机床设计论文篇1

(2)调研过程

本调研的路线如图1所示，在文献研究基础上设计调查框架。具体的调查分为三个阶段：第一阶段为预备访谈。它为正式访谈做准备，对正式访谈中可能出现的情况进行模拟，发现问题，从而完善访谈提纲，使正式访谈能够顺利地进行。第二阶段为正式访谈。电话预约访谈人员，确定访谈时间（90-120分钟）和地点，并将访谈提纲提前发给受访者，使之提前做好准备，提高访谈效率；访谈时全程录音并做笔记。第三阶段为参与机床造型设计方案讨论会。其目的是通过参与设计师、工程师、管理者之间的直接交流，深入分析影响机床造型设计方案可行性的主要原因。

（3）访谈提纲

本调研的访谈提纲有两种，分别是针对设计师和工程师拟定的，如表一、二为访谈提纲的主要问题。

（4）调研结果

在对设计师的访谈中，他们提到在设计机床造型方案时，一般不考虑机床的结构，他们认为成本足够，结构都能实现。但企业从经济性上考虑，会限制生产成本，从而改变机床的结构或造型去实现设计方案。最终样机与设计方案不同点主要是结构上不能完成的部分。在对工程师的访谈和参与设计方案讨论会中，了解到他们与设计师在完成初步设计方案后进行交流，对方案的可行性进行探讨。当遇到难以完成的结构时，设计师在讨论会后对方案进行修改。工程师认为设计师的方案都很美观、新颖，但结构上难以实现，为了考虑成本，只能放弃。他们认为最终样机与最初方案差别不大，因为他们会去用其他工艺替代不能完成的工艺，尽可能实现最初设计方案。

2调查结果分析

通过深度访谈和参与机床造型设计方案讨论会，获得机床造型设计方案可行性的原始资料。在此基础上进行分析，了解到影响可行性的主要因素是造型、结构和成本。

(1)造型的美感因素

当今时代，人们非常重视产品带来的感觉体验。具有良好美学品质的产品，在使用中可以让用户心情愉悦，在展览会上可以给观众带来美好的视觉感受，对提升产品的市场竞争力和品牌知名度很有帮助。企业引进工业设计的重要目的就是提高产品的美学品质。因此，机床造型设计方案在美学品质上不能满足企业的要求，是一定不会被采纳的。图2是设计师为某机床企业设计的磨床造型方案。该方案给人的视觉感受是笨拙、缺少美感，且体现不出磨床的特点，在方案初步评审中遭到淘汰。因此，造型的美感是决定设计方案是否可行的首要因素。

(2)造型的结构因素

机床的造型不能脱离结构而存在。结构是造型的基础，造型是结构的不同表现形式，不同的结构布局会影响产品外观的形式表现。造型的实现必须要以结构作为支撑，合理的结构能提高机床造型设计方案的可行性，所以设计师在设计机床造型时必须考虑它在结构、工艺、装配上是如何实现的，不能效果图美观，而缺少可加工性，这样的方案是不可行的。如图3所示，该机床的造型设计方案底边切角成菱形，这种造型的内部结构很难实现，钣金折弯或焊接工艺都达不到预期的效果。因此尽管该方案的美学品质受到肯定，但最终还是被放弃。

(3)造型的成本因素

产品成本是衡量生产消耗的补偿尺度，企业必须以产品销售收入抵补生产中的各项支出，才能确定盈利，因此生产成本的控制是十分重要的。设计师在设计机床造型方案时不能盲目地追求时尚、高端，而要在生产成本限制内，展开设计创意，提出可行的设计方案。图4门把手的中间设计了一条蓝色彩带，给人以精致的感觉，加工工艺也是可行的，但提高了造价。在设计方案评审后，将把手更换成市场上价格较低的标准把手。

机床设计论文篇2

在明确了故障产生的原因以后，就可以参考故障修理的流程图（见图1）进行分析和操作，下面的修理流程图能够为排除故障提供帮助和参考。在参考流程图进行修理时也要及时做好故障的检修记录。机床在购买回来以后，都有相应的维修指南，在维修指南上还配有电路图，这些参考指南能够为维修提供有效的帮助。在维修的手册上都标注了警报标识和警报术语。但是机床系统的报警设备一般都比较完备，因此修理人员可以在发生一次警报提示以后，根据警报信息进行修理。

3机床线路以及元件安装及设计

按照机床元件的控制和安装的要求和标准，对元件合理布局，并要保证布局的美观和完整，保证机床操作起来更加方便[2]。一般，机床线路的安装必须应用柔软的电线安装，并且在安装时要严格按照电工工艺操作，设备套线、电源按钮以及指示灯可以通过各个电力的接触点引出。机床设备上的其他接触点如果不能直接进行测量，则可以将其引到接线端子上检测。这样设计可以将机床上的每一个接触点都能够直接进行检测，省去了拆除元件的时间，并减少了电能的损耗。可以在安装底板上安装80个单向底盒，并将所有机床上的故障点连接到这些底盒里，在连接完成以后，做好记录。排查故障应用的导线可以应用夹子将导线的两端夹紧，不需使用螺丝刀处理导线，这样在检查故障时能够更加精准，并能有效节约能源。可以在测量时应用万用测量表进行检测，这样可以确保机床上的每一个接触点都能够被测量到。万用测量表可以测量设备上所有端点，并能使鳄鱼导线加紧的两个端点在排查故障时更加的便利。

机床设计论文篇3

2.1设计任务本设计任务是对CA6140普通车床进行数控改造。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向（Z向）脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向（X向）脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。2.2总体方案的论证对于普通机床的经济型数控改造，在确定总体设计方案时，应考虑在满足设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能少，以降低成本。（1）数控系统运动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、连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件，所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。（2）伺服进给系统的改造设计数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。所以，本设计决定采用开环控制系统。（3）数控系统的硬件电路设计任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效地运行。在设计的数控装置中，CPU的选择是关键，选择CPU应考虑以下要素：1.时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关；2.可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关；3.I/O口扩展的能力与对外设控制的能力相关。除此之外，还应根据数控系统的应用场合、控制对象以及各种性能、参数要求等，综合起来考虑以确定CPU。在我国，普通机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机，主要是因为它们的配套芯片便宜，普及性、通用性强，制造和维修方便，完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中是以MCS-51系列单片机，51系列相对48系列指令更丰富，相对96系列价格更便宜，51系列中，是无ROM的8051，8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控机中应用最多的是8031单片机。本设计以8031芯片为核心，增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的控制系统。2.3总体方案的确定经总体设计方案的论证后，确定的CA6140车床经济型数控改造示意图如图所示。CA6140车床的主轴转速部分保留原机床的功能，即手动变速。车床的纵向（Z轴）和横向（X轴）进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心，由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经电机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削螺纹的功能，必须安装主轴脉冲发生器，为此采用主轴靠同步齿形带使脉冲发生器同步旋转，发出两路信号：每转发出的脉冲个数和一个同步信号，经隔离电路以及I/O接口送给微机。如图2－1所示：

第三章微机数控系统硬件电路设计

3.1微机数控系统硬件电路总体方案设计本系统选用8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等。其硬件框图如图3－1所示：图3－28031芯片内部结构图各引脚功能简要介绍如下：⒈源引脚VSS：电源接地端。VCC：＋5V电源端。⒉输入/输出（I/O）口线8031单片机有P0、P1、P2、P34个端口，每个端口8根I/O线。当系统扩展外部存储器时，P0口用来输出低8位并行数据，P2口用来输出高8位地址，P3口除可作为一个8位准双向并行口外，还具有第二功能，各引脚第二功能定义如下：P3.0RXD：串行数据输入端。P3.1TXD：串行数据输出端P3.2INT0：外部中断0请求信号输入端。P3.3INT1：外部中断1请求信号输入端。P3.4T0：定时器/计数器0外部输入端P3.5T1：定时器/计数器1外部输入端P3.6WR：外部数据存储器写选通。P3.7RD：外部数据存储器读选通。在进行第二功能操作前，对第二功能的输出锁存器必须由程序置1。⒊信号控制线RST/VPD：RST为复位信号线输入引脚，在时钟电路工作以后，该引脚上出现两个机器周期以上的高电平，完成一次复位操作。8031单片机采用两种复位方式：一种是加电自动复位，另一种为开关复位。ALE/PROG：ALE是地址锁存允许信号。它的作用是把CPU从P0口分时送出的低8位地址锁存在一个外加的锁存器中。外部程序存储器读选通信号。当其为低电平时有效。

VPP：当EA为高电平且PC值小于0FFFH时CPU执行内部程序存储器中的程序。当EA为低电平时，CPU仅执行外部程序存储器中的程序。XTAL1：震荡器的反相放大器输入，使用外部震荡器时必须接地；XTAL2：震荡器的反相放大器输出，使用外部震荡器时，接收震荡信号；（2）片外三总线结构单片机在实际应用中，常常要扩展外部存储器、I/O口等。单片机的引脚，除了电源、复位、时钟输入以及用户I/O口外，其余的引脚都是为了实现系统扩展而设置的，这些引脚构成了三总线形式：⒈地址总线AB地址总线宽度为16位。因此，外部存储器直接寻址范围为64KB。由P0口经地址锁存器提供16位地址总线的低8位地址（A7～A0），P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。⒉数据总线DB数据总线宽度为8位，由P0口提供。⒊控制总线CB控制总线由第二功能状态下的P3口和4根独立的控制线RST、EA、ALE和PSEN组成。其引脚图如图3－3所示：3.1.28255A可编程并行I/O口扩展芯片8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接，它具有三个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与设备之间的信息交换。8255A的结构及引脚功能：1、8255A的结构8255A的内部结构如图3－4所示。其中包括三个8位并行数据I/O端口，二个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和一个8位数据总线缓冲器。各部分功能介绍如下：（1）三个8位并行I/O端口A、B、CA口：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。可编程为8位输入、或8位输出、或8位双向寄存器。B口：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位输入或输出寄存器，但不能双向输入/输出。C口：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器，C口可分作两个4位口，用于输入或输出，也可作为A口和B口选通方式工作时的状态控制信号。（2）工作方式控制电路A、B两组控制电路把三个端口分成A、B两组，A组控制A口各位和C口高四位，B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器，用来接收由CPU写入的控制字，以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或置“1”。（3）读/写控制逻辑电路它接收来自CPU的地址信号及一些控制信号，控制各个口的工作状态。（4）数据总线缓冲器它是一个三态双向缓冲器，用于和系统的数据总线直接相连，以实现CPU和8255A之间信息的传送。

参考文献：

[1]王润孝，秦现生.机床数控原理与系统.西安:西北工业大学出版社,2000

[2]李华，MCS-51单片机实用接口技术.北京:北京航空航天大学出版社,1993

[3]李圣怡等，Windows环境下软硬件接口设计.长沙:国防科技大学出版社,2001

[4]顾京，数控加工编程及操作.北京:高等教育出版社,2002

[5]周伟平，机械制造技术.武汉:华中科技大学出版社,2002

机床设计论文篇4

2.1零件成形方案

根据零件工艺分析成形工序，在3个工位实现4道工序，其中冲裁使用2个工位。按照左侧的进料方向，第1工位冲裁实现缩口部位的余料切除;第2工位冲裁按照步长实现带料的分离;第3工位为复合工位，实现卷圆、整形、缩口等3道工序，该工位内实现成形件的直角转向，即通过中心导向成形杆，利用成形刀具实现卷圆，然后通过推管沿中心导向成形杆推动圆管件的前进，进入下一道工序进行整形，通过整形使圆管件达到尺寸要求，此阶段完成，继续保持压紧状态，随后缩口刀具运动，缩口成形过程完成;机床继续运动，打开缩口刀具整形刀具回退推管前进，下一个零件入位成品零件弹出红外检测过程完毕，即背部大传动齿轮转动360°而完成一个工作循环。

2.2运动过程规划及材料计算

根据工作循环周期上滑块的运动规律，上滑块下运动死点为圆周的6点方向，上运动死点为圆周的12点方向，规划12点～6点之间完成冲裁卷圆整形缩口，6点～12点之间完成缩口刀具回退整形刀具回退卷圆刀具回退推件、出件推管回退完成条料的步进。根据中性层计算公式进行料带宽度计算［7－10］:ρ=R+Kt(1)式中:ρ为中性层半径;R为折弯内角半径;K为中性层位置因数;t为折弯材料厚度。零件的折弯内角半径为0.3mm，通过文献［4］中性层位置因数K与R/t的关系，取K=0.25，则料带宽度为19.6mm。进行步距计算，在卷圆时中性层向外移，考虑到铝材质，按照文献［5］推荐，本例中K取0.5，则条料步距为21.35mm。

2.3模具总体结构

(1)送料部分。采用机床自带、并与背部大传动齿轮相啮合的自动步进机构实现送料。(2)冲裁成形部分。第1部分和第2部分冲裁在固定盘实现，通过上滑块提供动力，第1部分冲裁成形形成缩口的多余材料，第2部分冲裁通过组合凸模实现带料分离。(3)复合成形部分。该部分结构分为固定盘1、固定盘2、动盘、随动盘、压盖、刀具等部分，圆形固定盘1和2提供卷圆刀具运动导向结构，同时也提供动盘和随动盘的转动轴心。动盘提供整形刀具和缩口刀具运动导向和安装空间，通过动盘和随动盘的旋转运动，利用斜楔结构，实现整形刀具闭合。整形刀具自带弹簧，保证6点～12点之间能够打开，缩口刀具为2个半型结构，成形区背侧设计螺旋曲面，利用随动盘和压盖的转动，使缩口刀具闭合，并向管端逼近，实现缩口成形，其中2个半型在6点～12点区间打开，从而在推件工序时具有足够的让位空间。整个复合成形部分包括3层独立运动功能模块，这些模块运动的组合，可实现卷圆整形缩口等4道工序。

3模具结构设计

3.1送料机构

模具由机床自带的曲柄连杆式步进定距机构实现进给送料，在步进机构与主工作台面之间单独设计带盖板的固定导料槽，保证料带平稳进入复合成形部分。

3.2冲裁和卷圆机构

卷圆成形属复合成形部分的第1层，将固定盘1通过螺栓固定在主工作平面，中心成形杆位于盘中心，均与背部大传动齿轮同心，此结构部分要实现第1、第2步冲裁和卷圆成形。第1步冲裁利用上滑块带动冲裁凸模，通过固定盘1上的凹模和卸料结构，实现缩口部分多余材料的去除。第2步冲裁凸模与12点成形刀具为组合结构，固定盘1内的镶拼结构端面为半剪切凹模，实现料带的定距分离。固定盘1提供卷圆刀具、推管和中心成形杆的定位和运动导向。该部分设计4把卷圆刀具，刀具并和后顶端圆弧结构形成零件的外形尺寸，成形刀具分别按照12点、4点、8点的位置分布于固定圆盘的四周［11］。成形刀具固定于刀具弹簧座，运动顺序为12点成刀具顶出4点和8点刀具顶出，完成卷圆。

3.3推件机构

此部分由中心成形杆和推管组成，中心成形杆端部设计成缩口凸模，中心成形杆插入推管，固定于机床自带的推进机构，中心成形杆固定不动，推管通过螺纹连接固定于背部机构实现往复运动，推动零件沿中心成形杆顺序滑动，成形杆端部2个凹槽放入弹簧钢丝，增大零件运动阻力，保证零件间顺序前进。

3.4整形机构

管件整形通过动盘、固定盘2和整形刀具实现，动盘利用上滑块提供动力，绕固定盘2转动，固定盘2内安装4把整形刀具，整形刀具依靠刀具之间的弹簧和动盘斜楔实现夹紧和打开，刀具末端斜楔结构为圆弧面，此阶段刀具锁紧沿中心成形杆运动的中间件(刀具不再继续运动)，从而实现零件整形，并提供缩口成形时的零件锁紧力。

3.5缩口机构

缩口成形依靠2个动半形结构完成，动半形结构之间依靠导向柱和弹簧实现开合运动。动半形结构闭合后形成缩口凹模，动半形结构背部设计为螺旋曲面结构，通过缩口调整杆驱动随动盘和压盖端的螺旋曲面的转动，实现动半形沿轴线运动，并接近待缩口端的中心成形杆端的缩口凸模。缩口调整杆依靠上滑块的运动提供动力。

3.6吹送机构

为避免零件依靠自重滑落出模具而产生卡滞现象，在动盘和整形刀具上加工出压缩空气通路，直接吹扫下落零件，利用吹扫力保证零件快速推出模具本体，并实现检测。

3.7检测机构

在模具的零件下落出口，设置红外检测点，连接于机床的控制接口，在每一个工作循环均要有检测到零件的信息反馈。若出现卡件、叠件等未触发，马上停止工作，以保护工作机床安全。

3.8模具总体结构

模具总体结构可分为冲裁部分和复合成形部分，冲裁部分见图2，复合成形部分结构如图6所示，运动关系如图7所示。复合成形部分的结构和运动复杂，既有相对的转动运动，又有缩口部分的轴向直线运动，同时存在运动时间的顺序性和部分运动时间的重合性。整体结构以中心成形杆为中心，实现各功能成形模块的安装，固定盘1和2通过螺栓连接机床本体，动盘、随动盘和压盖由上滑块提供动力，通过缩口调整杆的调节，达到顺序运动的目的。动盘内刀具通过斜楔控制整形时间和整形量，压盖端部与缩口刀具的螺旋面配合，调节压入深度，保证缩口尺寸。卷圆成形部分刀具由独立凸轮机构提供，可按照需要调整工作时间点和工作顺序，与复合成形其他部分的运动相独立。

机床设计论文篇5

机床有很多分类，每种机床都有其不同的造型和功能。色彩设计也需从具体的产品出发考虑“人———机———环境”三者相结合。也就是说，设计机床产品的色彩时，要考虑其使用场所、使用对象及机床本身的因素。

2．1考虑人与机床产品使用的环境因素

机床的使用环境因素主要有:放置环境色彩状况、使用环境卫生状况、照明状况、噪音等等。一般来说，机床是置于厂房中的，白墙搭配浅绿色地板、浅蓝色或浅灰色地板构成了目前厂房内部空间的最基本色彩。可以说这是一个色调偏冷的色彩环境，人在这样的色彩环境中比较容易安静下来。但这样的色彩设计，忽略了环境温度问题。如果厂房环境温度高，那么应该选择冷色调的蓝色或者浅色系，使人在心理上觉得凉爽;相反如果环境温度低，则选择用暖色系，让人使用的时候感觉到温暖。同时，也要考虑厂房内的卫生状况。如果生产过程中，容易造成环境脏，那么应该考虑用耐脏的深色系列;如果环境干净，那么可以选用比较浅的颜色。

环境照明产生的效果也是需要考虑的问题。在厂房作业中会使用到自然光和人工光。使用人工光就要考虑其光线产生的视觉效果会不会影响人的心理。白炽灯偏黄的光线会给人产生温暖的心理效果，而荧光灯的光线因为比较接近自然，给人带来的心理差异较小。不同的色光会对产品产生细微的变化，如白色的物体在白炽灯的光线下会显得偏黄。因此设计机床的色彩时也需考虑到照明环境的协调统一，这样才能更好地发挥色彩的情感化功能。噪音，也是环境因素之一。但这个因素经常被设计者所忽略。当人长期在一个充满噪声的环境，生理方面会导致头晕、耳聋、记忆力减退、神经衰落、易疲劳等等;心理方面会使人产生烦躁、易怒、激动等消极的情绪，从而导致反应迟钝，工作效率低，甚至会造成事故。除了在厂房内采用吸音，隔音等措施降低噪音外，在机床的色彩设计方面可以运用使人安静的蓝色系列色彩，或者可以缓解人的紧张心理的绿色系列色彩。

2．2考虑人与机床产品的因素

机床有很多部分组成，不同的部分承载不同功能，其色彩设计要根据其形态和功能进行设计，以达到形态、功能和情感的统一。可用不同的色调对机床的不同功能进行区分，如底座、立柱等可以采用明度低的深色，而主体色可以选择用明度高的浅色系，使机床在整体视觉上具有稳定感。目前的机床产品大都用深蓝色或者深灰色作为底座的色彩，在情感上使人感到稳定可靠，而且比较耐脏。机床的工作台和操作界面是色彩设计中非常重要的部分，它关系到机床的美观性，也直接影响着操作者的心理。工作台是操作者长时间观看的，操作台的色彩应该选择使人感觉到舒适的颜色，避免视觉疲劳。操作界面的不同功能部分应用不同的颜色加以区分，以便在操作的过程中快速识别，避免操作错误。一些特别的区域或按键必须按照统一的安全规则来进行色彩设计，如红色表示危险，禁止;绿色表示安全;黄色表示警示，注意安全，不能随意更改。总的来说，操作界面的色彩设计应该在区分不同功能部分的同时，兼顾色彩统一，是操作者在视觉上不觉得混乱，保持心情愉快，提高工作效率。

2．3考虑操作者对色彩的喜好因素

以使用对象为中心进行色彩设计。就使用对象人来说，由于其民族、生活的地域、职业、性别、所受的教育程度等因素的不同，对色彩的喜好也是不一样的。即使同一个人在不同时期所喜欢的颜色也不一样。但对于大型机械———机床来说，它并不能够随便改变颜色以随时应付不同的操作者的喜好状况和心理状况。建立共性美，是首先要面对的问题。因此进行色彩设计时，设计师必须对该机床所销售地区的操作者的整体情况进行调查了解，分析使用人群对色彩的心理反应，才能把握好色彩的情感设计。

机床设计论文篇6

现代制造业的优化，除了信息化以外，还包括加工顺序的工艺优化、加工参数、切削刀具、热处理金属成型的优化设计制造，从而实现降低成本、高效益的运作，达到高标准、高规范的要求。

设计课题涉及到课题的分析、资料的查询、资料摘录，整理收集的资料。然后深入盐城市机床厂生产一线向使用者、设计者学习，从而了解所设计的产品的成本、生产效率、特殊用途、设计理念、以及产品的市场竞争力。具体的了解机床的外形、主轴箱的大致结构，并记录了如何有所改进，最后确定设计的方案。以及箱体的结构图，并进行相关零件的选型计算。此种机床的构造设计要求我们具备相当强的实践知识和经济意识因此考虑到：动力装置、电机的选用，优化的配置企业内部现有各种资源，真正做到资源最小化，提高产品精度，实现了经济效益最大化的要求，更好的服务于生产和经济建设。

本课题就是从培养我们的工程实践意识、经济意识，树立正确的生产观出发，并结合机床厂的多年实践总结，该课题的设计由本本人单独完成，设计任务由指导老师作了明确指配：由于我负责该立式组合机床的总体设计和组合钻床主轴箱设计，故本人的设计说明书包括立式组合机床的总体设计和组合钻床主轴箱设计，附件有生产率计算卡、图的详细说明。

1立式组合钻床总体设计概述

1.1零件加工工序图

加工工序图是根据选定的工艺方案，表示一台机床上或一条自动生产线上完成的工艺内容。包括加工部件的尺寸精度、技术要求、加工时的定位基准、夹紧部位以及被加工零件的材料、硬度和在机床上加工前毛坯的情况。

本工序的加工内容是钻口面Φ14孔，要求在立式钻床上加工，以底面两销孔（上箱体为顶面）为定位基准，夹紧点位于第三轴孔和对侧的第二、四轴孔上。

在一个箱体上,因为有两个孔是不对称的,为了提高生产效率,缩短辅助时间,减少设备,用一台组合机床来加工上、下箱体。在主轴箱上把所有轴孔都排成对称的,在加工时,把不应有的钻头取下就可以加工上下箱体,则该立式组合机床有16根主轴。

该加工孔的直径为Φ18mm,表面粗糙度,孔深分别为110mm、50mm、25mm。定位时以底面和两销孔为定位基准是合理的,这样定位精度高,易于保证各轴孔间的位置精度,故这种在立式组合钻床上采用“一面两销”的定位方法加工精度是较高的。

1.2零件加工示意图

加工示意图反映了机床的加工过程和加工方法,并决定了浮动夹头或接杆的尺寸、刀具的种类和数量,刀具的长度和加工尺寸、主轴、刀具与工件间的关系尺寸等。合理的选择切削用量、并决定动力头的工作循环时间也是调整机床和刀具的依据。

1.2.1钻头的选择

加工时选用麻花钻由《量具、刀具标准》P290-JB781-65查得:

①钻110mm深的孔,用锥柄长麻花钻

d=18mm,柄部形式:BL=320mmL0=215mm

锥柄尺寸莫氏圆锥2号,L2=90.5mmd1=17.2mm

②由P282-JB780-65查得

钻50mm深的孔和25深的孔,用锥柄麻花钻

d=18mm柄部形式BL=320mmL0=215mm

锥柄尺寸莫氏圆锥2号,L2=90.5mmd1=17.2mm

1.2.2导向选择:

①由［I］P223表3-4和3-3及［Ⅱ］P63选择选择导向长度L1=45mm的固定式导套。

②导套配合的选择查［I］表3-5可知:

d用Db新标准为G7

D用D/db,新标准为H7/g6

D1用D/ga,新标准为H7/n6

（导套）

1.2.3主轴的选择

切削扭矩为1424.86Kg.mm

由［I］表5-10查得

d=B=7.5=25.22mm

按标准系列取主轴轴径为30mm

由［I］表可查得

主轴外伸长度L=115-15=100mm

D/d1=50/36

按杆莫氏圆锥号2号

（主轴）

1.2.4接杆的选择

选用B型(A型为加强型接杆)11号接杆

（连接杆）

1.3动力部件的选择

1.3.1动力部件的功率选择

动力部件的功率选择是根据所选的切削用量计算出切削功率及进给功率之需要,并考虑提高切削用量的可能性(一般提高20％)选择相应的动力部件。

切削用量为

V=13米/分n=230转/分f=0.16毫米/转

刀具耐用度验算

T=(

=181971.027分=3032.85小时

一天按工作15小时计算,刀具耐用度为202.19天,则切削用量选择合理。

切削功率由计算得:N=14×0.3733=5.227(KW)

取η=0.8则

N动>=6.53(KW)

6.53+(6.53×30%)=8.49(KW)

故选用10KW的电动机。

1.3.2主轴箱最大轮廓尺寸的选择

根据工件外轮廓尺寸和结构需要,选用1000×630×340mm的标准主轴箱,由于结构的需要在1000方向上再加四个导杆座,导杆座内径为Φ100mm,这样用来支承导杆的外形尺寸成为1200mm,外廓尺寸就成为1200×630×340mm。

D=36mmD1=30mmB型D2=50mmL1=110mmL2=30mm

莫氏锥度号为2号,L1选择由具体情况而定

1.3.3主轴箱钻模板工件等相互之间位置及尺寸

导向长为45mm,钻模板厚为35mm,加工终了位置时钻模板与工件相距10mm,切出长度为12mm,导向套与主轴箱间间距为30mm,采用活动方式钻模板。（如下图）

1.3.4动力循环的选择

动力头的工作循环包括:快进、行进、工作进给和快退等动作。

本机床采用“工进—快退”的循环,这是由机床总联系尺寸图确定后又重新修改的结果。

1.4机床联系尺寸图

1.4.1机床装料高度的确定

考虑到通用部件尺寸的限制和操作方便,装料高度可在850～1060mm之间选取,具体到本设计中取装料高度1000mm。

1.4.2夹具轮廓尺寸的确定

装卸工件是在机床外面完成的,夹具在装卸工件时可拉进拉出。由于结构限制,夹具与滑台做成一个整体是特制滑台。参考63滑台制造而成,导轨部分局部尺寸不变,最大外轮廓尺寸为1200×950×500mm。

1.4.3中间底座尺寸的确定

中间底座支撑着夹具体,按需要取长为1700mm.宽和高取坐标准值分别为1000mm和560mm。

1.4.4主轴箱各尺寸的确定

前面已经确定了其外形轮廓尺寸,根据［I］确定后盖为90mm,前盖为70mm(考虑作油池用)主轴箱体为180mm。

1.4.5滑台的选择

滑台的选用应根据工件的外轮廓尺寸和进给抗力,工作循环来确定。

进给抗力:

ΕP=300.5×14=4207(Kg)

由一部组合机床通用机床部件设计组所编写的指导教材直接查得用HY63B型滑台。行程为630mm,最大进给抗力为6300Kg,快进行程速度为4.2米/分。

1.4.6动力箱的选择

由［Ⅱ］可查得,选用TD63AⅡ型动力箱,电机型号为JO2-61-6。功率为10KW,驱动轴转速为48.5rpm。

1.4.7其它配套部件的选择

由一部组合机床设计小组所编指导资料查得与HY63BⅡ型滑台配套的其它部件为:

立柱:型号CL63A

立柱底座:型号CD63

由以上资料即可作出机床总体设计的“三图一卡”具体见图纸和该说明书的附录部分。

附件清单

序号内容备注

1组合钻床联系尺寸图B9912027-ZZC-80TA0一张（手工图）

2组合钻床主轴箱装配图B9912027-ZZCZZX-80TA0一张

3减速器箱体加工工序图B9912027-JGGX-80TA1一张

4减速器箱体加工示意图B9912027-JGSY-80TA1一张

5齿轮B9912027-ZZCZZX-80T-01A3一张

6齿轮套B9912027-ZZCZZX-80T-02A3一张

7导套B9912027-ZZCZZX-80T-03A3一张

8电机齿轮B9912027-ZZCZZX-80T-04A3一张

9盖B9912027-ZZCZZX-80T-05A3一张

10键套B9912027-ZZCZZX-80T-06A3一张

11手柄轴B9912027-ZZCZZX-80T-07A3一张

12套筒B9912027-ZZCZZX-80T-08A3一张

13油杯B9912027-ZZCZZX-80T-09A3一张

14叶片油泵B9912027-ZZCZZX-80T-10A3一张

15传动轴B9912027-ZZCZZX-80T-11A3一张

16轴B9912027-ZZCZZX-80T-12A3一张

17轴承盖B9912027-ZZCZZX-80T-13A3一张

18轴承透盖B9912027-ZZCZZX-80T-14A3一张

19生产率计算卡一份

目录

0引言1

1立式组合钻床总体设计概述3

1.1零件加工工序图3

1.2零件加工示意图3

1.2.1钻头的选择3

1.2.2导向选择:4

1.2.3主轴的选择4

1.2.4接杆的选择5

1.3动力部件的选择5

1.3.1动力部件的功率选择5

1.3.2主轴箱最大轮廓尺寸的选择6

1.3.3主轴箱钻模板工件等相互之间位置及尺寸6

1.3.4动力循环的选择7

1.4机床联系尺寸图7

1.4.1机床装料高度的确定7

1.4.2夹具轮廓尺寸的确定7

1.4.3中间底座尺寸的确定7

1.4.4主轴箱各尺寸的确定7

1.4.5滑台的选择7

1.4.6动力箱的选择8

1.4.7其它配套部件的选择8

2组合钻床主轴箱的设计8

2.1绘制主轴箱设计原始依据图8

2.2主轴结构形式的选择及动力计算11

2.2.1主轴结构形式的选择11

2.2.2主轴直径和齿轮模数的初步确定12

2.2.3主轴箱动力计算12

2.3传动系统的设计与计算14

2.3.2主轴箱的和手柄设置17

2.3.3传动轴直径的确定:17

2.4主轴箱坐标系计算18

2.5主轴箱上变位齿轮系数的计算24

2.6绘制坐标检查图26

2.7主轴箱中轴的校核计算26

2.8齿轮强度的校核计算28

2.9其它31

2.9.1主轴箱中轴的支承轴承的类型选择31

2.9.2轴上零件的固定与防松31

2.9.3主轴箱体及其附件的选择设计32

2.9.4油的选择、密封件的选择32

2.9.5主轴箱的安装定位33

结束语34

机床设计论文篇7

旋转超声机床整体包括旋转超声机床本体、多轴联动电控系统、超声振动系统、切削液系统等。

2.1旋转超声机床

机床本体包括W、X、Y、Z四轴，工作台支架，机床外罩和机床底座。W、X、Y、Z四轴，即旋转轴加上水平两轴和垂直运动一轴，其中旋转轴采用步进电机控制，其余三轴均采用交流伺服电机连接丝杠带动工作台移动的方式;X、Y、Z三轴均安装有正、负、零限位，保证轴的往复运动行程安全及准确回零，同时三轴均安装了光栅尺，其精度为1000pulse/mm，保证工作台的位置反馈和精确运动。其中Z轴为垂直运动轴，其工作台上安装有机床主轴系统，质量约为50kg，故Z轴电机带有抱闸功能，以保证Z轴滑台在电机非使能状态下不下滑。工作台支架用20mm厚钢板焊接，其顶端安装高精度三角卡盘用于工件的夹持，总高度为600mm，以保证工件具有足够高度与主轴刀具接触。机床外罩固定于机床底座上，分为上下两部分，上半部分包括背板、左右侧板和前面板，其中左右侧板分别装有一扇可拉开的旋转门，以供方便维修及查看机床;前面板装有滑槽和两扇可装卸的推拉玻璃门，方便在机床加工时观察，机床检修时可卸下;四板相互连接及与机床连接处均涂有防水胶，防止切削液的泄漏。下半部分包括左、右、前三块板，机床后方下半部分无遮挡，方便切削液回路的布设。机床底座承受整座机床的质量，四角均有高度调节滑槽及固定螺钉，以保证机床在固定安装后其台面的水平度。

2.2电控系统

电控系统包括控制器，W、X、Y、Z四轴及主轴驱动器，24V开关电源，光耦电路板，继电器和保险丝。控制器以ACR9000为核心，采用全闭环回路，速度控制模式，ACR9000控制器型号为P3U8M0，即可以有USB口、串口、以太网口为通信接口，具有八轴联动功能、程序及配置掉电保持功能。控制器在引进X、Y、Z三轴光栅尺信号的同时，引进了三轴电机的编码器信号，方便查看电机的运行状态。同时在其开关量输入接口接入了三轴的正、负、零开关信号，以设置软件限位和软件零位。主轴电机配置为轴A，只有编码器反馈信号，采用位置控制模式。X、Y、Z三轴限位信号与控制器接口均采用光耦隔离的方式连接，Z轴抱闸打开动作从ACR9000控制器发出的Z轴使能信号接出，采用光耦隔离后，接入继电器给Z轴电机抱闸电路供电，以保证使用安全。

2.3超声振动系统

超声振动系统由超声波发生器、变频电源、超声头、滑环及电刷组成，其中超声头与滑环及电刷安装在机床的主轴系统内，超声波发生器和变频电源外置。筒连接，电刷安装在主轴系统的底板上，其碳刷与滑环切向接触，为超声头中的陶瓷换能器供电。其中超声主轴在旋转超声加工中是核心部件，其性能直接影响到加工质量、加工效率和主轴的寿命。因此超声主轴变幅杆的设计需要从实际条件和实际需求出发，利用解析法确定变幅杆的大致尺寸及装配尺寸，在此基础上利用有限元对该装配进行模态分析验证。

2.4切削液系统

切削液系统包括自吸清水泵、出口阀门、出水管、冷却管阀门、冷却管及喷嘴、回流管、入水管及水箱。其中自吸清水泵拥有过滤功能，扬程10m，保证切削液回路的动力供应。出口阀门位于自吸清水泵的出水处，可调节切削液出水速度，在停止使用时关闭阀门可防止出水口空气进入泵内导致泵内气压增大。出水管由竖直和水平两段4分铁管组成，竖直铁管安装在出口阀门上，水平铁管固定于机床立柱侧面，中间用蛇皮软管连接，保证水路畅通的同时增加了系统的柔性。冷却管阀门连接水平出水管及冷却管，可根据加工需要随时调节切削液的流量大小。回流采用在机床台面左右两侧各打一通孔，再以管道接回水箱的方式。入水管采用植入螺旋型铁丝的塑料管，方便连接且不因工作时的负压导致管路变形。水箱分为进水部分和出水部分，进水处安装一层过滤网以保证水箱内切削液的清洁，同时出水部分盖板只留出供入水管进入的孔，方便入水管的固定及保证水箱内切削液的清洁，底部装有滚轮，方便拖出更换切削液。

机床设计论文篇8

0 绪论

机床床身的变形严重影响机床加工精度，为此国内外学者针对床身引起的机床精度损失开展了相应的研究工作。李艳[1]以牛头式电火花加工机床为研究对象进行了仿真分析，Z轴施加配重，而且有利于减小机床的变形；李初晔[2]利用有限元对数控龙门铣床的承载变形进行了分析；吕亚楠[3]针对并联机床的静刚度进行了仿真分析；朱祥[4]利用有限元软件建立了大型落地式镗铣床TKS6916整机模型。田杨等[5]应用有限元-边界元耦合的方法建立了重型数控机床-基础系统的承载变形模型，并将光纤技术引入到承载变形检测中。

由于机床床身的复杂性，单纯的进行仿真分析必然浪费大量的计算资源，本文将床身考虑成超静定梁，建立了理论模型，通过仿真分析验证了理论模型的正确性，从而可应用该模型进行床身变形分析，为机床设计提供了简单、可行的计算方法。

1 理论模型

机床床身与混凝土基础通过地脚螺栓固接，因此可视机床床身为如图1所示的超静定梁，本文通过分段独立的积分法求得梁结构的挠度方程。

由材料力学知识可知梁的挠曲线近似微分方程有：

对于段：通过一次积分得到转角方程：

通过再一次积分得到挠曲线方程：

段：通过一次积分得到转角方程：

通过再一次积分得到挠曲线方程：

利用如下位移边界条件、力边界条件和连续条件解得积分常数、（）

，…，，

2 床身变形仿真分析

通过CAD软件与CAE软件的无缝对接，本文应用大型CAD软件UG建立机床三维模型，导入ANSYS中进行床身变形仿真计算，在施加约束过程中，论文选择直接对底部滑座施加载荷，免去机床横梁与立柱的有限元计算，通过多次尝试选择网格大小为0.2m的网格划分网格，将机床自重的一半施加到滑座上，从而完成床身的有限元分析，得到的有限元仿真云图如图2所示。

3 结论

论文将机床床身简化成超静定梁，应用工程力学知识推导了梁结构的变形方程，通过CAD与CAE软件无缝接口技术，对床身部分进行了有限元的仿真分析。通过仿真分析，验证了床身变形理论模型的正确性，为机床的设计提供了一种直观的计算方法，解决了依靠分析软件进行的复杂仿真问题。

参考文献：

[1]李艳，杨大勇，刘建勇.基于有限元分析的电火花加工机床变形研究[J].航天制造技术，2012（06）：38-41.

[2]李初晔，王海涛，冯长征，马岩.高速数控龙门铣床有限元分析高速数控龙门铣床有限元分析[J].制造技术与机床，2013（02）：75-79.

[3]窝情，王立平，关立文.一种冗余并联机床静刚度有限元分析与优化设计[J].机械设计与制造，2008（02）：1-3.

[4]朱祥，寸花英，李坤，刘意，闫伟.大型落地式镗铣床TKS6916整机有限元分析[J].机床与液压，2013（01）：124-127.

机床设计论文篇9

0引言

伴随我国经济的不断发展，我国的制造业水平发展迅速。在数控机床的制造方面，我国的机床制造水平无论在机床的性能还是质量上都在世界机床制造业显示出较高的技术水平。但是同其它机床生产大国相比我国的机床价格并没有较好的优势，究其主要原因是我国数控机床的外观造型还有待提高。机床的外防护结构设计不够科学，美观，是我国数控机床的内在品质和外观质量不够一致，制约了数控机床的整体质量。如何实现国产机床的内外质量的一致，达到使外观能够很好的体现机床本身的质量，成为了当前机床制造业急需解决的问题。

1数控机床外防护结构设计标准的制定

1.1 从美学角度制定数控机床外防护结构设计的标准

对于数控机床的外观设计标准首先建立在机械美学的基础之上，形成美好的动态视觉感受。无论从色彩方面还是从整体舒适度方面都给人一种美好的审美形态。现代数控机床制造不仅在性能上要求高科技行，更要在外防护的品质上有优美的造型设计。性能和外形的实现审美的统一，对产品在同行业中的脱颖而出具有很大作用。机床的外防护的造型要注重细节，给人一种高档，先进的感觉，各个模块部件在衔接上做到贯通，衔接缝隙做到高密度的精确处理，产生一种精密、贯通的审美特点。达到现在数控机床在性能、技术和美观上的和谐统一，增加外观上的艺术效果。这样有利于提高数控机床产品本身的附加值，提升客户的认可度，从而增加经济效益。

1.2 从人机工程学角度提高机床外防护结构设计的人性化

使数控机床的外防护结构设计更加人性化，也是进行外观设计的一个重要标准。在进行设计的过程中，要注意从人机工程学的角度考虑，不仅要起到外观的防护性作用，也要实现设计的人性化。在注意安全的同时还要注意舒适性的人性化特点。在防护措施上要注意质量和全方面的防护，保证设备正常顺利的运转的同时保证工作人员的人身安全。要求在安全性方面采用指示灯等明显的警示标识提醒工作人员在工作中避免碰撞的发生。在造型上设计坚固稳定的形态，使用优质耐用的材料进行制造。色彩和照明的运用要求柔和舒适。在操作的重要部位要充分利用警示色和提示符合来进行标示。维修窗口进行合理的分布以方便日常工作中的维修和保养。对操作台的设计要实现灵活性，可以根据具体的情况来进行高度和角度的调整。总之，在整个外防护结构的设计上全面考虑，注意各个细节的人性化设计，以建立一个安全舒适的操作环境，从而促进生产的高效性进行。

1.3 符合流行趋势，提高外观的创新性标准

对国内外的数控机床机型及产品外观信息进行及时的掌握，在造型上打破传统思维，提高造型的整体感觉，呈现稳固坚实新颖的视觉效果。注意外观的每个细节的设计，使整体造型显示柔和、高档的艺术效果。符合国家上机床造型的流行趋势，加以创新，无论在整体造型，还是色彩运用上都要注意提高产品的视觉效果（如图所示）。

新颖造型数控机床示例

2结合制造工艺进行数控机床外防护结构设计

2.1 外防护结构设计功能性要求

对数控机床的整体设计，除了机床内部的功能技术性设计之外，外防护结构设计也是重要的设计部分。在追求数控机床制造的高质量的现代制造行业中，数控机床设计要达到安全高效的性能要求，外防护设计是绝对不可或缺的。一个优秀的数控机床设计不仅要满足此机床产品的各个功能的要求，还要达到造型美观，防护有效的全面和谐统一。只有这样才能从根本上提高产品本身的价值。所以在数控机床的外防护设计上一定要以主机的设计为基础，对其的设计意图和思想进行充分的正确的理解。对产品的功能更要仔细研究掌握，了然于胸，这样以确保外防护的设计能够与主机进行更好的配合，以更好的对主机设计进行服务。而且外防护的设计不仅对整体上进行考虑，还要对部件间的关系的设计进行考虑，以达到个各部件之间的流畅顺利的配合。在外防护的各个配件的基准选择和装配的先后顺序也要进行科学合理的分配和确定，这样能够使各个部件在装配过程中实现准确和高效的进行。

2.2 外防护结构设计制造工艺的要求

外防护结构的设计，其制造工艺是产品具体制造过程中重要的部分。好的产品离不开好的制造工艺。工艺的好坏，直接影响产品的质量。不同的加工工艺能够使同样的构件产生不同的质量和效果，无论从产品的性能和准确度，包括外观造型的美感方面，都会有所差异。

对于数控机床的外防护设计除了对部件的定型定位加以考虑，对部件之间的装配方面也有所要求。在部件的制造工艺性方面工作的质量直接影响产品的合格率。在数控机床的外防护结构设计方面要以结构设计的要求为基础，对部件的制造工艺进行准确具体的分析，不仅有利于成本的控制，对生产加工的具体实施的工作都起着非常重要的作用。因此，在进行外防护结构的设计时，要对自身的现有的加工设备，加工能力有所了解，对部件的可加工性进行全面综合的分析，使产品结构的设计能够满足所具有制造工艺。

2.3数控机床外防护结构设计绿色性要求

现在数控机床的外防护结构设计要符合简洁、绿色的设计流行趋势。不仅要满足机床产品本身功能性的刚性需求，还要在此基础上尽量在结构设计上实现简洁。外防护结构设计的是否科学合理直接影响加工过程以及后续装配的速度和质量，因此，要注意提高加工和装配方面的方便性。因为外防护结构使用的材料多为2mm的钢板进行一系列过程的加工，构建太过复杂，对分子件的焊接密度就会相应的增加，这样焊接变形的几率就会加大。在产品材料和加工制造上尽量实现绿色设计，注意其可拆卸，可回收性设计，这样可以很好的做到控制生产成本，节约能源。

3结论

在当今竞争激烈的制造业，注重提高数控机床的外防护结构设计的科学性和美观性，可以大大提高我国机床制造的整体形象，提升机床产品的竞争价值。在实际的工作中，我们要不断深入的研究机床外防护结构的设计及加工制造工艺，探讨解决生产中存在的问题，努力提高机床制造业的专业水平，增强产品和企业的竞争力。

参考文献

机床设计论文篇10

社会的不断进步，市场需求量的不断增多，使得人们对产品的质量更加的重视，企业为了能够适应市场发展环境就必须提高自身的加工技术，数控机床得以被广泛应用。但是我国使用数控机床的时间比较短，不能真正地掌握数控机床的使用技术，在实际的应用过程中能够会出现很多的问题，给我国制造企业的发展造成不良影响。通过大量的实践工作，我们总结出我国的数控技术发展情况的几种现象。

1.1 数控机床技术的“三多”要求

企业之间的竞争愈演愈烈，这就导致数控机床加工零件的数量不断增多，数控化加工设备的使用量不断增多，对加工产品的工艺要求越来越多。这三个方面对数控机床使用技术提出更高的要求。通过实践发现当前有很多行业百分之九十到百分之百关键部位的零件都采用机床加工技术。特别是近几年制造业的发展过程中，数控机床加工技术起到了很大的推动作痛，而且随着机床技术的不断发展，加工精度、效率等方面都有很大的提高。

1.2 数控机床技术的“三缺”现象

我们需要正视的问题是当前我国对数控机床加工技术的研究还比较少，缺乏相关的数据参数，缺乏实践的理论指导，缺乏研究发展的平台。这就是当前我国的数控机床技术所缺乏的方面，其中缺乏科学的理论参数就不能对数控机床加工技术有深入的了解，进而不能发挥出其真正的作用，具体的表现在应用中出现故障不能拿上解决，影响了生产效率，不能满足高效生产的要求。有关机床加工数据库的建立还不是很完善，而且使用范围也是非常的有限，这就很大程度上影响了加工技术的应用和发展，特别是缺乏针对服务业的加工技术数据库，甚至有很多企业根本就没有建立相关的系统，这就给数控机床技术的发展造成阻碍。

1.3 数控机床技术的“一低”现象

当前的数控加工技术的总体效率比较低，具体的表现为主轴开动的效率比较地，直接影响到相关加工企业的经济效益。

关于数控机床加工技术出现的问题，已经引起了人们的关注。国家针对此问题也开展了很多的项目研究，取得了很好的成果，在提高数控机床技术快速发展方面起到了很大的促进作用，这也进一步增加了相关企业的经济效益。

2 我国数控机床技术问题对策

虽然我国的数控机床技术起步比较晚，但是发展比较快，通过总结大量的实践经验，加工技术得到了很大的发展并取得了很好的效果。但是市场经济环境是不断发展和变化的，特别是技术方面在实际的应用中总会产生一些问题，影响其发展。下面我们就针对这些问题给出相应的对策。

2.1 重视数控机床理论探索

理论对实践具有重要的指导作用，数控机床理论对于技术的不断创新和产品的开发起到支撑作用，该理论涉及到的内容比较多，包括工程、力学、机械学等方面的知识。随着研究的不断深入，当代的数控机床理论有了更大的进步，具体的包括基础暗黑动力学、动态分析等方面。

由于数控机床技术发展的时间比较短，相应的专业人才也比较短缺，使得机床技术的研究理论成果比较少，试验的环境不够完善。针对我国数控机床技术理论上的落后，我们必须提高这方面的投入，特别是人才的培养，在高校中设置这门学科，培养该学科的实践能力，并能够从实践中总结出理论经验，在实际的工作中，能够利用有限的理论资源来提高生产效率，建立一定规模的研究机构，实现对机床技术各个方面的理论探索。

2.2 提高数控机床开发设计能力

数控机床是集电机、电子、机械等多个学科为一体的高科技设备，当前我国在数控机床自主研发、设计方面还有很大的差距，主要表现在设计没有对相关零部件进行整合、以静态设计模式为主、设计没有充分的论证仅仅依靠以往的经验进行定型化设计等。这种设计往往导致零件加工同质化现象严重，缺乏创新，有关零件细分产品较少很难满足现代市场的需求。因此，在现代数控机床设计时应注重探索数控技术设计理论，提高机床性能和功能的创新意识，不断优化在数控机床方面的探究和应用，逐渐实现油静态设计到动态设计模式的转化。

2.3 加强数控机床可靠性探究

数控机床工作性能是判定机床质量的重要指标，是用户比较关心的重要内容。数控机床稳定性一般使用平均故障时间间隔来判定，该参数不但描述了产品质量时间度量值，而且还综合反映了机床生产企业的综合实力。因此，应加强数控机床可靠性方面的研究，建立和完善机床可靠性评价体系，熟悉机床故障发生的模式，在设计时采用相关措施加以避免，全面提高数控机床的可靠性能。

2.4 掌握经典加工工艺

掌握典型的数控机床加工工艺，能够准确把握市场需求，从而不断研发新产品，在提升产品竞争上具有重要意义，尤其最近几年来我国机床企业对此引起了高度重视，对经典工艺的研究越来越重视。通过对经典加工工艺的研究能够指导新工艺的开发，缩短新工艺的开发周期，树立企业良好的形象，以此发挥企业的竞争优势。

3 数控机床的发展趋势

随着制造业对数控机床的依赖程度越来越大，以及现代计算机技术水平的飞速发展为数控机床功能的扩展提供了坚实的技术支撑，使数控机床的应用范围不断扩大，而且逐渐向智能化、高精度化以及网络化的趋势发展。

数控技术控制智能化主要通过执行相关算法对加工的产品进行识别，从而选择合理的加工参数。智能化功能的实现极大的提高零件加工的精读，提高机床的工作效率。例如，它能利用已有的故障信息对新出现的故障进行快速定位。

数控机床的高精度化不仅仅局限在几何精度上，它还包括机床各个部件运动、振动检测等方面上，因此，能够在同条件下完成多个零件的加工。

数控机床的网络化是未来发展的主要特点之一，通过网络能够保证加工参数在各个车间进行传递，既能达到数据之间的共享还能对数控机床进行远程监控，因此大大提高了机床的操作效率。

4 结束语

综上所述，文章主要针对数控机床技术在我国的应用现状以及出现问题进行了相关阐述，并进一步提出了当前应该采取的措施和该项技术未来的发展趋势。数控机床技术对企业的重要性是不言而喻的，我们必须抓住发展的机遇，对数控机床理论进行分析和研究，并不断创新，希望能够使我国尽快地实现制造强国。

参考文献

机床设计论文篇11

骨质疏松症是以骨量减少、骨组织微观结构退化为特征，导致骨脆性增高、骨折危险性增加的一种全身性骨病［1］。依据who标准［2，3］西方国家有7 500万患者，包括绝大多数老年人及1/3 绝经后妇女［4］。绝经后骨质疏松症(postmenopausal osteoporosis,pmo)是中老年妇女的常见病。目前治疗pmo的主要药物是雌激素，而雌激素替代疗法引起的副作用和并发症一直是研究者和患者面临的一大难题。中医药治疗pmo近年来相关临床研究和报道日益增多， 但目前尚无结论。因此有必要采用随机对照试验（rct)设计质量的评价为中药治疗pmo的系统评价提供线索和信息，为规范中药治疗pmo提供科学的依据。本文对近年来有关中医药治疗pmo的临床试验文献进行评价，为临床提供有力的证据。

1   材料与方法

1.1  材料来源研究材料主要来自计算机检索中国生物医学文献数据库，重庆维普vip中文科技期刊全文数据库等。关键词为中药、绝经后骨质疏松症。共检索出文献资料两百余篇，精心筛选，凡符合标准，质量较好的文献均被纳入，约100篇。

1.2  纳入标准研究对象为经确诊的所有pmo病人，真正随机分配，并且用有效（临床治愈、显效、好转）和无效等级资料的人数作为判断指标。含有“随机”“半随机”“对照”“安慰剂”“单盲／双盲”字样的临床治疗试验。

1.3   排除标准凡没有经过随机分配的，采用中西医结合治疗和非单纯西药对照的，有严重肝肾和心脏疾病，合并有糖尿病、甲状腺囊肿、甲亢、风湿病、卵巢摘除等影响骨代谢的骨质疏松症患者均被排除。

1.4   评价内容按照临床治疗试验循证医学设计的原则对检索到的临床治疗试验文献从研究对象的选择、样本含量、随机化方法、盲法、对照、统计学方法、疗效评价标准等多个方面进行评价。

2   结果

   

本次研究共检索到100篇相关的临床治疗文献。其中rct文献44篇，占44％，刊登在21种中西医学杂志上，其中登载文献量最多的是《中国骨质疏松杂志》和《中医正骨》占40％；cct文献4篇，占4％；非对照性试验文献52篇，占52％。rct文献有逐年增加的趋势。对这些临床研究文献进行分析与评价，发现文献的质量和类型都存在较大问题，sr文献极少，cct文献偏少，质量也不满意，rct文献、叙述性研究文献偏多。这些文章的质量和设计方法有待进一步的改进。

3   讨论

   

现代医学的发展要求临床医学从“经验型”向“科学型”转变，从以经验为基础的临床医学模式转变为以证据为基础的医学模式，即循证医学，其核心思想是任何医疗决策的确定应尽量以客观的临床科学研究为依据。临床试验是在病人中进行的，是通过比较治疗组与对照组的结果而确定某项治疗或预防措施的效果与价值的一种前瞻性研究。从科研设计论证强度来看，rct论文属于一级论证方案，其结果是指导临床治疗的可靠依据。本次研究表明，中药治疗pmo的rct研究论文呈逐年上升趋势，反映了rct论文越来越受到中医药临床科研工作者的重视，也为推动临床医学的发展提供了可靠的临床试验研究依据。但rct论文在所有研究论文中的比例不高，只有44篇，占44％，研究论文的质量有待进一步提高。

3.1  临床试验设计的基本原则为随机、对照、盲法

3.1.1   随机 随机化分组是使每个研究对象均有同等的机会被分配到试验组或对照组，以平衡试验组和对照组间已知和未知混杂因素，从而提高两组的可比性，避免造成偏倚，使研究结论更加可靠。因此在总结实验结果时，随机法要交代清楚，不能仅凭简单的采用随机对照一句话或几个字为依据，而要说明采用的是什么种类的方法，例如是随机数字表法、随机密封抽签法、密封信封法、抛币法或中心计算机数据控制法的随机统一分组法等：检查组间的主要临床特点和基线是否可比。在本次纳入研究的相关文献中，有44篇说明了按随机化分组，占44％，但只有2篇文献说明了具体的随机化方法，对随机分组后各研究组间基线可比性作统计学检验并报告相应p值的文献则较少(表明基线具有可比性的14篇，占31.8％，报告相应p值的12篇，占27.3％)，使试验结果的可信性受到一定的限制。

3.1.2  对照  在实验研究中，要正确评价干预措施的效应，必须采用严密的、合理的对照设计来控制抽样误差和消除人为的偏倚，使研究者有可能做出正确的评价，并检查试验组与对照组的研究对象例数是否相等或相近，彼此间差异有没有统计学意义。在本次研究的rct文献中，有40篇(占90．9％)采用有效对照，4篇(占9．1％)采用安慰剂对照，但均没有说明安慰剂的外形、颜色、大小、味道等是否与试验药物一致。

3.1.3   盲法临床试验的目的是为了正确评价一项治疗措施的疗效，用以指导临床实践。在试验中，若研究对象知道自己的治疗情况，或研究者知道研究对象的分组情况。则会由于主观因素的作用而产生信息偏倚，采用盲法可有效地避免这种偏倚。在本次研究的rct文献中，采用盲法的研究比较少，采用单盲的有8篇(占18．2％)，采用双盲的只有4篇(9.1％)，12篇采用盲法的文献都没有具体交待盲法的执行情况。

3.2   样本含量为保证实验质量，在设计时就应对研究所需样本含量进行适当的估计，因为样本量过小会降低实验研究的把握度，影响到实验结果向总体推断的精度；样本量过大，不仅导致人力、物力、财力和时间的浪费，而且给实验的质量控制带来更多的困难。在本次研究中，90％文献均没有对研究所需样本含量进行具体的计算。

3.3   研究对象的确定和评定指标的标准化研究对象的明确限定是防治性临床研究结果能否被正确推广应用的重要环节。诊断标准应力求准确无误，最好有客观指标。通常是根据who或全国统一的诊断标准。疗效的评价除了尽可能地采用客观数据或实验室方法外，对临床的检查和询问也应尽量采用定量或半定量的方法，应有客观的标准。在本研究的rct文献中，38篇(占90.9％)规定了研究对象的纳入和排除标准，但只有2篇文献(占4.6％)对研究对象进行了中医辨证分型；有40篇文献(占90.9％)使用了评价pmo疗效的客观指标骨密度作为研究指标。但仍有20篇文献(45.5％)采用了尚未统一的疗效和肾虚证积分作为评定指标，使临床研究结果在向外推广和横向比较时受到一定的限制。

3.4  防治结果及研究结果的报告对于药物治疗试验，应清楚描述给药途径、剂型、疗程、药量的增减条件，相关的配套治疗，可能出现的不良反应及其对策以及中止试验的条件等，以便重复验证。在本次研究中，44篇rct文献均交待了给药途径、剂型、疗程等资料，但只有4篇文献(占9．1％)描述了药物的不良反应，大部分文献疗程结束后立即进行疗效评价，以后未再随访，只有2篇文献(占4．6％)报道了1～5年追踪随访的远期效应。

3.5  统计学方法临床治疗试验结果的统计学显著性检验是用以帮助判断具有临床意义的可靠程度，即观察到的组间差异是否来自防治措施本身的作用，有多大的可能性是来自单纯机遇的影响。本次研究的rct文献中，只有24篇(占54.6％)交待了所使用的具体统计学方法，从而影响了试验论文的质量。

3.6  本评价的局限性由于很多研究的随机方法均不充分或不正确、未使用分配隐藏，不实施盲法,因此,均存在选择性偏倚、实施偏倚和测量性偏倚的高度可能性,可能导致夸大研究结果,且有的研究未采用统一的计量单位。

   

另外所纳入的研究仅为中文文献、未发现其他国家和其他语种的研究、各治疗方案和各测量指标中所纳入研究的数量太少,多数方剂仅纳入1个研究，未收集到阴性结果由此可能造成发表性偏倚。

4   结论

   

循证医学(evidence-based medicine，ebm)是指遵循科学依据的医学。其核心思想是：医务人员应该认真地、明智地、深思熟虑地运用在临床研究中得到的最新、最有力的科学研究信息来诊治病人。ebm是最好证据与医师的临床实践和病人价值三者之间的最佳结合。最好的证据来自医学基础学科和以病人为中心的临床研究。循证医学促进临床医务工作者在制定医疗决策时遵循科学的研究依据，规范其临床实践行为,从而在更高层次上满足社会对医学发展的需要。

   

从本次研究的结果可以看出，目前有关中药治疗pmo的rct临床研究论文日益增多，但规范的临床研究离要求的标准尚存在一定的差距，主要是临床试验未能严格按照随机、对照、盲法的原则来进行设计。由于中医学过去的临床决策很大程度上依靠于经验或有限的信息，在临床研究领域仍以非随机化研究为主，在方法学上有其不足之处。因此，今后在临床试验设计时，应通过采用真正的随机分组方法来避免人为的选择性偏倚，建议在临床试验中小样本量的情况下，采用分层随机法。即选择对影响疗效的某些重要因素如年龄、病情的程度等作为分层因素。然后将分层以后的研究对象作随机分组，从而维持这些重要的影响疗效的因素在组间的平衡，以增强基线的可比性，并尽量使试验组与对照组的研究对象例数相等或相近，分配隐藏、双盲的研究设计,制定并采用统一的疗效判定标准和计量单位；阴性结果的研究也应进行总结发表。从而使研究成为真正的rct，提高论文的质量及证据的水平。

   

近年来中医药防治骨质疏松的基础研究不断深入，临床研究也有较大进展，纵观临床研究资料发现：非常缺少具有统一纳入标准、排除标准、统一观察指标、随访时间，大样本、随机双盲和进行多中心、前瞻性、随机研究试验的临床研究。没有这样的一种研究就没有充分有力的证据提供临床决策。如何提高骨质疏松的诊疗水平使我国开展骨质疏松的循证医学实践得以有效实现中医药防治骨质疏松有其独特的优势，进一步加强基础学科的研究和完善临床科研设计和观察，相信中医药防治骨质疏松的前景将非常广阔。

【参考文献】

 

［1］ consensus development conference: diagnosis, prophylaxis, and treatment of osteoporosis［j］. am j med, 1993，94: 646.

机床设计论文篇12

金属切削机床是加工机器零件的主要设备，是制造机器的机器，在机械制造工业中占有极其重要的地位[1-2]。“金属切削机床”（以下简称“机床”）课程是机制专业的核心专业课，该课程的教学质量对学生从事机械制造行业的工作有重要的影响。根据课程的特点，结合多年的教学经验，笔者从教学内容、教学方法、教学手段、教学实践、考核方法等方面，进行了一些有益的改革尝试，取得了较好的实践效果。

一、突出教学内容的时代性与系统性

（一）教学内容的时代性

课程内容的选择应与本学科技术发展水平相适应，反映行业最新知识和发展方向。陈旧过时的内容应压缩或删除，增加新机构、新系统、新技术等内容。为此，教师必须精心设计教案，抓住重点，同时简化原有的教学内容。“机床概论”部分内容不能再局限于传统的通用机床，要重点补充数控技术、数控编程知识，加重“数控机床”这一章节的课时比例，并对柔性制造系统、计算机集成制造系统这些先进制造技术领域进行全面介绍，拓宽学生的专业知识面，开拓专业视野。当然，传统的通用机床应该弄清楚其用途、工作原理、运动及主要机构等，专用机床、组合机床要重点介绍机床设计与工艺方案的关系。

（二）教学内容的系统性

“机床”课程内容繁杂，各章节间相对独立，联系不紧密。名词、图表较多，信息量大，实践性强，内容欠缺系统性[3]。这就要求教师在组织教学活动时，对课程内容进行优化整合，不同种类的机床进行归纳总结，找出系统性、规律性的知识，利于学生掌握。例如，从单章内容的组成上来看，车床、铣床、磨床等章节论述的内容和方法大体一致，基本上是机床功用、种类、组成、传动系统和典型结构这一固定顺序。在课程安排时，可使看似不相关的机床，在讲述方法、步骤上得到统一，加强课程的整体性和系统性。如教学时可重点详细介绍车床的上述内容，对于结构简单的磨床可组织学生按车床的步骤自学，找出两种机床不同机构和传动原理，既可节省课时，掌握课程知识，又可培养学生综合分析问题的能力。

二、倡导启发式与讨论式教学

过去教学时对“教”强调得太多，而忽视“学”的效果。教师上课采用“填鸭式”教法满堂灌，而学生也习惯于教师讲，学生听的单调模式。这种教学方法限制了学生主动思维，也增加了学习惰性和依赖心理，使学生在整个教学活动中处于被动接受地位[4]。

（一）采用启发式教学

在教学过程中，要注意使用启发式教学，逐步培养和提高学生的思维能力。启发式教学中，学生是学习的主体，教师要发挥引导作用。例如在讲滚齿机加工斜齿圆柱齿轮，确定滚刀架和工件转动的计算位移时，教师可引导性地提出问题：“加工斜齿轮的齿线与车床上车螺纹相类似，工件转一转时，刀具必须沿工件轴向移动多大距离呢？”学生联想车床车螺纹的情形，问题迎刃而解。

（二）注重讨论式教学

讨论式教学即讲完某一章节后，安排一次讨论课，教师课堂提出问题，引导、鼓励学生积极思考、讨论，主动回答。改教师的单向传授为师生、生生间双向互动。一个学生阐述完毕后，其他有不同意见的同学可以各抒己见，鼓励争论，不求答案唯一，最后由教师做出归纳总结。学生也可以对上课中不理解、不明白的问题向教师提问，教师做启发式的提示，学生回答，实现教与学的互动。例如，讲完“车床”这一章后，讨论“CA6140型车床加工外圆时出现一头粗、一头细的现象，是什么原因造成的？怎样解决？”这样的问题能使书本内容与生产实践结合起来，使学生分析问题、解决问题的能力得到提高和锻炼。引导学生去探索知识，在学习中学会发现和创新。

三、运用多样化的教学手段

“机床”课程的特点是图多，介绍机床的传动系统时，常产生教师对着挂图讲，而学生低头从书本图上找的不协调现象，影响授课进度，增加了理解难度。教学手段除课堂讲述外，还可采取多种形式。

（一）采用现代化教学手段

“机床”课中一些复杂机构的工作原理，仅凭教师在平面图上口头讲解，即使讲多遍，学生可能还是不能真正弄懂。如学习车床溜板箱中开合螺母和纵横向机动进给互锁机构的工作原理时，光凭借挂图来讲，平面图上讲立体结构，学生一头雾水。可将之做成三维动画，借助直观、形象的图形与动画进行讲解，将生涩的内容直观而形象地展示出来，教师讲解省力，学生学习容易。现代化教学手段，如多媒体课件、网络教学平台和教学录像等，能最大限度地增加教学信息量和提高教学效果，同时激发学生的学习兴趣和求知欲，活跃课堂气氛。

（二）运用现场教学方式

要充分利用先进的教学设备，采取现场教学的方式。可把某些理论教学内容搬到试验、实习现场进行直观教学，对着机床实体讲解，将教材内容与生产实际挂钩，收到事半功倍的效果。如CA6140型车床主轴箱的结构及操纵机构的工作原理比较复杂，仅凭挂图课堂讲解学生不易明白。利用透明机床现场讲解就容易多了。再结合主轴箱的拆床实验，机构原理更加清晰，还可提高学生的学习兴趣和动手实践能力，收到很好的教学效果。

四、教学实践环节强化实用性与创新性

（一）实验项目的实用性

实验教学是对理论教学的补充和延续，其目的不仅限于理论联系实际，更重要的任务在于培养学生动手、动脑能力，培养他们观察、发现、分析并解决实际问题的能力。因此要改革传统的实验教学内容和方式，尽量模拟生产中的方式，增加实用性的实验内容，重点突出实验基本技能的操作和训练。例如，利用废旧的机床增加了机床主轴箱的拆装实验，拆下各传动轴、齿轮后，用游标卡尺测量其尺寸，然后绘制结构草图。不仅培养了学生拆装、测量、绘图等技能，还学会正确使用各种工具。做完实验后，学生基本掌握了机械零件的拆装方法，动手能力上了一个台阶，并与生产实际接轨，益处多多。

（二）课程设计环节的创新性

“机床”课程设计是学生在学完若干专业基础课的基础上，对机床理论知识的综合运用，是“机械零件”课程设计的延伸和深入，也是毕业设计的一次预演，具有重要的意义[5]。要培养学生的独立设计能力，不应再局限于几十年不变的通用机床主传动设计，几十年来积累的资料越多，学生“参考”的也越多，就越少动脑筋，越少创新。所以应在开始讲“机床”设计部分内容时就下发课程设计任务书，题目多样化，两人一组，设计机床结构、参数不同，发挥学生主观能动性，使其在学习过程中就经常考虑设计方案，自查资料、手册，目的是培养学生的创新能力，给有独创方案的同学加分。

另外，原有的传统设计方法已不适应时代要求，因此在课程设计中引入计算机辅助设计方法，应用虚拟设计软件进行机床的三维实体设计。如采用Solidwork、Pro/E、UG等软件进行零部件造型及智能装配，设计的结构一目了然，还可添加驱动进行仿真，查看运动有无干涉，满足设计要求后再生成二维图纸。这种计算机辅助设计方法更贴近于现代企业生产实际情况，为学生走上工作岗位打下技术基础。

五、注重考核方法的多样化

考核方法上不拘泥于传统的闭卷考核方式，变单一的理论测试为学生主体的能力测试，充分发挥学生的优势和潜能。要采用多种途径的考核方式，课堂口试、实验室实际操作、笔试等相结合，将考核贯穿在课程的全过程，使学生认识到知识必须活学活用，平时不听课，考前搞突击的做法是行不通的。此外，通过多个途径的考核，也可多方面考查学生的能力，避免“一卷定乾坤”的弊端。

课程设计也是重点考核环节，采用指导教师审图，专家答辩的形式，严格把关。重点考核其综合设计能力，分析问题、解决问题的能力，有无独到的见解。这也为毕业设计奠定了基础。

“机床”课是实践性较强的专业课程，教学过程不仅要讲授理论知识，还要联系实际，通过各种途径、手段、方法加强对学生综合能力的培养，提高教学质量。实践表明，通过上述一系列改革，“机床”课程的理论和实践教学均取得了理想的教学效果，学生不仅成绩明显提高，而且实践动手能力、创新应用能力显著增强。近3年毕业生回访调查显示，“机床”课程的学习，让学生掌握了大量机械装备的组成、维修、设计方面的专业知识，有效缩短了学生适应工作岗位的时间，受到了用人单位的肯定。

参考文献：

[1]黄开榜，张庆春，那海涛.金属切削机床[M].哈尔滨：哈 尔滨工业大学出版社，2006：1.

[2]戴曙.金属切削机床[M].北京：机械工业出版社，2005：1-2.

机床设计论文篇13

随着数控机床的普及，采用数控机床己成为机械制造业改革的主要方向，如何能高质量、高效率、低费用的培训操作人员成为亟待解决的问题之一。由于数控机床的教学比较抽象需要借助实验来加深对课堂知识的理解，生产用的数控机床一般价格都比较昂贵，软件也不是开放式的结构，无法用于学生的实验教学。因此设计一种功能齐全，结构简单，软件结构开放，低成本，且具有代表性的教学实验型微型数控机床可以满足教学实验的要求。

1　总体方案的确定

实验型微型数控铣床以开放式CNC体系为指导思想，在Windows98下开发系统的硬件、软件。本研究将用Delphi语言、Solidworks及Protel软件完成对该数控铣床整体结构的设计和控制系统的接口电路(IO/TIMER控制板)、驱动电路、有关电路、相应控制软件的设计。绘制出试验型数控铣床的虚拟样机，根据零件图，设计零件制造的工艺；在零件加工完成后，进行装配调试，完成微型数控铣床的制作。

2　机械部分设计

微型铣床的机械部分是机床的主体部分，其设计计算主要包括：总体传动方案的确定，电机、主轴、丝杠的选取等。机械部分Solidworks虚拟制图如图1所示

图1 铣床的机械部分虚拟制图

2.1 机床总体传动方案的确定

本机床可以实现X轴、Y轴和Z轴三坐标联动。X轴、Y轴的进给是通过电机带动丝杠，丝杠又与螺母传动来实现。电机与丝杠的连接可以通过销钉来实现。在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做水平移动，从而带动工作台运动。论文参考网。Z轴的进给也是通过电机带动丝杠，丝杠又与Z轴螺母传动来实现。主轴套与Z轴螺母相连，在传动过程中电机带动丝杠做旋转运动，螺母沿导轨做上下移动，从而带动主轴做上下运动。

2.2 设计计算部分

2.2.1 主轴的选取和校核

1）主轴选取

立式铣削切削力的计算:

由机械设计手册[1],对高速钢圆柱铣刀:

其参数按实际加工过程中平均铣削条件为准选取:

对圆柱铣刀逆加工:

主轴材料为 40Cr 钢取C=102

2）主轴校核

2.2.2 滚珠丝杠的选取

由最大动载荷Q值和导程P可以选择滚珠丝杠的型号为：CWM165-2.5-P3。

3机床控制部分设计

3.1系统硬件组成

经过分析，本三坐标数控系统决定采用单CPU结构(采用的控制PC机主频达到797MHz)。本三坐标数控铣床主要用于教学演示故对精度要求不是特别高，采用开环控制方式，用步进电机驱动输出，设计数控接口电路进行定时中断、脉冲输出以及其它开关量的输入输出。论文参考网。论文参考网。其数控系统硬件组成如图2所示[2－4]

3.1.1接口电路设计

本数控接口电路主要完成外部开关量的输入和步进电机的控制以及一些机床辅助功能的实现，性能优良、工作可靠。接口电路的结构如图3所示[5－6]。

3.1.2步进电机驱动器输出控制电路

为了输出脉冲去控制三个方向的步进电机，以及接收机床行程开关等开关量信号，在电路设计中设计了两片可编程接口芯片8255，可以对48点数字量进行I/O操作。但本微型数控铣床三坐标数控系统中仅用到了一片8255，另一片暂时未用，用于以后的功能扩展。使用的8255的 PA口、PB口、PC口均工作在基本输入输出方式。8255控制字格式如下：

D7：1，D6：0，D5：0，D4：0，D3：0，D2：0，D1：0，D0:0,

即控制字为80H

用Delphi编写CNC程序，初始化8255：

procedure TForm1.FormCreate(Sender: Object);

begin

asm

mov al,80H

mov dx,0213H

out dx,al

……

end；

在实时中断服务程序中，用8255经光电隔离向三个方向的步进电机驱动器输出控制信号，进而控制三个方向步进电机的运动，如图4所示。

4　结束语

型微型数控铣床具有体积小，价格低，功能完善，安全系数高，是三坐标驱动和生产型数控铣床工作原理相同，且具有开放的软硬件结构，基于以上的优点微型数控铣床将具有广泛的应用前景。

参考文献：

[1] 邱宣怀．机械设计[M]．北京.高等教育出版社，1997：324-373

[2] 赵玉刚，宋现春．数控技术[M]．机械工业出版社，2003：200-206

[3] 赵国勇，赵玉刚，赵福玲等．基于Windows98磁粒光整加工CNC系统的开发研究[J]．大连理工大学学报，2005,(1)：75-78

[4] 赵玉刚，王敏．基于IPC和Windows的激光加工CNC系统[J]．机电一体化，1999,(5)：24-27

[5] 郑学坚，周斌．微型计算机原理及应用[M]．清华大学出版社，2001：200-223