题 目：数控车床设计
摘要
数控车床集计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，是典型的机电一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式，产业结构，管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大的变化。本文较为详细的介绍了对车床重要组成部分的设计和它们的结构和工作原理，通过查阅各种资料对这些部分进行结构设计，工艺设计，软件模拟仿真等，让我们对数控车床的了解得到很大提高，同时也熟练掌握了很多专业软件。
abstract
Numerical control lathe set computer technology, electronic technology, automatic control technology, sensor measurement, machinery manufacturing, is a typical mechatronics product. The development and application of it opened a new era of manufacturing, changed the manufacturing production mode, industrial structure, management style, make the pattern of world manufacturing industry, great changes have taken place. This paper detailed introduces the design of an important part of the lathe and their structure and working principle, through consulting all kinds of information on these parts structure design, process design, the software simulation and so on, let's understanding of the numerical control lathe is greatly improved, but also mastered many professional software.
关键词：数控车床、结构设计、工艺设计、编程仿真
目录
目录
一．综合实践任务书 ............................................................................................................. 3 二．结构设计 ......................................................................................................................... 3
2.1 、自动换刀装置设计 .............................................................................................. 3
2.1.1、自动换刀装置的作用 .............................................................................................................. 3 2.1.2、自动换刀装置的形式 .............................................................................................................. 3 2.1.3、回转刀架式自动换刀装置 ...................................................................................................... 3 2.1.4、四方回转刀架的结构及其工作原理 ...................................................................................... 4 数控车床常用的螺旋升降立体式四方回转刀架结构如图2.1所示： ........................................... 4 2.1.5、自动回转刀架主要传动部件的设计计算 .............................................................................. 5 2.1.6、蜗杆的选型 .............................................................................................................................. 5 2.1.7、蜗杆副的材料 .......................................................................................................................... 6 2.1.8、蜗杆和涡轮的主要计算参数和几何尺寸 .............................................................................. 7 2.1.9、校核涡轮齿根弯曲疲劳强度 .................................................................................................. 8 2.1.10、蜗杆的设计计算 .................................................................................................................... 9 2.1.11、自锁性能校核 ........................................................................................................................ 9
三．工艺设计 ....................................................................................................................... 10
3.1 、刀架典型零件的工艺设计 ................................................................................ 10
3.1.1、蜗杆轴的工艺设计 ................................................................................................................ 10 3.1.2、霍尔元件代替物的加工工艺过程 ........................................................................................ 11
四．数控编程及仿真 ........................................................................................................... 12
4.1 、刀架典型零件的数控编程与仿真 .................................................................... 12
4.1.1、车类零件的数控编程与仿真 ................................................................................................ 12 4.1.2、铣类零件的数控编程与仿真 ................................................................................................ 13
五．任务与分工 ................................................................................................................... 14 参考文献 ............................................................................................................................... 14 附件 ....................................................................................................................................... 15
一．综合实践任务书
1.1、题目：数控车床设计
1.2、任务描述：了解机床的基本知识，明确重要组成部分的原理与过程，对机床完成结构设计、工艺设计、数控编程与仿真等
1.3、完成工作要求：各部分装配图1张、重要零件的零件图、典型零件的加工工艺过程卡和工序卡、典型零件的数控编程仿真加工程序
二．结构设计
2.1 、自动换刀装置设计 2.1.1、自动换刀装置的作用
对于现在的数控机床来说，自动换刀装置成为普遍现象，它能使数控机床在工件的一次装夹中完成多种甚至所有的工序，可以有效的缩短加工的辅助时间，减少加工过程中由于多次安装工件而引起的误差，从而提高机床的加工效率和加工精度。
在机床的数控化改造中，对于后来加上去的自动换刀装置来说，主要要求：换刀时间短，刀具重复定位精度高，有足够的刀具储备量，如果带刀库时，刀库应占地面积小而且安全可靠等。
2.1.2、自动换刀装置的形式
自动换刀装置因数控机床的形式、工艺范围和刀具的种类与数量不同而具有不同的形式，目前常用的是回转刀架式和带刀库的自动换刀装置。根据实验室教学机床，我们选择回转刀架式自动换刀装置。 2.1.3、回转式自动换刀装置
回转式自动换刀装置也称转塔式刀架，它是数控车床上最常用，也是最简单的自动换刀装置，会装刀架使用回转头各刀座来安装或夹持各种不同用途的刀具，通过回转头的旋转分度来定位车床的自动换刀动作。回转刀架可以设计成四方刀架、六角刀架或圆盘式轴
向装刀刀架等多种形式，其上可安装4把、6把或更多的刀具，并可按数控指令换刀。
回转刀架在结构上必须具有良好的强度和钢度，以承受机床在切削加工时的切削抗力。由于车削加工精度在很大程度上取决于刀尖的位置，对于数控车床来说，加工过程中刀具位置不进行人工调整，有必要选择可靠地定位方案和合理的定位结构，以保证定位刀架，在每次转位后，具有尽可能高的重复定位精度（一般为0.001~0.005mm）。
一般情况下，回转刀架的换刀动作包括：刀架抬起、刀架转位、刀架定位及压紧。（本次设计对象为回转刀架式中常用的四方回转刀架。） 2.1.4、四方回转刀架的结构及其工作原理
2.1.4.1、结构：
数控车床常用的螺旋升降立体式四方回转刀架结构如图2.1所示：
