摘 要

随着近几年信息科技技术，集成电子科学技术，数字检测，位置检测等各种检测技术和数字自动化控制技术的发展，CNC数字控技术在现代机械工业的很多领域都有着越来越多的应用，传统的机械装备已经不能满足人们的生产需求，加工精度高，生产效率高，生产产品种类丰富多样，制造模式更加灵活的数控装备正在成为现代生产制造的主力装备。随着数控技术在机械加工制造领域的广泛应用，之前传统机床难以加工的各种零部件，在数控机床的应用下变得能够高效高精度的加工，加工曲面，不规则面等各种复杂的形状能够更多样化。数控技术对国家生产制造业的快速发展的越来越重要。生产制造业的实力往往代表着一个国家的实力。

数字控制技术和数字控制装备逐渐成为如今制造业的基石。数控车铣中心是数控技术和车床铣床相结合的一种新型加工中心。用以满足现代工业加工中，小批量，多种类，高精度，高灵活性等特点。与普通地机床相比，数控车铣中心的制造精度更高，生产加工灵活性更好，适应多品种加工更强，自动化控制程度更高。

此次毕业设计主要是完成一台小型数控车铣中心的进给系统及尾座部件的设计。也设计了一些与之相匹配的一些结构，用以装配成为一台完整的加工中心。该加工中心具有结构简单，尺寸小，能同时完成车削和铣削的工序。

此次毕业设计对小型数控车铣中心的基本结构，基本尺寸进行了全面详尽的设计计算。并且用solideworks完成了对加工中心的构造组成的三维模型，以便于清晰地展现此毕业设计的设计思想和结构组成。然后对设计中比较重要零件进行校核计算，以确保此设计合理可行。

关键词: 数控车铣中心；进给系统；尾座部件

Abstract

With the development of information technology, microelectronics technology, detection technology and automation technology, numerical control technology has been widely used in various fields of modern industry, ordinary machinery and equipment are gradually high precision, high efficiency, high flexibility of the NC equipment replaced. The use of numerical control technology, so that difficult to work before the parts become efficient and efficient processing, processing the shape of the surface can be more diverse. CNC technology plays an increasingly important role in the development of some important areas in the national economy.

CNC technology and CNC equipment has gradually become the basis of modern manufacturing. CNC milling machine is a CNC machining and lathe milling machine combined with a new type of processing center. To meet the modern industrial processing, small quantities, many types, high precision, high flexibility and so on. Compared with the ordinary machine, CNC milling machine center manufacturing more precision, flexibility, better adaptability, higher degree of automation.

This topic is mainly to design a small CNC milling machine center feeding system and tailstock components. Also designed some of the matching with some of the structure, used to assemble into a complete machining center. The machining center has a simple structure, small size, can simultaneously complete the turning and milling process.

The basic structure of the design of the basic structure of the small CNC milling machine, the basic size awakened the detailed design, calculation. And three-dimensional modeling of the structure of the machining center with solideworks in order to visualize the design ideas and assembly. And then in the design of selected parts of the typical parts of the calibration calculation to ensure that the design is reasonable and feasible.

Key Words: CNC milling center；feed system；tailstock parts

目录

第一章绪论 1

1.1数控机床的发展 1

1.1.1设计背景及意义 1

1.1.2国内外发展现状 1

1.1.3国外先进机床介绍 1

1.2设计的主要任务 3

第二章 进给系统设计 4

2.1概述 4

2.2数控机床工作原理及组成 4

2.2.1数控机床的工作原理 4

2.2.2本设计小型数控车铣中心的组成 5

2.3机械系统设计 5

2.4伺服电机选择 7

2.4.1伺服电机的选择原则 7

2.4.2伺服电机设计计算 8

2.4.3 X轴方向进给伺服电机型号选择 8

2.4.4 Z轴方向进给伺服电机的选择 9

2.5 X轴方向和Z轴方向进给系统设计计算 9

2.5.1设计参数 9

2.5.2切削力及其切削分力计算 10

2.6滚珠丝杠副介绍 10

2.6.1滚珠丝杠副概述 10

2.6.2滚珠丝杠螺母副的设计 11

2.6.3滚珠丝杠螺母副得轴向负载力 11

3.6.4滚珠丝杠得动载荷计算与直径估算 12

2.7丝杠支承轴承得选择 13

第三章 小型数控车铣中心尾座部件设计 15

3.1绪论 15

3.2尾座套筒设计 15

3.3尾座体的设计 15

3.4尾座顶尖的选用 16

3.5尾座驱动系统的设计 16

结论 17

致谢 17

参考文献 18

绪论

数控机床的发展

设计背景及意义

随着人们对生产效率，加工精度，生产成本的要求越来越高，普通的数控车床和铣床已经很难满足人们的生产要求。数控机床技术的发展关系到国家战略地位，更是一个国家综合国力的象征，一个国家制造业的发展水平代表着国家工业化的发展水平。因此，复合机床应运而生，并且技术逐渐成熟，相比传统机床，有很明显的优势。

主要集中在几个方面：

1. 缩短产品成产制造的工艺链，提高生产效率。小型数控车铣加工在一次装卡结束后，能够完成多道加工工序，因此能够有效的缩短产品成产制造工艺链。这样不仅减少了装夹工件的时间，而且缩短了工装卡具制造周期和等待时间，因此极大的提高生产制造的效率。
2. 减少工件装夹次数，提高加工精度。减少工件装夹次数消除了由于定位基准改变而引起的误差积累。同时，如今的的数控车铣加工设备基本上都匹配有自动检测的功能，可以实现制造过程关键数据的在位检测和精度控制，从而提高工件的加工精度。
3. 减少占地面积，降低生产成本。尽管数控车铣加工中心的制造成本高，结构更加复杂，但因为能够缩短制造工艺链，并且成产工件时所需的装备更少，工装夹具的数量、机床设备所占空间和用在维护设备上的费用都比传统机床少，所以能够极大的降低生产制造成本、从长远来看，具有更大的经济效益。

国内外发展现状

在最近这些年，国内数控机床发展迅速，产量不断增加，但包含尖端科技水平的产品数量比较少，无法与欧美日本等国家的数控机床有力地竞争。而国外数控机床迅猛发展，尤其是西门子和发那科则占据了绝大部分世界市场。我国数字控制机床产业发展越来越迅速，与欧美先进机床之间的科技水平的差距越来越小，但是还有很多的问题需要解决。