卧式数控车床纵向工作台设计

南阳理工学院本科毕业设计（论文）学院（系）：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学生：樊坤杰指导教师：孙新国完成日期2010年5月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）卧式数控车床纵向工作台设计HorizontalNcLatheWorkbenchLongitudinalDesign总计：毕业设计（论文）21页表格：0个插图：8幅卧式数控车床纵向工作台设计南阳理工学院本科毕业设计（论文）卧式数控车床纵向工作台设计HorizontalNcLatheWorkbenchLongitudinalDesign学院（系）：机电工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：樊坤杰学号：021408124指导教师（职称）：孙新国（讲师）评阅教师：完成日期：南阳理工学院NanyangInstituteofTechnology卧式数控车床纵向工作台设计1卧式数控车床纵向工作台设计机械设计制造及其自动化专业樊坤杰[摘要]CK20数控车床是一种采用机电一体化设计，外形美观，结构合理，用途广泛，操作方便的机床。能够实现自动控制，能够完成车削多种零件的内外圆，端面、切槽、任意锥面、球面及公、英制螺纹、圆锥螺纹等工序。并配有完备的S．T．M功能，可发出和接收多种信号，控制自动加工过程。对于大、中、小批量、多品种、多规格零件的轮番加工有较强的适应能力，尤其是加工圆锥面、圆球面等特形零件更能显示出它效率高、质量稳定可靠的优越性。[关键词]数控车床；工作台；三维造型；HorizontalNcLatheWorkbenchLongitudinalDesignMechanicalDesignandManufacturingandAutomationMajorFANKun-jieAbstract:CK20nclatheisanelectromechanicalintegrationdesign,beautifulappearance,reasonablestructure,convenientoperation,widelyusedinmachinetools.Torealizetheautomaticcontrol,canfinishmachiningvariouspartsoftheinternalandexternalcircular,face,cutting,cone,thesphereandmale,inchthread,taperthreadetc.WithcompleteS.T.Mpowercan,cansendandreceivevarioussignal,automaticcontrolprocess.Forlarge,mediumandsmallbatch,manyvarietiesandspecificationsofpartsprocessinghasstrongadaptability,especiallytheconicalsurfaceprocessing,suchassphericalshapepartscanshowitiswithhighefficiency,qualitysteadyreliablefixedsuperiority.Keywords:nclathe;workbench;three-dimensionalmodeling卧式数控车床纵向工作台设计2目录1绪论....................................................................11.1课题背景和目的...................................................11.2国内外研究现状及发展趋势.........................................21.2.1我国数控车床的研究现状.......................................21.2.2数控机床的发展趋势...........................................31.3课题研究内容和方法...............................................41.3.1课题研究内容.................................................41.3.2课题研究方法.................................................42总体设计................................................................42.1床身和导轨设计....................................................42.2主轴系统设计......................................................53纵向工作台机构设计......................................................53.1纵向工作台机构设计的基本要求......................................53.2纵向工作台机构设计................................................63.2.1方案设计.....................................................63.2.2滚珠丝杠副的研究设计.........................................63.2.3导轨设计....................................................133.2.4滚珠丝杠的支承..............................................153.2.5滚珠丝杠螺母副间隙消除和预紧................................164纵向工作台三维装配.....................................................174.1绘制纵向工作台零件的CAD图形和三维图.............................174.2把绘制的三维图进行装配...........................................18结束语...................................................................19参考文献.................................................................20致谢.....................................................................21卧式数控车床纵向工作台设计11绪论1.1课题背景和目的在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。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。所以必须大力提高机床的数控化率。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：(1)提高生产率。数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。采用最佳参数和最佳走刀路线，缩短加工时间，从而提高生产率。(2)数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品质量。由于它是按照程序自动加工不需要人工干预，其加工精度还可以利用软件进行校正及补偿，故可以获得比机床本身精度还要高的精度和重复精度。(3)有广泛的适应性和较大的灵活性。通过改变程序，就可以加工新产品的零件，能够完成很多普通机床难以完成或者根本不能加工的复杂型面零件的加工。(4)可以实现一机多用。一些数控机床，可以自动换刀，一次装卡后，几乎能完成零件的全部加工部位的加工，节省了设备和厂房面积。(5)可以进行精确的成本计算和生产进度安排，减少在制品，加速资金周转，提高经济效益。(6)不需要专用夹具。采用普通的通用夹具就能满足数控加工的要求。节省了专用夹具设计制造和存放的费用。(7)大大减轻了工人的劳动强度。因此，采用数控机床，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，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。由于以上优越性，数控机床所占的比例逐渐增大。从2004年的市场消费内容也可可看出,普通机床的市场份额在下降,数控机床则强烈增长，尤其是中高档数控机床供不卧式数控车床纵向工作台设计2应求。可以预见，未来几年普通机床的市场份额将不断下滑,数控机床的消费会逐渐扩大。在这样一种背景下，我的课题选择为设计一台数控车床——CK20，用于对转体零件的圆柱面、圆弧面、圆锥面、端面、切槽、及各种公、英制螺纹等进行批量、高效、高精度的自动加工，以提高生产效率和产品质量和降低工人劳动强度。此外，力求完成课题之余，熟悉国内外数控技术及数控机床的现状及发展趋势,增强对如何发展民族数控机床产业的感性认识。1.2国内外研究现状及发展趋势1.2.1我国数控车床的研究现状我国从1958年开始研究数控机床，一直到20世纪60年代中期还处于研制、开发时期。当时，一些高等院校、科研单位研制出试验性样机，是从电子管起步的。目前我国数控机床生产厂家有100多家，生产数控机床配套产品的企业有300余家，产品品种包括八大类2000种以上。目前以新开发出数控系统80余种。分为3种型级，即经济型、普及型和高级型。“九五”期间数控机床发展已进入实现产业化阶段，数控机床新开发品种300余种，已有一定的覆盖面。新开发的国产数控机床产品大部分达到国际上20世纪80年代中期水平，部分达到90年代水平，为国家重点建设提供了一批高水平数控机床。进入20世纪90年代以来，我国数控机床生产企业都经历了结构调整、转变机制的艰苦磨砺过程。近期，国家为扩大内需，通过加大技改投资和基础设施建设投资的措施来拉动国内市场消费。目前，中国机床工业厂多人众。2000年，金切机床制造厂约358家(20.6万人)，成形机床制造厂191家(约6.5万人)，共计549家(27.1万人)。其中生产数控金切机床的约150家，生产数控成形机床的约30家，共计约180家，占厂家总数的1/3。2001年金切机床产量19.2万台，内数控金切机床17,521台，约占9%。总的来说：数控机床产量不断增长，2001年为1991年的3.6倍；进口量增长较快，达29倍，出口量有所增加，但数目较小，为4.8倍；数控机床消费量增加较快，达7.9倍。产量满足不了社会发展的需求。在20余年间，数控机床的设计和制造技术有较大提高，主要表现在三大方面：培训一批设计、制造、使用和维护的人才；通过合作生产先进数控机床，使设计、制造、使用水平大大提高，缩小了与世界先进技术的差距；通过利用国外先进元部件、数控系统配套，开始能自行设计及制造高速、高性能、五面或五轴联动加工的数控机床，供应国内市场的需