CK6140型数控车床主轴箱及进给系统设计.doc

1 摘要数控车床又称数字控制( Numbercal control ,简称 NC )机床。它是基于数字控制的, 采用了数控技术,是一个装有程序控制系统的机床。它是由主机, CNC ,驱动装置,数控机床的辅助装置,编程机及其他一些附属设备所组成。本次毕业设计课题是 CK614 0 型数控车床主轴箱及进给系统设计。本设计是为了解决实际生产过程中的生产力低,提高生产率的问题。通过这次毕业设计,培养了自己理论联系实际的设计思想,综合运用了已修课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力。巩固、深化和扩展了自己对普通机械独立设计的能力。通过对通用机械零件、常用机械传动和简单机械的设计,使我掌握了一般机械设计程序和方法,树立了正确的工程设计思想,培养了独立、全面、科学的工程设计能力。关键词: 1、数控机床 2、开放式数控系统 3、电动机 2 目录一、前言……………………………………………………………………… 1 二、总体方案…………………………………………………………………… 2 (一) CK6140 的现状和发展……………………………………………… 2 (二) CK6140 数控车床及控制系统的总体方案………………………… 2 三、机械部分设计计算说明…………………………………………………… 3 (一) 主运动部分计算…………………………………………………… 3 (二)横向进给运动设计……………………………………………… 21 四、控制系统设计…………………………………………………………… 28 (一)数控系统硬件电路设计内容…………………………………… 28 (二)存储器扩展电路设计…………………………………………… 29 (三) I/O 接口电路及辅助电路设计………………………………… 33 五、结论……………………………………………………………………… 39 致谢………………………………………………………………………… 40 参考文献…………………………………………………………………… 41 1 一、前言本次毕业设计课题是 CK6140 型数控车床主轴箱及进给系统设计。本设计是为了解决实际生产过程中的生产力低,提高生产率的问题。本次设计是学完所有大学期间本专业课程相关知识以后所进行的,是我们大学阶段最重要的教学环节,是对我三年半来所学知识的一次大检验。使我能够在毕业前将理论与实践更加融会贯通,加深了我对理论知识的理解,强化了实际生产中的感性认识。 2 二、总体方案(一) CK6140 的现状和发展数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透形成的机电一体化产品;其技术范围复盖很多领域:(1) 机械制造技术;(2) 信息处理、加工、传输技术:(3) 自动控制技术;(4) 伺服驱动技术;(5) 传感器技术:(6) 软件技术等。计算机对传统机械制造产业的渗透,完全改变了制造业。制造业不但成为工业化的象征,而且由于信息技术的渗透,使制造业犹如朝阳产业具有广阔的发展天地。数控技术的发展趋势: 1、智能化;2、网络化;3、集成化;4、微机电控制系统;5、数字化。我国数控产业发展的思考:1、注重系统配套;2、注重产品的可靠性;3、提倡创新,加强服务。(二) CK6140 数控车床及控制系统的总体方案由于该设计给出的已知条件是 18 级变速,对于主轴箱的设计采用双联齿轮、三联齿轮、拨叉、电磁离合器实现主轴的变速、正转、反转。进给部分用数控系统控制纵横两方向的步进电机,实现 X、Y 两方向的进给运动;刀架采用电动刀架;参考的普通机床拆除其中的丝杠、光杠进给箱、溜板箱,换上滚珠丝杠螺母副;在主轴后端加一主轴编码器,以便加工螺纹。 3 三、机械部分设计计算说明(一)主运动部分计算 1、参数的确定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。因此,对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计中的车床是普通型车床,其品种,用途,性能和结构都是普通型车床所共有的,在此就不作出详细的解释和说明了。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是410mm ;刀架上最大工件回转直径 D1大于或等于 220mm ;主轴通孔直径 d要大于或等于 52mm ;主轴锥度:莫氏 6#;最大工件长度 L是500 ~1000mm ;主轴转速范围是:20~2000r/min ;级数范围是:18;纵向进给量 ~2mm/r ;主电机功率是 (1)参数确定的步骤和方法①极限切削速度 umax ﹑umin 根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑:工序种类﹑工艺要求***和工件材料等因素。允许的切速极限参考值如《机床主轴变速箱设计指导书》。然而,根据本次设计的需要选