数控车床主轴设计

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

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。

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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

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??

目录

1、概述

2、主运动的方案选择与主运动的设计 3、确定齿轮齿数 4、选择电动机

5、皮带轮的设计计算

6、传动装置的运动和运动参数的计算 7、主轴调速系统的选择计算 8、主轴刚度的校核

一、概述

主传动系统是用来实现机床主运动的传动系统，它应具有一定的转速（速度）和一定的变速范围，以便采用不同材料的刀具，加工不同的材料，不同尺寸，不同要求的工件，并能方便的实现运动的开停，变速，换向和制动等。

数控机床主传动系统主要包括电动机、传动系统和主轴部件，它与普通机床的主传动系统相比在结构上比较简单，这是因为变速功能全部或大部分由主轴电动机的无级调速来承担，剩去了复杂的齿轮变速机构，有些只有二级或三级齿轮变速系统用以扩大电动机无级调速的范围。 1.1数控机床主传动系统的特点

与普通机床比较，数控机床主传动系统具有下列特点。 （1）转速高、功率大。它能使数控机床进行大功率切削和高速切削，实现高效率加工。

（2）变速范围宽。数控机床的主传动系统有较宽的调速范围，一般Ra>100，以保证加工时能选用合理的切削用量，从而获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。 （3）主轴变速迅速可靠，数控机床的变速是按照控制指令自动进行的，因此变速机构必须适应自动操

优秀论文 审核通过 未经允许 切勿外传

毕业论文(设计)任务书

题目 数控轴类零件加工工艺设计

班 级： 123456 专 业： 机电一体化 分 院： 工程技术分院 指导教师：

2010 年 3 月

摘 要

随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的

一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工,无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题(如对刀点、加工路线等)也需做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的产品。

本文根据数控机床的特点，针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切削用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。

西门子802S数控车床变频主轴设计与调试

摘 要

主轴运行的是否平稳直接影响数控车床加工的精度。通过对西门子802S数控车床主轴的研究 、分析，从而掌握数控应用系统设计的一般方法。主轴控制系统由西门子802S数控系统、

变频器和主轴电机组成，通过PLC控制主轴的正反转、CNC控制主轴的转速。

关键词：数控车床； 主轴； 西门子802S

Designing Spindle Control System for a Siemens 802S CNC Lathe

Abstract

Whether or not the smooth running of the spindle directly affects the accuracy of CNC lathe.To grasp the general design method of CNC application system, the Spindle control system of Siemens CNC Lathe was researched and analyzed, which had Siemens 802S CNC system, inverter and the

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。

数控车床的电气设计

摘 要

为实现数控车床的自动化，根据FANUC 0i Mate-DB数控系统的电气控制特点和数控车床的电气控制要求, 运用FANUC PLC的使用和编程技术来完成冷却、润滑、刀架、主轴的PLC控制程序设计。其设计思路和方法可为其他机电一体化产品控制系统设计提供借鉴。

关键词：可编程控制器；FANUC；电气控制

To achieve automation of CNC lathes, according to CNC FANUC 0i Mate-DB electric control system for electrical characteristics and control requirements of CNC lathe, using FANUC PLC programming techniques to the use and completion of cooling, lubrication, tool holder, spindle design of PLC control program . The design ideas and methods for other mechatronic co