2.1.11 刀架
数控机床中为了实现对刀架的自动控制，采用制动转位刀架。
2.2 机床主要部件及其运动方式的选定
2.2.1 主运动的实现
根据设计要求，本设计采用分离式主传动系统，包括变速箱、主轴箱两部分。其中，变速箱与电动机至于机座内，主轴箱与变速箱采用带传动连接。所有的变速都采用液压操作。
2.2.2 进给运动的实现
本次所设计的机床进给运动均由单片机进行数字控制，因此在X、Y方向上，进给运动均采用滚珠丝杠螺母副，其动力由步进电机通过齿轮传递。齿轮的消隙采用偏心环调整。
2.2.3 数字控制的实现
采用单片机控制，各个控制按扭均安装在控制台上，而控制台摆放在易操作的位置，这一点须根据实际情况而定。 2.2.4 机床其它零部件的选择
考虑到生产效率以及生产的经济性，机床附件如油管、行程开关等，以及标准件如滚珠丝杠、轴承等均选择外购形式。
2.3 机床参数的拟定
2.3.1 主参数的拟定
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。
机床主参数直接反映机床的加工能力、特性，决定和影响其它基本参数的数值，如车床的最大加工直径D。
机床基本参数是一些与加工工件尺寸、机床结构、运动和动力特性有关的数， 可归纳为：尺寸参数、运动参数和动力参数。
在拟定参数时，还要考虑机床发展趋势的要求，与国内外同类型机床的对比 等，使拟定的参数 能满足机床在经济合理的原则下，最大限度地适应各种不同的工艺要求。
设计题目中已直接给出CK6136数控车床的主参数： 最大工件回转直径D=360㎜ 刀架上最大工件回转直径D1=180㎜
5
选取最大工件长度L=1000㎜ 主轴通孔直径d=36㎜ 主轴头号：（JB2521-79）5号 2.3.2 拟定基本参数的步骤和方法 （1） 极限切削速度 Vmax、Vmin
根据典型的和可能的工艺选取极限切削速度要考虑：工序种类、工艺要求、刀具和工件材料等因素。允许的切削速度极限参考值如下：
表1 极限切削速度参考值
加 工 条 件
硬质合金刀具粗加工铸铁工件 硬质合金刀具半精加工碳钢工件 螺纹（丝杠等）加工和铰孔
Vmax（m/min）
150~300
Vmin（m/min）
30~50 3~8
通过比较最后选取： Vmax=300 mmin
Vmin=6 mmin
（2） 主轴的极限转速
计算车床主轴极限转速时的的加工直径，按经验分别取（0.1~0.2）D和(0.45~0.5)D。则主轴极限转速应为：
nmax=
1000Vmax rmin
(0.1~0.2)?D1000Vmin rmin
(0.45~0.5)?D nmin=
在nmin中考虑车螺纹和铰孔时，其加工最大直径应根据实际加工情况选取0.1D和50㎜左右。
在最后确定nmax，nmin时，还应与同类型车床进行对比。根据切削需要，主轴极限转速确定为：
nmax=
1000Vmav1000?300= =2040 rmin
??dmin??0.13?3601000Vmin1000?6= =38 rmin
??dmax??50nmax2040 = =53.68 nmin38 6
nmin=
转速范围 R=
考虑到设计的结构复杂程度要适中,故采用常规的扩大传动, 已知级数Z=18。 今以?=1.26和1.41代入R=?(z-1)式，得R=50.85和344,因此取公比? ＝1.26更为合适。
各级转速数列可直接从标准数列表中查出。标准数列表给出了以?=1.06的从1~10000的数值，因?＝1.26=1.064，从表中找到nmax=2000，就可每隔3个数值取出一个数，得：
2000， 1600， 1250， 1000， 800， 630， 500， 400， 315， 250， 200，160， 125，100， 80， 63， 50， 40共18级转速。 （3） 主轴转速级数Z和公比?
已知 nmax / nmin=Rn Rn=?(z-1) 且 Z=2a?3b
（4） 主电机功率——动力参数的确定
合理地确定电机功率N，使机床既能充分发挥其使用性能，满足生产需要，又不致使电机经常轻载而降低功率因素。
一般采用估算法类比法相结合方法确定通用机床电机功率。 a 中型普通车床典型重切削条件下的的用量
刀具材料：YT15； 工件材料：45号钢； 切削方式：车削外圆。 推荐数据：
表2 切削用量推荐表
系列和规格
切削用量
切削深度dp（t）㎜ 进给量f（s）㎜/r 切削速度V m/min
?320
普通型 3．5 0．35 90
轻型 3 0．25 75
普通型 4 0．4 100
?400
轻型 3．5 0．35 80
b 功率估算法用的计算公式
1）、主切削力： Fz=1900apf 0.75 =1900×3.5×0.350.75 =3026N； 2)、切削功率： N切=3）、估算主电机功率：
Fzv3026?95==4.7kw； 61200612004.7 =5.875kw 0.8 N=
N切?总 7
=
N值必须按我国生产的电机在Y系列的额定功率选取，计有2.2 、3.4 、5.5、7.5、 10、 11kw等。
因此选取N=5.5kw。
2.4 各组成部件的特性与所应达到的要求
2.4.1 床身
机床床身采用优质铸铁，内部筋采用U形布局，床身整体刚性高。滑动导轨面采用中频淬火，淬硬层深。硬度达 HRC52以上，拖板滑动面贴塑，使得进给系统的刚度，摩擦阻尼系数等动、静特性都处于最佳状态。 2.4.2 床头箱结构
机床主传动采用液压操纵机构，可实现十八级转速。机床主轴箱内的传动齿轮均经淬硬磨齿处理，传动比稳定，运转噪音低。机床主轴为二支撑结构，前支撑采用C级高精度轴承，润滑油润滑，提高了回转精度，使机床主轴具有良好的精度和刚性。机床采用单片式电磁刹车离合器，解决主轴的刹车及离合问题，离合器安装于床头箱带轮侧，使床头箱内结构大为简化，便于维修。 2.4.3 进给系统
机床两轴进给系统采用步进电机驱动滚珠丝杠的典型传动方式，在滑板与床鞍及床鞍与床身之间的滑动面处贴有TSF导轨板，滑动磨擦系数非常小，有助于提高了机床的快速响应性能及生产效率。在进给系统各滑动处及两轴丝杠丝母处都设置了润滑点。
2.4.4 刀架
机床采用立式四工位刀架，该刀架布刀方便，刚性好。 2.4.5 尾座
采用手动尾座
2.4.6 冷却系统
冷却箱放在后床腿中。
2.4.7 卡盘
机床标准配置为_250手动卡盘。 2.4.8 电气系统
电路的动力回路，均有过流、短路保护，机床相关动作都有相应的互锁，以保障设备和人身安全。电气系统具有自诊断功能，操作及维修人员可根据指示灯及显示器等随时观察到机床各部分的运行状态。
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2.4.9 安全保护
当机床遇到外部突然断电或自身故障时，由控制电路的设计，机床可动进给轴，冷却电机等如已在“启动”状态者，将进入“停止”状态；如已在“停止”状态的则不可自行进入启动状态，确保了机床的安全。另外由于机床计算机内的控制程序是“固化”在芯片中的，而零件加工程序是由电池供电保护的，所以，意外断电或故障时，不会丢失计算机内存储的程序菜单。
机床具有报警装置及紧急停止按钮，可防止各种突发故障给机床造成损坏。由于软件的合理设计，报警可通过显示器显示文字及报警号，通过操作面板的指示灯指示；机床根据情况将报警的处理方式分为三类：对紧急报警实行“急停”；对一般报警实行“进给保持”；对操作错误只进行“提示”。
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