数控车床论文范文

前言：我们精心挑选了数篇优质数控车床论文文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

一般机床是能完成车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等等机械加工的方法的设备，它能把金属毛坯零件加工成所需要的形状，其中包括尺寸精度和几何精度两个方面。

数控机床则是从普通机床的基础上发展过来的，它是一种装备了数控系统的机床。数控系统则是采用了自动控制技术，能用数控指令来控制机床的运动（称之为数控控制技术）的自动控制系统。

二、机床的雏形、诞生及发展

机床是人类进行生产劳动的重要工具，也是社会生产力发展水平的重要标志。

1、数控车床的雏形

机床最早的雏形是于公元前2000多年出现的树木车床。当时，工作时脚踏绳索下端的套圈，利用树枝的弹性使工作由绳索带动旋转，中世纪的弹性棒车床运用的仍是这一原理。1500年左右，意大利人达芬奇曾绘制过车床、镗床、螺纹加工机床的构想革图。中国明朝出版的《天工开物》中载有磨床的结构，用脚踏的方法使铁盘旋转，加上沙子和水剖切玉石。18世纪的工业革命推动了机床的发展。

1774年，英国人威尔金发明较精密的炮筒镗床，他用这台炮镗床镗出的汽缸，满足了瓦特蒸汽机的发展。1770年威尔金森制造了一台水轮驱动的镗床。1797年英国人莫利兹创造的车床能实现机动进给和车削螺纹，这是机床结构的一大变革。19世纪以后，由于纺织、动力、交通运输机械和军火生产的推动，各种基本类型的机床相继出现。

2、机床的诞生及发展

普通机床经经历了近两百年的历史。随着电子技术、计算机技术及自动化，精密机械与测量等技术的发展与综合应用，生产了机电一体化的新型机床一一数控机床。

在20世纪40年代，飞机和导弹制造业发展迅速，原来的加工设备已无能力加工航工业需要的高精度的复杂型面零件。1948年，美国PARSONS公司在加工直升机叶片轮廓检验样板的机床时，首先提出了数控机床的设想，在麻省理工学院（MIT）伺服机构研究所的协助下，于1952年成功研制了世界上第一台三坐标铣床样机。后又经过三年时间的改造和自动程序编制的研究，数控机床进入了实用阶段。于1958年，美国的KEANEY&TRECKER公司在世界上首先研制成功了带有自动换刀装置的加工中心。

可以说，数控机床的诞生为人类带来了不同凡响的意义。于此同时，数控机床的优越性也着重的体现出来了，在国际的竞争日益剧烈、产品品种变化频繁的形势下，各国也开始研究各种不同类型的数控机床，新品种的机床也随之增长。在这样的条件下，数控机床也经历了几代变化：

1952-1959年采用的是电子管构成的专用数控（NC）系统的数控机床，这是第一代。

1959年由于在计算机行业中研制出晶体管元件，因而便出现了采用晶体管电路NC系统的数控机床，从而跨入了第二代。

1965年出现了开始采用小、中规模集成的NC系统数控机床的第三代。

1970年为数控机床发展的第四代，此时采用大规模集成电路的小型通用电子计算机控制系统的系统数控机床。

1974年开始采用微型电子计算机数控系统（MNC）数控机床，此时为第五代。

在经历不同的年代的发展，机床的数控化率不断提高，也使数控机床加工对象改型的适应性加强，加工精度提高，大大的提高了生产效率，为制造业提供了良好的经济效益，且数控机床由于自动化程度很高，很利用现在化的生产管理，使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。

三、数控机床的发展趋向

数控机床一经使用就了其独特的优越性和强大生命力，使原来大量不能解决的问题，找到了科学解决的途径。然而，随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床必须不断发展以更适应生产加工的需要，以达更高更好的效果。

随着数控机床的不断发展，不断提高，同时随着当今世界的快速发展，数控机床也将会有不同的发展方向：

1、迎合制造业的个性需求。

2、不断提高加工精度、加工效率，减少加工辅助时间，强调柔性化来满足生产和组织及管理的需要。

3、强调功能复合化。

4、5轴（坐标）联动控制技术及5轴联动数控机床成为世界机床制造业中的一个技术制高点。CIMT2007上共展出了70多台五轴联动数控机床，其中有40多台是中国自主开发的。

5、注重环保，涉及避免油污污染，以及机床再生、回收等方面。

6、智能化发展，即数控机床的控制系统逐步具备自诊断、自适应控制、逻辑分析判断等功能。最近，日本的山崎马扎克公司陆续开发了主动振动控制、智能热屏障、智能防撞屏障、语言提示；日本大隈公司开发了Thinc智能数字控制系统等等。

7、在并联结构机床方面，哈尔滨量具刃具集团数控设备公司在CIMT2007上展出的并联结构机床LINKS-EXE700具有新的突破意义，不单结构进一步简化，而且加工范围增大、动作快速、刚性和精度提高；五轴联动数控编程与使用常规化，可以加工五面体，在工件特别装夹的情况下，还可作六面加工，这是目前任何机床结构都做不到的。

8、从零件加工方法上来说，称得上革命性发展是出现了实现快速成型技术原理的机床新品种，它采用电热、激光束、离子束、电子束作为能量源，以复合纸、高聚物、金属粉末、高温合金、复合陶瓷、铸造型砂等作为加工材料，一改现有金属切削机床和金属成型机床“材料去除”加工方法，而采用“材料累加”的方法或称“增材制造”方法进行机械零件原型制造。

9、水切割已经与激光切割并驾齐驱成为一门崭新的技术和新的机床门类，中国目前有三、四个单位从事这方面开发，产品已上市。

数控机床的发展方向是多元化的，也可以使其向信息化发展，产生其联网效应，在数控机床工作时，工人和技术师之间有着短距离的联系，以确保加工过程的顺利，在任何一个环节中如若出现问题，可以不须远距离就可以解决。

四、中国的数控

我国的数控机床从20世纪80年代开始起步，2003年我国就成了全球最大的机床消费国，也是世界上最大的数控机床进口国。在“十五”期间，我国数控机床行业实现了超高速发展。其产量2001年为17521台，2002年24803台，2003年36813台，2004年51861台，是2001年的3.7倍，平均年增长39％；2005年国产数控机床产量59639万台，接近6万台大关，是“九五”末期的424倍。中国机床行业在“十五”期间发展迅猛的主要原因是市场需求旺盛。固定资产投资增速快、汽车和机械制造行业发展迅猛、外商投资企业增长速度加快所致。

经过不断的发展，市场上的需求，近几年我国机床工业正处在黄金发展时期：机床工具行业连续8年快速增长，连续6年成为世界第一机床消费国、进口国。虽然我国的机床发展水平和国际还有一定的差距，但是部分产品已经达到国际水平。

在2008年4月21~25日的中国第五届中国国际数控展览会就体现了我国数控机床的发展，是我国国产数控机床自主创新20年的成果的全面展示。此次国展会就展示出我国的高档数控机床可谓是遍地开花，其中多家企业也展出了大规模系列产品，柔性制造系统成套的靓丽登场，而数控机床的整体水平也进行了全面的提升，以往的加工中心也从立式脱颖成卧式，这次展会也展示出了许多前所声誉鹊起有的大型、重型数控机床等。

这次展会也体现我国数控机床的技术先进、质量可靠、性能优越；体现了数控机床在我国经济的持续快速发展和国家政策的大力支持下，机床工业连续六年取得快速增长；体现数控机床在我国的市场的广阔，我国的能力之强大。

五、数控机床的接触

在学校实习时，我也曾经接触过机床与数控机床，感觉好对机床的调整，例如：对一段圆柱进行车圆锥面的时候，根据要求进行计算，将小滑板法转到计算出的角度；而数控机床只要根据技术员所编程序进行车削，自动调整，无须人力。从而看出数控机床比一般机床的高技术性、高效率等，体现了数控机床的优越性、高性能。

数控机床根据所实现加工的情况不同，也有不同的型号。我们刚开始接触数控机床，使用的是模拟型，在厂里所接触的就属于实用型，在这两者之间，也有不同的区别：程序所须代码的意思不同、系统不同、机床按键不同等。同时，根据实际情况所需，数控机床上的功能也随之变动：有的适用于加工普通零件，有的适用于加工高精度的零件。模型弄数控机床，是根据你所编的程度进行操作，没有任何的变动，相当于执行你的指令，不会自我完善；实用型数控机床则相反，它会根据所出现的情况，辨别进行完善，例如：机床用麻花钻进行钻孔，如果你没有设置退刀程序，模拟机床会根据你的程序，一直到钻孔结束；而厂里的机床，可以根据你设置的程序，进行完善，在钻孔时，会自动退一点点，让孔内的铁屑随着退刀出来，再继续钻孔。

在这样的对比之下，可以看出数控机床在向着人类所期待完美状态前进，它的“成长”标志着社会生产水平的发展，是我们人类的重要标志之一。

第2篇

本文作者研究的主要是数控车床的主传动系统，这类主传动系统的设计可用于对普通车床的改造，以适应当前我国机床工业发展的现状，具有一定的经济效益和社会效益。

本文作者完成的设计主要包括根据一些原始数据（其中包括机床的类型、规格等）结合实际条件和情况对车床一些参数进行拟定，再根据拟定的参数，进行传动方案的比较，确定传动方案。然后计算各传动副的传动比及齿轮齿数，再估算齿轮的模数和各轴的轴径，并对齿轮和轴的强度、刚度进行校核。除此之外，还要对箱体内的主要结构进行设计，一些零件的选型，如电磁离合器的选择等，从而完成对整个主传动系统的设计。

关键词：数控车床主传动系统设计

Abstract

Whatauthorofthistextstudynumericalcontrolmaintransmissionoflathemainly,themaindesignoftransmissioncanusefortoordinarytransformationoflathe,Inordertoadapttothecurrentsituationofthepresentindustrialdevelopmentoflatheofourcountry,havecertaineconomicbenefitsandsocialbenefit.

Thedesignthattheauthorofthistextfinishedincludesaccordingtosomeinitialdatamainly(type,specificationofincludingthelathe,etc.)Combineactualconditionandsituationdrafttosomeparametersoflathe,andthenaccordingtotheparameterdrafted,Carryonthecomparisonofthetransmissionscheme,confirmthetransmissionscheme.Itthencan''''tcalculateeverytransmissiontransmissionofthepacksthanandgearwheeltoothcount,estimatemodulusandtheeveryaxlefoot-pathsofaxleofgearwheelmore,Andchecktheintensity,rigidityofgearwheelandaxle.Inaddition,willdesignthemainstructureinthebodyofthecase,theselectingtypesofsomeparts,Electromagneticchoiceofclutch,etc.,finishtowholemaindesignoftransmissionforinstance.

Keywords：NCmachinetool;maindrivingsystem;design

这次毕业设计中,我所从事设计的课题是经济型数控车床主传动机构设计。此类数控车床属于经济型中档精度机床，这类机床的传动要求采用手动与电控双操纵方式，在一定范围内实现电控变速。总体的设计方案就是对传动方案进行比较，绘出转速图，对箱体及内部结构进行设计，包括轴和齿轮的设计、校核等。

为什么要设计此类数控车床呢？因为随着我国国民经济的不断发展，我国制造业领域涌现出了许多私营企业，这些企业的规模普遍不大，没有太多的资本。一些全功能数控系统，其功能虽然丰富，但成本高，对于这些中小型企业来说购置困难，但是中小型企业为了发展生产，希望对原有机床进行改造，进行数控化、自动化，以提高生产效率。我国机床工业的发展现状是机床拥有量大、工业生产规模小，突出的任务就是用较少的资金迅速改变机械工业落后的生产面貌，使之尽可能提高自动化程度，保证加工质量，减轻劳动强度，提高经济效益。我国是拥有300多万台机床的国家，而这些机床又大量是多年累积生产的通用机床，自动化程度低，要想在近几年内用自动和精密设备更新现有机床，不论是资金还是我国机床厂的能力都是办不到的。因此，普通机床的数控改造，大有可为。它适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造主要方法之一。目前，我国经济型数控系统发展迅速，研制了几十种简易数控系统，有力地促进了我国数控事业的发展。经济型数控机床系统就是结合现实的生产实际，我国的国情，在满足系统基本功能的前提下，尽可能地降低价格。

经济型数控车床有许多优点。1）其降格便宜，且性能价格比适中，与进口标准数控车床相比，前者只需一万元左右，后者则需十万甚至几十万元。因此，它特别适合于改造在设备中占有较大比重的普通车床，适合在生产第一线大面积推广。从提高资本效率出发，改造闲置设备，能发挥机床的原有功能和改造后的新增功能，提高机床的使用价值。2）适用于多品种、中小批量产品的适应性强。在普通车床上加工的产品，大都可在经济型数控车床上进行。加工不同零件，只要改变加工程序，很快适应和达到批量生产的要求。3）相对于普通车床，经济型数控车床能提高产品质量，降低废品损失。数控有较高的加工精度，加工出的产品尺寸一致性好，合格率高。4）采用数控车床，能解决复杂的加工精度，还能节约大量工装费用，降低生产成本。5）采用此类车床，还能减轻工人劳动强度将工人从紧张、繁重的体力劳动中解脱出来。6）可以提高工人素质，促进技术进步。数控系统的出现扩大了工人的视野，带动了学习微电子技术的热潮，为工人由“体力型”向“智力型”过渡创造了条件，促进了工厂的技术进步。7）增强了企业应变能力，为提高企业竞争能力创造了条件。企业应用经济型数控设备对设备进行改造后，提高了加工精度和批量生产的能力，同时又保持“万能加工”和“专用高效”这两种属性，提高设备自身对产品更新换代所需要的应变能力，增强企业的竞争能力。

本设计中的数控车床主传动系统的特点就是主电机采用双速电机，这样可以简化箱体内的结构。操纵方式并非是完全数控，而是采用采用手动与电控双操纵方式，在一定范围内实现电控变速。本设计就是对在我国应用非常广泛的C6型数控车床进行的改造，具有广泛的适应性。C6型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。实践证明，把这种车床改造为数控车床，已经收到了良好的经济效益。

总体的设计方案就是对传动方案进行比较，绘出转速图，对箱体及内部结构进行设计，包括轴和齿轮的设计、校核等。设计时一要注意设计的科学性和条理性，另一点就是要注意和实际的结合。设计的依据主要是以经验或类比为基础的传统(经验)设计方法。作为一名尚未毕业的大学生，经验自然是我们所欠缺的，所以除了老师的指导，最主要的就是借鉴书上的设计方法。书上虽然不会有完全相同的示例，但一些其他类型的主轴箱设计方法在这个课题上同样适用，适用也只是大体上的适用，具体到一些细节的设计就需我们自己查设计手册了。比如说其中涉及到电磁离合器的设计就需自己解决。虽然我们很缺乏设计的经验，但还应处处从实际出发。从大处讲，联系实际是指在进行机床工艺可能性的分析、参数拟定和方案确定中，既要了解当今的先进生产水平和可能趋势，更应了解我国实际生产水平，使设计的机床、机器在四化建设中发挥最佳的效益。从小处讲，指对设计的机床零部件的制造、装配和维修要进行认真的、切实的考虑和分析，对推荐的设计数据和资料要结合实际情况进行取舍。通过设计实践，了解和掌握结合实际、综合思考的设计方法。

总体设计方案拟定

1．1拟定主运动参数

机床设计的初始，首先需要确定有关参数，它们是传动设计和结构设计的依据，影响到产品是否能满足所需要的功能要求。根据拟定的参数、规格和其他特点，了解典型工艺的切削用量，了解极限转速、和级数Z、主传动电机功率N。

1．2运动设计

根据拟定的参数，通过结构网和转速图的分析，确定传动结构方案和传动系统图。传动方案有多种，传动型式更是式样众多，比如：传动型式上有集中传动的主轴变速箱。分离传动的主轴箱与变速箱；扩大变速范围可以用增加传动组数，也可用背轮机构、分支传动等型式；变速型式上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。然后计算各传动比及齿轮的齿数。

1．3动力计算和结构草图设计

估算齿轮模数m和轴颈d，选择和计算离合器。

将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安排、布置和设计。

1．4轴和齿轮的验算

在结构草图的基础上，对一根传动轴和齿轮的刚度、强度进行校核。

1．5主轴变速箱装配设计

主轴变速箱装配图是以结构草图为“底稿”，进行设计和绘制的。图上各零部件要表达清楚，并标明尺寸和配合。

目录

0引言1

1总体设计方案拟定3

1．1拟定主运动参数(、、Z)3

1．2运动设计3

1．3动力计算和结构草图设计3

1．4轴和齿轮的验算3

1．5主轴变速箱装配设计3

2参数拟定4

2.1车床主参数(规格尺寸)和基本参数4

2.2各级转速的确定4

3．运动设计5

3．1主拟定传动方案5

3．2传动方案的比较5

3．2．1采用单速电机5

3．2．2采用双速电机6

3．3各级传动比的计算7

3．4各轴转速的确定方法9

3．4．1Ⅰ轴的转速9

3．4．2中间传动轴的转速9

3．5转速图拟定10

4动力计算11

4.1齿轮的计算11

4.1.1确定齿轮齿数和模数（查表法）11

4．1.2确定齿轮的齿数和模数（计算法）并校核12

4．1.3齿轮的精度设计；15

4.2电磁离合器的选择和使用19

5轴的设计和验算21

5.1轴的结构设计21

5.2轴的强度校核(以Ⅰ轴为例)21

5.2.1选择轴的材料22

5.2.2初估轴径22

5.2.3结构设计22

5．2.4轴的受力分析23

5.3轴的刚度校核(以Ⅰ轴为例)25

6主轴变速箱的装配设计28

6.1箱体内结构设计的特点28

6.2设计的方法(以轴的布置为例)28

7结论31

致谢32

参考文献33

附件清单34

附件清单

1数控车床总装图CK-000A3一张

2主传动系统装配图CK-001A0一张

3内隔套零件图CK-101A4一张

4齿轮零件图CK-102A3一张

5齿轮零件图CK-103A3一张

6齿轮零件图CK-108A3一张

7挡油环零件图CK-114A4一张

8挡油环零件图CK-115A3一张

9主轴零件图CK-116A1一张

10轴承透盖零件图CK-117A3一张

11齿轮零件图CK-118A3一张

12齿轮零件图CK-120A3一张

13Ⅰ轴零件图CK-121A3一张

14内隔套零件图CK-122A4一张

15内隔套零件图CK-123A4一张

16带轮零件图CK-124A3一张

17轴承透盖零件图CK-125A4一张

18外隔套零件图CK-126A4一张

19齿轮零件图CK-127A4一张

20内隔套零件图CK-129A4一张

21齿轮零件图CK-131A3一张

22内隔套零件图CK-132A4一张

23齿轮零件图CK-133A3一张

24外隔套零件图CK-134A4一张

25内隔套零件图CK-135A4一张

26床头箱零件图CK-139A0一张

27端盖零件图CK-140A4一张

28外隔套零件图CK-143A4一张

29轴承透盖零件图CK-146A3一张

30传动键零件图CK-147A4一张

31卡口垫零件图CK-148A3一张

第3篇

油管在石油工业中被广泛应用。它是用于油井内输送石油和天然气的钢管，安装于套管内，油气从油管内流升至井口。油管一般都用接箍连接，接箍两端有螺纹，因此油管螺纹是油管间连接的重要环节。

油管螺纹牙型尺寸有两种，一种为每英寸8牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹，一种为每英寸10牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹。

油管扣与普通螺纹相比具有许多特点，它可拆性好，连接强度高，它的牙型分布在1:16的圆锥体上，技术要求高。油管螺纹加工完后应试压，试压要求用规定的螺纹脂(丝扣油)并经过机紧后在规定的最小静水压试验压力下不出现渗漏(并保持规定的时间)。一般为25MPa～45MPa,保压5分钟左右。

下面介绍的是在数控车床上用梳刀加工油管螺纹的实例，图1是泄油体零件图，加工设备是济南机床一厂生产的JICNC-IV数控车床，数控系统是航空航天部七六所生产的MNC826。

2成形梳刀车削油管螺纹的加工原理

我们知道，数控车床加工的基本原理就是插补原理。无论机床是作直线插补、圆弧插补还是螺纹插补，刀具实际的轨迹都是折线。即机床X轴走1步，Z轴走1步，刀具始终是围绕着理论轨迹作阶梯运行。利用插补原理，我们用梳刀对油管螺纹进行成形加工。所不同的是，机床的插补功能是数控系统内部设定的，只要给其坐标值后，系统既能自动进行插补运算，使刀具走出理想轨迹。而梳刀的插补运行是靠程序编制完成的，通过程序的计算和运行，不断改变刀具的起刀位置，从而能做到直接用梳刀加工出油管螺纹。这种加工方法尤其能达到油管螺纹的技术要求，保证精度，密封性好。

3对油管扣加工进行分析、计算

我们从零件图1中可知，这是一个两头对称的27/8TBG油管螺纹，固其加工工艺分为在普通车床上加工外圆、内孔至尺寸，1:16外锥留适量余量；然后在数控车床上用油管螺纹梳刀分六次车削油管螺纹。图2为用2齿梳刀车削27/8TBG螺纹的切削图形。计算尺寸如图3。

4编制加工程序

27/8TBG油管螺纹分六刀车削完毕，其中每一刀的程序编制除尺寸有所变化外，其它基本一样，也可编成一个车螺纹的子程序。其循环过程为：

每次切削余量有所变化，呈逐渐减少趋势，最后一刀为精车油管螺纹，余量最小。