CK6140型数控车床主轴箱与进给系统设计书.doc

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1、CK6140型数控车床主轴箱及进给系统设计书一、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

2、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。二、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

3、，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。.专业.专注.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；主轴转速围是：20～2000r/min；级数围是：18；纵向进给量0.03～2mm/r；主电机功率是5.5kw（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﹑工艺要求刀具和工件材料等因素

4、。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取的值如下由已知条件可知:umax=200m/min,umin=6～10m/min。可取umin=9m/min②主轴的极限转速计算车床主轴的极限转速时的加工直径，按经验公式dmax=0.5～0.6D,dmin=0.2～0.25dmax；这里取dmax=0.5D，dmin=0.25dmax由于D=410mm，则主轴极限转速应为：3.1=1242r/min3.2=13.9r/min，取；由于转速围Rn===88.73.3中型通用机床，常用的公比为1.26或1.41，本例考虑到适当减少相对速度损失，选定Ф=1.26

5、3.4取Z=18级各级转速数列可直接从标准数列表中查出。标准数列表给出了以Φ=1.06的从1～10000的数值，因Φ=1.26=，从表中找到nmax=1600r/min，就可以每隔3个数值取一个数，得：14，18，22.4，28，35.5，45，56，71，90，112，140，150，224，280，355，450，560，710。③主轴转速级数z和公比￠.专业.专注.已知=RnRn=且：z=3.5因机床的电动机转速往往比主轴的大多数转速高，变速系统以降速传动居多，因此，传动系统中若按传动顺序在前面的各轴转速较高，根据转矩公式（单位N.m）T=，当传递功率一定时，转速较高的轴所传递的扭

6、矩就较小，在其他条件相同时，传动件（如轴、齿轮）的尺寸就较小，因此，常把传动副数较多的变速组安排在前面的高速轴上，这样可以节省材料，减少传动系统的转动惯量。因此选择结构式如下：18=3.6④主电机功率—动力参数的确定合理地确定电机功率N，使用的功率实际情况既能充分的发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。目前，确定机床电机功率的常用方法很多，而本次设计中采用的是：估算法，它是一种按典型加工条件（工艺种类、加工材料、刀具、切削用量）进行估算。根据此方法，中型车床典型重切削条件下的用量：根据设计书表中推荐的数值：取P=5.5kw3.72、传动设计（1）确定变速组的数

7、目和各变速组中传动副的数目.该机床的变速围比较大,必须经过较长的传动链减速才能把电动机的转速降到主轴所需的转速,通常采用P=2或3,因此,18=3×3×2,共需三个变速组.（2）确定不同传动副数的各变速组的排列次序,根据“前多后少”的原则,选择18=3×3×2的方案.（3）确定变速组的扩大顺序,根据“前密后疏”的原则,选择8=31×33×29的结构式.（4）验算变速组的变速围,最后扩大组的围.r=Ф(kj-1)xj=Ф(2-1)×9