c650卧式车床课程设计

c650卧式车床课程设计（精选3篇）

篇1：c650卧式车床课程设计

设计思路

这次课程设计是通过PRO/E5.0软件实现的。PRO/E5.0是一款集CAD/CAM/CAE功能一体化的综合性三维软件，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广；它是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，设计人员可以采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。

本次综合课设我的设计题目CA6140车床法兰盘，创建思路是通过旋转工具创建零件，然后利用拉伸，倒角，倒圆角等创建其余特征,最终完成实体建模，并完成加工，攥写加工工序，刀具的选择等。

一、零件的分析

1、零件的作用

CA6140卧式车床上的法兰盘，为盘类零件，用于卧式车床上。车床的变速箱固定在主轴箱上，靠法兰盘定心。法兰盘内孔与主轴的中间轴承外圆相配，外圆与变速箱体孔相配，以保证主轴三个轴承孔同心，使齿轮正确啮合。主要作用是标明刻度，实现纵向进给。

2、零件的工艺分析

0.045法兰盘是一回转体零件,有一组加工表面,这一组加工表面以Φ200mm的孔为中心 ,0.120包括：Φ1000.34mm的外圆柱面及左端面, 尺寸为Φ450.017mm的圆柱面,Φ90mm的外圆柱面、右端面及上面的4个Φ9mm的透孔，Φ4500.6mm的外圆柱面及上面的Φ6mm，Φ4mm的孔, Φ90mm端面上距离中心线分别为34mm和24mm的两个平面。

并且其余加工面都与它有位置关系,可以先加工它的一个端面,再借助专用夹具以这个端面为定位基准加工另一端面,然后再加工孔到尺寸要求，再以孔定位加工各个表面。

3、制定工艺路线

工序 1 粗车Φ100端面及外圆柱面

工序 2 粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面及外圆柱面 工序 3 钻、粗绞Φ20的孔

工序 4 半精车Φ100的端面及外圆柱面，半精车Φ90的外圆柱面，车Φ100、Φ90外圆柱面上的倒角，车Φ20孔的左端倒角

工序 5 半精车Φ45的端面及外圆柱面，半精车Φ90的右端面，车3×2退刀槽，车

Φ45圆柱面两端的倒角，车Φ20 内孔的右端倒角

工序 6 精车Φ45的外圆，精车Φ90的右端面及外圆柱面 工序 7 精车Φ100的端面及外圆柱面 工序 8 成形车刀粗、半精、精车B面 工序 9 粗铣Φ90圆柱面上的两个平面

工序 10 半精铣Φ90圆柱面上离中心线34mm的平面 工序 11 半精铣Φ90圆柱面上离中心线24mm的平面 工序 12 精铣Φ90圆柱面上离中心线24mm的平面 工序 13 精磨Φ90圆柱面上离中心线24mm的平面 工序 14 磨Φ45外圆柱面 工序 15 钻4×Φ9透孔 工序 16 钻Φ4孔，铰Φ6孔 工序 17 抛光B面 工序 18 去毛刺 工序 19 刻线、刻字 工序 20 镀铬 工序 21 检验入库

4、工序尺寸及毛坯尺寸下： 1.4500.017mm外圆表面

毛坯：5 粗车外圆：3 半精车外圆：1.4 精车外圆：0.4 精磨外圆0.2 2.外圆表面Φ1000.120.34mm 毛坯：6 粗车外圆：4 半精车外圆：1.5 精车外圆：0.5 3．B面Φ4500.6mm

毛坯：4 粗车外圆：2 半精车外圆：1.5 精车外圆：0.54、B面中两个端面：

毛坯：3 粗车：2 半精车：0.8 精车：0.25．孔Φ200.0450mm 毛坯：20 钻孔：18 扩孔：1.7 铰孔：0.2 精铰：0.16.Φ90mm外圆

毛坯：6 粗车外圆：4 半精车外圆：1.5 精车外圆：0.50.127.Φ1000.34mm左端面

毛坯：3 粗车：2 半精车：0.8 精车：0.28、90mm右端面

毛坯：3 粗车：2 半精车：0.8 精车：0.20.0459、90mm圆柱面上离200mm孔中心线34mm的平面

毛坯：11 粗铣：10.3 半精铣：0.7

0.04510、90mm圆柱面上离200mm孔中心线24mm的平面

毛坯：21 粗铣：20.1 半精铣：0.7 精铣0.15 精磨：0.05

二、零件的创建过程：

由于零件是回转体零件，所以可以采用旋转来创建，创建如下图2-1所示的草绘：

图2-1草绘图样

然后单击旋转按钮，做如下图2-2的设置：

图2-2旋转设置菜单

单击打勾，完成旋转创建。创建后的模型如下图2-3：

图2-3零件旋转后模型

之后对零件进行倒角，如下图所示，单击倒角按钮，选中零件要倒角的两条边，进行倒角，倒角后如下图2-4所示：

图2-4 倒角后模型

参数设置如下图2-5：

图2-5 倒角设置

下一步骤为对零件进行倒圆角，参数设置如下图2-6：

图2-6倒圆角参数设置

倒角后如下图2-7所示：

图2-7倒圆角后模型

接下来对零件进行钻孔，采用拉伸来进行创建 草绘如下图样2-8：

图2-8拉伸草绘图样

选择拉伸操作，设置如下图2-9：

图2-9拉伸设置

单击勾，完成创建。

还是采用拉伸，创建零件的中心孔，草绘如下图2-10：

图2-10拉伸设置

设置如下2-11：

图2-11拉伸设置

单击勾完成。

之后，采用拉伸来进行创建，草绘如下2-12：

图2-12拉伸草绘图样

采用拉伸，设置如下图2-13：

图2-13拉伸设置

单击勾完成设置。

下一步为侧壁孔的创建；创建如下图2-14所示的两个平面DTM1和DTM2

图2-14 创建出的两个基准面

之后创建一条基准轴线，如图2-15所示：

图2-15 创建出的基准轴

选择拉伸一个直径4毫米的孔，之后拉升一个指定深度的6毫米的孔，设置分别如下图2-16和2-17：

图2-16 拉伸设置

图2-17拉伸设置

注：草绘平面DTM1平面。

最后进行零件上下端面孔的倒角，设置与上面倒角相同，此处省略。至此零件的创建全过程均完成。

三、零件的加工过程 粗车Φ100端面及外圆柱面

进行如下的创建，如图3-1,3-2所示

图3-1新建菜单

图3-2新文件选项

然后装配参照模型，把刚建好的零件装配进去，作为参照模型，再放置里选择缺省模式。装配好参照模型后，进行工件的创建，装配参照模型设置如下图3-3所示

图3-3装配设置

选择手动创建工件，之后根据确定的各部分的加工余量，选择旋转创建工件，创建好后的工件如下图3-4所示：

图3-4 工件模型

由于零件是回转体零件，所以采用车削，可以大大提高加工效率，根据工艺路线，先车该零件的大端面及圆柱面，过程如下：由于工件是回转的，在工件表面的回转中心点创建一个坐标系ACS0，作为加工的零点，其中，Z轴应为轴线方向。创建完坐标系后，设置如下图3-5

图3-5 机床及夹具设置

创建一个车床，设置机床，夹具，机床零点等，完成后单击车削轮廓按钮，草绘车削轨迹，如下图3-6所示：

图3-6车削轨迹 图3-7 车削设置选项

单击完成退出草绘平面，之后点击勾完成车削轮廓绘制。单击轮廓车削按钮，进行系列等设置如图3-7：

设置参数为下图，刀具设置为下图3-8：

图3-8刀具设置

加工参数设置如下图3-9所示：

图3-9车削参数设置

车床车削，主要需要设定切削进给、允许毛坯、允许Z坯件、主轴转数、刀具定向等。设置完成后单击“确定”完成。

刀具路径的设置如下图，单击“插入”选取草绘的刀具轨迹，如下图3-10所示

图3-10车削轨迹选取

单击“确定”完成。

之后即可进行屏幕演示，看加工过程是否正确，如果正确，则单击完成系列，完成车削过程的创建。如下图3-11所示

下一工步为车削大圆圆柱面，草绘轨迹如图3-12

图3-11菜单管理器图 图3-12车圆柱面车削轨迹

其余参数设置与车端面设置一样。

粗车Φ45端面及外圆柱面，粗车Φ90的端面及外圆柱面 车削轨迹及参数设置分别如下图3-13,3-14及3-15，3-16

图3-13车端面轨迹 图3-14 车圆柱面轨迹 车削参数设置如下，刀具同上一工序不变

图3-15车端面参数设置 图3-16车圆柱面参数设置

粗车Φ90的端面及外圆柱面的车削轨迹如下图3-17,3-18 图3-17 图3-18

参数设置如下图3-19及3-20

图3-19 车Φ90端面 图3-20 车Φ90端面

由于这些表面都需要粗车、半精车、精车，但是它们的车削轨迹都是同上不变的，只是参数设置不同，以上各端面或圆柱半精车参数如下图所示3-21——3-28所示：

图3-21半精车刀具参数

图3-22半精车Φ100端面参数设置 图3-23 半精车Φ100圆柱面面参数设置

图3-24半精车Φ45端面参数 图3-25半精车Φ45圆柱面参数

图3-26 精车Φ100端面及圆柱面参数

图3-27精车Φ45圆柱面 图3-28精车Φ45端面 车零件的B面，起车削轨迹如下图3-29及3-30所示

图3-29车B面轨迹一 图3-30车B面轨迹二 刀具及参数设置如下

图3-31 车B面刀具设置 半精车及精车B面参数设置

图3-33半精车B面参数

图3-32粗车B面参数设置

图3-34精车B面参数

钻、扩、粗铰、精铰Φ20的孔

由于钻的是中心孔，所以在车床上即可以实现加工，其需要设置的选项如下下图3-35所示：

图3-35系列设置 图3-36钻孔刀具设置 钻孔刀具设置如图3-36所示

坐标系选取位于Φ45端面中心的ASC1,其孔选择要加工孔的轴线，如下图3-37所示：

图3-37 加工的孔的轴线及参数

钻孔参数设置如下图3-38

图3-38 钻孔参数设置

至此，钻孔设置完成。扩孔，铰孔，精铰孔的刀具路径设置与钻孔相同，其参数及刀具设置如下3-39——3-44所示：

图3-39 扩孔刀具设置 图3-40扩孔参数设置 铰孔刀具及参数设置

图3-41 铰孔刀具设置 图3-42 铰孔参数设置

图3-43 精铰孔参数设置 图3-44 精铰孔参数设置 车Φ45圆柱面与Φ90端面间的退刀槽 草绘刀具轨迹如下图3-45

图3-45退刀槽车削轨迹 图3-46刀具参数

刀具及参数设置如图3-46及3-47所示

图3-47车退刀槽参数

屏幕演示看刀具运动正确后，点击完成系列退出系列设置。

铣90圆柱上的两个面，步骤如下，由于是铣端面，所以在车床上无法进行加工，需要换机床，即到铣床上进行加工。创建铣床的过程如下图3-48：

图3-48 操作设置

单击“文件”下方的所示

新建，然后单击按钮，进入到机床设置页面，如图3-49

图3-49 机床设置

然后再单击退出机床创建页面。，之后选择机床名称，机床类型为铣床，轴数为三轴，最后单击确定，由于铣削需要一个坐标系作为铣削的零点，因而需要先创建一个坐标系，如下图3-40所示：

图3-40 创建铣削坐标系

创建出的坐标系应使Z轴为需要铣削的平面的法线方向。

由于是平面，所以采用平面铣削的方式进行铣削。步骤如下：

图3-41 铣削系列设置 图3-42 铣削刀具设置

3-43铣削参数设置 3-45铣削平面

看刀具走刀轨迹是否正确，如果正确，则单击完成系列，退出铣削。进行下一个系列的设置。

下一个步骤仍然为铣削平面，由于上一步所建的坐标不符合要求，因此需要新建一个坐标，同样，Z轴正向为平面的法线方向，如下图3-46所示，图3-46新建坐标系

余下步骤仍与上一步铣削相同，粗铣半精铣参数设置如下图3-

47、3-48所示

图3-47 粗铣34端面参数设置 图3-48 半精铣34端面参数设置

和上面同样的方式，单击完成系列，完成系列设置。最后钻圆柱壁上的孔 步骤如下：

由于先前所创建的坐标ACS2满足钻孔要求，所以可以不用去创建新坐标，直接运用ASC2坐标即可。

单击钻孔命令按钮,之后进行系列设置，设置内容如下图3-49，参数设置如图3-50

图3-49 系列设置 图3-50参数设置 刀具设置如图3-51所示：

图3-51 刀具设置 图3-52 孔选取 坐标系及退刀平面的设置如图3-53所示

图3-53 坐标系击退刀面

单击完成系列，直径为4的孔加工系列完成。直径为6的孔加工过程与此相同，但参数设置及刀具设置如下图3-54及3-55

图3-54 刀具设置 图3-55 参数设置 至此，工件的加工过程完成。

四、后处理

单击菜单栏“工具”→“CL数据”→“编辑”，选择要进行后处理的NC系列如下图4-1所示

图4-1后处理菜单

选取一个NC系列，单击确定。之后“工具”→“CL数据”→“后处理”，选中刚才所保存的文件，单击打开，在弹出的菜单管理器中单击完成，如图4-2所示：

图4-2 菜单管理器 图4-3 后置处理器列表

在弹出的后置处理器列表中选取一项，系统即会进行后处理。之后关闭弹出的窗口，在所保存的文件夹下即会有后处理的文件，其中文件后缀名为tap的文件及为加工代码。

下面为程序的一些加工代码：粗车大圆端面的加工代码 % G71 O0001

S160M03 G00X70.Y0.Z-1.5M08 G01X.5F104.Z5.5 X70.M30 % 粗车大圆柱加工代码： % G71 O0002 S500M03 G00X51.5Y0.Z4.707M08 G01Z-17.793F250.X58.5 Z4.707 M30 % 车45圆柱加工代码： % G71 O0003 S320M03 G00X-24.Y0.Z-104.892M08 G01Z-56.5F179.2 X-31.Z-104.892

M30 % 钻孔、扩孔、铰孔加工代码： % G71 O0004 S400M03 G00X0.Y0.Z-117.M08 G80 G00Z-77.G81X0.Y0.Z-202.408R-77.F153.6 G80 M30 % % G71 O0005 S140M03 G00X0.Y0.Z-117.G80 G00Z-77.G81X0.Y0.Z-202.949R-77.F134.4 G80 M30 % %

G71 O0006 S140M03 G00X0.Y0.Z-117.G80 G00Z-77.G88X0.Y0.Z-197.R-77.F224.G80 M30 % % G71 O0007 S140M03 G00X0.Y0.Z-117.M08 G80 G00Z-77.G88X0.Y0.Z-197.R-77.F224.G80 M30 % 粗铣24端面的加工代码： % G71 O0008 N0010T1M06 S210M03

G00X10.5Y-38.066 G43Z15.H01M08 Z5.G01Z-.8F1.76 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z4.2 G01Z-2.6 X-9.5 Y-29.607 X10.5

Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z2.4 G01Z-4.4 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23

X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z.6 G01Z-6.2 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5

Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-1.2 G01Z-8.X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-3.G01Z-9.8 X-9.5

Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-4.8 G01Z-11.6 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23

X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-6.6 G01Z-13.4 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5

Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-8.4 G01Z-15.2 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-10.2

G01Z-17.X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-12.G01Z-18.8 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689

X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-13.8 G01Z-20.6 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532

X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-15.6 G01Z-22.4 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.40

G00Y-38.066 Z-17.4 G01Z-24.2 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148 X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z5.G00Y-38.066 Z-19.2 G01Z-25.1 X-9.5 Y-29.607 X10.5 Y-21.148

X-9.5 X-9.532Y-12.689 X10.5 Y-4.23 X-10.652 Y4.23 X10.5 Y12.689 X-9.532 X-9.5Y21.148 X10.5 Y29.607 X-9.5 Y38.066 X10.5 Z15.M30

心得体会

本次的综合性实验课程设计任务跟以往不同，而是更加严谨，按照生产要求，构建一个实实在在的零件实体，从三维建模，绘制工程图，到NC加工序列的生成，每一步都是自己结合已学知识独立完成，使我受益匪浅。

这次课程设计的任务是利用大型三维设计软件PRO/E 5.0进行实体建模和工程图绘制，之后根据零件的工艺过程进行数控加工。我加工的零件是CA6140车床的法兰盘，根据图纸，创建出零件来。在做该课程设计中，我也遇到过问题，体会到了自身的不足和知识的匮乏。它提醒了我，在今后的学习或是工作中都要时刻保持一颗谦虚的心，要多学习以充实自己，锻炼自己，扩展自己的知识面。本次课程设计让我们对PRO/E软件有了一个感性的认识，同时也让我们提前接触了一些企业所用的正规工程图纸的信息，让我们对本专业所学知识在实际中的应用有了一定的认识，我想我会继续学习有关知识，为将来找到好的工作而努力。

在此感谢所有的老师同学所给以帮助，希望通过本次课设，我们都能有一个

更大的进步！

参考文献

[1] 肖乾、张海、周大陆、周新建编.Pro/Engineer wildfire3.0中文版实用教程.中国电力出版社

[2] 肖乾、周慧兰、唐晓红、付伟、康永平编.Pro/Engineer wildfire3.0中文版模具设计与制造实用教程.中国电力出版社

[3]翟瑞波 主编.数控加工工艺.北京理工大学出版社

[4]李益民 主编.机械制造工艺设计简明手册.机械工业出版社

篇2：c650卧式车床课程设计

毕业论文

（2016届）

（卧式车床数控化改造设计）

学生姓名 学

号

院

系 专

业 指导教师 完成日期

卧室车床数控化改造

摘要

中国是一个传统的机械制造大国,但其装备水平落后,特别是一些老的机械制造厂大多还是比较旧的机床,远远不能满足加工的要求。针对目前制造业的技术装备现状,对传统机械制造业装备进行改造,解决机械制造业中的一些技术问题,用现代先进技术对旧的设备进行改造和提升,是我国制造业的发展方向。本课题是针对已报废的两台卧式床进行数控化改造,其现实意义在于如何寻找一种可行的、有推广价值的设备改造方法,对传统机械制造行业的技术装备进行技术提升,以解决目前设备老化所带来的问题。

本次设计着重对卧式车床的纵横向进给系统改造，并对纵横向进给伺服系统齿轮箱进行改造。本次设计作了下面的一些工作： 1机械部分采用了一级齿轮传动，以BF型步进电动机作为驱动源，以CBM/CDM滚珠丝杠作为重要元件，以便更好的实行软件控制；

2数控部分采用MCS-51中的8031作为主控芯片建立一套单片机应用系统。扩展I/O接口用8155芯片及外存储器，采用地址锁存和译码器。SolidWorks造型，包括软件的应用和对车床的实体建摸。

关键词 卧室车床 数控化 改造

目录

1． 绪

论................................................................................................................................1

2.1车床改造方案的选择.................................................................................................................5

2.1.1设计系统的选择...............................................................................................................5 2.1.2系统运用方式的确定......................................................................................................5 2.1.3伺服系统的选择...............................................................................................................5 2.2车床改造方案的确定.................................................................................................................7 3.机械计算部分.........................................................................................................................8

3.1选择脉冲当量...............................................................................................................................9 3.2计算切削力...................................................................................................................................9 3.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型.............................................................................................10

3.3.1纵向进给丝杠.................................................................................................................10 3.3.2横向进给丝杠.................................................................................................................14 3.4齿轮传动比的计算....................................................................................................................16

3.4.1纵向齿轮传动比计算....................................................................................................16 3.4.2横向齿轮传动比计算....................................................................................................16 4.微机控制部分..................................................................................................................16 4.1 总体设计.....................................................................................................................................16 4.2主控制器......................................................................................................................................17

4.2.1主控器的选择.................................................................................................................17 4.2.2 8031对片外存储器的选择......................................................................................18 4.2.3 8031并行I/O口扩展................................................................................................19

5.SolidWorks造型...................................................................................................................19

5.1 SolidWorks 软件介绍..............................................................................................................19 5.2 绘制草图.....................................................................................................................................22 5.3 装配体设计................................................................................................................................24 结

论......................................................................................................................................27 致

谢......................................................................................................................................28 参考文献..................................................................................................................................29 装配图与零件图......................................................................................................................30

1． 绪

论

随着我国制造业的发张，对很多零部件的精度要求越来越高，许多零件用普通车床很难加工，要求用数控机床加工。这就需要大量经费，对老设备进行改造是一条投资少见效快的途径，有许多工厂有C6140卧式车床，但无法完成精度高的工件加工，因此需对其进行数控化改造。

数字控制机床(Numerical Control Machine Tools)简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。数控机床是一个精密的机电一体化产品。是由精密机械部件（如滚珠丝杆、高精度导轨、精密轴承、主轴）和复杂电气部件（如数控系统、驱动装置和伺服电机以及精密测量系统）构成的一个完整的产品。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。数控机床的系统组成框图如下：

数控机床的系统组成框图

其工作原理是先根据被加工零件的形状、尺寸和技术要求等条件，确定该零件的加工工艺过程、工艺参数，并按一定的规则形成数控系统能理解的加工程序。即：将被加工零件的几何信息和工艺信息数字化；按标准的格式编制成零件加工程序单；然后将此加工程序输入到数控机床的数控装置中，并将输入到数控单元的加工程序进行试运行、刀具路径模拟等。确认无误后，再将被加工零件装夹好；对刀后，即可启动机床运行加工程序。在加工程序运行时，数控系统会根据加工程序的内容，发出各种控制命令，如启动主轴电动机，打开切削液、进行刀具轨迹计算、向特殊的执行单元发出数字位移脉冲和进行进给速度控制等。正常情况下，加工程序可直接运行到其结束。当改变加工零件时，在数控机床上只要改变加工程序，就可以继续加工新零件。

数控机床改造在国外以发展成一个新兴的工业部门。早在60年代已经开始迅速发展，并有专门企业经营这门业务，其发展的原因是多方面的。

首先是技术的原因，过去20年里，金属切削的基本原理变化不大，但社会的生产力的巨大发展，要求制造技术向自动化和精密化前进。而刀具材料和电子技术却有很的大的进步，特别是微电子技术，电子计算机的技

术进步，反应出控制系统，它能帮助机床自动化又能提高加工精度，技术进步和高生产率的要求，精密加工的增多等，突出了旧机床技术改造技术的必要性和急迫性。

其次是经济上的原因。许多发达国家多做过系统的分析，如果旧机床设备以新设备更新，要付出很大的代价的，若利用“改造技术”，则节省大半资金，这种事半功倍的技术，不仅不浪费资金而切还为小企业技术改造开创了新路，而且对实力雄厚的大企业也有很大的经济吸引力。

再次是市场因素，目前许多国家设备所需的数控机床数量，按机床工业现状是无力及时提供的。机床“改造”就成为机床市场需要的补足手段。

最后是生产力的因素，在工业生产中，品种多小批量生产是现代化机械制造业的基本特征，只有相当大比重完成生产任务，不外乎选择通用机床、专业机床和数控机床，柔性制造系统，就工业复杂程度和一批工件所需要生产总成本比较中看出，数控机床最能适应这一需要。

我国是拥有300万机床国家。而这些机床又大量是多年累积生产的通用机床，自动化程度不高，要想在近几年内大量用自动、半自动和精密机床更新现有设备，不论资金还是我国机床的能力是办不到的。因此应尽快将我国现有一部分普通机床实现自动化和精密化改装，是我国现有设备改造自动化要求解决的课题。用这控制技术正是适应这一要求。它是建立在微电子现代技术和传统技术相结合的基础上。在机床改造中引入了微机的应用，不但技术具有先进性，同时在应用此自动化改造方案，有较大的应用性和可调性，而且投资改造的费用低，一套经济型数控装置的价格仅是

全功能型数控装置的1/3到1/5拥护承担的起。从若干单位应用的实例可论证，投入使用后，成倍的提高了生产效率，取得了显著的经济效益。因此，我国提出从大力推广经济型数控这一中间技术的基础上，再推出全功能型数控这条道路，适合我国经济、教育、生产水平，对于以后全动能型数控机床应用的准备阶段，为实现我国传统的机械制造的方向过度的重要内容。

CA6140机床是一种普通精度的及万能卧式机床，属于使用范围广的通用机床。这种机床的性能及质量较好。但结构复杂，自动化程序较低，是一种属于中型的普通机床，在各厂矿企业的应用很广。

为此，本次设计的任务是对CA6140卧式机床进行数控改造，利用微机对纵横向进给系统实行开环控制。驱动元件是利用步进电动机，传动系统利用滚珠丝杠。

2． 总体方案确定

2.1车床改造方案的选择

2.1.1设计系统的选择

在简易数控系统中，大多数是利用八位微处里机和单片机，近年来国有一些主要的半导体制造厂家相继生产了各种八位单片微型机，主要有MCS—48系列，CS-51系列，Mostek的3870，Motorolo公司的6801和6805。目前在国内用的较广，开发工具较齐的是MCS-51系列，这里选用MCS-51系列中的8031。

2.1.2系统运用方式的确定

数控系统按运动方式可分为点位控制系统，点位直线控制系统，轮廓控制系统，连续控制系统。车床是控制刀具以给定速率沿指定路线运动来加工工件轮廓复杂的零件，其个坐标轴的运动之间有着精确的出数关系，根据车床加工这一特点，采用连续控制系统比较合适，连续控制系统具有点位控制系统的功能，故定位方式采用增量坐标控制。2.1.3伺服系统的选择

伺服系统是实现位量伺服控制有开环、闭环和半闭环三种控制方式。开环控制的伺服系统存在着精度不能达到太高的基本问题，但是步进电机具有位移和输出脉冲的严格对应关系，使误差不能积累，转速和输出脉冲频率有严格的对映关系，而且在负载能力范围内不受电流、电压、负载大

小、环境条件的波动变化的特点，数据装置发出信号的流向是单向的，对移动部件如工作台的实际位置工件检测。并且伴随电子技术和计算机控制技术的发展，目前大多采用直流电动机或交流电动机作为执行元件。虽然闭环、半闭环对控制系统能够实现较高精确的位置伺副。由于反馈环节必须的技术条件要控制闭环系统的良好的稳态和动态性能，其难度也大为提高。

本设计是基于CA6140普通型的车床的经济化、数控化改造故采用步进电动机实现开环伺服系统。2.1.4执行机构传动式的确定

（1）导轨 由于普通型车床的改造精度要求的不高的开环系统，而滑动导轨定位精度和灵敏不需研磨措施可达到10um左右。能够满足改装后的要求，所以仍采用原机床的导轨。

（2）螺旋传动

原机床的丝杠属于滑动螺旋传动，主要缺点就是机械效率低，一般仅为30~60%，与改造后的精度相差很多。数控机床除了具有较高的定位精度外，还应良好的动态间应特征，滚珠丝杠副的特点，传动效率高，一般达到90%以上，通过预紧力可消除丝杠间隙，运动平稳，传动精

度高，有可靠性，磨损小，使用寿命长，但制造复杂，成本高。要使系统指令好，有能满足精度要求，本次改造采用滚动螺旋机构。

（3）齿轮传动

考虑步进电动机步距角和丝杠导程只能按标准选择，为达到0.001秒的分辨率的要求，纵、横向均采用错齿调隙的齿轮做减速运动。

2.2车床改造方案的确定

（1）保留原车床的主传动链。

为了保证机床加工螺纹的功能，在主轴外端安装一个YGM脉冲发生器，使其与主轴转速相一致是1:1的关系，用它来发出脉冲发生器，使微机处理机根据主轴的脉冲信号，使刀架通过丝杠的转角产生进给运动。（2）纵向进给机构的改造,拆除原机床的进给箱和溜板箱利用原机床的安装孔销钉孔安装齿轮箱体,滚珠丝杠仍安装在原丝杠位置,两端仍利用原固定

方式,这样可减少改装工作量。

（3）横向进给机构的安装：保留原手动机构。用于微机进给和机床对零件操作，原有的支撑结构也保留，电动机、齿轮箱安装在机床后侧。

（4）纵、横向进给机构采用齿轮减速，并且用双齿轮错齿法消除间隙，双片齿轮间采用消除弹簧，布量成互为120的位置。当螺钉松开时，由于各个弹簧所受力不同而自动调节间隙，再用螺钉紧固。

纵向齿轮箱和溜板箱均加外罩,以保持机床原外观，起到美化机床的效果,溜板箱上安装了纵向快速进给按钮,以适应机床调整时的操作需要和遇到意外时紧急处理。

3.机械计算部分

本次设计将一台CA6140普通机床改造成微机数控机床，采用MCS-51型系列单片机控制系统，步进电机开环控制，具有直线和圆弧插补功能,具有降速控制功能,其他设计参数如下: 最大回直径:

400 mm 电机功率:

7.5KW 快速进给:

纵向2.4m/min

横向1.2m/min 切削速度:

纵向0.5m/min

横向0.25m/min 定位精度:

0.015mm 移动部件重量:

纵向:800N

横向600N 加速时间:

30ms 机床效率:

0.8 3.1选择脉冲当量

根据机床精度要求脉冲当量,纵向0.01mm/脉冲，横向为0.005mm/脉冲

3.2计算切削力

3.2.1纵切外圆

1主切削力（Fz）计算由《金属切削原理》可知切削率：P：电机功率7.5Kw

n:主传动系统总效率取：η=0.78 Pc-切削功率Pc=0.78×7.5=5.85Kw

Pc又∵Pc=FzV

∴Fz=v

式中: V 切削速度 V=100m/min

FzPc/V=60×Pc×1000/v=3510N 3.2.2 横切端面

主切削力Fz, 可取纵切的1/2

Fz=1/2Fz1/2×3510=1755N 又Fx:Fz :Fy=1:0.4:0.25 Fx=0.4Fz=0.4×1755=702N Fy=0.25Fz=0.25×1755=438.75N Fx=0.25Fz=0.25×1755=877.5N Fy=0.4Fz=0.4×3510=1404N 3.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型

3.3.1纵向进给丝杠 1．计算进给牵引力Fm

纵向进给的综合型导轨

采用三角型或综合导轨:

Fm=kFx+f(Fz+G)

式中:Fx,Fy,Fz, —切削分力(N): G-移动部件的重量(N)f—导轨上的摩擦系数,随导轨形式而不同

K考虑颠复力距影响的实验系数.f=0.16 则Fm=1.15×877.5+0.16(3510+800)=1698.75N

2．计算最大动负载C

3C=LfwFm

选用滚珠丝杠副的直径d.时必须保证在一定轴向负载 作用下.丝杠在回转100万转后,在它的滚道上不产生点蚀 现象.这个轴向负载的最大值称为该滚珠丝杠能承受的最大动

负载C可用C=3Lfw.Fm

60nTL=106

1000VSn=L0

公式中滚珠丝杠导程L=6mm.可取最高进给速度的(1/2~1/3)此处 VS=0.5×0.5=0.25m/min T: 使用寿命按15000h计算 L: 寿命以106转为1单位 Fw: 运转系数，按一般运转取 fw:12~1.5 取fw=1.3 10000.25N=6=42r/min 60nT604215000L=106=106=38小时

C=3L.fw.Fm C=338×1.3×1698.75=7508.47 3．滚珠丝杠螺母的选型

查<<精密机床配件系列>>-山东济宁

选取滚珠丝杠公称直径为φ40选用的型号为 CDM4006-2.5 其额定动载荷15470N,所用强度足够用

４．效率计算 tanrη=tan（r）

公式中摩擦角r=2°446，φ=10 公式中:r丝杠螺旋升角

r—摩擦角滚珠副的滚动摩擦系数 , f=0.003~0.004 R摩擦角约为10分 公式中:r螺旋角 CDM4006 r =2446

r:摩擦角取10分

tan244n=tan(24410）=94.24% 5．刚度验算

先画出纵向进给滚珠丝杠支承方式如图

图3—1纵向进给计算简图

最大牵引力为1698.75N, 支承间距L=1700mm 丝杠螺母及轴承均采用预紧,预紧力为最大牵引力为1698.75N.Fm.L0ΔL=EF

公式中: Fm工作负载(N)L.:滚珠丝杠L=6mm E:材料弹性模数对钢E=20.6×106(N/mm2)F:滚珠丝杠面积mm2

F=1/4πD2=1/4π×402=1256m 1698.736△L=20.61061256.00.394×104mm2

再算滚珠丝杠总长度上拉伸或压缩的变形量δmm δ=0.394×10-4×L/6=0.011

对滚珠丝杠经过预拉拉伸,拉压刚度可提高4倍 其实际变量=1/4×0.011=2.75×10mm

33=0.00756mm<定位精度0.015mm

3.3.2横向进给丝杠

1．计算进给牵引力Fm 横向导轨为燕尾形导轨 其计算公式如下: Fm=KFx+f(Fz+2Fy+G)式中K:考虑颠复力矩的影响实验系数K=1.4 f:导轨上摩擦系数为f=0.2,G移动部件重量G=600N Fm=1.4×702+0.2(1755+2×438.75+600)=1629.3N 2．计算最大动负载(N)1000VS10000.250.54n=L0.==31.25 6031.2515000106L==28.125 3C=28.125×1.2×1629.3=5865.48N 3．选择滚珠丝杠螺母副

查<<精密机床配件系列>>丛书

山东济宁

选用滚珠丝杠为CDM2504-2.5 其额定的动载荷为6638 d=25mm d1=24.5mm 循环列数为1×2.5×2

Coa=16826 螺旋导程角

4r=arctanpD=arctan3.142

5r=2°55 选择精度等级为3级

4．传动效率的计算

tanr

η=tan(r）=tg2°55/tg(2°55+10)=0.945 5．刚度计算

横向进给丝杠方式,如图所示最大牵引力为2612.1N 支承间距 L=450mm 因丝杠长度较短不需要预紧

L=450

图3—2横向进给系统计算简图

1滚珠丝杠的拉伸或压缩变形量

FmL1629.34△L=EF=20.6106/4252=0.6448×104

滚珠丝杠经过预拉伸

=1/4×0.007254=0.0018 3=0.0054小于定位精度

定位精度为0.015

3.4齿轮传动比的计算

3.4.1纵向齿轮传动比计算

已确定纵向脉冲当量δ=0.01 ,滚珠丝杠导程L=6mm和步距角0.75, 可计算出i

360P3600.01i=b.L0=0.756=0.8 可选定齿轮的齿数为i=z1/z2=32/40 或20/25 d=mz=64 z1=32 z2=40 或z1=20 z2=35 d2=70 3.4.2横向齿轮传动比计算

已确定横向脉冲当量δ=0.005mm/step,滚珠丝杠导程L=4mm 和步距角0.75 ,可计算出传动比i 360p3600.005i=b.L0=0.754=0.6 z1=21 ,z2=35

4.微机控制部分

在普通车床CA6140基础上加数控部分,以使其成为经济型数控机床,以完成较高的精度加工.4.1 总体设计

我国目前广泛使用MCS-51系列中的8031芯片,通过扩展和I/O口扩展功能,实现对机床X,Z两个方向的控制.以及软硬的任务分配有:控制步进电

机脉冲发生和脉冲分配,数码显示的字符发生,键盘扫描管理既用硬件管理,又可用软件实现,此次采用若干方案:控制步进电机用的脉冲发生器用硬件.采用国产YB015环行分配器实现,字符发生及键盘扫描均有软件实现.4.2主控制器

4.2.1主控器的选择

近年来同外的一些主要的半导体制造厂家相继生产了各种8位的单片微型端口及部分RAM于一体的功能很强的控制器。目前国内用得较广，开发工具较齐的是MCS—51系列包含三个产品：8031、8051和8751。三者的引脚完全兼容，仅在结构上有一些差异，主要是8031：8031是无ROM的8051，而8751是用EPROM代替ROM的8051。用得较多的就是我所选用的8031。(1)8031型芯片: 1)单片机是集CPU,I/O端口及部分RAM一体的功能很强的控制器,8031基本特点如下: 1处理器CPU8位 2芯片内有时钟电位 3具有12 各字节RAM 4具有21特殊功能的存储器 5具有4 各I / O端口,32根I/O线

6可寻址64K外部数据存储器

7可寻址64K外部程序存储器 8具有两个16位定时/记时数量 9具有5 个中断位,配备两个优先级 10具有一个全功能窜行接口 11具有寻址能力,适宜逻辑计算

从以上论证可以看出,8031型芯片,功能几乎为一块Z80CPU,一块RAM,一块Z80CTC两块Z80PLO和一块Z80SLO处理的微机计算机.(2)8031芯片管脚的功能及其他功能

按引脚功能可分三类，即：其一：I/O口线：P、P1、P2、P3共4个8为口。其二：控制线：PSEN（片外取指令控制）、ALE（地址锁存控制）、EA（片外取存储器选择）、RESET（复位控制）。其三：电源及时钟：Vcc、Vss、XTAL1、XTAL2。4.2.2 8031对片外存储器的选择

1、EPRAM选择：

根据MCS—51单片机应用系统中常用的EPRAM芯片，确定存储器容量为16K。选择EPRAM的型号时，主要考虑的因素是读取速度，这决定着系统是否正确工作。根据CPU与EPRAM时序匹配要求，可选用2片2764程序存储器。

2、RAM选择：单片机的扩展RAM多选用静态RAM，根据容量要求和RAM与CPU的读写时序匹配的要求，这里选用大容量的RAM6264两片。

4.2.3 8031并行I/O口扩展

8031有四个8位口(I/O端口),但真正能够提供用户使用的只有P1口,因为P2 P0口通常用来传送外存储器的地址和数据,P3口也需要使用他的第二功能.因此8031的I/O的端口通常需要扩充.以便他能和更多外联机工作.扩充方法有两种:

①借用外面RAM地址来扩充I/O端口;

②利用并行I/O接口芯片来扩充I/O端口.5.SolidWorks造型

5.1 SolidWorks 软件介绍

SolidWorks是一套基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统,是由美国SolidWorks公司在总结和继承了大型机械CAD软件的基础上,在Windows环境下实现的第一个三维机械设计CAD软件。SolidWorks全

面采用非全约束的特征建模技术,由于其设计过程的全相关性,可以在设计过程的任何阶段修改设计,同时牵动相关部分的改变.它既提供自底向上的装配方法,同时还提供自顶向下的装配方法,自顶向下的装配方法使工程师能够在装配环境中参考装配体其他零件的位置及尺寸设计新零件,更加符合工程习惯.它具有独创性的“封套”功能,来分块处理复杂装配体.其具有的“产品配置”功能,可为用户设计不同“构型”的产品.它集成了设计、分析、加工和数据管理整个过程,所获得的分析和加工模拟结果成了产品模型的属性,在SolidWorks的特征管理器中清晰的列出了详细的数据信息。他还可以动态模拟装配过程,进行静态干涉检查，计算质量特征，如质心、惯性矩等。它将2D绘图和3D造型技术容为一体,能自动的生成零部件尺寸、材料明晰表、具有指引线的零部件编号等技术资料，从而简化了工程图样的生成过程。SolidWorks同时有中英文两种界面选择，其先进的特征树结构使更加简便直接，而且它具有较好的开发性接口和功能扩展性，能轻松实现各种CAD软件之间的数据转换、传送。

Solidwokrs 可充分发挥用三维工具进行产品开发的威力，它提供从现有二维数据建立三维模型的强大转换工具。Solidworks 能够直接读取DWG格式的文件，在人工干预下，将 AutoCAD 的图形转换成Solidworks三维实体模型。另一方面，Solidworks 软件对于熟悉Windows的用户特别易懂易用，它的开放性体现在符合Windows标准的应用软件，可以集成到Solidworks软件中，从而为用户提供一体化的解决方案。

进入SolidWorks的操作界面如图：

图5—1

5.2 绘制草图

图5—2 利用独特的基于特征的零部件建模功能，可以使用拉伸、旋转、薄壁特征、高级抽壳、放样和扫描、阵列特征和孔轻松创建设计。

■ 通过独特的对多个实体的特征及控制，加快零部件建模速度。

■ 通过动态编辑特征和草图，只需执行简单的拖放操作即可进行实时更改。

5.2.1 进入SolidWorks系统后,单击（标准工具栏）的新建，系统将弹出（新建SolidWorks文件）窗口。选择（零件）项，单击（确定）进入。然后在特征管理器中选择（前视基准面）为基准面，绘制草图。具体如图5—2所示。然后在利用拉伸功能就完成了主轴箱的设计，如图：

图5—3

从而生成主轴箱，实图下：

图5—4主轴箱

这就是主轴箱的设计过程，在CA6140设计过程中需要大量的零件如：刀架、导轨、顶尖等。

图5—5 顶尖

图5—6导轨床身

以上是顶尖、导轨床身的设计结果。

5.3 装配体设计

创建新的零部件时，可直接参照其他零部件并保持关系。设计具有成千上万个零件的大型装配体时可获得无可比拟的性能。可将零部件和特征拖放到适当的位置。

SolidWorks 提供完善的产品级的装配特征功能，以便创建和记录特定的装配体设计过程。实际设计中，根据设计意图有许多特征是在装配环境下在装配操作发生后才能生成的，设计零件时无需考虑的。在产品的装配图作好之后，零件之间进行配合加工比如：零件焊接、切除、打孔等功能。

SolidWorks 支持大装配的装配模式，拥有干涉检查、产品的简单运动仿真、编辑零件装配体透明的功能。

SolidWorks提供两种装配体设计方法：

⑴由下而上的设计:首先绘制零件,然后将它们插入装配体中,并把这些零件按设计目的结合,完成装配。这是较常用的设计方法。当使用已建的零件来装配时,这种有下而上的方法较好。

⑵由上而下的设计:与由下而上的方法比,有上而下的设计不同之处在于:先从装配体开始,边装配边绘制零件。由一个零件的几何参数来定义其他的零件,或者产生在装配零件之后加工的加工特征。也可以从草图开始,定义固定零件位置、基准面等,然后参考这些定义来设计零件。

由两者比较来看,由下而上的设计中,由于零件皆为独立的设计,所以其间的关系和重新产生零件的操作较由上而下的设计更为简单,为此本次设计采用第一种方法。

在进入SolidWorks时,单击（标准工具）中的新建选择(装配体)进入装配体的工作窗口,然后通过配合使各个零件装在一起形成装配体, 所形成的装配体如图：

图5—9 卧式数控车床

结

论

通过此次毕业设计,使我对数控机床有了更加深刻的了解。了解了对普通车床进行简单数控改造的过程。知道如何将普通机床改造成简单经济型数控机床：分别将普通车床的丝杠、光杠改造成为滚珠丝杠；分别对机床的横向，纵向进行数控改造，采用步进电动机作为主传动力，采用微机控制。由于目前的水平将理论知识转为现实的生产力，还有一段距离，这就要求我们在今后工作和学习中不断钻研本专业知识，用知识去创造财富。牢记科学技术是第一生产力。

致

谢

本次研究论文在学校教研室、班主任、冯老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。由于能力有限，在整个设计过程中赵老师付出了很多心血，认真地查阅了设计过程中涉及的资料，逐一修改.又细心地帮助我改正，对此表示深挚的感谢。

在设计结尾阶段，我的同学和朋友们对我的设计和论文的书写给予很大的帮助。在此表示感谢。

再一次地感谢各位老师的辛勤指导。

参考文献

[1屈海军.C616型普通机床数控化改造.西安工业大学.2012.1.[2]张洪强.CA6136普通车床数控化改造.燕山大学.2012.5 [3]王国明.CA6140型车床的数控化改造.山东轻工业学院.2012.5 [4] 叶春宇.某型试验台液压加载系统研究.华中科技大学.2012.10 [5]佈和.高压气瓶专用螺纹数控机床电气设计.北京工业大学.2013.3 [6]曹静宇.面向专用机床钻铣数控系统设计.沈阳航空航天大学.2013.12 [7]马军.数控机床VMC850E的数控系统改造.电子科技大学.2014.6 [8]陈昌华.二维自动检测平台控制系统的设计与实现.南昌航空大学.2014.8 [9]董炫良.基于华中数控系统的普通铣床改造.通讯世界.2015.6 [10]韩红彪.卷筒折线绳槽的数控加工方法.矿山机械.2015.10

篇3：c650卧式车床课程设计

摘 要：卧式车床的万能性大，车削加工的范围较广。卧式车床正确的安装与调试对保证机床精度、正常运行有很重要的作用。

关键词：卧式车床;安装调试;方法

一、卧式车床总装配顺序的确定

卧式机床的总装工艺包括部件与部件的联接、零件与部件的联接以及在联接过程中部件与总装配基准之间相对位置的调整或校正，各部件之间相互位置的调整等。各部件的相对位置确定后，还要钻孔、车螺纹及铰削定位销孔等。总装结束后，必须进行试车和验收。

卧式机床总装配顺序，一般可按下列原则进行：

(1)选出正确的装配基准。这种基准大部分是床身的导轨面，因为床身是机床的基本支承件，其上安装着机床的各主要部件，而且床身导轨面是检验机床各项精度的检验基准。因此，机床的装配应从所选基面的`直线度、平行度及垂直度等项精度着手。

(2)在解决没有相互影响的装配精度时，其装配先后以简单方便来定。一般可按先下后上、先内后外的原则进行。例如，在装配机床时，如果先解决机床的主轴箱和尾座两顶尖的等高度精度或者先解决丝杠与床身导轨的平行度精度，在装配顺序的先后上是没有多大关系的，问题是在于能简单方便地顺利进行装配就行。

(3)在解决有相互影响的装配精度时，应该先装配好公共的装配基准，然后再按次序达到各有关精度。

二、卧式车床的安装调试技巧与诀窍

1.床身与床脚的安装技巧与诀窍

床身导轨是滑板及刀架纵向移动的导向面，是保证刀具移动直线性的关键。床身与床脚用螺栓联接，是车床的基础，也是车床装配的基准部件。

(1)床身导轨的精度要求

溜板导轨的直线度误差，在垂直平面内全长为0.03 mm,在任意500 mm测量长度上为0.015 mm,只许凸;在水平面内，全长为0.025 mm.平行度误差(床身导轨的扭曲度)全长上为0.04/1000 mm.刮削导轨每25 mm×25 mm范围内接触点不少于10点。磨削导轨则以接触面积大小来评定接触精度的高低。

(2)床身的安装与水平调整技巧

①将床身装在床脚上时，必须先做好结合面的清理工作，以保证两零件的平整结合，避免在紧固时产生床身变形的可能，同时在整个结合面上垫以(1――2 mm)厚纸垫防漏。

②随着现代工业技术的发展，床身导轨的精度可由导轨磨加工来保证。

③将床身置于可调的机床垫铁上(垫铁应安放在机床地脚螺孔附近)，用水平仪指示读数来调整各垫铁，使床身处于自然水平位置，并使溜板用导轨的扭曲误差至最小值。各垫铁应均匀受力，使整个床身搁置稳定。

④检查床身导轨的直线度误差和两导轨的平行度误差，若不符合要求，应重新调整及研刮修正。

(3)导轨的刮研技巧与诀窍

导轨中最重要和精度要求最高的溜板用导轨作为刮削基准。用角度平尺研点，刮削基准导轨面;测量导轨在垂直平面内的直线度误差及溜板导轨平行度误差。检验桥板沿导轨移动，一般测五点，得五个水平仪读数;测量溜板导轨在水平面内的直线度误差;以溜板导轨为基准刮削尾座导轨面，使其达到自身精度和对溜板导轨的平行度要求。

2.溜板箱、进给箱及主轴箱的安装技巧与诀窍

溜板箱安装在总装配过程中起重要作用，其安装位置直接影响丝杠、螺母能否正确啮合，进给能否顺利进行，是确定进给箱和丝杠后支架安装位置的基准。确定溜板箱位置应按下列步骤进行：

①校正开合螺母中心线与床身导轨平行度误差。

②左右移动溜板箱，使溜板横向进给传动齿轮副有合适的齿侧间隙。将一张厚0.08 mm的纸放在齿轮啮合处，转动齿轮使印痕呈现将断与不断的状态为正常侧隙。此外，侧隙也可通过控制横向进给手轮空转量不超过转1/30来检查。

③溜板箱预装精度校正后，应等到进给箱和丝杠后支架的位置校正后才能钻、铰溜板箱定位销孔，配作锥销实现最后定位。

安装进给箱和丝杠后托架主要是保证进给箱、溜板箱、后支架上安装丝杠三孔应保证同轴度要求，并保证丝杠与床身导轨的平行度要求。安装时在进给箱，溜板箱、后支架的丝杠支承孔中，各装入一根配合间隙不大于0.05 mm的检验心轴，三根检验心轴外伸测量端的外径相等。溜板箱用心轴有两种：

主轴箱是以底平面和凸块侧面与床身接触来保证正确安装位置的。底面是用来控制主轴轴线与床身导轨在垂直平面内的平行度误差;凸块侧面是控制主轴轴线在水平面内与床身导轨的平行度误差。主轴箱的安装，主要是保证这两个方向的平行度要求。安装时在主轴孔插入检验心轴，百分表座吸在刀架下滑座上，分别在上母线和侧母线上测量，百分表在全长范围内读数差就是平行度误差值。