《数控机床》课程设计说明书
设计题目：X-Y数控机床工作台设计学院：机械工程学院
专业：机械自动化
班级：机自Y126
学号： 8003
姓名：王舒恒
指导老师：李冰
摘?要
当今世界电子技术迅速发展，微处理器、微型计算机在各技术领域得到了广泛应用，对各领域技术的发展起到了极大的推动作用。一个较完善的机电一体化系统，应包含以下几个基本要素：机械本体、动力与驱动部分、执行机构、传感测试部分、控制及信息处理部分。机电一体化是系统技术、计算机与信息处理技术、自动控制技术、检测传感技术、伺服传动技术和机械技术等多学科技术领域综合交叉的技术密集型系统工程。新一代的CNC系统这类典型机电一体化产品正朝着高性能、智能化、系统化以及轻量、微型化方向发展。
关键字：机电一体化组成要素滚珠丝杠滚动导轨步进电机
Abstract
Now the world electronic technology rapidly expand, the microprocessor, the microcomputer obtain the widespread application in various area of technology, to various domains technology development enormous promotion effect. A perfect integration of machinery system, should contain the following several base elements: Basic machine, power and actuation part, implementing agency, sensing measurement component, control and information processing part. The integration of machinery is the system technology, the computer and the information processing and management technology, the automatic control technology, the examination sensing technology, the servo drive technology and the mechanical skill and so on multi-disciplinary area of technology synthesis overlapping technology-intensive systems engineering. New generation's CNC system this kind of model integration of machinery product toward the high performance, the intellectualization, the systematization as well as the featherweight, the microminiaturized direction develops.
key words: Integration of machinery foundation basic component elements characteristic trend of development.
目录
第一章前言 (1)
第二章设计主要步骤 (2)
第一节确定设计总体方案 (2)
一、机械传动部件的选择 (2)
二、方案的比较及确定 (2)
第二节机械传动部件的计算与选型 (3)
一、导轨上移动部件的重量估算 (3)
二、计算切削力 (4)
三、滚珠丝杆传动的设计计算及效验 (5)
四、步进电动机的传动计算及电机选用 (10)
五、滚动导轨的设计计算 (17)
六、其余附件的选择 (18)
第三章致谢 (21)
参考文献 (21)
第一章前言
当今世界数控技术及装备发展的趋势及我国数控装备技术发展和产业化的现状在我国对外开放进一步深化的新环境下 ,发展我国数控技术及装备、提高我国制
造业信息化水平和国际竞争能力的重要性 ,并从战略和策略两个层面提出了发展我国数控技术及装备的几点看法。
装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度 ,数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备 ,又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术 ,而数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品 ,其技术范围覆盖很多领域。
《数控机床》课程设计是一个重要的时间性教学环节，要求学生综合的运用所学的理论知识，独立进行的设计训练，主要目的：
一、通过设计，使学生全面地、系统地了解和掌握数控机床的基本组成及其想关知识，学习总体的方案拟定、分析与比较的方法。
二、通过对机械系统的设计，掌握几种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算及选用的方式。
三、通过对机械系统的设计，掌握常用伺服电机的工作原理、计算控制方法与控制驱动方式。
四、培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并树立“系统设计”的思想。
五、锻炼提高学生应用手册和标准、查阅文献资料及撰写科技论文的能力。
第二章设计主要步骤
第一节确定设计总方案
一、机械传动部件的选择
方案一：
（一）、丝杠螺母副的选择，选用滚珠丝杠内循环方式。
（二）、导轨副的选用，选用直线滚动运动导轨。
（三）、伺服电动机的选用，选用步进电动机。
方案二：
（一）、丝杠螺母副的选择，选用滚珠丝杠外循环方式。
（二）、导轨副的选用，选用直线滚动运动导轨。
（三）、伺服电动机的选用，选用交流伺服电动机。
方案三：
（一）、丝杠螺母副的选择，滑动丝杠副。
（二）、导轨副的选用，选用圆周运动导轨。
（三）、伺服电动机的选用，选用直流伺服电动机。
二、方案的比较及确定
（一）、螺母副的选择
伺服电动机的旋转运动需要通过丝杠螺母副转换成直线运动，要满足的脉冲当量和±的定位精度，滑动丝杠副无能为力，只有选用滚珠丝杠副才能达到。这样能达到较高的精度要求，而且其摩擦力小，传动效率高，传动平稳，灵敏度高，低俗无爬行，轴向刚度高，反向定位精度高，磨损小，寿命长，维护简单，传动具有可逆性，不能自锁，同步性能好，有专业厂生产，选用配套方便。
同时选用内循环的形式，这样滚珠的回路短，滚珠的数目少，流畅性好，摩擦力小，传动效率高，且径向尺寸紧凑，轴向精度高，但此种循环不能用于多头螺纹传动，回珠器槽复杂。
由于定位精度不高，故选用垫片调隙式调隙方式，这种调隙方式结构简单，刚性好，装卸方便。
由于工作台最快移动速度min /3000max max mm v v y x ==，所以转速不高，故可以采用一般的安装方法，即一端固定，一端游动的轴承配置方式。
（二）、导轨副的选用
要设计的X-Y 工作台是用来配套轻型的立式数控铣床，需要承受的载荷不大，但脉冲当量小、定位精度高，因此，决定选用直线滚动导轨副。它具有摩擦系数小、不易爬行、传动效率高、结构紧凑、安装预紧方便等优点。
（三）、伺服电动机的选用
定位精度未达到微米级，空载最快移动速度也只有3000mm/min 。因此，本设计不必采用高档次的伺服电动机，如交流伺服电动机或直流伺服电动机等，可以选用性能好一些的步进电动机，如混合式步进电动机，以降低成本，提高性/价比。
根据以上比较，方案一比较合适，所以选择方案一。
第二节 机动传动部件的计算与选型
一、导轨上移动部件的重量估计
根据给定的有效行程,估算X 向和Y 向工作台承载重量W X 和W Y 。 XY 工作台如图所示:
X-Y 数控工作台外形
按照下导轨上面移动部件的重量来进行估算，包括工件、夹具、工作平台、上层电动机、减速箱、滚珠丝杆副、直线滚动导轨副、导轨座等，估计重量约为800N 。
二、计算切削力
根据设计任务，加工材料为碳素钢或有色金属及如下参数： 立铣刀 最大直径d=15mm 立铣刀齿数z=3
最大切削宽度C a =15mm
最大背吃刀量c a =8mm
设零件的加工方式为立式加工，采用硬质合金铣刀，工件材料为碳素钢，由查是《简明切削手册》表3-1式选用硬质合金铣刀 由表3-17表3-27查的最大切削参数如下：
每齿进给量m m 23.0f =Z 铣刀转速 n=1875r/ min 查表3-28的立铣刀的切削时的切削力计算公式为：
c F
F F
F F F w a u e y z x p F c k n
d z a f a C F 0=
代如上式得： 1166=c F
采用立铣刀进行圆柱铣削时，各铣削力之间的比值可由查得，各铣削力之间的比值范围如下：
f F /c F =~ 取 fn F /c F =~ 取 e F /c F =（~） 取
考虑逆铣时的情况，因为逆铣的情况的受力最大的情况，为了安全考虑这种最危险的工况。由此可估算三个方向的铣削力分别为： N F F c f 6.12821.1≈=（与丝杠轴线平行） N F F c e 8.44338.0≈=（与工作台面垂直）
N F F c fn 5.29125.0≈=（与丝杠轴线垂直）
考虑立铣，则工作台受到垂直方向的铣削力z F ，受到水平方向的铣削力分别为f F 和fn
F ，
今将水平方向较大的铣削力分配给工作台的纵向，则纵向铣削力x F ，径向铣削力为y F 。
6.1282==f x F F
N
F F e z 08.443==
三、滚珠丝杠传动的设计计算及效验
（一）、最大工作载荷的计算
已知移动部件总重量G=800N ，按滚动导轨计算，滚动导轨上的摩擦系数查《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中P170可知u=—,现取u=，求得滚珠丝杠副的最大工作载荷：
)(G F F u F F z y x eq +++=
=+×++800) =1291N
（二）、最大计算动载荷的确定
设工作台在承受最大铣削力时的最快进给速度v=400mm/min ，初选丝杠导程P=6mm,则此时丝杠转速eq n =v/P=100/3 r/min 。
预计滚珠丝杠的工作5年,每年算300天，每天工作8小时，由此得使用寿命为：
5300812000h T =??=
根据《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中P100，公式5—4得：
'
6
6010
eq n T T =
其中 T ——使用寿命 12000 h N ——循环次数
eq n ——滚珠丝杠的当量转速 80r/min
求得：
2410
12000
3100606
'=?÷?=
T （610r ） 查《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中P99，表
5-1、5-2得，受中等冲击载荷取值范围 1.2~1.5d f =，现取 1.3d f =，滚道硬度为60HRC 时，硬度影响系数取值 1.0h f =，由《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中P99，式5-3
3c d h eq C f F =
代入数据得： 4841129113.1243=???=c C
(三)、规格型号的初选
根据计算出的最大动载荷和初选的丝杠导程，查网上生产该型号的生产厂家的资料，选择佛山市南海区中森精密机械有限公司DFU02506-4型滚珠丝杠副，为内循环固定反向器双螺母垫片预紧式滚珠丝杠副，其公称直径为25mm ，导程为6mm ，循环滚珠为3圈×2系列，精度等级取5级，螺母安装尺寸L=105mm ，额定动载荷为11921N ，大于最大计算动载荷c C =4841N ，满足要求。
滚珠丝杠螺母副几何参数 （单位mm ）
表一
（四）、传动效率的计算
将公称直径d 0=25mm,导程P=6mm,代入λ=arctan[P/(∏d 0)]，得丝杠螺旋升角λ
=10°62′。将摩擦角ψ=10′，代入η=tan λ/tan(λ+ψ),得传动效率η=%。
（五）、刚度的验算
X-Y 工作台上下两层滚珠丝杠副的支承均采用“一端固定—-一端游动”的轴承配置形式。可知这种安装适用于较高精度、轻等载荷的丝杠，一端采用深沟球轴承，一端采用一对背对背角接触球轴承,这样能承受集中力偶。
丝杠螺母的刚度的验算可以用接触量来校核。
a 、滚珠丝杠滚道间的接触变形量δ，查《机床设计手册》（李洪 .北京：辽宁科学技术出版社，1999）中相关公式，根据公式0/W Z d D π=，求得单圈滚珠数Z=20 ；该型号丝杠为双螺母，滚珠的圈数?列数为1?4，代入公式Z ∑=Z ?圈数?列数，得滚珠总数量Z ∑=80。丝杠预紧时，取轴向预紧力eq Fy F =/3=431N 。查《机床设计手册》（李洪 .北京：辽宁科学技术出版社，1999）中相关公式，得，滚珠与螺纹滚道间接触变形
310.0013/Pa δ=式中
Pa=3
10.0013/
Pa δ==30.00131495/0.0014?=。因为丝杠有预紧力，且为轴向负载的1/3，所以实际变形量可以减少一半，取1δ=。
b 、丝杠在工作载荷max F 作用下的抗拉压变形2δ
丝杠采用的是一端采用深沟球轴承，一端采用一对背对背角接触球轴承的配置形式，轴承的中心距a=450mm,钢的弹性模量E=?5,由表一中可知，滚珠直径w d =,丝杠底径2d =，
则丝杠的截面积S=22d /4π=2
mm
,由《机电一体化系统课程设计指导书》（尹志强.北京:机械工业出版）中，式3-35
2F /eq a ES δ=
其中，最大工作载荷F eq =1291N
中心距a=450mm 弹性模量E=?5
截面积S=22d /4π=2
mm
代入以上数据，得 2δ=
则 12=+=σσσ总+==m μ
本例中，丝杠的有效行程取300mm ，由《机床设计手册》（李洪 .北京：辽宁科学技术出版社，1999）中知，5级精度滚珠丝杠有效行程≤315mm 时，行程偏差允许达到23m μ，可见丝杠刚度足够。
（六）、稳定性的验算
根据《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中 P100 20
4
2
110
10
4.3L d f F er ?= w D d d 2.102-= 取支承系数1f =2；
0d 丝杆公称直径 0L 丝杆最大受压长度
代入公式，得P a =210900N 大于c C =4841N ，故不会失稳，满足使用要求。
（七）、临界转速的验算
对于丝杠有可能发生共振，需验算其临界转速，不会发生共振的最高转速为临界转
速c n ，由《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中
P100式5-10得：222
c 2f
d n 9910Lc =
其中 20w d d 1.2D =-=×= c L 为临界转速计算长度7.232==d L c
2f 为丝杠支承方式系数2f =（一端固定，一端游动）
代入数据得：n c =7551r/min 临界转速远大于丝杠所需转速，故不会发生共振。
（八）、滚珠丝杠的选型及安装连接尺寸的确定
由以上验算可知，选用DFU02506型的丝杠，完全符合满足所需要求，故确定选用该型号。
由表一可知丝杠所需的安装连接尺寸。
四、步进电动机的传动计算机电动机的选择
（一）、传动计算
传动计算根据加工精度确定脉冲当量、选择步距角、传动比。因为该铣床的加工
精度为±，脉冲当量为Hz ，考虑到最初决定不用减速箱取减速比i=1算的电机步距角：
α=360i δ/P b =
由于传动比为1，则不需要选用减速箱，采用电动机轴与丝杠通过联轴器联接的方式。
（二）、步进电动机的计算和选型
a 、步进电动机转轴上的总转动惯量的计算
总转动惯量J 主要包括电动机转子的转动惯量、滚珠丝杠上一级移动部件等折算到电动机轴上的转动惯量。
ⅰ、滚珠丝杠的转动惯量J
由《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中P123式5-28得：
4120.7710J D L -=?
式中 D 为丝杠公称直径D=25mm
L 为丝杠长度=有效行程+螺母长度+设计余量+两端支撑长度（轴承宽度+锁紧螺
母宽度+裕量）+动力输入连接长度（如果使用联轴器则大致是联轴器长度的一半+裕量）。
=300+80+20+140+40=530
代入数据，得：
J=×254×530×1012-=×104-kg.㎡
ⅱ、滚珠丝杠上一级移动部件等折算到电动机轴上的转动惯量
由《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中式5-31得：
2
62(
)102s J M -=?π
其中 M 为工作台的（包括工件）的质量M=
800
9.8
G g ==
S 为丝杠螺距S=5mm
代入数据，得：
462
21098.210)2(
--?=?=M n
V J π ⅲ、初选南京天创电子技术有限公司的TEC3913型混合式步进电动
机，可知其转子的转动惯量43 3.4810kg.J -=?㎡
所以
123
d J J J J =++
=×104-+×104-+×104- =×104- N ·m
验算惯量匹配，电动机轴向惯量比值应控制在一定的范围内，既不应 太大也不应太小，即伺服系统的动态特性取决于负载特性。为使该系统惯量达到 较合理的配合，一般比值控制在1/4——1之间， J 3J d =-4
-43.48104.7510??=错误!未指定书签。
由此可见:
3114d
J J <<,符合惯量匹配要求。 （三）、步进电机轴上的等效负载转矩M 的计算
a 、承受的负载转矩在不同工况下是不同的，考虑最大切削负载时电动机 所需力矩，由《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中P122式5-27得：
1at f 0t M M M M M =+++
其中9.6r at J n
M T
=
其中: r J 为折算到电动机轴上的总惯量r J =d J =×104- T 系统时间常数，由任务书知为T=
t n 切削时的转速为1875r/min
得： M at =
39.04
.06.91875
1005.84=???- 30102f F S
M i
η-=
?π
其中： 0F 为导轨摩擦力 0()(468800)0.005 6.3=+=+?=Z F F G u N S 为丝杠螺距S=5mm
i 为齿轮降速比，已计算出为1
η为传动链总效率，η=—，取
代入数据得： 31075.4-?=f M N ·m 2
3max 00(1)102a F S M i
ηη-=
-?π 其中： max a F 为最大轴向预紧力，F amax =F z =431N 0η为滚珠丝杠未预紧时的效率，0η=≥
其余数据同上
代入数据得： 017.00=M N ·m
3
102t t F S
M i η-=
?π
其中：t F 进给方向的最大切削N F F x t 6.1282==，其余参数同上。 代入数据得： 1249=t M N ·m
由此都得到等效负载转矩68.101=+++=t f at M M M M M N ·m
b 、快速空载时电动机所需力矩M
由《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）中P132式5-24得：
max 0a f M M M M =++
加速力矩: max
max 9.6r a J n M T =
其中：max max 3000
600/min 5
h V n r P =
==，其余参数同上。 代入数据得： 105.0max =a M N ·m
力矩摩擦: 3
102πη-=
?f GSu
M i
其中：u 为导轨副的摩擦因数，滚动导轨取 u=，其余参数同上。 代入数据得： 0039.0=f M N ·m
附加摩擦力矩：2
3max 00(1)102a F S M i
ηη-=-?π 其余参数同上。
代入数据得： 017.00=M N ·m 所以可知快速空载时电机所需力矩：
2max 0a f M M M M =++=·m
比较1M 和2M ，取其较大者，就是最大等效负载，即：M =1M =（四、步进电动机的初选
考虑到步进电机的驱动电源受电网的影响较大，当输入电压降低时，其输入转矩也会下降，可能会造成丢步，甚至堵转，因此按最大等效负载M 考虑一定的安全系数λ，取λ=3，则步进电机的最大静转矩应满足： 36.368.122max =?=≥M T j N ·m
由所选的电机型号参数可知，最大转矩max 5j T = N ·m ，可知满足要求。
（五）、步进电机性能校核
a 、最快工进速度时电动机时输出转矩校核
任务书给定工作台最快工进速度max f V =400mm/min ，脉冲当量mm 02.0=δ/脉冲，求
出电动机对应的运行频率[]Hz f f 334)02.060/(400max ≈?=。从TEC3913型混合式步进电动机出卖商家信息可知在此频率下，电动机的输出转矩max f T ≈6N ·m ，远远大于最大工作负载转矩2eq T =·m ，满足要求。
b 、最快空载移动时电动机输出转矩校核
任务书给定工作台最快空载移动速度max v =3000mm/min ，求出其对应运行频
f max =[3000/(60×]=2500Hz 。由TEC3913型混合式步进电动机出卖商家信息可知在此频率下，电动机的输出转矩max T =5N ·m ，大于快速空载起动时的负载转矩1eq T =·m ，满足要求。
c 、最快空载移动时电动机运行频率校核
与快速空载移动速度max v =3000mm/min 对应的电动机运行频率为Hz f 2500max =。由TEC3913型混合式步进电动机出卖商家信息可知在此频率下的空载运行频率可达15000Hz ，可见没有超出上限。
（六）、起动频率的计算
已知电动机转轴上的总转动惯量241005.8cm kg J eq ??=-，电动机转子的转动惯量
23.5m J kg cm =?，电动机转轴不带任何负载时的空载起动频率1800q z f H =。由式可知步
进电动机克服惯性负载的起动频率为：
Hz J J f f m
eq q L 1799/1=+=
说明：要想保证步进电动机起动时不失步，任何时候的起动频率都必须小于
Hz 1799。实际上，在采用软件升降频时，起动频率选得更低，通常只有100Hz 。
综上所述，本次设计中工作台的进给传动系统选用TEC3913型混合式步进电动机，完全满足设计要求。
（七）、确定选型的步进电机的参数
五、导轨副的设计计算
（一）、最大工作载荷的计算
工作载荷是影响导轨副寿命的重要因素，对于水平布置的十字工作台多采用双导轨、四滑块的支承形式。考虑最不利的情况，即垂直于台面的工作载荷全部由一个滑块承担，则单滑块所承受的最大垂直方向载荷为：
F G
F +=6
max
其中，移动部件重量G=800N,外加载荷外加载荷
N Fe F 443==
得最大工作载荷
kN N F 643.06434436
800
max ==+=
(二)、小时额定寿命计算
预计工作台的工作寿命为5年，一年365天，取工作时间为300天，每天工作8小时，因此得到小时额定工作寿命
h 5300812000h
L =??=
（三） 、距离额定寿命计算
由公式由公式 3
10260h L L nS -?=?，
从而得到 3
260
10h L nS L ?=
式中：h L 为小时额定工作寿命。
n 为移动件每分钟往复次数（4—6）取5
S 为移动件行程长度，由加工范围为250mm ×250mm 取300mm 代入数据，得：
L=2160km
（四）、额定动载荷计算
由《数控机床系统设计》（文怀兴、夏田 北京：北京化工出版社，2005.）P185 3
)(
50w
C T H Ff f f Cf L = 5.1~1=w f w f 载荷系数取 c f 接触系数，装4个导轨，取
T f 温度系数，在工作温度为100C 0
0.1=H f 硬度系数，当导轨面硬度为58~64HRC
代入数据得： a C =9562N
（五）、产品型号初选
根据额定动载荷，选择滚动导轨，查滚动导轨生产厂家，选用银泰科技股份有限公司生产的SME 系列的带保持器滚珠型导轨，尺寸是SME 15EA ，动载荷为15KN 相关
尺寸如下图所示:
可知其额定动载荷C=15KN,大于5065N，顾可知符合要求。
六、其余附件的选择
联轴器的选择
挠性联轴器结构比较简单，制造容易，具有较强的抗油性及耐腐蚀，即使承受负
载时也无回转间隙，具有较强的适应性，适用于安装底座刚性好，精度要求高，冲击载荷不大，的小功率轴系传动，根据电机及丝杠的参数，选用沧州天硕联轴器有限公司的TS2-40-1420型挠性联轴器。
致谢（自己写的）
为期两周的课程设计即将结束，但是紧接着是考试和下一个课程设计，所以时间依旧很紧，如果我以后的儿子不乖，我会把他送去读机械的。
总结一下这两周都在干嘛把，首先是第一周的头三天，这三天是无所事事的三天，因为不知道应该查什么书籍，也没有确定总体的方案。从星期四开始，我们就找到了切削手册（还是去图书馆写了借条，才借到的），值班的阿姨让我们跑上跑下的，就为了两本书而已，唉。。。。周末的时候，就是正式的开始考虑画图了，从开始的说A0到后来不得不1：2画A1,。从开始画图才发现，先前的计算很多都要被推翻，所以感觉很坑。在5南506画图，一画就一整天，站着画腰疼和腿酸，胸前的汗一直在流，每天都要喝6瓶450ml的水。中间还因为和同学矛盾，有一天每天画图。不过最后还是画完，毕竟前期的工作准备还是没有白费。回想课程设计，手工画图就是体力活，但是学到了很多。
总体认为这两周的事情改变了我一些缺点，也弥补了知识的一些缺陷。
写给自己的总结
参考文献
【1】、文怀兴、夏田 .《数控机床系统设计》北京：北京化工出版社，2005.
【2】、韩荣第 .《金属切削原理与刀具》哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2007.
【3】、李洪 .《机床设计手册》北京：辽宁科学技术出版社，1999.
【4】、艾兴.《切削用量简明手册》机械工业出版社, 1994.
【5】王兰美. 《机械制图》高等教育出版社，2007
【6】濮良贵、纪名刚. 《机械设计》，2009
【7】戴曙. 《金属切削机床》机械工业出版社，2009
【8】孙恒、陈作模、葛文杰. 《机械原理》高等教育出版社，2009
Y C K-6032/6036数控车床使用维修说明书
目录 前言 .......................................... 错误!未定义书签。第一章机床特点及性能参数. (2) 1.1机床特点 (2) 4.1 准备工作 4.2 上电试运行 (8) 第五章主轴系统 (9) 5.1 简介 (9) 5.2 主轴系统的机构及调整 (10)
5.2.1 皮带张紧 (10) 5.2.2 主轴调整 (11) 5.3 动力卡盘 (11) 第六章刀架系统 (11) 第十一章机床电气系统 (14) 11.1主要设备简要 (15) 11.2 操作过程： (15) 11.3 安全保护装置： (15)
11.4 维修： (15) 第十二章维护、保养及故障排除 (18)
前言 欢迎您购买我厂产品，成为我厂的用户。 本说明所描述的是您选用的我厂YCK-6032/6036标准型全功能数控车床。该车床结构紧凑，自动化程度高，是一种经济型自动化加工设备，主要用于批量加工各种轴类、套类及盘类零件的外圆、内孔、切槽，尤其适用轴承行业轴承套圈等多工序零件加工。
第一章机床特点及性能参数 1.1机床特点 YCK-6032/6036全功能数控车床是顺应市场要求向用户推荐的优秀产品，该机性能优异，各项指标均达国际水平，具有较高的性价比，可替代同类进口产品。 YCK-6032/6036整机布局紧凑合理，其高转速、高精度和高刚性，为用户在使用中提 本机标准配置为排刀架，刚性好，可靠性高，故障率低，重复定位精度为 0.007mm，相邻刀位移动时间为0.3秒，车、镗、钻、扩、铰等工具可同时安装使用。 另外，本机可选配八工位、十工位、十二工位液压转盘刀塔。 本机进给系统全部由伺服电机（可选配步进电机）直连驱动，刚性、动态特性好，系统的最小设定单位为0.001mm，快速移动速度为X轴15m/min，Z轴15m/min，
广州数控980TD 编程操作说明书 第一篇 编程说明 第一章：编程基础 GSK980TD 简介 广州数控研制的新一代普及型车床CNC GSK980TD 是 GSK980TA 的升级产品，采用了32位高性能CPU 和超大规模可编程器件FPGA ，运用实时多任务控制技术和硬件插补技术，实现μm 级精度运动控制和PLC 逻辑控制。 技术规格一览表 运动控制 控制轴：2轴（X 、Z ）；同时控制轴（插补轴）：2轴 （X 、Z ） 插补功能：X 、Z 二轴直线、圆弧插补 位置指令范围：～；最小指令单位：
机床数控系统和数控机床 数控机床是由机床数控系统（Numerical Control Systems of machine tools）、机械、电气控制、液压、气动、润滑、冷却等子系统（部件）构成的机电一体化产品，机床数控系统是数控机床的控制核心。机控系统由控制装置（Computer Numerical Controler简称CNC）、伺服（或步进）电机驱动单元、伺服（或步进）电机等构成。 数控机床的工作原理：根据加工工艺要求编写加工程序（以下简称程序）并输入CNC，CNC加工程序向伺服（或步进）电机驱动单元发出运动控制指令，伺服（或步进）电机通过机械传动构完成机床的进给运程序中的主轴起停、刀具选择、冷却、润滑等逻辑控制指令由CNC传送给机床电气控制系统，由机床电气控制系统完成按钮、开关、指示灯、继电
器、接触器等输入输出器件的控制。目前，机床电气控制通常采用可编程逻辑控制器（Programable Logic Controler 简称PLC），PLC具有体积小、应用方便、可靠性高等优点。由此可见，运动控制和逻辑控制是数控机床的主要控制任务。 GSK980TD车床CNC同时具备运动控制和逻辑控制功能，可完成数控车床的二轴运动控制，还具有内置式PLC功能。根据机床的输入、输出控制要求编写PLC程序（梯形图）并下载到GSK980TD，就能实现所需的机床电气控制要求，方便了机床电气设计，也降低了数控机床成本。 实现GSK980TD车床CNC控制功能的软件分为系统软件（以下简称NC）和PLC软件（以下简称PLC）二个模块，NC模块完成显示、通讯、编辑、译码、插补、加减速等控制，PLC模块完成梯形图解释、执行和输入输出处理。 编程基本知识 1、坐标轴定义 数控车床示意图 GSK980TD使用X轴、Z轴组成的直角坐标系，X轴与主轴轴线垂直，Z轴与主轴轴线方向平行，接近工件的方向为负方向，离开工件的方向为正方向。 按刀座与机床主轴的相对位置划分，数控车床有前刀座
CA6140普通车床微机数控改造设计任务书 一、设计任务 将CA6140普通车床改造成用MCS-51系列单片机控制的经济型的数控车床，要求该车床纵向有直线和圆弧插补功能。系统分辨率为：0.01mm/puls。 二、给定参数 最大加工直径：400mm(在床面上) 最大加工长度：1000mm 丝杠纵向长度：1300~1500mm 原车床丝杠纵向直径：22mm 纵向导轨类型：综合性导轨 主轴转速范围：正转（24级）10~1400rpm 反转（12级）14~1580rpm 溜板及刀架纵向重力：800N 刀架纵向快移速度：2.4m/min 最大纵向切削进给速度：0.6m/min 主电机功率：735kW/1450rpm 启动加速时间：30ms 机床定位精度：±0.015mm 三、设计要求 1．改装后数控车床应具有性能： 数控代码制：ISO 脉冲分配方式：逐点比较法
输入方式：增量值、绝对值通用 同时控制坐标轴数：2坐标轴（纵向Z，横向X） 纵向脉冲当量值：0.01mm/puls 刀具补偿量：0~99.99mm 进给传动链纵向间隙补偿量：0.15mm 自动升降速性能：有 2．改装后数控车床的工艺范围： 具有快速定位，直线插补，顺、逆圆插补，暂停，循环加工。 3．对微机数控系统的要求： 微机控制系统要有可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，具有 很高的性能价格比等特点。控制系统的加工程序和控制命令通过键盘 操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。四、设计工作量 1．一张纵向进给机构的结构改装图（A1）； 2．一张驱动电路原理图（A3） 3．一份设计说明书 包括以下内容： 1）前言（数控改装的意义、用途及目的等）； 2）设计的主要思路：系统总体方案的确定、机械系统方案设计、控制系统方案设计； 3）机械部分改装设计计算： （1）滚珠丝杠螺母副的确定；
CA6140车床数控改造设计说明书 目录 1.绪论 (1) 2.设计要求 (3) 2.1总体方案设计要求 (3) 2.2设计参数 (4) 2.3.其它要求 (4) 3.进给伺服系统机械部分设计与计算 (8) 3.1进给系统机械结构改造设计 (9) 3.2横向进给伺服系统机械部分的计算与选型 (10) 3.2.1确定系统的脉冲当量 (10) 3.3.3 横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤 (14) 3.3.4齿轮有关计算 (16) 3.3.4 (2)横向齿轮及转矩的有关计算 (20) 4.步进电动机的计算与选型 (23) 4.1步进电动机选用的基本原则 (23) 4.2步进电动机的选折 (24) 5.主轴交流伺服电机 (24) 5.1机床主运动电机的确定 (26) 5.2主轴的变速范围 (26) 5.3初选主轴电机的型号 (27) 5.4主轴电机的校核 (27) 6. 微机控制系统硬件电路设计 (28) 6.1控制系统的功能要求 (28) 6.2硬件电路的组成 (28) 6.3设计说明 (31)
7．安装调整中应注意的问题 (31) 7.1滚珠丝杠副的特点 (31) 7.2滚珠丝杠螺母副的选择 (32) 7.3滚珠丝杠螺母副的调整 (32) 7.4联轴器的安装 (32) 7.5主轴脉冲发生器的安装 (32) 结论 (35) 参考文献 (36) 绪论 数控机床与普通机床相比,增加了功能,提高了性能,简化了结构.较好地解决形状复杂、精密、小批量及形状多变零件的加工问题。能获得稳定的加工质量和提高生产率，其应用越来越广泛，但是数控的应用也受到其他条件限制：（1）数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，中小企业常是心有力而力不足；（2）目前，各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下的机床闲置起来又会造成浪费；（3）在国内，订购新数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产急需；（4）通用数控机床对某一类具体生产项目有多余功能。要较好的解决上述问题，应走通用机床数控改造之路。普通机床的改造就是在普通机床上增加微机数控装置，使其具有一定的自动化能力，以实现额定的加工工艺目标。 机床数控化改造的优点：（1）改造闲置设备，能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能，提高了机床的使用价值，可以提高固定资产的使用效率；（2）适应多品种、小批量零件生产；（3）自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高；（4）降低对工人的操作水平的要求；（5）数控改造费用低、经济性好；（6）数控改造的周期短，可满足生产急需。 目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到3％。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本
YCK-6032/6036 数控车床使用维修说明书
目录 前言 (1) 第一章机床特点及性能参数 (2) 1.1 机床特点 (2) 第二章机床的吊运与安装 (5) 2.1 开箱 (5) 2.2 机床的吊运 (6) 2.3 机床安装 (7) 2.3.1 场地要求 (7) 2.3.2 电源要求 (7) 第三章机床的水平调整 (8) 第四章机床试运行 (9) 4.1 准备工作 (9) 4.2 上电试运行 (9) 第五章主轴系统 (10) 5.1 简介 (10) 5.2 主轴系统的机构及调整 (11) 5.2.1 皮带张紧 (11) 5.2.2 主轴调整 (12) 5.3 动力卡盘 (12)
第六章刀架系统 (13) 第七章进给系统 (13) 第八章液压系统 (14) 8.1 液压系统原理 (14) 8.2 液压油 (15) 第九章润滑系统 (15) 9.1 移动部件的润滑 (15) 9.2 转动部件润滑 (15) 9.3 润滑油 (16) 第十章机车冷却系统及容屑装置 (17) 第十一章机床电气系统 (18) 11.1 主要设备简要 (18) 11.2 操作过程： (18) 11.3 安全保护装置： (19) 11.4 维修： (19) 第十二章维护、保养及故障排除 (24)
欢迎您购买我厂产品，成为我厂的用户 本说明所描述的是您选用的我厂YCK-6032/6036 标准型全功能数控车床。该车床结构紧凑，自动化程度高，是一种经济型自动化加工设备，主要用于批量加工各种轴类、套类及盘类零件的外圆、内孔、切槽，尤其适用轴承行业轴承套圈等多工序零件加工。该机床采用45 °斜床身，流畅 的排屑性能及精确的重复定位功能，可实现一台设备同时完成多道工序，提高了劳动效率，为工厂节省了人力资源，并且尺寸精度大大提高，一次装料可进行多次循环加工，可实现一人操作，看护多台机床。避免了传统车床自动送料车床的二次加工，使得多工序的产品能够一次性加工完成，实现了大批量多品种高精度零件的自动化生产。
毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）题目 专业姓名 毕业设计（论文）工作起止时间： 毕业设计（论文）的内容提要： 指导教师：教研室主任： 年月日
数控技术专业毕业设计选题方向 根据本专业培养目标要求，提出以下几大类设计（论文）选题方向供参考，每一题中的具体题目可结合本单位或本人所从事的工作选定，也可选择其它题目，均应符合专业方向、设计内容及工作量的要求。 （一）数控机床加工工艺类 1、了解数控机床的型号、系统及该机床的特点； 2、选择一典型零件图，画零件图一张；（大专选择中等复杂程度的零件图） 3、编写数控加工工艺规程； 4、编写零件的数控加工程序； 5、说明书一份。 （二）工艺设计与工装设计类 选择中等复杂程度的零件，进行加工工艺规程的编制及某典型工序的专用夹具设计。 1、画出零件——毛坯综合图一张； 2、写出机械加工工艺过程卡片一套； 3、写出机械加工工序卡一套； 4、选择一个典型工序设计专用夹具一套； 5、画一套专用夹具典型零件图； 6、设计说明书一份 （三）钳工类； 1、本厂介绍及其产品介绍； 2、如何正确选用与使用钳工工具； 3、制订一个典型部件的钳工工艺规程； 4、画装配图1张； 5、简述钳工的种类及钳工的基本知识。 （四）机修类 1、本厂生产管理概况现状分析； 2、故障诊断分析的方法； 3、正确装配方法的分析； 4、如何当好一个机修工人； 5、合理化建议； 6、说明某产品的质量是如何保证，介绍整个检验过程； 7、产品质量分析。 （五）检测类 1、检验方法的选择； 2、量具、量仪的正确选用、使用与保养； 3、测量误差的种类及其影响因素与评定方法； 4、说明某产品的质量是如何保证，介绍整个检验过程； 5、对一个零件进行20次等精度测量，按公差书中的知识分析其测量结果； 6、合理化建议。 （六）企业管理类 1、公司简介及产品介绍； 2、工厂管理分析； 3、如何作好本职工作。 4、技术经济分析 5、对企业产品进行市场调查； 6、企业策划 （七）市场营销类 1、对企业产品进行市场调查； 2、销售产品的性能、工作原理； 3、你的产品与同类产品比较优势如何； 4、销售技巧； 5、如何搞好售后服务。 6、工作体会与设想。 （八）机床的改装类 1、原机床的工作原理； 2、改装方案及原理图； 3、机床改装的可行性分析； 4、机床改装电器控制原理图。
数控车床设计方案 一、选定题目——数控车床 数控机床的特点 1. 适应性强，适合加工单件或小批量复杂工件在数控机床上加工不同形状的工件，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件的加工。 2. 加工精度高，生产质量稳定数控机床的脉冲当量普遍可达 0.001mm/p，传动系统和机床机构都具有很高的刚度和热稳定性，进给系统采用间隙措施，并对反向间隙与丝缸螺距误差等由数控系统实现自动补偿，所以加工精度高。 3. 生产率高工件加工所需时间包括机动时间和辅助时间。数控机床能有效的减少这两部分时间。数控机床主轴转速和进给量的调速都比普通机床的范围大，机床刚性好，快速移动和停止采用了加速、减速措施，数控机床更换工件时，不需要调整机床。同一批工件加工质量稳定，无需停机检验，故辅助时间大大减少。 4. 减轻劳动强度，改善劳动条件数控机床加工是自动进行的工件过程不需要人的干预，加工完毕自动停车，这就使工人的劳动条件大为改善。 5. 良好的经济效益机床价格昂贵，分摊到每个工件的设备费用较大，但是机床可节省许多其他的费用。例如，工件加工前不用划分工序，工件的安装、调整、加工和检验所花费的时间少，特别不用设计制造专用工装夹具，加工精度稳定，减少废品率。 6. 有利于生产管理的现代化数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，特别在数控机床上使用计算机控制。
二、主要技术指标 1. 用途:指数控车床的工艺范围，包括加工对象的材料、质量、形状及尺寸等。 2. 生产率：包括加工对象的种类、批量及其所要求生产率。 3. 性能指标：包括加工对象所要求的精度或数控车床的精度、刚度、热变形、噪声等。 4. 主要参数：即确定数控车床的加工空间和主要参数。 5. 驱动方式：数控车床驱动方式分为步进电动机驱动与伺服电动机驱动。驱动方式的确定不仅与机床的成本有关，还将直接影响传动方式的确定。 6. 成本及生产周期：无论是订货还是工厂规划的产品，都将确定成本及生产周期方面的指标。 三、系统方案设计 (一) 数控车床基本组成 1) 数控机床是一种利用数控技术，按照事先编好的程序实现动作的机床，它由程序载体、输入装置、数控装置、伺服系统、位置反馈和机床机械部件组 成。 2) 数控车床结构由主轴传动机构、进给传动机构、工作台、床身等部分组成。 3) 数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成。详见下图：
课程设计任务书
2009/2010 学年第 一 学期
学 专
院： 业：
机械工程与自动化学院 机械设计制造及其自动化
学 号： 数控技术课程设计
学 生 姓 名： 课程设计题目：
——立式数控铣床工作台 X 轴进给传动系统设计 起 迄 日 期： 课程设计地点： 指 导 教 师： 系 主 任： 12 月 28 日～1 月 4 日 教学楼 2 号楼 杨福合 王 赵丽琴 彪
下达任务书日期: 2009 年 12 月 28 日
课 程 设 计 任 务 书
1．设计目的：
通过本课程设计的训练， 使学生在学完机床数控技术及相应的机床电器及 PLC 等课 程之后， 能够运用所学的知识独立完成数控车、 数控铣和加工中心的进给传动系统设计， 从而使学生进一步加深和巩固对所学知识的理解和掌握，并提高学生的实际操作能力。 1． 运用所学的理论知识， 进行数控系统设计的初步训练， 培养学生的综合设计能力； 2．掌握进给系统设计的基本技能，掌握导轨、滚珠丝杠螺母副的选型与计算； 3．掌握进给传动系统的动态特性分析方法； 4．具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力； 5. 基本掌握编写技术文件的能力。
2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等） ：
对于立式数控铣床工作台（X 轴）进给传动系统，给定工作台、工件和夹具的总质 量 m=1200kg,主轴伺服电动机额定功率 PE=6.5kW,其余参数参考课程设计指导书[1]，完 成其选型计算。
3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、 实物样品等〕 ：
3.1. 设计任务 1.驱动电机选型计算； 2.滚珠丝杠螺母副的选型计算； 3.传动系统的动态特性分析及误差计算与分析； 3.2 设计工作量要求： 1.工作台部件的装配图及工作台零件图； （A4 不少于 10 页） 2.编写课程设计说明书一份。 3.3 三个同学分为一组，同学们之间可以互相讨论研究工作内容和设计方法，但每 位同学的设计任务必须各有侧重独立完成，不能有雷同现象。
课 程 设 计 任 务 书
4．主要参考文献：
目录 第一单元新代控制器面板操作说明 (2) 1.1新代控制器面功能树状图 (2) 1.2 屏幕部分 (3) 1.3主功能界面 (4) 1.3.1F1：機台設定 (5) 1.3.1.1 F1：座標切換 (6) 1.3.1.2 F2：1/2 座標 (6) 1.3.1.3 F3：清除座標 (6) 1.3.1.4 F4：相對座標全部清除 (6) 1.3.1.5 F5：座標偏移量 (7) 1.3.2F2：程式編輯 (8) 1.3.2.1 F1：插入循環 (9) 1.3.2.2 F2：刪除行 (9) 1.3.2.3 F3：編輯循環 (10) 1.3.2.4 F5：檔案編輯子功能 (11) 1.3.2.5F7：圖形模擬 (15) 1.3.2.6 F8：檔案管理 (17) 1.3.4F4：執行加工 (19) 1.3.4.1F1：座標顯示 (19) 1.3.4.2F2：圖形調整 (20) 1.3.4.3F3：MDI 輸入 (21) 1.3.4.4 F4：加工參數設定 (22) 1.3.4.5 F8：工作記錄 (23) 1.3.5F5：警報顯示 (24) 1.3.5.1 F1：現存警報 (24) 1.3.5.2 F2：歷來警報 (24) 第二单元机械操作面板说明 (25) 2.1 第二面板操作功能說明 (25) 2.1.1电源开 (25) 2.1.2电源关 (25) 2.1.3紧急停止 (25) 2.1.4原点模式寻原点功能 (25) 2.1.5手动运动模式 (25) 2.1.6手动寸动模式 (26) 2.1.7MPG寸动模式 (26) 2.1.8自动加工模式 (26)
2.1.9MDI加工模式 (27) 2.1.10MPG模拟功能 (27) 2.1.11单节执行 (27) 2.1.12主轴控制 (28) 2.1.13工作灯 (28) 2.1.14加工液 (28) 2.1.15程序暂停 (28) 2.1.16快速归始 (28) 2.1.17快速进给的速度 (28) 2.2文字键说明: (29) 第三单元使用新代控制器的方法 (30) 3.1 原点复归 (31) 3.2 手动功能(JOG ,INC_JOG ,MPG) (32) 3.3 设定工作坐标(G54..G59) (33) 3.4 开启档案(编辑/联网文件夹) (34) 3.5 指定一个执行NC程序(自动) (35) 3.6 刀具设定(G40/G41/G42 ,G43/G44/G49) (36) 3.7 刀具长度量测(G43/G44/G49) (37) 3.8 手动资料输入(MDI ) (38) 3.9 图形模拟 (39) 3.10在新代控制器下检查NC程序 (40) 第四单元程序制作指令说明 (41) 4.1G码指令一览表 (41) 4.2M码指令说明 (42) 第五单元新代控制器网络连接 (44) 5.1网络设定 (44) 5.2网络疑难问题解决方法 (47) 5.3联网最重要的三点 (51)
广州数控980TD编程操作说明书 第一篇编程说明 第一章：编程基础 1.1GSK980TD简介 广州数控研制的新一代普及型车床CNC GSK980TD是GSK980TA的升级产品，采用了32位高性能CPU和超大规模可编程器件FPGA，运用实时多任务控制技术和硬件插补技术，实现μm级精度运动控制和PLC逻辑控制。 技术规格一览表
1.2 机床数控系统和数控机床 数控机床是由机床数控系统（Numerical Control Systems of machine tools）、机械、电气控制、液压、气动、润滑、冷却等子系统（部件）构成的机电一体化产品，机床数控系统是数控机床的控制核心。机控系统由控制装置（Computer Numerical Controler简称CNC）、伺服（或步进）电机驱动单元、伺服（或步进）电机等构成。 数控机床的工作原理：根据加工工艺要求编写加工程序（以下简称程序）并输入CNC，CNC加工程序向伺服（或步进）电机驱动单元发出运动控制指令，伺服（或步进）电机通过机械传动构完成机床的进给运程序中的主轴起停、刀具选择、冷却、润滑等逻辑控制指令由CNC传送给机床电气控制
系统，由机床电气控制系统完成按钮、开关、指示灯、继电器、接触器等输入输出器件的控制。目前，机床电气控制通常采用可编程逻辑控制器（Programable Logic Controler 简称PLC），PLC具有体积小、应用方便、可靠性高等优点。由此可见，运动控制和逻辑控制是数控机床的主要控制任务。 GSK980TD车床CNC同时具备运动控制和逻辑控制功能，可完成数控车床的二轴运动控制，还具有内置式PLC功能。根据机床的输入、输出控制要求编写PLC程序（梯形图）并下载到GSK980TD，就能实现所需的机床电气控制要求，方便了机床电气设计，也降低了数控机床成本。 实现GSK980TD车床CNC控制功能的软件分为系统软件（以下简称NC）和PLC软件（以下简称PLC）二个模块，NC模块完成显示、通讯、编辑、译码、插补、加减速等控制，PLC模块完成梯形图解释、执行和输入输出处理。 1.3编程基本知识 1、坐标轴定义 数控车床示意图 GSK980TD使用X轴、Z轴组成的直角坐标系，X轴与主轴轴线垂直，Z轴与主轴轴线方向平行，接近工件的方向为负方向，离开工件的方向为正方向。
沈阳航空航天大学北方科技学院 毕业设计（论文）任务书 教学部工学二部专业机械设计制造及自动化 班级学号姓名 毕业设计（论文）题目某型客机FJ11xx零件制造工艺设计及数控加工毕业设计（论文）时间2011 年月日至年月日 毕业设计（论文）进行地点沈阳航空航天大学北方科技学院毕业设计（论文）的内容及要求: 主要技术依据： 1．零件三维模型及零件二维工程图片。 2．生产类型：单件、小批生产。 (一)主要内容 1.下厂实习：了解零件功能，对零件的加工工艺和加工中存在的问题进行现 场调研，收集相关资料。 2.绘制零件工程图。 ①应用CAD/CAM软件创建三维零件模型的工程图。 ②应用二维CAD绘图软件编辑创建的工程图并打印。 ③要求图面整洁，视图齐全，布局合理，线条、文字及尺寸标注等均应符 合有关标准规定。 3.编制零件的制造大纲。要求： ①工艺方案合理。 ②对数控加工工序进行详细设计，完成数控加工工序卡。 ③工序图的绘制应简洁、准确。 4.应用CAD/CAM软件对零件进行数控编程。要求生成的数控刀路及NC程序正 确。 5.在数控加工仿真系统（VNUC、斯沃）上，选择一种数控机床如FANUC 0iM 三轴立式加工中心，对生成的部份NC代码，进行仿真加工。
6.编写设计说明书。要求叙述要层次分明、文理通顺、表达准确，图文并茂， 格式符合规定，字数不少于1.2万字。 7.翻译相关外文资料。要求内容准确、句意通顺，译文字数约3千字。（二）基本要求 1．查阅、收集资料，撰写毕业设计开题报告。 2．能够较熟练使用CAD/CAM软件与二维CAD软件。 3．数控加工仿真符合生产实际。 （三）参考文献 [1] 杨伟群等主编. 数控工艺培训教程(数控铣部分). 北京：清华大学出版社.2006． [2] 杨建明主编.数控加工工艺与编程 .北京：北京理工大学出版社，2006 [3] 田萍主编.数控机床加工工艺及设备.北京:电子工业出版社，2005 [4] 孟少农主编.机械加工工艺手册(第一卷).北京：机械工业出版社，1998 [5] 赵如福.金属机械加工工艺人员手册(第四版).上海科学技术出版社. 2006.10 [6] 王建石主编, 机床夹具和辅具速查手册,北京：机械工业出版社,2007 [7] 曾志新主编, 机械制造技术基础, 湖北：武汉理工大学出版社,2004 [8] 陈宏钧.实用机械加工工艺手册. 第1版.机械工业出版社.1997.6 [9] 谢龙汉编著：CATIA V5 数控加工应用实例，清华大学出版社，2006.3 指导教师年月日 负责教师年月日
一．用户宏程序的基本概念 用一组指令构成某功能，并且象子程序一样存储在存储器中，再把这些存储的功能由一个指令来代表，执行时只需写出这个代表指令，就可以执行其相应的功能。 在这里，所存储的一组指令叫做宏程序体(或用户宏程序)，简称为用户宏。其代表指令称为用户宏命令，也称作宏程序调用指令。 用户宏有以下四个主要特征： 1）在用户用户宏程序中可以使用变量，即宏程序体中能含有复杂的表达式； 2）能够进行变量之间的各种运算； 3）可以用用户宏指令对变量进行赋值，就象许多高级语言中的带参函数或过程，实参能赋值给形参； 4）容易实现程序流程的控制。 使用用户宏时的主要方便之处在于由于可以用变量代替具体数值，因而在加工同一类的工件时．只得将实际的值赋予变量既可，而不需要对每个不同的零件都编一个程序。 二．基本书写格式 数控程序文档中，一般以“%”字符作为第一行的起头，该行将被视为标题行。当标题行含有关键字“@MACRO”时整个文档就会以系统所定义的MACRO语法处理。如果该行无“@MACRO”关键词此档案就会被视为一般ISO程序文档格式处理，此时将不能编写用户宏和使用其MACRO语法。而当书写ISO程序文档时标题行一般可以省略，直接书写数控程序。“@MACRO”关键词必须是大写字母。 对于程序的注释可以采用“//……”的形式，这和高级语言C++一样。 例一：MACRO格式文档 % @MACRO //用户宏程序文档，必须包含“@MACRO”关键词 IF @1 = 1 THEN G00 X100.； ELSE G00 Z100.； END_IF; M99; 例二：ISO格式文档 % 这是标题行，可当作档案用途说明，此行可有可无 G00 X100.； G00 Z100.； G00 X0； G00 Z0； M99;
太原科技大学数控技术课程设计 学院：机械工程学院 专业：机械电子工程 班级：机电091201班 姓名：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦 时间：2013年1月15号
数控技术课程设计任务书 一、课程设计题目： 设计轴类零件数控加工工艺规程及数控技术仿真 二、课程设计目的： 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。 三、课程设计内容： 1.毛坯图一张 2.零件图一张 3.机械加工工艺过程卡一张 4.机械加工工序卡四张 5.仿真结果图一张 6.设计说明书一份 班级：机电091201 学生：崔世君 学号：200912010103 指导教师：贾育秦宋建军 教研室主任：贾育秦
目录 一、前言第3页 二、零件图的工艺分析第3页 1.加工内容第4页 2.毛坯的选择第4页 3.定位基准的确定第4页 4.加工顺序的确定第4页 5.加工工序、工步的确定第5页 三、机床的选择第6页 四、刀具的选择第6页 五、夹具的选择第7页 六、量具的选择第7页 七、切削用量的确定第7页 八、机械加工时间的计算第8页 九、编写数控部分程序第9页 十、数控仿真及其结果第10页十一、总结第13页十二、参考文献第14页
一、前言 制造技术和装备是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力，提高对动态多变市场的适应能力和竞争力。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 数控技术是制造业实现自动化、集成化的基础，是提高产品质量，提高劳动生产率不可少的物资手段。数控技术的广泛应用给传统制造业的生产方式、产品结构带来了深刻的变化。也给传统的机械、机电专业的人才带来新的机遇和挑战。 随着我国综合国力的进一步加强。我国经济全面与国际接轨，并逐步成为全球制造中心。现如今，我国企业广泛应用现代化数控技术参与国际竞争。这就体现了学好数控技术的重要性。 这次课程设计让我们更好的熟悉数控车床、确定加工工艺、学会分析零件、学会简单的程序编程以及数控仿真，为走上工作岗位打下坚实的基础。 二、零件图的工艺分析
目录 1、前言 (2) 2、控制系统硬件的基本组成 (2) 2.1系统扩展 (2) 2.1.1 8031芯片引脚 (3) 2.1.2 数据存储器的扩展 (6) 2.1.3 数据存储器的扩展 (7) 3、控制系统软件的组成及结构 (9) 3.1 监控程序 (10) 3.1.1 系统初始化 (10) 3.1.2 命令处理循环 (10) 3.1.3 零件加工程序（或作业程序）的输入和编辑 (10) 3.1.4 指令分析执行 (10) 3.1.5 系统自检 (11) 3.2 数控机床控制系统软件的结构 (11) 3.2.1 子程序结构 (12) 3.2.2 主程序加中断程序结构 (12) 3.2.3 中断程序结构 (12) 4 、心会得体 (13) 5 、参考文献 (14)
1 、前言 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。数控机床控制系统的作用是使数控机床机械系统在程序的控制下自动完成预定的工作，是数控机床的主要组成部分。 2、控制系统硬件的基本组成 数控机床控制系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。控制系统在使用中的控制对象各不相同，但其硬件的基本组成是一致的。控制系统的硬件基本组成框图如图1所示。 图1 控制系统硬件基本组成框图 在图1中，如果控制系统是开环控制系统，则没有反馈回路，不带检测装置。 以单片机为核心的控制系统大多采用MCS-51系列单片机中的8031芯片单片机，经过扩展存储器、接口和面板操作开关等，组成功能较完善、抗干扰性能较强的控制系统。 2.1系统扩展 以8031单片机为核心的控制系统必须扩展程序存储器，用以存放程序。同时，单片机内部的数据存储器容量较小，不能满足实际需要，还要扩展数据存储
设计总体要求： 1、PLC的型号选择 2、设计PLC 的I/O接线图 3、完成主电路设计以及相应电器元件的选择 4、完成梯形图的设计 5、提交设计说明书 题目1数控钻床主轴进给控制系统PLC设计 控制要求： 卧式数控钻床采用G83指令完成钻深孔加工，动作如图，钻头初始位置在原点（光电开关SQ1处），按下启动按钮SB1，钻头进给至光电开关SQ2处后返回原点，然后再进给至光电开关SQ3处返回原点，以此类推，最后返回原点停止，主轴进给动作结束。
题目2 CA6140卧式车床的PLC改造 控制要求：CA6140卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成CA6140卧式车床的电气改造。
题目3 C650卧式车床的PLC改造 控制要求：C650卧式车床的电气控制原理图如下,应用S7-200PLC完成C650卧式车床的电气改造。 题目4 抢答器控制 控制要求： 1.系统初始上电后，主控人员在总控制台上点击“开始”按键后，允许各队人员开始抢答，即各队抢答按键有效； 2.抢答过程中，1～4队中的任何一队抢先按下各自的抢答按键（S1、S2、S3、S4）后，该队指示灯（L1、L 2、L 3、L 4）点亮，LED数码显示系统显示当前的队号，并且其他队的人员继续抢答无效； 3.主控人员对抢答状态确认后，点击“复位”按键，系统又继续允许各队人员开始抢答；直至又有一队抢先按下各自的抢答按键；
题目5 十字路口交通灯控制控制要求：
题目5自动售货机控制 控制要求： 课题6 自动售货机 在上图中，按M1、M2、M3按钮，模拟投入货币，Y0显示投入的货币的数量，按动“QS”和“CF”按钮分别代表购买“汽水”和“咖啡”。出口处的“E”和“F”表示“汽水”和“咖啡”已经取出。购买后Y0显示剩余的货币，按下“ZL”找零按键： 1.按下“M1”、“M2”、“M3”三个开关，模拟投入1元、2元、3元的货币，投入的货币可以累加起来，通过Y0的数码管显示出当前投入的货币总数。 2.售货机内的二种饮料有相对应价格，当投入的货币大于等于其售价时，对应的汽水指示灯C、咖啡指示灯D点亮，表示可以购买。 3.当可以购买时，按下相应的“汽水按钮”或“咖啡按钮”，同时与之对应的
目录 0摘要 (3) 1引言 (6) 第一章设计方案的确定 ............................................. - 5 - 一总体设计方案的确定........................................... - 5 - 二机械部分的设计与计算......................................... - 5 - （一）纵向进给系统的设计选型 .................................. - 5 - (二) 横向进给系统的设计与计算 ................... 错误！未定义书签。第二章步进电动机的选择 ................................ 错误！未定义书签。 一步进电动机选用原则................................. 错误！未定义书签。 二步进电机的选型..................................... 错误！未定义书签。 （一）纵向进给系流步进电机的确定 ................. 错误！未定义书签。 （二）横向进给系流步进电机的确定 ................. 错误！未定义书签。 （三）110BF003型直流步进电机主要技术参数......... 错误！未定义书签。 （四）110BF004型直流步进电机主要技术参数......... 错误！未定义书签。第三章经济型数控系统选型 ................................ 错误！未定义书签。第四章电动刀架的选型 ................................. 错误！未定义书签。第五章编制零件工序及数控程序实例 ...................... 错误！未定义书签。 一机床设计参数的选择................................. 错误！未定义书签。 （一）车床纵向运动由Z向步进电动机控制 ........... 错误！未定义书签。 （二）车床横向运动由X向步时电动机控制 ........... 错误！未定义书签。 二程序设计........................................... 错误！未定义书签。 （一）数控机床参数及约定 ......................... 错误！未定义书签。 (二) 编程参数说明 ................................ 错误！未定义书签。参考文献 ............................................................. - 8 - 体会 .................................................... 错误！未定义书签。
目录 1. 概述 1 1.1 机床课程设计的目的 1 1.2 铣床的规格系列和用处 1 1.3 操作性能要求 1 2. 参数的拟定 1 2.1 确定极限转速 1 2.2 主电机选择 1 3. 传动设计 2 3.1 主传动方案拟定 2 3.2 传动结构式、结构网的选择 2 3.2.1 确定传动组及各传动组中传动副的数目 2 3.2.2 传动式的拟定 2 3.2.3 结构式的拟定 3 4. 传动件的估算 4 4.1 三角带传动的计算 4 4.2 传动轴的估算 6
4.2.1 传动轴直径的估算 6 4.2.2 传动轴以及主轴计算转速 7 4.3 齿轮齿数的确定和模数的计算 7 4.3.1 齿轮齿数的确定 7 4.3.2 齿轮模数的计算 8 4.3.3 齿宽确定 10 4.4 带轮结构设计 11 5. 动力设计 11 5.1 主轴刚度验算 11 5.1.1 选定前端悬伸量C 11 5.1.2 主轴支承跨距L的确定 12 5.1.3 计算当量外径 12 5.1.4 主轴刚度的计算 12 5.1.5 对于这种机床的刚度要求 12 5.2 齿轮校验 13 5.3 轴承的校验 13 6. 系统传动图 14
7. 心得体会 16 8. 参考文献 17 1.概述 1.1机床课程设计的目的 机床课程设计，是在金属切削机床课程之后进行的实践性教学环节。其目的在于通过机床运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构的结构方案过程中，得到设计构思，方案分析，结构工艺性，机械制图，零件计算，编写技术文件和查阅技术资料等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析，结构设计和计算能力。 1.2铣床的规格系列和用处 普通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。本次设计的是普通铣床主轴变速箱。 1.3 操作性能要求 1）具有皮带轮卸荷装置 2）主轴的变速由滑移齿轮完成 2.参数的拟定 2.1 确定极限转速 主轴最大转速2000r/min，最低转速160 r/min。公比 =1.25
G代码是数控程序中的指令。一般都称为G指令。代码名称-功能简述 G00------快速定位 G01------直线插补 G02------顺时针方向圆弧插补 G03------逆时针方向圆弧插补 G04------定时暂停 G05------通过中间点圆弧插补 G07------Z 样条曲线插补 G08------进给加速 G09------进给减速 G20------子程序调用 G22------半径尺寸编程方式 G220-----系统操作界面上使用 G23------直径尺寸编程方式 G230-----系统操作界面上使用 G24------子程序结束 G25------跳转加工 G26------循环加工 G30------倍率注销 G31------倍率定义 G32------等螺距螺纹切削，英制 G33------等螺距螺纹切削，公制 G53,G500-设定工件坐标系注销 G54------设定工件坐标系一 G55------设定工件坐标系二 G56------设定工件坐标系三 G57------设定工件坐标系四 G58------设定工件坐标系五 G59------设定工件坐标系六 G60------准确路径方式 G64------连续路径方式 G70------英制尺寸寸 G71------公制尺寸毫米 G74------回参考点(机床零点) G75------返回编程坐标零点 G76------返回编程坐标起始点 G81------外圆固定循环 G331-----螺纹固定循环 G90------绝对尺寸 G91------相对尺寸 G92------预制坐标 G94------进给率，每分钟进给 G95------进给率，每转进给
法兰克系统数控车床说明书及编程[修订] G代码是数控程序中的指令。一般都称为G指令。 代码名称-功能简述 G00------快速定位 G01------直线插补 G02------顺时针方向圆弧插补 G03------逆时针方向圆弧插补 G04------定时暂停 G05------通过中间点圆弧插补 G07------Z 样条曲线插补 G08------进给加速 G09------进给减速 G20------子程序调用 G22------半径尺寸编程方式 G220-----系统操作界面上使用 G23------直径尺寸编程方式 G230-----系统操作界面上使用 G24------子程序结束 G25------跳转加工 G26------循环加工 G30------倍率注销 G31------倍率定义 G32------等螺距螺纹切削，英制
G33------等螺距螺纹切削，公制G53,G500-设定工件坐标系注销 G54------设定工件坐标系一 G55------设定工件坐标系二 G56------设定工件坐标系三 G57------设定工件坐标系四 G58------设定工件坐标系五 G59------设定工件坐标系六 G60------准确路径方式 G64------连续路径方式 G70------英制尺寸寸 G71------公制尺寸毫米 G74------回参考点(机床零点) G75------返回编程坐标零点 G76------返回编程坐标起始点 G81------外圆固定循环 G331-----螺纹固定循环 G90------绝对尺寸 G91------相对尺寸 G92------预制坐标 G94------进给率，每分钟进给 G95------进给率，每转进给 G00—快速定位 格式:G00 X(U)__Z(W)__