ck6140数控车床主轴结构图

CK6140型数控车床主轴箱

及进给系统设计

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。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

1

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??

毕 业 设 计（论文）

（说 明 书）

题 目：西门子802S车床主轴设计 姓 名： 姬鹏飞 编 号：

平顶山工业职业技术学院

年 月 日

平顶山工业职业技术学院 毕 业 设 计 （论文） 任 务 书

姓名 专业

任 务 下 达 日 期 年 月 日 设计（论文）开始日期 年 月 日 设计（论文）完成日期 年 月 日 设计（论文）题目： A2编制设计

CA6140车床的PLC改造、MCGS制作动画

目录部分由老师最终修改定稿打印时添加！！！

摘 要

随着可编程序控制器（简称PLC）技术的发展，由于其功能强大、容易使用、高可靠性，广泛的工业现场适应性和方便的工艺扩展性能，PLC在工业自动控制过程中得到了越来越广泛的应用，常常被用来作为现场数据的采集和设各的控制。组态软件技术作为用户可定制功能的软件平台工具，在PC机上可开发出友好人机界面，通过PLC可以对自动化设备进行 “智能”控制。

本次设计正是在这种背景下，运用西门子S7-200PLC对普通机床进行的现代化程控改造，讨论了控制流的选择，然后运用组态软

件对PLC控制系统进行人机界面的监控。

关键词：可编程序控制器，控制流，组态软件

ABSTRACT

With the Programmable Logic Controller (PLC) technology, because of its powerful, easy to use, high reliability, wide adaptability and convenience of industrial processes on site scalability, PLC in industr

常州机电职业技术学院

毕业设计（论文）

作 者：XX 学 号：11260314 系 部： 电气工程系 专 业：数控设备应用与维护

题 目：采用FANUC 0IMateTD系统的CK6132

平床身数控车床串行主轴控制设计

校内指导教师： 企业指导教师：

XXX XXX

评阅者：

2015 年 4 月

毕业设计（论文）中文摘要

数控机床的主轴驱动系统也叫主传动系统是完成主运动的动力装置部分。数控机床主轴及其控制系统的性能在某种程度上决定了机床的性能机器档次。因此，在数控机床的发展过程中都引起高度的重视。主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合进给运动，加工出理想的零件。在CNC中，主轴转速通过S指令进行编程，被编程的S指令可以转换为模拟电压或数字量输出，因此主轴的转速有两种控制方式：利用模拟量输出进行控制（简称模拟主轴）和利用串行总线进行控制（简称串行主轴）。在本论文中，主要探讨采用FANUC 0I-Mate TD系统的CK6132平床身数控车床串行主轴控制设计。在设计过程中，我们会涉及到一系列的参数设置、PMC程序以及硬件的选择等。这些都会在下文有所体现！ 关

我公司生产的数控车床,主轴箱部件主要由主轴、前后轴承和箱体三部分组成(见图1)。因为主轴箱的装配效果对整个机床性能的影响很大,因此装配主轴箱部件的过程中对轴承以及主轴的装配质量要求很高。

圜

.墼.鲢皇 1 E q c

囊

数控车床主轴箱装配工艺的改进广州市珠江机床厂有限公司 (广东 5 1o )黎炯宏 14 0

我公司生产的数控车床，主轴箱部件主要由主轴、 前后轴承和箱体三部分组成 (见图 1。因为主轴箱的 )装配效果对整个机床性能的影响很大，因此装配主轴箱部件的过程巾对轴承以及主轴的装配质量要求很高。其中最重要的是对前后轴承的装配，对主轴轴心的径向与端面圆跳动以及高速旋转时的噪声控制均要求很高。我厂的检验要求是测量主轴检棒上母线、侧母线的径向网跳动均不超过 0 05 m;主轴运转在 43 0/ i .0 m 0 rr n时声音 a纯净，无杂声；在持续 l h的空载运行后温升稳定在 3以内，,测温仪检测轴承压盖处的总测量温度不超 O I _}{过 6℃。 54 5 6 7 8

和熟手_ T人的差距更为明显，这主要是工人对轴承敲击力度和零件同轴度保证的差异所造成的。

2新装配夹具的设计 .我公司技术部门为了降低工人的装配经验对生产效率的影响，让新

我公司生产的数控车床,主轴箱部件主要由主轴、前后轴承和箱体三部分组成(见图1)。因为主轴箱的装配效果对整个机床性能的影响很大,因此装配主轴箱部件的过程中对轴承以及主轴的装配质量要求很高。

圜

.墼.鲢皇 1 E q c

囊

数控车床主轴箱装配工艺的改进广州市珠江机床厂有限公司 (广东 5 1o )黎炯宏 14 0

我公司生产的数控车床，主轴箱部件主要由主轴、 前后轴承和箱体三部分组成 (见图 1。因为主轴箱的 )装配效果对整个机床性能的影响很大，因此装配主轴箱部件的过程巾对轴承以及主轴的装配质量要求很高。其中最重要的是对前后轴承的装配，对主轴轴心的径向与端面圆跳动以及高速旋转时的噪声控制均要求很高。我厂的检验要求是测量主轴检棒上母线、侧母线的径向网跳动均不超过 0 05 m;主轴运转在 43 0/ i .0 m 0 rr n时声音 a纯净，无杂声；在持续 l h的空载运行后温升稳定在 3以内，,测温仪检测轴承压盖处的总测量温度不超 O I _}{过 6℃。 54 5 6 7 8

和熟手_ T人的差距更为明显，这主要是工人对轴承敲击力度和零件同轴度保证的差异所造成的。

2新装配夹具的设计 .我公司技术部门为了降低工人的装配经验对生产效率的影响，让新

第一章 零件的分析

1．1 零件的作用

数控车床主轴箱是数控车床的基础零件，由它将一些轴、套和齿轮等零件组装在一起，使其保持正确的相对位置，彼此按照一定的传动关系协调的运动，构成机床主轴箱体部件，因此主轴箱体的加工质量直接影响着机床的性能，精度和寿命[1]。

1.2 零件的工艺分析

主轴箱的其材料为HT250，该材料具有较高的强度、耐磨性、耐热性及减振性，适用于承受较大应力[2]。 要求精度，因此底面和导向面必须垂直，零件图中导向面N和底面G的表面粗糙耐磨的零件[3]。

CK6142数控车床主轴箱的件主要加工部位为平面和孔系，其结构复杂，精度要求较高

[4]

。因为装配基面的平面度影响主轴箱与床身连接时的接触刚度，加工过程中作为定位基

面则会影响主要孔的加工度均为Ra1.6，导向面N对底面G的垂直度公差为0.015，用涂色法检查接触面积或单位面积上的接触点来衡量平面的精度。该零件上需要加工的孔较多，因此孔径的尺寸误差和几何形状误差会造成轴承和孔的配合不良。孔径过大，配合过松，会使主轴回转轴线不稳定，并降低了支撑刚度，易产生震动和噪音；孔径过小，会使配合过紧，轴承将因外环变形而不能正常运行，缩短寿命。安装轴承的孔不圆，也会使轴承外环变形而引起主轴径

毕 业 设 计

题 目：CA6140车床主传动变速箱的数控

改造设计

系 别：机电工程学院

班 级：

姓 名：

指导教师：

职 称：工 程 师

日 期：2007年5月16日

目 录

前言 (2) 摘要 (3) 设计任务及要求 (4) 一 车床主传动变速箱结构分析 (5)

二 数控车床头箱结构分析 (6)

2.1 主传动系统

2.2 进给传动系统

2.3 自动回转刀架

2.4 机床尾座

三 伺服系统及步进电动机的设计和计算 (7)

3.1伺服系统结构改造设计方案

3.2 进给伺服机构机械部分的设计计算

四 同步带传动设计 (14)

4.1 同步齿形带的选择和校核

4.2 主轴组件的设计

五 数控系统驱动的电路设计 (19)

5.1硬件电路的基本组成

5.2 控制系统的功能

六 润滑系统的改造 (22) 体会

数控车床编程实例(KND系统) 如图所示：

一、分析：该零件为国家职业技能数控车床中级工要求图纸，

其中材料为45钢，毛坯为Φ32×85mm，下面的编写的数控编程在北京凯恩帝数控车床（KND-1TBⅡ）中加工，

所用的刀具为1#刀：外园车刀、2#刀：切槽车刀(3mm刀宽)、3#刀：螺纹车刀。

下面是学生编写的加工程序：

//先加工零件左端边表面

O0001

M3 S900 T0101 G0 X35 Z5 G71 U0.5 R2

G71 P10 Q20 U0.5 F100

N10 G0 X16 G1 Z0 F80 X20 Z-2 Z-25

G2 X30 Z-30 R5 N20 G1 Z-41 G70 P10 Q20 G0 100 Z100 T0100 M30

---------------------------- //加工零件右端边表面 O0002

M3 S900 T0101 G0 X35 Z5 G71 U0.5 R2

G71 P10 Q20 U0.5 F10 N10 G0 X16 S1200 G1 Z0 F80 G1 X20 Z-2 Z-20

N20 G1 X30 Z-40 G0 X100 Z100

S300 T0202 G0 X25

数控车床加工

打开车削模块（Lathe）： “开始”菜单/所有程序/Mastercam 9/Lathe 9

或双击“Lathe 9”快捷方式

提示：车削模块（Lathe）与铣削模块（Mill）不是同一个模块， 不要打开错了！

★1 半球头轴的绘制与加工

图1-1

操作步骤提示： 1. 绘制图形。

设工件右端面为工件原点，依次找出各点坐标，再绘制圆弧或直线，最后得到如下图形。（中间点的坐标省略没标，注意车床上常用坐标系为+DZ，径向为D（直径），轴向为Z，每一个点的坐标确定顺序为（D，Z））

42,-67 42,-57 38,-53.974

30,-35

30,-30

30,-17

26,-15 24,-12

26,-35

0,-67 图1-2

24,-15 26,-30

0,0

2.设置工件和刀具路径，加工涉及到车端面、粗车、精车、切槽、螺纹切削等过程。

工件设置

依次点击“回主功能表/刀具路径/工作设定”（Main Menu→Toolpaths→Job setup”），系统弹出如图1-3所示对话框。可以使用该对话框来进行车床加工系统的工件设置、材料等设置。

图1-3 工件设置对话框

选择“边界的设定”（Boundaries）设置工件毛坯。