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摘 要

Abstract 2

第一章 绪论 3

1.1课题研究的背景和意义 3

1.2国内外研究概况 3

1.2.1国外研究现状 4

1.2.2国内研究现状 6

1.3设计内容及相关参数 9

第二章 机械系统整体方案的设计 10

2.1机械系统横向的设计 10

2.1.1.脉冲当量的选定 10

2.1.2切削力的计算 11

2.1.4同步带减速箱的设计（横向） 15

2.1.5步进电动机的计算与选型（横向） 16

第三章传动部件的选用 20

3.1滚珠丝杠的选型 20

3.2电机的选用 20

3.2.1电机分类与选择 21

3.2.2电机参数及结构图 22

3.3联轴器的选用 23

3.3.1联轴器的分类 23

3.3.2联轴器的选择 25

3.3.3联轴器参数及结构图 26

3.4滚动轴承的选用 27

3.4.1滚动轴承的分类 27

3.4.2选型与结构图 28

3.5.限位装置 29

3.5.1限位形式 29

3.5.2限位开关的选择 30

第四章刀架和床身的设计 31

4.1刀架的设计选择

4.1.1原理 31

4.1.2紧固螺栓强度计算 32

4.2拖链的选用 33

4.2.1拖链的分类 33

4.2.2拖链的选用 34

4.3防护罩 34

4.3.1机床防护罩的作用 34

4.3.2防护罩的选用 35

4.4车床的安装 35

4.5润滑系统 37

第五章经济与安全性分析 38

5.1经济型分析 38

1零件成本 38

2人工成本 38

5.2安全性分析 38

参考文献 40

摘要

车床是机械加工行业必不可少的一种设备，现代工业的发展依赖于它又相互促进车床的技术发展，并且它在中国的机加工行业中占有重要地位。但普通车床机械结构较为复杂，加上比较低的自动化程度导致它的生产效率很低，并且难以应用于需要复杂形状和精度的零件。近年来，随之科学技术之进步，数控技术之发展也获得巨大的推进，数控机床在公司加工制造中的重要性日益提高。机床的数控和自动化已成为机床工业发展的必然趋势。在本文中，我将对数控车床的机械部分零件设计进行详细的设计和研究。本课题主要进行这些内容：了解世界范围内的数字控制技术的发展并进行深入分析；拟定两轴数控车床机械系统的设计框架；主要包括X轴和Z轴进给机构的设计，对每一个关键部件和环节要进行计算和校核。制定机床刀架的设计选型方案，对刀架上的紧固螺栓进行详细的计算与选型。在安装和调整设计好的机床后，用检测仪器进行测量精度并在允许的范围内，完成检查后设计的两轴数控车床的基本性能满足使用要求还有较大的提升空间。

关键词 步进电机 机械加工 研究现状 数控化改造 条形刀具参数 机械设计

Abstract

In China's manufacturing industry, ordinary lathes are the most widely used in enterprises, capable of processing various shaft parts, and occupy an important position in China's machining. However, the mechanical structure of ordinary lathes is more complicated, and the relatively low degree of automation results in the development of conversion science and technology, which greatly promotes the development of CNC technology. CNC machine tools are increasingly improved in the company's processing and manufacturing. machine tool. This design mainly completes the following work: analysis and research on the content of the existing CNC technology development; formulate the overall design plan of the CNC lathe, select the CNC system of the CNC lathe; complete the design of the feed system of the ordinary lathe, including horizontal and vertical feed Each key part of the system must be calculated and checked. Design plan, detailed calculation and selection of the fastening bolts of the tool holder. After installing and adjusting the designed machine tool, test its geometric accuracy and positioning accuracy, and after passing the inspection, the designed lathe has made breakthrough improvements in machining performance, machining accuracy and machining parts efficiency.

Keywords：Stepping motor machining research status quo CNC transformation bar cutter parameters mechanical design

绪论

1.1课题研究的背景和意义

数控车床作为机电结合的产物,在机械行业发挥着巨大的推进作用,它指的是涵盖了控制、测量和车床机械结构等多方面的先进技术而集成制造的新型车床。数控车床集成高精度和柔性化为一身,是车床机械加工的一项核心技术设备^[1]。随着现代科学和信息技术发展突飞猛进，新出的产品层出不穷，对机械零件的各方面要求也在不断提高,在国际市场上多个品种出口比重明显有所增加。在这样的情况下依靠传统的生产线和加工机械设备已经很难完全满足中国企业的长期发展战略需要。因此在全世界各国工业都大力发展先进的数控车床,来促进工业的发展,缩短国家企业的数控产品设计研发生命周期。车床产品的出现和迅猛的发展,充分体现了我国车床存在的主导地位和重要作用。数控生产量的多少,技术水平的高低,也是国力的重要体现。数控车床不仅仅是一个高科技产品，同时也是航空航天，汽车电子产业，基础产业的重大技术装备。国外高度重视数控车床的相关进展。我国为大力促进工业的发展,提高国家经济实力,提出了非常丰厚的补贴和优异的政策,促进我国的技术水平不断得到提高,在不断赶超世界水平车床方面也取得了长足的技术进步。我国仍然是一个发展中国家,就目前数控车床的全产业链的总体经济发展情况来看,我国与世界先进水平在各个方面相比都还有很长一段路要走。数控车床是国家未来发展各行业的重要设备,是推动社会进步和经济提高的坚实后盾。如果数字控制技术的发展还是主要依赖于国外的话，不仅可能意味着中国的制造成本难以显著降低，还有国家在车床行业的脆弱性。综上所述,本次的项目主要就是以现在的这个背景下,完成两轴联动数控车床各个方面的硬件设计。

1.2国内外研究概况

1.2.1国外研究现状

自美国生产出世界上第一台数控机床，已代表着数控机床时代的到来。目前世界上机床技术最先进的国家基本属于西方发达国家。因为工业革命是在海外爆发的，美国这个国家在发展工业上投入了很大心力，本土的数控技术在当今世界一直处于领先位置。美国著名的重型机床及传动系统零件制造商MAG公司最近推出了一款新型XS211卧式加工中心^[2]，如图1-1所示。

图1-1新型新型XS211卧式加工中心

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