车床的设计与制造获得了迅速的发展。

这样，既可以加快设计进程，又可以得到比较理想的设计方案。

当今世界工业国家数控技术的拥有量反映了这个国家的经济能力和国家实力。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。

目前我国是全世界机床拥有量最多的国家，但是我们的机床数控化率仅达到1.9%左右，这是与西方工业国家一般能达到20%的差距太大。

数控化率低，已有数控机床利用率，开动率低，是发展我国21世纪制造业的必须首先解决的最紧要的任务。

与发达国家相比，我国数控机床行业在信息化技术应用上仍然存在很多不足。

我国数控技术研究起步晚，质量、技术含量等与国际技术水平相差甚远，进口划片机价格昂贵，进行自主研发、提高国内数控机床的生产质量是极其必要且有意义的。

因此提高国产数控技术的总体水平，将使我国的工业水平提高到一个新的档次。

1.2专用仪表数控机床简介

我国目前仪表机床总量180余万台，而其中专用仪表数控机床总数只有1.34万台，即我国仪表机床数控化率不到3％。

近10年来，我国专用仪表数控机床年产量约为0.2～0.4万台，年产值约为6亿元。

仪表机床的数控化率仅为6％。

这些仪表机床中,役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。

可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的仪表机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。

用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。

所以必须大力提高仪表机床的数控化率。

而相对于传统仪表车床，数控仪表机床有以下明显的优越性：

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。

2）可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高3～7倍。

3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，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搬运。

5）拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，可实现长时间无人看管加工。

因此，采用专用仪表数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。

此外，专用仪表机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。

数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

而

125专用仪表数控车床是常用的数控车床之一。

而该专用仪表数控车床的进给传动机构是该型车床的关键部件之一。

本设计即根据

125专用仪表数控车床技术规格和主要机构对横向和纵向进给机构进行设计。

在设计的时候具体进行了详细的各部件的选型和计算,比如：

机床功率和电动机选用，滚珠丝杠副选用与计算校核，方案设计即提出纵向和横向进给机构的设计方案，进行有关轴的强度、刚度校核，进行相关参数选择以及必要的参数校核计算及绘制装配图和典型零件图等。

设计的目的是培养综合运用基础知识和专业知识，解决工程实际问题的能力，提高综合素质和创新能力，受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能得到训练和提高，培养正确的设计思想、严肃认真的科学态度，加强团队合作精神。

在设计中，先通过参观及查阅等了解有关系统的工作原理，作用及结构特点。

选择合适的算法，根据计算结果查阅手册，得出相关的结构或零件。

[1,6]

1.3国内外仪表数控车床的发展状况

数控车床集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。

是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

数控车床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

专用仪表数控车床是数控车床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

仪表数控车床就是指采用了数控技术，用数字指令控制的机床。

刀具移动轨迹的信息用代码化的数字指令穿孔在纸带或卡片上，或者记录在磁带等控制媒体上，该信息送入数控装置，经过处理与计算，发出各种控制信号，控制机床的刀具与工件的相对运动，按工件图纸要求的形状与尺寸精度，自动地把零件加工出来。

而经济型数控机床就是指价格低廉，操作使用方便，适合我国国情的装有数控系统的高效自动化机床。

目前，国产数控仪表车床的品种、规格较为齐全，质量基本稳定可靠，已进入实用和全面发展阶段。

专用仪表数控车床与国外广泛采用的普及的仪表数控车床相比，技术含量较低，由于是大多数采用立式4工位刀架GUIZHIDAO.com版权所有，定位精度低，刀具数少，加工范围较窄，加工精度较低，有一定的使用局限性。

在产品设计方面，采用计算机辅助设计（CAD）技术，在加工制造方面，采用计算机辅助制造（CAM）技术；从在一台设备上如何提高自动化程度来考虑，出现了多轴数控系统；从一台设备上实现多工序自动控制来考虑，出现了加工中心；从计算机运算速度高来考虑，出现了群控系统或直接控制系统；从程序编制来考虑，出现了自动编程语言系统；从切削过程是否达到最佳状态来考虑，出现了自适应控制数控车床；从机械加工高度自动化的方面来考虑，出现了柔性制造系统（FMS）；从高性能的电子器件方面来考虑，用于一般的计算机工业中的各种处理器、存储器、通信链路以及高分辨率的彩色阴极射线管显示器、平面彩色液晶显示器等，正在结合到数控产品中；数控运动控制导致的另一发展趋势是伺服控制电路与数控相结合。

第2章总体设计方案

本章提出设计的总体方案主要是针对这台仪表车床的进给运动设计，分析典型的专用仪表数控车床的工作原理，解释如何使滑鞍机构和工作台实现轴向和横向移动。

最终确定具体重要零件的选取方案。

参考文献

1范超毅.数控技术课程设计[M].武汉：

华中科技大学出版社，2007.

2戴曙.金属切削机床设计[M].大连：

机械工业出版社，1981.

3冯辛安.机械制造装备设计[M].北京：

机械工业出版社，2005.

4严晓光.机械制造技术基础.[M]武汉：

华中科技大学出版社，2007.

5张新义.数控机床系统设计[M].北京：

机械工业出版社,2007.

6陈蝉娟.数控机床设计[M]北京:

化学工业出版社，2006.

7濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：

高等教育出版社，2006.

8吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[S].北京:

高等教育出版社,2006.

9王爱玲，白恩远.现代数控机床[M].北京：

国防工业出版社，2003.

10汪星桥，盛伯浩.机床设计手册[S].北京：

机械工业出版社，1986.

11陈日曙.金属切削原理[M].武汉：

华中理工大学出版社，2002.

12孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理[M].北京：

高等教育出版社，2006.

13Voswinchel.ProcessManagementforStretchReducingTubeRollingMills[J].TubeInternational，1995，64（14）：

75-79．

14谢希德．创造学习的新思路[N]．人民日报，1998-12-25（10）．

15谢红，高健．加工中心的工作台和伺服进给系统设计[J].现代机械,2002.

摘要

目前，我国数控系统和数控车床正处于由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时刻，而

125专用仪表数控车床是常用的数控车床之一。

而

125专用仪表数控车床的进给传动机构是该型车床的关键部件之一。

本设计即根据

125专用仪表数控车床技术规格和主要机构对横向和纵向进给机构进行设计。

在设计的时候具体进行了详细的各部件的选型和计算,比如：

机床功率和电动机选用，滚珠丝杠副选用与计算校核，方案设计即提出纵向和横向进给机构的设计方案，进行有关轴和齿轮强度、刚度校核，进行相关参数选择以及必要的参数校核计算等。

关键词：

仪表车床、数控、传动系统

Abstract

Atpresent,ourcountryCNCsystemandCNClatheisinbytheresearchdevelopmentphasetothepopularizationandapplicationofkeytransitionalstagemoments,but

125specialinstrumentusedCNClatheisoneoftheCNClathe.And

125specialinstrumentCNClathesintransmissionmechanismofthistypeoflatheisoneofthekeycomponents.Thisdesignis

125specialinstrumentaccordingtotechnicalspecificationsandCNClatheofmajorinstitutionshorizontalandverticallathetocarryonthedesign.Inthedesignofthedetailedspecificselectionandcalculationofvariouscomponents,suchas:

machinetoolpowerandmotorselection,ballscrewviceselectionandcalculationchecking,plandesignwillgivelongitudinalandtransverselathe,thedesignofgearonaxisandthestrength,stiffnesscheckingrelatedparametersselection,andthenecessaryparameterssuchascheckcalculation.

Keywords:

Instrumentlathe、CNC、drivesystem

CONTENTS

第1章绪论

1.1本课题研究的目的与意义

Ф125专用仪表数控车床进给系统设计，是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性的劳动。

随着生产的发展，使用部门对专用仪表数控车床的要求也在不断地提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，又为制造部门创造了实现使用要求的条件，从而使专用仪表数控车床的设计与制造获得了迅速的发展。

这样，既可以加快设计进程，又可以得到比较理想的设计方案。

当今世界工业国家数控技术的拥有量反映了这个国家的经济能力和国家实力。

数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化,使制造业成为工业化的象征,而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大,他对国计民生的一些重要行业IT、汽车、轻工、医疗等的发展起着越来越重要的作用。

目前我国是全世界机床拥有量最多的国家，但是我们的机床数控化率仅达到1.9%左右，这是与西方工业国家一般能达到20%的差距太大。

数控化率低，已有数控机床利用率，开动率低，是发展我国21世纪制造业的必须首先解决的最紧要的任务。

与发达国家相比，我国数控机床行业在信息化技术应用上仍然存在很多不足。

我国数控技术研究起步晚，质量、技术含量等与国际技术水平相差甚远，进口划片机价格昂贵，进行自主研发、提高国内数控机床的生产质量是极其必要且有意义的。

因此提高国产数控技术的总体水平，将使我国的工业水平提高到一个新的档次。

1.2专用仪表数控机床简介

我国目前仪表机床总量180余万台，而其中专用仪表数控机床总数只有1.34万台，即我国仪表机床数控化率不到3％。

近10年来，我国专用仪表数控机床年产量约为0.2～0.4万台，年产值约为6亿元。

仪表机床的数控化率仅为6％。

这些仪表机床中,役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。

可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的仪表机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。

用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。

所以必须大力提高仪表机床的数控化率。

而相对于传统仪表车床，数控仪表机床有以下明显的优越性：

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。

2）可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高3～7倍。

3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，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搬运。

5）拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，可实现长时间无人看管加工。

因此，采用专用仪表数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。

此外，专用仪表机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。

数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

而

125专用仪表数控车床是常用的数控车床之一。

而该专用仪表数控车床的进给传动机构是该型车床的关键部件之一。

本设计即根据

125专用仪表数控车床技术规格和主要机构对横向和纵向进给机构进行设计。

在设计的时候具体进行了详细的各部件的选型和计算,比如：

机床功率和电动机选用，滚珠丝杠副选用与计算校核，方案设计即提出纵向和横向进给机构的设计方案，进行有关轴的强度、刚度校核，进行相关参数选择以及必要的参数校核计算及绘制装配图和典型零件图等。

设计的目的是培养综合运用基础知识和专业知识，解决工程实际问题的能力，提高综合素质和创新能力，受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能得到训练和提高，培养正确的设计思想、严肃认真的科学态度，加强团队合作精神。

在设计中，先通过参观及查阅等了解有关系统的工作原理，作用及结构特点。

选择合适的算法，根据计算结果查阅手册，得出相关的结构或零件。

[1,6]

1.3国内外仪表数控车床的发展状况

数控车床集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。

是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

数控车床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

专用仪表数控车床是数控车床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

仪表数控车床就是指采用了数控技术，用数字指令控制的机床。

刀具移动轨迹的信息用代码化的数字指令穿孔在纸带或卡片上，或者记录在磁带等控制媒体上，该信息送入数控装置，经过处理与计算，发出各种控制信号，控制机床的刀具与工件的相对运动，按工件图纸要求的形状与尺寸精度，自动地把零件加工出来。

而经济型数控机床就是指价格低廉，操作使用方便，适合我国国情的装有数控系统的高效自动化机床。

目前，国产数控仪表车床的品种、规格较为齐全，质量基本稳定可靠，已进入实用和全面发展阶段。

专用仪表数控车床与国外广泛采用的普及的仪表数控车床相比，技术含量较低，由于是大多数采用立式4工位刀架GUIZHIDAO.com版权所有，定位精度低，刀具数少，加工范围较窄，加工精度较低，有一定的使用局限性。

在产品设计方面，采用计算机辅助设计（CAD）技术，在加工制造方面，采用计算机辅助制造（CAM）技术；从在一台设备上如何提高自动化程度来考虑，出现了多轴数控系统；从一台设备上实现多工序自动控制来考虑，出现了加工中心；从计算机运算速度高来考虑，出现了群控系统或直接控制系统；从程序编制来考虑，出现了自动编程语言系统；从切削过程是否达到最佳状态来考虑，出现了自适应控制数控车床；从机械加工高度自动化的方面来考虑，出现了柔性制造系统（FMS）；从高性能的电子器件方面来考虑，用于一般的计算机工业中的各种处理器、存储器、通信链路以及高分辨率的彩色阴极射线管显示器、平面彩色液晶显示器等，正在结合到数控产品中；数控运动控制导致的另一发展趋势是伺服控制电路与数控相结合。

第2章总体设计方案

本章提出设计的总体方案主要是针对这台仪表车床的进给运动设计，分析典型的专用仪表数控车床的工作原理，解释如何使滑鞍机构和工作台实现轴向和横向移动。

最终确定具体重要零件的选取方案。

参考文献

1范超毅.数控技术课程设计[M].武汉：

华中科技大学出版社，2007.

2戴曙.金属切削机床设计[M].大连：

机械工业出版社，1981.

3冯辛安.机械制造装备设计[M].北京：

机械工业出版社，2005.

4严晓光.机械制造技术基础.[M]武汉：

华中科技大学出版社，2007.

5张新义.数控机床系统设计[M].北京：

机械工业出版社,2007.

6陈蝉娟.数控机床设计[M]北京:

化学工业出版社，2006.

7濮良贵，纪名刚.机械设计[M].北京：

高等教育出版社，2006.

8吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册[S].北京:

高等教育出版社,2006.

9王爱玲，白恩远.现代数控机床[M].北京：

国防工业出版社，2003.

10汪星桥，盛伯浩.机床设计手册[S].北京：

机械工业出版社，1986.

11陈日曙.金属切削原理[M].武汉：

华中理工大学出版社，2002.

12孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理[M].北京：

高等教育出版社，2006.

13Voswinchel.ProcessManagementforStretchReducingTubeRollingMills[J].TubeInternational，1995，64（14）：

75-79．

14谢希德．创造学习的新思路[N]．人民日报，1998-12-25（10）．

15谢红，高健．加工中心的工作台和伺服进给系统设计[J].现代机械,2002.

摘要

目前，我国数控系统和数控车床正处于由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时刻，而

125专用仪表数控车床是常用的数控车床之一。

而

125专用仪表数控车床的进给传动机构是该型车床的关键部件之一。

本设计即根据

125专用仪表数控车床技术规格和主要机构对横向和纵向进给机构进行设计。

在设计的时候具体进行了详细的各部件的选型和计算,比如：

机床功率和电动机选用，滚珠丝杠副选用与计算校核，方案设计即提出纵向和横向进给机构的设计方案，进行有关轴和齿轮强度、刚度校核，进行相关参数选择以及必要的参数校核计算等。

关键词：

仪表车床、数控、传动系统

Abstract

Atpresent,ourcountryCNCsystemandCNClatheisinbytheresearchdevelopmentphasetothepopularizationandapplicationofkeytransitionalstagemoments,but

125specialinstrumentusedCNClatheisoneoftheCNClathe.And

125specialinstrumentCNClathesintransmissionmechanismofthistypeoflatheisoneofthekeycomponents.Thisdesignis

125specialinstrument