数控车床ck6130b系统设计
摘 要在国际上数控车床随着科技的发展逐渐趋于全自动化和经济化。本次设计的主要内容就是CK6130B数控车床的系统设计，包括主传动系统，伺服进给系统，导轨、导轨架及床身的设计。在进行主传动系统设计时，先选择合理的传动方案，再进行电动机的选型，然后进行主轴等其他部件的计算校核。关于伺服进给系统设计，不仅要选好步进电机，选择恰当的进给驱动丝杠、滚珠丝杠预紧方式以及轴承选用等也是相当的重要。车床床身只要满足使用要求，材料不浪费即可。 这次设计主要考虑数控车床的经济型因素，能加工大多数常用材料满足其精度要求，就符合本次设计的原则。目 录
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 数控车床基本组成和工作原理 2
1.3 拟定总体设计方案 2
第二章 主传动系统设计 5
2.1 主传动传动方案的选择 5
2.2 主传动电机的选择 6
2.2.1 确定切削用量 6
2.2.2 机械加工时切削力的计算 7
2.2.3 主传动电机选型 8
2.3 皮带轮的设计计算 9
2.4 主轴设计 10
2.4.1 计算主轴尺寸参数 10
2.4.2 主轴轴承的选用 17
2.4.3 主轴轴承间隙调整和预紧 18
第三章 进给伺服系统设计 19
3.1 电机的选择与计算 19
3.1 1 脉冲电动机选用的根本原则 19
3.1.2 脉冲电动机的选择 20
3.2滚珠丝杠的选用 21
3.2.1滚珠丝杠副的结构形式 21
3.2.2 滚珠丝杠副的型号 23
3.3 滚珠丝杠的计算和校核 23
3.3.1 静载强度的计算 24
3.3.2 疲劳强度的计算 25
第四章 导轨、导轨架及床身的设计 27
4.1 导轨的设计 27
4.1.1 滑动导轨的类型 27
4.1.2 滑动导轨的间隙调整机构 28
4.1.3 滑动导轨的润滑 29
4.2 导轨架的设计 2
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
计算和校核 23
3.3.1 静载强度的计算 24
3.3.2 疲劳强度的计算 25
第四章 导轨、导轨架及床身的设计 27
4.1 导轨的设计 27
4.1.1 滑动导轨的类型 27
4.1.2 滑动导轨的间隙调整机构 28
4.1.3 滑动导轨的润滑 29
4.2 导轨架的设计 29
4.2.1 导轨架结构的具体要求 29
4.2.2 CK6130B数控车床导轨架的结构 29
4.3 床身的设计 30
结束语 32
致 谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 概述
生产力的变革推动了制造业的飞速发展，数控车床已被广泛应用于制造行业，在自动化加工和制造水平上进行了很大的提高。与普通机床相比车床拥有更全面、更可靠、更精准的性能，数控车床不仅简易了机械构造，而且还能简单地解决部分的外形繁杂，非大批量生产造成的困扰和改变。尤其是在大批量生产零件的情况下特别适用，不仅可以改善加工零件质量，而且生产效率会得到一个显著的提升。
数控机床的采用在西方发达国家工业上已相当普遍了，尽管我国的数控机床使用起步较晚，但取得了相当显著的进步。着中国经济的快速发展，制造业在一些私营公司的出现，这些公司规模比较小，没有太多的资本。全功能的数控车床，虽然它的功能多样，但成本高，这些中小型企业购买困难，但是他们为了发展生产，希望能设计一些经济型的数控车床，而这些经济型数控车床可以通过普通车床改造而实现。因此，采取通常的车床进行改造的方法能更好地解决问题。此项研究已经启动在上世纪60年代并持续取得较大的进展，这门业务有专门的企业在运营。在发达国家，普通车床进行数控化改造已有了规范的流程。国际上现代工业化发达的国家，通常车床数控化改装马上达超过70%的比例使用，许多国家都有很多特殊的的公司进行CNC数控改造服务。虽然中国拥有机床300多万台，但是大部分是近年来积聚的普通机床，自动化程度比较低。近年来，为了使用自动更新现有的工具和先进的设备，无论是资本或中国对于机床生产的基础是不可能完成的。所以，一般机床的CNC改造，很适合中国经济水平，加工和学习水平，俨然成为中国的机械改装的重要目标。
本文是对数控车床CK6130B的主传动系统和伺服系统进行设计。以可编程控制系统作为核心是对一般车床进行CNC改装的重要内容，本文重点是主传动系统设计和进给伺服部分由两个方向进给系统设计使机床进行独立运动；那么数控车床就能通过数控编程输入的加工命令来进行切削加工。因为切削参数会影响到切削次序和刀具的自身调整和改变在加工时，并且两个方向进给一起动的性能。不但多种外形繁杂的回转零件能在改造后的数控车床上生产，而且能实行各种工序的自动车削，从而提升了生产效率和产品精度，从而能应用于小批量、多品种繁杂零件的加工。
1.2 数控车床基本组成和工作原理
数控车床的基本结构如图11是数控车床的结构原理图。
图11 数控车床的结构原理图
数控车床的工作原理是在数控车床进行加工前，根据图纸所给的技术要求，完成数控程序的编制并录入机器中，数控装置通过插补时刀具沿着特定的轨迹进行进给加工，最终完成工件的机械加工。
1.3 拟定总体设计方案
整个方案构思应思考车床数控体系的类型，采用的电动机，传动方式的采用等。
一、主传动系统设计一方面要选取合适的电机，另一方面要确保主轴的各方面性能以及主轴滚动角的接触球轴承的钢度和满足轴承的精度保证。主轴和工件装卸要方便。主要根据给定的参数确定主传动系统变速方式、主传动运动功率，进一步确定电机类型。还有主轴的设计与校核，主轴轴承的选取与校核等。 整体结构图如图12所示。
二、伺服进给系统设计采取步进电机闭环控制系统,来确保加工精度，达到使用要求。其次应该精简结构、降低价格。两个不同方向的进给两个传动体系是相对分开，组成是步进电机、齿轮副、丝杠螺母副，传递比应符合车床的条件。采用摩擦因数不大、传动效率较好的滚珠丝杠螺母副，保证进给系统中的传动的精度和平稳性，另外还应具有预紧机构，目的是提
第一章 绪论 1
1.1 概述 1
1.2 数控车床基本组成和工作原理 2
1.3 拟定总体设计方案 2
第二章 主传动系统设计 5
2.1 主传动传动方案的选择 5
2.2 主传动电机的选择 6
2.2.1 确定切削用量 6
2.2.2 机械加工时切削力的计算 7
2.2.3 主传动电机选型 8
2.3 皮带轮的设计计算 9
2.4 主轴设计 10
2.4.1 计算主轴尺寸参数 10
2.4.2 主轴轴承的选用 17
2.4.3 主轴轴承间隙调整和预紧 18
第三章 进给伺服系统设计 19
3.1 电机的选择与计算 19
3.1 1 脉冲电动机选用的根本原则 19
3.1.2 脉冲电动机的选择 20
3.2滚珠丝杠的选用 21
3.2.1滚珠丝杠副的结构形式 21
3.2.2 滚珠丝杠副的型号 23
3.3 滚珠丝杠的计算和校核 23
3.3.1 静载强度的计算 24
3.3.2 疲劳强度的计算 25
第四章 导轨、导轨架及床身的设计 27
4.1 导轨的设计 27
4.1.1 滑动导轨的类型 27
4.1.2 滑动导轨的间隙调整机构 28
4.1.3 滑动导轨的润滑 29
4.2 导轨架的设计 2
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
计算和校核 23
3.3.1 静载强度的计算 24
3.3.2 疲劳强度的计算 25
第四章 导轨、导轨架及床身的设计 27
4.1 导轨的设计 27
4.1.1 滑动导轨的类型 27
4.1.2 滑动导轨的间隙调整机构 28
4.1.3 滑动导轨的润滑 29
4.2 导轨架的设计 29
4.2.1 导轨架结构的具体要求 29
4.2.2 CK6130B数控车床导轨架的结构 29
4.3 床身的设计 30
结束语 32
致 谢 33
参考文献 34
第一章 绪论
1.1 概述
生产力的变革推动了制造业的飞速发展，数控车床已被广泛应用于制造行业，在自动化加工和制造水平上进行了很大的提高。与普通机床相比车床拥有更全面、更可靠、更精准的性能，数控车床不仅简易了机械构造，而且还能简单地解决部分的外形繁杂，非大批量生产造成的困扰和改变。尤其是在大批量生产零件的情况下特别适用，不仅可以改善加工零件质量，而且生产效率会得到一个显著的提升。
数控机床的采用在西方发达国家工业上已相当普遍了，尽管我国的数控机床使用起步较晚，但取得了相当显著的进步。着中国经济的快速发展，制造业在一些私营公司的出现，这些公司规模比较小，没有太多的资本。全功能的数控车床，虽然它的功能多样，但成本高，这些中小型企业购买困难，但是他们为了发展生产，希望能设计一些经济型的数控车床，而这些经济型数控车床可以通过普通车床改造而实现。因此，采取通常的车床进行改造的方法能更好地解决问题。此项研究已经启动在上世纪60年代并持续取得较大的进展，这门业务有专门的企业在运营。在发达国家，普通车床进行数控化改造已有了规范的流程。国际上现代工业化发达的国家，通常车床数控化改装马上达超过70%的比例使用，许多国家都有很多特殊的的公司进行CNC数控改造服务。虽然中国拥有机床300多万台，但是大部分是近年来积聚的普通机床，自动化程度比较低。近年来，为了使用自动更新现有的工具和先进的设备，无论是资本或中国对于机床生产的基础是不可能完成的。所以，一般机床的CNC改造，很适合中国经济水平，加工和学习水平，俨然成为中国的机械改装的重要目标。
本文是对数控车床CK6130B的主传动系统和伺服系统进行设计。以可编程控制系统作为核心是对一般车床进行CNC改装的重要内容，本文重点是主传动系统设计和进给伺服部分由两个方向进给系统设计使机床进行独立运动；那么数控车床就能通过数控编程输入的加工命令来进行切削加工。因为切削参数会影响到切削次序和刀具的自身调整和改变在加工时，并且两个方向进给一起动的性能。不但多种外形繁杂的回转零件能在改造后的数控车床上生产，而且能实行各种工序的自动车削，从而提升了生产效率和产品精度，从而能应用于小批量、多品种繁杂零件的加工。
1.2 数控车床基本组成和工作原理
数控车床的基本结构如图11是数控车床的结构原理图。
图11 数控车床的结构原理图
数控车床的工作原理是在数控车床进行加工前，根据图纸所给的技术要求，完成数控程序的编制并录入机器中，数控装置通过插补时刀具沿着特定的轨迹进行进给加工，最终完成工件的机械加工。
1.3 拟定总体设计方案
整个方案构思应思考车床数控体系的类型，采用的电动机，传动方式的采用等。
一、主传动系统设计一方面要选取合适的电机，另一方面要确保主轴的各方面性能以及主轴滚动角的接触球轴承的钢度和满足轴承的精度保证。主轴和工件装卸要方便。主要根据给定的参数确定主传动系统变速方式、主传动运动功率，进一步确定电机类型。还有主轴的设计与校核，主轴轴承的选取与校核等。 整体结构图如图12所示。
二、伺服进给系统设计采取步进电机闭环控制系统,来确保加工精度，达到使用要求。其次应该精简结构、降低价格。两个不同方向的进给两个传动体系是相对分开，组成是步进电机、齿轮副、丝杠螺母副，传递比应符合车床的条件。采用摩擦因数不大、传动效率较好的滚珠丝杠螺母副，保证进给系统中的传动的精度和平稳性，另外还应具有预紧机构，目的是提
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