机床设计论文范文

机床设计论文范文第1篇

此次设计包括机床的主运动设计，纵向进给运动设计，其中还包括齿轮模数计算及校核，主轴刚度的校核等。

关键词：数控机床开放式数控系统电动机

Abstract：Thenumericalcontrollathecalledthenumericalcontrol(Numericalcontrol,iscalledNC)theenginebed.Itisbasedonthenumericalcontrol,hasusedthenumericalcontroltechnology,isloadedwiththeprocedurecontrolsystemtheenginebed.Itisbythemainengine,CNC,thedrive,thenumericalcontrolenginebedauxiliaryunit,theprogrammingmachineandothersomeappurtenancesiscomposed.

Thisdesignincludingthemainmovementofenginebeddesign,longitudinalentersforthedesign,alsoincludesthegearmoduluscomputationandtheexamination,themainaxlerigidityexaminationandsoon.

Keyword：numericalcontroltoolOpen-architecturemotor

当前的世界已进入信息时代，科技进步日新月异。生产领域和高科技领域中的竞争日益加剧，产品技术进步、更新换代的步伐不断加快。现在单件小批量生产的零件已占到机械加工总量的80%以上，而且要求零件的质量更高、精度更高，形状也日趋复杂化，这是摆在机床工业面前的一个突出问题。为了解决复杂、精密、单件小批量以及形状多变的零件加工问题，一种新型的机床——数字控制(Numericalcontrol)机床的产生也就是必然的了。

此次设计是数控机床主传动系统的设计，其中包括机床的主运动设计，纵向进给运动设计，还包括齿轮模数计算及校核，主轴刚度的校核等。

数控车床是基于数字控制的，它与普通车床不同，因此数控车床机械结构上应具有以下特点：

1．由于大多数数控车床采用了高性能的主轴，因此，数控机床的机械传动结构得到了简化。

2．为了适应数控车床连续地自动化加工，数控车床机械结构，具有较高的动态刚度，阻尼精度及耐磨性，热变形较小。

3．更多地采用高效传动部件，如滚动丝杆副等。CNC装置是数控车床的核心，用于实现输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储，数据的变换，插补运算以及实现各种控制功能。

2.2总体方案的拟定

1．根据设计所给出的条件，主运动部分z=18级，即传动方案的选择采用有级变速最高转速是2000r/min，最低转速是40r/min，。

2．纵向进给是一套独立的传动链，它们由步进电机，齿轮副，丝杆螺母副组成，它的传动比应满足机床所要求的。

3．为了保证进给传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杆螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙。齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。

4．采用滚珠丝杆螺母副可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且方法简单。

主运动设计

参数的确定

一.了解车床的基本情况和特点---车床的规格系列和类型

1.通用机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计中的车床是普通型车床，其品种，用途，性能和结构都是普通型车床所共有的，在此就不作出详细的解释和说明了。

2.车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79）：

最大的工件回转直径D（mm）是400；刀架上最大工件回转直径D1大于或等于200；主轴通孔直径d要大于或等于36；主轴头号（JB2521-79）是6；最大工件长度L是750～2000；主轴转速范围是：32～1600；级数范围是：18；纵向进给量mm/r0.03～2.5；主电机功率（kw）是5.5～10。

传动件的设计

传动方案确定后，要进行方案的结构化，确定个零件的实际尺寸和有关布置。为此，常对传动件的尺寸先进行估算，如传动轴的直径、齿轮模数、离合器、制动器、带轮的根数和型号等。在这些尺寸的基础上，画出草图，得出初步结构化的有关布置与尺寸；然后按结构尺寸进行主要零件的验算，如轴的刚度、齿轮的疲劳强度等，必要时作结构和方案上的修改，重新验算，直到满足要求。

对于本次设计，由于是毕业设计，所以先用手工画出草图，经自己和指导老师的多次修改后，再用计算机绘出。

一.三角带传动的计算

三角带传动中，轴间距A可以较大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，亦可因而缓和冲击及隔离震动，使传动平稳。带传动结构简单，但尺寸，机床中多用于电机输出轴的定比传动。

目录

第一章引言1

第二章设计方案论证与拟定2

2.1总体方案的论证2

2.2总体方案的拟定2

2.3主传动系统总体方案图及传动原理2

第三章设计计算说明5

3.1主运动设计5

3.1.1参数的确定5

3.1.2传动设计6

3.1.3转速图的拟定8

3.1.4带轮直径和齿轮齿数的确定12

3.1.5传动件的设计19

3.2纵向进给运动设计38

3.2.1滚珠丝杆副的选择38

3.2.2驱动电机的选用42

结论47

小结48

机床设计论文范文第2篇

关键词:现代工业设计理念;产品设计;数控机床

1.机床设计的现状,以数控机床为例

随着电子信息技术的发展,世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代,其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段,具有无限放大的经济与社会效应。目前,欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程,而中国从20世纪80年代开始起步,仍处于发展阶段。

1.1对工业设计的重要性认识不足

工业设计是工业革命的产物,是科学技术和文化艺术多学科交叉的新兴学科,其核心任务是产品造型设计。对工业设计的重要性认识的不足,最直接的反映就是产品造型粗放,缺少设计感;色彩单调,缺乏时代性;使用界面混乱,缺乏人文关怀。中国的机床设计在生产和制造上完全不输给国外的企业,缺少的就是工业设计的意识。就市场而言,在功能、性能、质量、技术水平差不多的情况下,产品的造型,色彩,使用的界面的人性化设计就显得越来越重要,甚至直接决定产品的销售量。英国工业设计委员会1998-1999年度对英国企业的工业设计投入与市场收益作比较,该年度采用工业设计的企业,销售额平均增长43%;而未采用工业设计的企业,销售额平均仅增长15%,企业对设计的前期投资,平均在15个月内即口收回,有90%的(工业设计)项目都获得了商业上的成功。这表明:设计对于企业的意义不只是产品表面上的好看,好用,而是实实在在的商业利益。

1.2数控机床的工业设计缺少品牌意识

缺少品牌的意识,基本上是所有行业的通病,尤其是中小企业,由于大环境的原因,中小企业在品牌化的过程中存在着很多客观的原因,但不管情况怎么样,品牌化是一个必经之路。1992年,邓小平在南巡讲话中鼓励中国企业:“我们应该有自己的拳头产品,拥有中国自己的品牌;否则就要受人欺负”。数控机床生产企业也是一样,多数的企业还是缺乏这方面的意识。具体表现在:

1.2.1产品的工业设计缺乏企业策略性的考量

重视工业设计的多数企业把产品的工业设计只局限在单纯的造型设计上,而不是把设计纳入“设计-开发-生产制造、宣传销售-售后服务”这样一个系统当中。

1.2.2系列产品造型设计缺乏品牌连贯性

系列产品造型的品牌连贯性体现在两个方面:一个是指系列内产品。另一个指的是系列间的产品。他们构成系列间产品。品牌的连贯性要求在对产品进行造型设计时既要有共同的识别特征,同时,每个产品之间造型上又要有所差别。即要做到“和而不同”。

3现代工业设计理念的引入与应用

3.1现代设计理念的引入

现代设计理念主要指绿色设计、人性化设计、产品语意的设计和产品的系统设计等。在设计上,这些主要设计理念与之相对应分别体现在:在环境方面,要体现对环境的关注;在人使用方面,要体现对人的关怀;在产品语意方面,要体现当地的文化特色;在品牌经营层面,要关注产品内在的品质,使得设计成为品牌营销的有效手段。

3.2现代设计理念的应用

现代设计理念在机床产品设计中的运用主要有以下几个方面。

3.2.1绿色设计

绿色设计源于人们对现代技术文化所引起的环境及生态的破坏的反思。对于工业设计来说,3R原则是绿色设计的核心。所谓的3R是指:Reduce、Recycle和Reuse。绿色设计要求考虑产品在生命周期内的每一个环节:从产品的创意构思到制造、运输,从产品被消费者使用到最后产品的回收。确保每一个环节对环境的影响最小。

对于机床产品来说,绿色设计最主要最常见的体现在一下两个方面:

1)可拆卸性设计

可拆卸性设计是一种使产品容易拆卸并能从材料回收和零件重新使用中获得最高利润的设计方法,是绿色产品设计的主要内容之一。例如,在机床设计中可以用螺纹联接来代替焊接和铆接等。螺纹联接不仅易于拆装而且联结可靠,即具有重复使用的特点。为了减少零件数量,还可使用螺钉集成结构来代替普通螺钉和垫片、防松垫圈等。可拆卸性设计原则:一是减少拆卸的工作量;二是易于拆卸、分离;三是多用标准件。

2)可回收性设计

可回收性设计也是绿色设计的主要内容之一,就是在产品设计初期时考虑其零件回收及再利用的可能性,即在其它新产品中可以利用使用过的或废弃产品中的零部件及材料。

3.2.2以人为本,注重人性化设计

人性化设计,就是要设计以人为本。他是针对功能主义设计思想的缺陷,提出设计不应该以机器的功能为出发点,而应该把人作为设计的出发点。以人对产品的使用为基础,使机器能够很好的为人服务。随着技术的发展,社会的进步,人们对产品的人性化要求也越来越高,尤其是一些关乎人们使用安全的设计—诸如机床产品的设计—在这个方面的要求更高。

以人为本,注重人性化有两个概念:一是符合人的尺度;二是要有很好的操作界面。符合人的尺度,要求在农机产品设计过程当中,可以运用人机工程学的所提供的数据,对操作的空间大小,操作台面的高低等等进行综合考量。比如设计数控机床的操作空间时,就要根据人在操作时动态关系来确定空间的大小合理与否。第二,良好的操作界面,可以使操作起来更加的方便、快捷、安全可靠。

3.2.3要兼顾文化特色

产品语意学告诉我们,产品不仅仅有他的物质功能之外,还体现了一定的文化特征。机床的造型设计犹如给新娘做嫁衣,新娘的嫁衣不仅可以使新娘子漂亮起来,而且最能体现民族特征和深厚的文化内涵。在追求机床的科学价值的同时追求艺术和文化价值,甚至将民族的个性特征融入其中。机床造型体现一个国家、一个行业的形象和设计水平。机床造型风格的形成受两方面因素的影响。一是与当时的科技水平有关,二是离不开当时的时尚风格。要想实现其科学价值与艺术文化价值的融合,文化元素的如何应用显得尤为重要。

3.2.4产品造型的品牌特性的维持

产品系统设计理论告诉我们,设计不再是一个单纯的造型活动,而应该把设计纳入到生产制造、宣传、使用到最后产品废弃回收这一大的循环过程当中,是品牌经营的一个手段。很多企业忽视了这一点。比如,很多市场上的农机产品,如果撕去上面的标签,你无法确定它是哪个厂商生产的,造型上缺少品牌的独特性,因此,在产品造型设计时要注意的问题是:产品的造型能否体现品牌的特性。要体现品牌的特性要注意两点:一点是要注重产品整体要素的统一。即是要求农机产品在形态、色彩、材料、细节方面的选择要有利于企业形象的识别;第二点是系列产品品牌形象要保持统一。此外,这还是个长期的工程,需要我们持之以恒的努力。

4结束语

过去的30年机床设计的发展取了一定的成绩,值得肯定。自从加入WTO以后,中国的农机企业将面临多方的压力,其中最主要的压力是来自国外的企业。新的环境,需要新的设计理念。著名科学家杨振宁指出:“21世纪将是工业设计的世纪,一个不重视工业设计的国家将是落伍者”。对于国家而言是这样,对于机床设计工业而言也是同样的道理。

参考文献

[1]吴琼.工业设计——提升中国制造业价值的重要途径[J].农业机械,2008,(1):60-61

[2]何人可.工业设计史[M].北京:理工大学出版社,2000.

[3]丁玉兰.人机工程学[M].北京:理工大学出版社,1991.

[4]胡飞.设计符号与产品语意[M].北京:中国建筑工业出版社,1991.

[5]张同.产品系统设计[M].上海:上海人民美术出版社,2004.

机床设计论文范文第3篇

构成数控机床的主体结构，有控制面板、CNC装置、伺服单元、驱动装置和测量装置等构成。计算机系统在煤矿机床的数控系统中占据着一个核心地位，系统通过输入以及输出命令的各种转换来对数据进行处理，从而完成来对工程执行的各方面操作。在操作工程中，控制面板充当了一个人机交换的媒介，传输各种各样的程序。PLC在煤矿数控机床设备中发挥着信息的交换作用，它是一个双方面信息交换空间，不仅要实现与控制中心的信号进行交换，还要与数控机床的开关信号进行交换，所以它的信息存量特别大。信息交换的地址不能随意的删除或者更换，都是已经事先设计好的地址。对煤矿数控机床的设计有三个重要的模块，分别是主传动数控化、传动的数控化以及对伺服进给系统三方面的设计改造。

2、煤矿机械数控机床的设计

应综合考虑系统应用的场合，所需控制的对象以及对系统提出的基本要求这些因素之后，再选择使用合适的CPU。8088，8086，80386，8098，80286，8096等16位机的CPU是目前我国常用的CPU芯片。有时候也选用8位机的CPU，例如8080，8031，Z80等。应用于普通数控机床改造的一般是Z80CPU以及MCS一51单片机。选择它们主要是看重了配套芯片比较廉价，而且实用性和普及都是很强的，此外，对于它们的制造和维修也都是很方便的。这些特点使得它们完全符合改造需求。电气控制系统的目的就是为了满足被控对象工艺，有效的促进产品的质量和生产效率的进一步提升。在设计PLC控制系统的过程中，要按照下列原则进行。一、坚持完整性原则，也就是说，要确保可以满足工业生产过程和机械设备的需要。二、经济性原则，就是产品一经设计出可以做到简单实用。三、可靠性原则，就是PLC控制系统在设计完成后可以稳定可靠的运行。四、发展性原则，就是对现在已有的生产工艺进行全面的检查后给未来的发展留出一定的空间。通过机床的传动实现不同的工件在不同的速度下运行时的协调。传动的性能会对零件的质量和生产效率产生很大的影响，在设计中还要考虑其经济性，利用原来的电动机拖动机床的传动，达到机床的正常高效率运行。在加工的设计中，考虑到变换了切削转矩以及机床电压，会使得电机转速也发生变化，使得生产精度提高，其影响会直接反应在零件的表面生产。在主轴的设计中应加入变频调速系统，用来完成机械换挡。传动系统主要是将接受系统的指令传输给传送系统需要进行工作的部分。驱动系统会根据指令进行相应设定的工作，之后会进行机械的加工处理，从而生产出符合规定要求的零件。对于精度要求很高的参数设置需要依据传动要求进行相应的设定，同时，开环控制是对驱动系统进行改造的过程中不可缺少的环节。当现代机床与传统的进行比较时可以发现，现代机床具有更高的稳定性，而且自身发生故障的可能性越来越低，工作中出现的故障也大多是由于人为操作失误所引起。数控机床都是由机械和电气等多方面的程序构成，维修人员要从内到外仔细的检查，最大限度的排除因为随意的卸载造成的机床性能降低。此外，对于参数的设置也要能够起到将滚珠丝杠螺母副之间的轴向间隙减小甚至消除的作用，这样的操作可以更加有效地提高传动的刚度。在设计中，对数据库的整理也是很有必要的，它是远程数据库的基础，网络数据库是将数据和资源实现共享的核心技术，然后经过本地计算机的处理完成数据的存贮和查询。

3、煤矿数控机床伺服系统设计

数控机床的伺服系统有三种，即开环，半闭环和闭环三种。其中闭环的控制方案的优点很多也很突出，闭环的系统的机床精度很高，在补偿机械运动中的误差小，能减小甚至消除干扰与间隙等因素对精度的影响。但是闭环系统的机构较其他系统复杂，使用技术难度较大，对该系统的调试和维修困难，再有就是生产的造价高，在实际的生产过程中使用闭环的控制系统没有太大的必要性。ActiveX的其实就是一个开放的平台。其工作内容就是给程序的开发人员和用户，还有Web生产厂商提供在互联网创建程序集成过程中的方向。ActiveX服务器控件能把所有的能执行的代码还有程序融入到该服务器系统之中，并嵌入到Web中，让用户能通过网络就能得到想要的程序，不需要远程的客户端就能进行远程的执行。

4、总结

机床设计论文范文第4篇

电气控制原理图的设计

说明：本文的控制系统采用FANUC-0i-mate-MD系统[1]，以一泵双阀在机床冷却和冲屑中的应用为例进行说明。首先，明确控制逻辑。那么针对一泵双阀的控制模式，可以进行如下逻辑控制：即，通过PLC的输入点控制PLC输出点，PLC输出点控制泵的继电器和阀的继电器，通过泵的继电器控制泵的启停，通过阀的继电器控制阀的通断，通过泵的启停与阀的通断配合，实现功能切换。

PLC的编制

由于为了降低成本，机床厂家选择的泵一般泵都不具有溢流功能，所以泵和电磁阀的配合显得尤为重要，否则可能造成电机的损毁。如何才能保证合适的时序配合？首先，电机运转的时候电磁阀必须有一个打开，由于电机功率或者流量的限制，而且冷却和冲屑不能同时打开，所以这就要求不管是使用冷却功能还是冲屑功能，在泵启动之前，电磁阀应该先打开，在泵关闭之前，电磁阀不能先关闭，以保证泵的安全，及泵出水口与阀之间管路不承受大的压力而且在使用一个功能前必须保证另一个功能是关闭的，并且为了避免操作上的混乱，各自的功能的通断只能通过各自的按键或者M代码控制，不做交叉控制处理。

而冷却和冲屑功能的控制方式与传统控制方式保持不变，即就冷却通断都通过面板一个冷却按键和M代码，冲屑通断通过面板一个冲屑按键（也可以通过M代码控制，本文不做讨论）。那么根据电气控制原理图和流程图可以编制PLC程序[2]（R1.0为M08冷却开信号，R1.1为M09冷却关信号，X8.4为急停信号，其它X/Y参照原理图）。从以上程序分析可以看出，在阀(Y2.0/Y2.1)开通之后有个延时（TMRB1），然后接通泵(Y2.2)，在泵关闭之后，有个延时（TMRB2），然后关闭泵，而且TMRB1和TMRB2是可以调节的。由于各个厂家泵的性能和阀的性能不同，泵出水的速度和阀开闭的速度不同，所以TMRB1和TMRB2是需要根据具体泵和阀的性能进行试验校准的，进而实现了柔性调节，保证运行顺畅即可。但需要注意由于时序控制的限制TMR1和TMRB2的设定必须满足TMRB1>TMRB2，否则可能出现功能无法关闭的现象。那么通过以上程序控制我们就实现了一泵双阀的控制及柔性调节。

机床设计论文范文第5篇

制造业作为我国的支柱产业，在整个国民经济中占有举足轻重的地位，它是我国比较优势产业，是劳动密集及智力密集型产业。而制造业的主体和基础是机床行业；2002年中国机床一跃成为世界最大的消费国和全球最大的机床进口国。同时加入WTO以后，全球经济贸易的一体化，这对我国制造业的要求不断提高，各种技术壁垒已经阻碍了我国机床行业走向国际化。如何刷新今天的被动局面，积极的应对挑战、抓住机遇、赢得发展的契机，成为机床行业普遍面临的问题。在国外，机床改造已有较长的历史，在美国已有50多年的历史。由于各国的政治、经济、科学技术的差异，机床的种类、性能、结构的繁杂多样，使机床的改造内涵更加丰富多彩，出现了机床的翻修、改进、改装、改造、再生、再造。机床改造在汽车、机床、内燃机、航空等行业广泛应用，并批量投入生产。

一般认为：机床改造就是：利用最新的控制装置和进给系统使旧机床获得新生再造是一种较高的设备改造形式，国外称这种工程技术是把老设备“重新回到图板，以进行再设计，再制造，再鉴定的工作过程。通过全面改造设备主体结构和控制系统，引入最新技术，使机床达到现代化设计的新机床的水平，以满足现代生产率、精度、环静和技术标准。鉴于机床改造工艺技术水平要求较高。一般工厂用户自行改造。往往难于达到技术性能和经济效益。

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

致谢35

机床设计论文范文第6篇

机床作为制造业中普遍采用通用设备，其性能标志了一个国家的工业发展水平。随着电力电子和软件技术的飞速发展，使机床柔性化、精密化、自动化、智能化成为可能。尽管数控机床已经部分具备自动化和智能化的特征，使劳动强度大为下降，但是其仍是按照加工程序进行加工设备并不能完全取代人在零部件加工中的作用。人类社会的进步和科技的发展以及人类文化素质的普遍提高，在机床设计领域不单着重提高机床的加工精度、机床寿命以及自动化智能化等性能方面，同时给予机床造型设计足够的重视。一个成功的机床造型设计能兼顾美学与工程学，在满足功能需要的前提下协调人与环境的关系，在造型上能让人们感受到一种觉有科技性先进性的美感。造型设计中操作布、色彩、材料和工艺都应满足功能和便于实现，应考虑到机床实际所处于的环境以及机床器件对风路等的要求，尽可能给操作者提供一个舒适的环境，以提高操作者的工作效率。

二、现代机床造型设计与技术设计的关系

机床设计、美术设计与机床造型设计三者性质和着重点不同，但有着密切的关系。机床设计着重机床的性能，合理布置各部件位置，以满足用户对机床的性能要求为首要目的。美术设计着重于艺术性美感的体现，重要通过外形结构、色彩和材料等来体现。而机床造型设计需要应用艺术表现法则和美术设计技能，来为机床服务，将机床设计的部分与美术设计部分相结合，在保证机床性能的基础上合理的解决产品造型的有关技术问题。现代机床要求在机床结构设计时就要对造型设计有一定的考虑，因此技术设计与造型设计时同步配合进行的创造性工作，贯穿于机床设计制造的全过程。

三、现代机床造型设计的原则

经过对国内外机床造型的研究和分析，总结出一些造型设计的原则如下。

3.1全局设计机床是一个由若干个复杂的系统构成的集合体，为使造型设计的优势最大化，在设计之初就要对机床的机械结构、界面要求、零部件材质及布局、人机构成等设计部分做到全面的了解。并与机床设计阶段提出全局化的设计规划。以保证机床经过造型设计后具有独特品格和特征。

3.2功能第一机床的根本功能是对零部件进行加工，其最主要的性能指标为加工精度。造型设计中重要采用艺术的形式体现机床的科技感并且结合使用环境调节操作者的精神和心理有一定的调节作用，因此不能以造型需求而对机床的性能造成影响。

3.3工业工程工业工程作为精益生产的重要组成部分，关系到产品批量生产时的品质与成本。因此在造型设计时要考虑到工业工程性，应对部件进行工艺性的审查，所涉及的部件应具有易于加工和一致性的特点，同时要提高零部件的通用型和标准化程度。以适合批量生产的要求。

3.4以人为本机床造型设计不仅要对已操作性和思考习惯性还应心理、生理、工效和安全健康方面有所考虑。所使用的材料应具有环保性，机床视窗应采用安全玻璃等不易碎材质制成。

3.5精神功能人在零部件加工中起决定性作用，因此现代机床造型设计还需要特别重视产品对人的精神功能。研究显示人的心理和生理会对色彩产生相应的反应，通过认识和掌握色彩规律，利用机床造型设计中色彩的微妙变化来调节操作者的心理和生理状态有助于提供操作者的效率。

3.6简约原则现代机床造型设计要符合简约的原则，不应使用过多的装饰性部件以免产生不必要的成本。以实用、美观、经济的设计方案，达到增加产品的附加值的目的。

3.7绿色环保造型设计所应选用对环境友好，无毒无害的材料，兼顾节能降耗的要求。使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个生命周期中，对环境的影响最小，资源效率最高。

四、结语

机床设计论文范文第7篇

在各种机械加工中车床的机械加工最具有难度，而在车床机械加工中车床支架的机械加工更是具有着关键性的影响，车床支架的外形、磨损、尺寸以及安装因素都是进行机械加工中需要考量的因素，关系到机械加工具体的工艺和流程选择和确定，同时也是夹具设计必须要参考的因素，有时以上因素会给夹具设计带来相当的难度。

1.1车床支架机械加工影响要素

车床支架相对于车床整体而言是零件的一部分，而从加工活动来看，车床支架的加工也是多个零件的加工，在车床零件的加工中需要结合所选用的材料、拟加工支架的性能要求以及与车床配套使用的形状要求等进行合理的设计。在设计时需要结合以上要素确定出具体的参数，因为有的车床支架结构较为复杂，需要在确定的严格的参数指导下才能保证加工出满足车床支架要求的支架。

1.2车床支架加工中需要注意的问题

首先，加工方法的选择，无论是任何型号的机床支架机械加工都要在设计图纸作为依据的条件下选择适当的加工方法，加工方法的选择除了要结合设计图纸要求，精度要求，还要考虑到机械加工企业的工人技术水平以及加工的经济性，在车床支架加工中常用的加工方法包括钻、铣、磨、镗、热处理等。例如在车床支架的表面加工的粗糙度上，需要注意的是根据粗擦度要求的不同选择合适的加工方法。其次，确定车床支架机械加工的流程，将加工划分为具体的阶段，从粗加工、半精加工、精加工到最后的表面光整加工。通过加工阶段的划分，能够将车床支架零件的加工要求落实在每一加工阶段完成，对于保证加工精度和加工质量十分关键。此外，通过对加工阶段进行划分，还能够妥善安排而处理工艺的进行，因为有的热处理需要在粗加工之前，有的是在精加工之前，工序明确划分后，有利于热处理技术插入。在加工工序划分基础上，还要注意的是各个工序之间的配合，因为不同的车床支架加工有着不同的要求，在工序上可能需要做出调整，要按照符合加工要求进行工序的调整，保证加工的协调性。在车床机械加工中工序的设计一般包括工序基准的选择确定、工序尺寸、加工余量、机床选择、技术设备选择、切削用量以及时间定额。再次，在车床支架加工过程中非常重要的一项内容就是要根据加工零件的结构要求确定定位基准，可以说定位基准的确定直接关系到加工生产零件的精度是否合规，关系到生产加工质量、生产效率和生产加工的效益。根据笔者多年的实践经验，定位基准确定出现失误，会给生产加工造成许多的问题，因此一定要重视定位基准的确定，笔者认为定位基准的确定流程上应当需要以科学为指导。

2夹具设计

车床支架机械加工夹具设计是机械加工工种之一，夹具本身就是为了保证车床与支架之间能够精准、稳定的安装和运行，通过夹具能够调整和确定车床机械设备的松紧度，夹具在支架与车床主体之间起到连接性作用，对于车床的安全可靠运转具有重要影响，有时夹具还能够对车床使用中的功能发挥甚至是功能延伸具有重要作用，因此从某种程度上来说，夹具的设计关系到生产的安全与稳定进行。夹具设计的前提是要对原始质料进行研究，因为夹具主要是为了钻、绞，要体现应用的价值就要结合质料进行设计。实践中夹具的使用要求夹具必须简单，同时还能够保证紧促性要求。因此在进行夹具的设计时要秉承这一原则性要求，结合机械加工工艺流程和机械加工的精准度要求进行科学合理的设计，要从夹具外形设计上考虑到夹具的使用方便性和夹具的清洁处理便益性要求，设计成为紧凑结构；当然最重要的当然还是夹具夹紧的力度，因为只有夹具夹紧力度的可靠，才能保证定位的准确和车床运转中不会出现震动或者松动。由于车床型号的特殊性或者生产条件的特殊性，在车床支架的夹具设计上有时需要设计专用的夹具，对于专用夹具的设计要根据车床加紧方案进行加工，然后再按照定位、加紧的工序进行加工。专用夹具对于质量是具有可靠的质量保证的，大多数的专用夹具设计都是为了提高质量，在当前车床支架加工的夹具设计上这种现象也是十分普遍的。总之，夹具的设计要结合车床支架机械加工工艺流程进行设计，确保支架机械加工的顺利进行，也确保投产后车床的顺利生产运行，保证加工产品的质量。

3结论

机床设计论文范文第8篇

前言

可编程序控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计，它采用了可编程序的存储器是将逻辑运算、顺序控制时序、计数以及算术运算等控制程序 ，用一串指令形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟、数字等输入输出部件，对生产设备与生产过程进行控制的装置。随着大规模集成电路的发展，可编程序控制器得到了迅速发展，并广泛应用于各种领域中，以满足现代化大生产的高效、高可靠性、高难度的自动化要求。

现代机器向着高速度高效率高精度方向的发展，对机器制造业也提出了新的要求：机器零件的精度越来越高。同时，结构也日趋复杂，特别是箱体零件具有孔系多的特点，它的加工除了本身又尺寸精度的要求外，还有形状精度和孔系之间相对位置精度的要求。

镗床主要用于加工精确的孔和各孔间的距离要求较为精确的零件。目前国内使用镗床90%都是使用继电器-接触器传统的控制方式，这种方式使机械震动噪声大，接线复杂，维修工作量大。

孔加工一般可在钻床、车床、镗床、拉床、内圆磨床上进行，有些工件也在镗床上加工。镗床加工的特点是：主运动由刀具作旋转来完成，而进给运动是由主轴或工作台的移动来达到，并且可以通过镗床工作台的三个方向移动，很方便、准确地调整切削刀具与工件的相对位置。因此在镗床上进行钻孔、铰孔和镗孔也是一种重要的加工方法。

本书选用日本三菱公司生产的FX2N—48MR PLC可编程序控制器对T68卧式镗床的电器控制进行设计。在编写过程中得到了许多同学们和老师的帮助和大力支持，并提出了许多宝贵意见和建议，在此向他们表示衷心的感谢。由于时间仓促，加上编写经验不足，书中还难免有存在缺点和错误，在此恳切的希望指导教师提出批评和指正，以便进一步修改和完善。

目录

第一章 可编程序控制器的介绍----------------------5 1-1 可编程序控制器的概述------------------5 1-3 PLC的工作过程-------------------------9

1-4 PLC的主要技术指标---------------------9

第二章 T68型卧式镗床的电气控制线路分析

一、主要结构和运动形式----------------------11

二、电力拖动方式及电气控制要求--------------11

三、T68型镗床的电气控制线路分析------------12

第三章 T68卧式镗床的PLC控制

一. 梯形图编程语言--------------------------20

二. 助记符语言------------------------------21

三. PLC对T68卧式镗床梯形图的绘制----------21

四. PLC状态表------------------------------22

五. 汇编语言--------------------------------25

元件明细表----------------------------------------28

总结 --------------------------------------29

毕业设计任务书（四）

指导教师：田林红

一、设计题目用PLC对专用镗孔机床的电气控制设计（二）

二、设计的目的

1）掌握镗孔机床加工动作流程。

2）掌握机床电气控制元件的选择与计算方法。

3）掌握PLC选择与应用。

三、设计要求

一台机床用于零件的镗孔与铰孔两种工序加工，进给速度分为快进和一次和二次工进，进给采用液压控制。主轴采用1500W电机，液压系统是1000W电机。设计要求

1）主轴双向运转，停车采用反向制动。

2）主轴加工采用两地控制，必须液压泵电动机才能启动主轴电动机。

3）有工作状态指示及照明。

4）有必要的电气保护和联锁。

四、完成的任务

要求说明详细，字迹工整，原理正确，元件选择有理。图纸规范，图形清晰，符号标准，线条均匀。

（1）设计与绘制电气控制原理图，元件安装布置图、接线图。

（2）毕业设计说明书（8000以上）

1）设计题目

2）控制原理说明设计方案论证

3）主要器件选择依据与计算

4）设计总结及改进意见

5）主要参考资料

第一章 可编程序控制器的介绍

1.1 可编程序控制器的概述

可编程序控制器（Programmable Logical Controller,简称PLC)是在继电器控制和计算机控制的基础上，以微机处理器为核心，引入微电子技术、自动控制技术而形成的一代新型工业控制装置。可编程序控制器在系统结构、硬件组成、软件结构、输入/输出（I/O）接口以及用户界面等方面都有独特性。目前，可编程序控制器不仅具有继电器控制系统所能完成的逻辑运算、定时、记数等控制功能，同时还可以进行数据处理、模拟量控制、过程控制、通信联网等功能。

. 图2 PLC控制系统的基本结构框图 1.2.1. 可编程控制器的基本结构

世界各国生产的可编程控制器外观各异，但作为工业控制计算机，其硬件结构大体相同，主要由中央处理器、存储器

、I／O接口、电源及编程设备几大部分构成。PLC的硬件结构框图2-1所示

1.中央处理器（CPU） 2.存储器

存储器是可编程控制器的存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。和一般计算机一样，可编程控制器的存储器有只读存储器(ROM)和随机读/写存储器（RAM）两大类。只读存储器是用来保存那些需永久保存的程序的存储器，即使机器掉电后其保存的数据也不会丢失，一般为掩膜只读存储器和可编程电擦写只读存储器。只读存储器用来存放系统程序。随机读/写存储器的特点是写入与擦除都很容易，但在掉电情况下存储的数据就会丢失，一般用来存放用户程序及系统运行中产生的临时数据。

3.输入/输出接口

输入/输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。输入口是用来接受生产过程的各种参数。输出口是用来送出可编程控制器运算后得出的控制信号，并通过机外的执行机构完成工业现场的各类控制。主要有以下几中：

⑴ 开关量输入接口。

（2）开关量输出接口。

（3）模拟量输入接口。

（4）模拟量输出接口。

（5）智能输入/输出接口。

4．电源

可编程控制器的电源包括可编程控制器各工作单元供电的开关电源及为掉电保护电路供电的后备电源，后者一般为电池。

5.外部设备

(1) 编程器。可编程控制器的特点是它的程序是可变更的，能方便的加载程序，也可方便地修改程序，因此编程设备就成了可编程控制器工作中不可缺少的部分。可编程控制器的编程设备一般有两类，一类专用编程器，有手持的，也有台式的，还有的可编程控制器机身上自带编程器，其中手持式的编程器携带方便适合工业控制现场应用；另一类是个人计算机，在个人计算机上运行可编程控制器相关的编程软件即可完成编程任务，借助软件编程比较容易，一般是编好了以后再下载到可编程控制器中去。

（2）其他外部设备。PLC还可能配设其他一些外部设备。

①盒式磁带机，用以记录程序或信息。

②打印机，用以打印程序或制表。

③EPROM写入机，用以将程序写入用户EPROM中。

④高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或 监视有关部分的运行状态。 与普通微机类似，PLC也是由硬件和软件两大部分组成的。在软件的控制下，PLC才能正常地工作。软件分为系统软件和应用软件两部分。

PLC的基本工作如下:

(1)输入现场信息:在系统软件的控制下，顺次扫描各输入点的状态;

(2)执行程序:顺次扫描用户程序中的各条指令，根据输入状态和指令内容进行逻辑运算:

(3)输出控制信号:根据逻辑运算的结果，输出状态寄存器向各输出点并行发出相应的控制信号，实现所要求的逻辑控制功能。

上述过程执行完后，又重新开始，反复地执行。每执行一遍所需的时间称为扫描周期。PLC的扫描周期通常为几十毫秒。

PLC就这样不断反复循环，实现对机器的连续控制，直到接收到停机命令，或因停电、出现故障等才停止工作。

1-3、PLC的工作过程

图4 PLC的工作过程

1.4 PLC的主要技术指标

1. I/O(输入/输出)点数

如前所述，输入/输出点数是PLC组成控制系统时所能接入的输入/输出信号的最大数量，表示PLC组成系统时可能的最大规模。这里有个问题要注意，在总的点数中，输入点与输出点总是按一定比例设置的，往往是输入点数大于输出点数，且输入和输出点数不相互代替。

2.应用程序的存储容量 3.扫描速度 另外，可编程控制器的可扩展性、可靠性、易操作性及经济性等 指标也是用户关心的问题。

第二章 T68型卧式镗床的电气控制线路分析

一、主要结构和运动形式

镗床的床身是一个整体铸件，在它的一端固定有前立柱，在前立柱的垂直导轨上又安装有镗头架，镗头架可沿垂直导轨上下移动。在镗头架里集中里装有主轴、变速箱、进给箱和操纵机构等部件。切削刀具一般安装在镗轴前端的锥形孔里，或安装在花盘的刀具溜板上。在切削过程中，镗轴一面旋转，一面沿轴向作进给运动，而花盘只能旋转，装在他上面的刀具溜板可作垂直主轴轴线方向的径向进给运动，镗轴和花盘轴分别通过各自的传动链传动，可以独立转动。后立柱位于镗床床身的另一端 ，后立柱上的尾座用来支撑装夹在镗轴上的镗杆末端，它与镗头架同时升降，两者的轴线始终在同一水平直线上。根据镗杆的长短，可通过后立柱沿床身水平导轨的移动来调整前、后立柱之间的距离。

有以上分析可知，T68型卧式镗床运动形式为：

（1）主运动 镗轴和花盘的旋转运动

（2）进给运动 镗轴是轴向进给、花盘上刀具的径向进给、镗头架的垂直进给、工作台的横向和纵向进给。

（3）辅助运动 工作台的回转、后立柱的轴向水平移动、尾座的垂直移动及各部分的快速移动。

二、电力拖动方式及电气控制要求 T68型卧式镗床的电气控制要求如下：

（1）为了扩大调速范围和简化机床的传动装置，本机采用机电联合调速，使用双速笼型异步电动机M1作为主拖动电动机，其绕组接法为/YY。

（2）主轴或进给变速时，为了便于齿轮之间的啮合，要有变速冲动。

（3）为了适应调整的需要，要求主轴电动机能够进行正、反向旋转及点动操作

（4）为了快速准确地停车，要求主轴电动机具有制动过程，本机床采用反接制动方式。

（5）快速移动电动机M2应能进行正、反转及点动操作。

（6）工作台或镗头架的自动进给与主轴或花盘刀架的自动进给不能同时进行，两者之间应有连锁保护。

三、T68型镗床的电气控制线路分析

T68镗床的电气控制原理图如下图所示。

(一)主电路分析 快速电动机M2由接触器KM6和KM7控制其正、反转，用熔断器FU2作其短路保护。

（二）控制电路分析

1.主轴电动机M1的正、反转起动控制 当要求主轴低速运行时，将速度选择手柄置于低速挡，此时与速度选择手柄有关联的行程开关SQ不受压，SQ触头断开。若使主轴电动机M1正向运行，可按下正转起动按钮SB2，此时，中间继电器KA1通电并自锁，KA1常开触头闭合，使接触器KM3通电，短接电阻R，KA1常开触头闭合，使得接触器KM1，KM4相继通电。主轴电动机M1在接法下全压起动并运行（低速）。此时，KA1，KM1，KM3，KM4通电。 KM4线圈的通电电流线路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4KM1（4－14）常开触点14KT（14－23）常闭触点23KM5（23－24）常闭触点24KM4线圈PE。 若要求主轴高速运行时。将速度选择手柄置于高速挡，此时行程开关SQ压下，使SQ触头（12－13）闭合。这样，在接触器KM3通电的同时，时间继电器KT也通电。于是，主轴电动机M1在低速挡起动并经过一段延时后，时间继电器通电延时时常闭触头KT（14－23）断开，通电延时闭合触头KT（14－21）闭合，分别使接触器KM4断电，接触器KM5、KM8通电。从而使主轴电动机M1由低速接法自动切换成高速YY接法。构成了双速电动机按低速挡起动再自动切换成高速挡运行的自动控制环节。正向高速运行时，KT,KA1,KM1,KM3,KM5,KM8通电。KM5,KM8线圈的通电电流通路为： 2.主轴电动机的点动控制 正转点动时，按SB4,KM1,KM4接通，接触器KM1线圈的通电电流通路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4SB1（4－5）常闭触点5SB4（5－15）常开触点15KM2（15－16）常闭触点16KM1线圈PE。 3.主轴电动机的停车与制动

主轴电动机M1在运行中，可以通过按下停止按钮SB1来实现主轴电动机M1的自然停止或反接制动（将SB1按到底）。

以主轴电动机M1运行在低速正转状态为例，此时中间继电器KA1、接触器KM3,KM1,KM4均通电吸合，速度继电器的常开触头KS1-1（14－19）闭合，为正转反接制动作准备。

当需要自然停止停车时，轻按下停止按钮SB1（4－5），其常开触头断开，使中间继电器KA1、接触器KM3,KM1,KM4相继断电释放，切断了主轴电动机M1正向电源。主轴电动机M1自然停止。 此 时，KM4线圈通电电流通路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4KM2（4－14）常开触点14KT（14－23）常闭触点23KM5（23－24）常闭触点24KM4线圈PE。 若主轴电动机M1已运行在高速正转状态下，按下停止按钮SB1,可实现自然停车和反接制动停车，反接制动时，SB1（4－5）断开，中间继电器KA1、接触器KM3、时间继电器KT、接触器KM1、接触器KM5,KM8相继断电，SB1（4－14）闭合则使接触器KM2通电，接触器KM4通电。于是主轴电动机M1串入反接制动电阻，绕组接成接法，进行低速反接制动，直至速度继电器常开触头KS1-1（14－19）释放，反接制动结束。电流通路同上。要注意的是：在进行制动停车操作时，应该将停止按钮SB1按到底，否则将无法接通反接制动回路，只能实现自然停车。

4.主运动和进给运动的变速控制

T68型卧式镗床主运动和进给运动的变速，是通过变速操纵盘实现的。他急既可以在主轴和进给电动机未起动前预选速度，也可以在运行中进行变速。 若主轴在正转运行中需要变速，可将主轴变速操纵手柄向外拉出，这时行程开关SQ1不在受压，其常开触头SQ1（5－10）断开接触器KM3,KM1,接触器KM2经行程开关SQ1（4－14）的常闭触头、速度继电器常开触头KS1-1（14－19）而通电吸合，使主轴电动机M1定子串入电阻R进行反接制动。接触器KM2线圈的通电电流通路为：1FU3（1－2）2FR（2－3）常闭触点3SQ5（3－4）常闭触点4SQ1-1（4－14）常开触点14KS1-1（14－19）常开触点19KM1（19－20）常闭触点20KM2线圈PE。若主轴电动机M1原来运行在低速挡，则此时接触器KM4仍保持通电，接触器KM3,KM1断电，接触器KM2通电，主轴电动机M1接成，串入电阻R进行反接制动。若主轴电动机M1原来运行在高速挡，则此时有时间继电器KT的触头将绕组YY接自动切换成接法，低速串入电阻R进行反接制动。随后转动变速盘，选择所需要的速度，最后将变速操纵手柄推回原位。

如果变速齿轮不能啮合而造成变速手柄推不动，则此时行程开关SQ2受压，其常开触头SQ2（17－15）闭合，接触器KM1经速度继电器常闭触头KS1-1（14－17）、行程开关SQ1常闭触头（4－14） 接通电源，同时接触器KM4通电，使主轴电动机M1定子串入电阻R,绕组接成在低速挡起动。接触器KM1线圈的通电电流通路为： 当转速升到速度继电器KS1的动作值时，其常闭触头KS1-2（14－17）断开，使接触器KM1断电释放；另一速度继电器常开触头 KS1-1（14－19）闭合，使接触器KM2通电吸合，对主轴电动机M1进行反接制动，使转速下降。当到达速度继电器KS1的释放值时，其常开触头KS1-1（14－19）断开，常闭触头KS1-2（14－17）闭合，反接制动结束。 2. 在进给变速时，首先将进给变速操纵手柄向外拉出，然后转动进给变速盘，选择所需要的进给速度，最后将变速操纵手柄推回原位。在拉出变速操纵手柄时，行程开关SQ3释放，而行程开关SQ4受压。推回手柄时的压合情况正好相反。如果变速齿轮不能啮合而造成进给变速手柄推不动，则主轴电动机M1处于间歇起动和制动状态，获得变速时的低速冲动，直到变速操纵手柄能推回原位为止。整个过程和主轴变速控制相同，其控制电路不再另行分析。由于变速过程中KA1或KA2一直保持自锁，从而记忆了变速前的主轴方向，保证变速后M1仍按原来的方向起动运转。

5.镗头架、工作台快速移动的控制

镗头架和工作台等部件各方向的快速移动由快速移动电动机M2拖动，通过快速移动操作手柄来控制，而移动方向则由位于工作台前方的操作手柄进行预选。当扳动快速操作手柄时，行程开关SQ7或SQ8被压合，接触器KM7或KM6通电，使快速移动电动机M2旋转而实现快速移动。当快速操作手柄复位时，行程开关SQ7或SQ8不再受压，接触器KM7或KM6断电释放，快速移动电动机M2停止旋转，快速移动过程结束。

第三章 T68镗床的PLC控制

PLC的编程语言有梯形图语言、助记符语言、流程图语言、布儿代数语言等。其中前两种语言用得较多，流程图语言也在许多场所被采用。本章仅介绍梯形图语言和助记符语言的编程及特点。

一. 梯形图编程语言

1.梯形图与继电控制的区别

梯形图结构沿用继电控制原理图的形式，采用了常开触点、常闭触点、线圈和功能块等结构的图形语言。对于同一控制电路，继电 控制原理图和梯形图的输入/输出信号基本相同，控制过程等效。二者的区别在于继电控制原理图使用的是硬件继电器和定时器，靠硬件连接组成控制线路，而PLC梯形图使用的是内部继电器、定时器和计数器，靠软件实现控制。

因此，PLC的使用具有很高的灵活性，程序修改过程非常方便。图3-1所示是一个继电器线路图和与其等效的PLC梯形图 二. 助记符语言

助记符语言是PLC的命令语句表达式。用梯形图编程虽然直观、简便，但要求PLC配置较大的显示器方可输入图形符号，这在有些小型机上常难以满足，故需借助助记符语言。应该指出的是，不同型号的PLC其助记符语言也不相同，但其基本原理相近的。编程时，一般先根据要求编制梯形图，然后再根据梯形图转换成助记符语言。

三. PLC对T68镗床梯形图的绘制

四. PLC状态表

分类 用途及名称 元件代号 PLC数据 备注

输

入

信

号

正转启动按钮

反转启动按钮

正转点动按钮

反转点动按钮

停止按钮 SBI 1101 按钮在设计中选用了“11”通道继电器 SB3 1103

SB4 1104

SB5 1105

高低速转换限位开关

主轴变速限位开关

主轴变速限位开关

进给变速限位开关

进给变速限位开关

快移电动机正转限位开关

快移电动机反转限位开关

速度继电器正向触点

速度继电器反向触点 SQ 1000 限位开关和速度继电器在设计中选用了PLC“10”通道输入继电器

SQ1 1001 SQ3 1003

SQ4 1004

SQ7 1007

SQ8 1008

KV1 1011 主轴箱与工作台进给互锁限位开关

主轴箱与工作台进给互锁限位开关

热继电器常闭触点 SQ5 - 未进PLC

SQ6 -

FR1 -

主轴电机正转起停接触器 KM2 2002 输出信号选用的是“20”通道的输出继电器

输

出

信

号

主轴电机低速转动接触器

主轴电机高速转动接触器

主轴电机高速转动接触器

短接限流电阻接触器

快速电动机正转接触器

快速电动机反转接触器 KM6 2006

KM7 2007

KM8 2008

KM3 2003

KM4 2004

KM5 2005

中

间

继

电

器 主电机正转中间继电器

主电机反转中间继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器

PLC内部辅助继电器 KA1 3001 中间继电器选用了“30”通道和“40”通道

KA2 3002

- 3005

- 4000

- 4001

- 4002

- 4003

- 4004

时间继电器 主电机高速延时启动时间继电器联结防电弧延时时间继电器 KT1

- 5000

5001 延时5S

延时1S

五 汇编语言：

序号 指令 代号 序号 指令 代号 002 IL 023 OR 1103 004 OR 3001 025 LD 2003

005 ANI 3002 026 AND 3002 007 LD 1102 028 OUT 4001

008 OR 3002 029 ILC

009 ANI 3001 030 LD 1105 011 LD 3001 032 ORI 1003 013 AND 1003 034 OR 2002

014 AND 1001 035 OUT 3005

015 MPS 036 LD 3005 017 MPP 038 OUT 4002

018 AND 1000 039 LDI 1004 020 #0050 041 AND 3005 043 OUT 4003 064 LD 4001

044 LD 3005 065 OR 4004 046 OUT 4004 067 OUT 2002

047 LD 3005 068 LDI 1007

048 ANI 5000 069 AND 1008

049 ANI 2007 070 ANI 2005 051 LD 3005 072 LD 1007

052 AND 5000 073 ANI 1008 054 #0010 075 OUT 2005

055 LD 5001 END

056 ANI 2006

057 OUT 2007

058 OUT 2008

059 LD 4000

060 OR 4002

061 OR 4003

062 ANI 2002

063 OUT 2001

元件明细一览表

符号 数量 名称及用途

M1 1 主电动机，拖动主运动和进给运动

M2 1 快速移动用电机

Q 1 空气开关，限流、欠压保护 KM3 1 限流电阻短路用接触器

KM4、KM5 2 快速电机正反转用接触器

KM6、KM7 3 主电动机高低速转换用接触器 SB3、SB4 2 主电动机正反转点动按钮

SB5 1 主电动机停止用按钮

Kn 1 主电动机反转制动用速度继电器

总结

随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。

我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于 做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。 在此要感谢我的指导老师田林红对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了对自己工作能力的信心，相信会对今后的学习工作生活有非常重要的影响。而且大大提高了动手的能力，使我充分体会到了在创造过程中探索的艰难和成功时的喜悦。虽然这个设计做的也不太好，但是在设计过程中所学到的东西是这次毕业设计的最大收获和财富，使我终身受益。

1、《工厂电气控制技术》机械工业出版社 主编 方承远

2、《工厂电气控制设备》机械工业出版社 主编 许廖

3、《机床电气控制技术》机械工业出版社 主编 王炳实

4、《可编程序控制器的应用技术》机械工业出版社 主编 王兆义

机床设计论文范文第9篇

【关键词】数控机床；课程标准；教学过程设计；立体交互分层

0 引言

数控机床与原理是我院数控技术应用专业开设的一门专业必修课，旨在培养学生掌握数控机床组成、工作原理方面的内容，使其初步认知数控机床各功能部件组成和工作原理，特别是通用型数控车床、数控铣床的组成和工作原理，具备独立操控数控机床的能力，能够编制简单的数控程序并加工出工件。为了贯彻学院提升教学质量的五年计划，从制定课程标准入手，合理运用教材，结合学院实训条件取舍教学内容，设计适合高职学生的教学过程，配合立体分层的实训，确保学有所得。

1 制定理论实践并重的课程标准

《数控机床与原理》属于理论实践一体化课程，必修考试课，学时为60课时，其中理论40课时，实践20学时。

采用项目式教学方法设计课程授课内容，以工作任务模块为中心构建的该课程。以数控机床应用行业需求引领课程项目工作任务，以课程项目工作任务选择课程技能模块，以课程技能模块确定课程知识内容。

课程立足于实际能力的培养，以工作任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。据此，课程标准制定了5个项目和21个工作任务。

2 基于课程标准的教材内容取舍，切合实训条件的措施

该课程采用大连理工大学出版社高职高专机电类课程规划教材《数控机床》，它是比较贴合课程标准的一本高职教材。它“以技能型、应用型人才培养为主，重在实践，理论以够用为度”的原则进行编写，主要介绍数控机床的基本理论知识，通用数控机床的机械结构和控制，数控机床的保养与维修等知识。但教材中的数控机床实例并不与我院实训用数控机床一一对应，导致理论偏离实训实际，造成学生在理论实践学习中有些不知所措，不利于展开教学。为此，基于课标准取舍教材内容，切合实训条件。

下列内容关于我院实训用数控机床的教学内容：CK6141数控车床，占6课时；V600数控铣床，占6课时；VMC600数控加工中心，占4课时。用以上内容置换教材中相关内容。

3 循序渐进地设计教学过程

依据课程标准，参考教材编写顺序制定授课进度表。设计这5个项目的先后顺序是：数控机床功能部件18学时，数控车床10学时，数控铣床8学时，数控加工中心10学时，数控系统14学时。其中的21个工作任务是：（1）认识数控机床（2）数控机床的主运动传动部件（3） 数控机床进给运动传动部件（4）滚珠丝杠螺母副的轴向间隙调整与安装（5）齿轮传动的进给传动系统中齿轮啮合间隙的调整机构（6）数控车床的回转刀架（7）数控回转工作台（8）数控机床支承部件与辅助装置（9）数控加工中心的自动换刀系统（10）数控车床概述（11）CK6141数控车床（12）CK6141数控车床的附件（13）数控铣床概述（14）V600床身型数控铣床[15]V600床身型数控铣床的附件（16）数控加工中心概述（17）立式加工中心VMC600（18）数控系统的组成（19）数控插补原理（20）刀具补偿原理（21）典型数控系统简介。

理论课堂的设计遵循理论联系实训的原则进行。理论课的课堂分解为复习旧内容阶段和讲授新内容阶段两段。复习旧内容阶段：根据工作任务需要设置判断题、填空题、选择题共计10题；讲授新内容阶段：PPT简洁文字描述，图形化展示，配合音视频动画，边讲边练，穿插师生、生生互动讨论。除了随课程进度的作业题外，还布置综合作业题1题：要求用脑图制作软件XMind制作该课程的项目工作任务图。

4 立体交互式分层设计实训内容

课程标准中的20课时用于数控机床实验实训，是该课程理论联系实际的重要表现。我们采用立体交互式分层设计实训内容，共设计6个实验实训，纵向是低、中、高三个难度级别，横向是中低难度每级设计两个实训项目，高级难度设计一个实验实训项目，故为立体式；交互式是指实践教学和理论教学相互穿插而不是孤立地进行，力图使学生通过实训巩固理论，用理论指导实训。

5 结语

高职学生学习《数控机床与原理》课程，需初步具备机械制图、机械基础、电工电子技术、自动化技术等方面的知识，因此，合理地编排设计教学过程和教学方法就显得很重要。笔者初步尝试了以上所述的“项目任务驱动式教学法”，取得了较为理想的教学效果。

【参考文献】

[1]张玲莉，汪文津，赵坚.数控机床课程的教学改革研究与实践[J].河北师范大学学报：教育科学版，2010（10）：115-117

机床设计论文范文第10篇

1．1数控机床色彩设计因素

（1）色彩与功能统一。色彩设计时，要首先考虑色彩与机床功能的统一性，以加深操作人员对机床功能的理解，有利于机床功能的发挥并取得良好的效果。通过色彩可区分各部分的功能及各操作部位的快速识别。不同的色彩对人的眼球也会产生不同的视觉感受，同时用户在正常视域范围内，也会根据颜色的不同而发生变化，一般色彩的视域范围由小变大依次为：绿、红、蓝、黄、白。因此，在数控机床主体设计中，针对不同的操作装置，应根据不同的功能需求设置不同的颜色安排，以达到最佳的视觉效果。（2）人机协调。在人机工程理论的指导下，能实现数控机床的人性化设计，根据操作者的行为、能力、本能极限及其他特性来对数控机床进行设计，创造良好的人机互动关系，减轻操作者的疲劳感，体现数控机床对人性需求的关注。（3）适应环境。环境及气候条件在数控机床的操作中会影响到人的情绪，包括地理环境和车间环境。如根据色彩带来的心理感受，在气候条件长期寒冷的地区，色彩设计上应多采用纯度高、明度低的暖色，给人以热情和亲切感，反之应用纯度低、明度高的冷色系。（4）美学法则。在设计色彩时，要充分运用美学法则，如对比与协调、节奏与韵律、变化与统一等，使之成为一个有机的整体。良好的色彩设计给产品带来生气、稳定、亲切的感觉。系列化产品色彩设计时，还应考虑与其他系列产品主色调的一致性，保持企业产品整体的统一性和美观度。

1．2数控机床的色彩特征

（1）安全性。色彩不恰当的视觉搭配会给操作者的生理和心理带来不良影响，造成视疲劳、紧张和错觉。因此，数控机床的色彩不恰当容易造成误操作，易酿成大的工程事故，危及安全，反之提升产品的安全性、带来舒适感。（2）行业特色。数控机床色彩的行业特征鲜明，如电子技术的应用使得控制面板按钮较多，国家标准GB2893—1982规定：红色表示禁止、停止；蓝色表示指令必须遵守的规定；绿色表示工作正常、允许进行等。因此，在数控机床的色彩设计中，一些色彩应按《安全色》国家标准选定。由于我国数控机床的发展较晚，在色彩设计中还没有真正走进多元化的色彩潮流，从最初的绿色覆盖到现在大多选用1~2种色彩作为产品主要色，并且不会轻易变换，以维持企业产品的色彩识别性。因此色彩较单一且相对稳定成为我国数控机床的色彩特征。

2数控机床色彩设计程序与方法

数控机床的色彩设计是一个系统化的设计，经过前期调研与分析，结合数控机床的色彩特征和设计元素，展开设计定位，充分了解数控机床的色彩特征和色彩设计影响因素，最终得到合理的色彩设计方案。数控机床的色彩设计主要程序：数控机床的调研分析、色彩设计定位、色彩设计方案、色彩设计方案评估、产品色彩试制。

2．1调研分析

为使数控机床色彩设计更加科学地提高操作效率和安全性，满足操作人员的心理舒适度，并且和企业文化理念保持统一，通过发放问卷、走访工厂及体验操作等方法，针对数控机床的结构与功能特征、操作流程、人机界面、企业文化理念等四方面，对现有数控机床的色彩进行研究，发现存在的问题。

2．2色彩设计定位

结合前期调研成果，以企业长期形成的色彩特色风格为基础，根据调研中发现的问题，结合色彩特征与科学的视觉理论，制订产品的色彩设计方向，并开展小组头脑风暴，确定主体和辅助色彩方向。

2．3色彩方案设计

根据前期调研及色彩定位，以色彩设计理论为前提，结合数控机床的色彩影响因素，展开设计，提出设计构思和改良概念，制订2～3个草案，经过小组讨论，选出一个最佳方案制作色标。

3设计实例

数控机床色彩设计主要包括主体部分和辅助部分。主体部分主要有工作台、主轴传动装置、床身等，主体主要针对防护罩进行色彩设计。主体色调要求统一，特征突出，色彩不宜配置过多。辅助部分主要有防护罩上的厂标、商标、型号等。防护罩上的型号、厂标等色彩处理能起到细节点缀作用。但是，这些部件的色彩不能纷杂，面积不宜过大，而应简洁、醒目、生动，有较好的关注度。以某数控机床有限公司的一款全功能数控机床为例，应用数控机床的设计流程和色彩设计分析，对该款全功能数控机床色彩进行改良设计。经过对数控机床功能和区域划分的资料分析和实地体验，结合该公司的设计风格及公司文化背景，明确了改良设计的方向。综合知名品牌最新设计风格和色彩流行趋势，展开不同品牌之间的色彩对比，包括主体和辅助色彩的比例关系、明暗对比。

根据产品意向尺度法，对该企业产品色彩配置方式和色彩选用规律进行挖掘，结合该企业文化背景进行综合分析，进行色彩设计定位。该企业在国内发展一流，走国际合作路线，技术创新已达到了国内较高水平，在色彩的运用上，既要注重设计的科学性、合理性，又要注重装饰性。在产品主体设计及色彩选用中，以理性、稳重的黑、白色搭配作为主体色调，在辅助色彩设计中，选用绿色、黄色作搭配。绿色视域范围较小，是蓝色和黄色混合而成的中性色，介于兴奋和冷静两种感觉之间。黄色是暖色系，可以使人兴奋。最终设计方案将黑色用于底座，突出产品的沉稳，而白色的视域范围最大，不易干扰视线，所以大面积用于防护罩。绿色点缀该企业节能的理念，商标文字处理以黄色做搭配，在警示色中，以安全色为准则，有别于传统企业对数控机床的色彩选用。控制面板在数控机床中主要完成显示、程序编辑管理、系统输入等任务。为使控制面板得到高效、安全的操作，在控制面板的色彩设计中，用色块和线的形式对其进行区域划分。以蓝色和黄色进行冷暖对比，突出识别性。

4结论

机床设计论文范文第11篇

【摘要】

目的用循证医学的方法评价中药治疗绝经后骨质疏松症（PMO）的临床疗效。方法通过对检索到的100篇有关中药治疗PMO的临床研究论文，按照偱证医学对临床试验的设计原则，从诊断、纳入和排除标准、随机、对照、双盲、统计学方法等多个方面进行分析评价。结果100篇相关文献中，随机对照试验文献占44％；临床对照试验文献占4％；采用随机双盲者占9.1％，随机单盲者占18.2％，说明组间基线可比的占31.8％，有诊断标准的占90.9％，有纳入和排除标准的占86.4％，说明统计方法的占52.4％，有客观疗效评价指标的占90.9％，说明药物不良反应的占9.1％。结论中药治疗PMO的疗效证据有限，尚需更多高质量研究以增加证据的强度。该方面的临床研究论文日益增多，但随机对照试验比例偏低，研究设计等方面有待进一步提高。

【关键词】 中药； 绝经后骨质疏松症； 循证医学

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.

［2］ Kanis JA， Melton L JI， Christiansen C， JohnstonCC， Khaltaev N.The diagnosis of osteoporosis［J］. J B oneM inerRe， 1994; 9: 1 137.

［3］ Assessment of fracture risk and its application to screening for postmenopausal osteoporosis: report of a WHO ［R］.Study Group.Geneva: WHO ;1994. Tech.rep.series.

机床设计论文范文第12篇

栗江

（广州南洋理工职业学院，广东广州510925）

【摘要】数控机床与原理是高职数控技术应用专业核心的专业必修课，该课程的目标是在理论实践并重的课程标准规范下，训练学生掌握数控机床组成、工作原理等知识。本文从课程标准、教学内容取舍、教学过程设计和实训内容设计等方面进行了研究和实践，并取得了初步效果。

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关键词 数控机床；课程标准；教学过程设计；立体交互分层

0引言

数控机床与原理是我院数控技术应用专业开设的一门专业必修课，旨在培养学生掌握数控机床组成、工作原理方面的内容，使其初步认知数控机床各功能部件组成和工作原理，特别是通用型数控车床、数控铣床的组成和工作原理，具备独立操控数控机床的能力，能够编制简单的数控程序并加工出工件。为了贯彻学院提升教学质量的五年计划，从制定课程标准入手，合理运用教材，结合学院实训条件取舍教学内容，设计适合高职学生的教学过程，配合立体分层的实训，确保学有所得。

1制定理论实践并重的课程标准

《数控机床与原理》属于理论实践一体化课程，必修考试课，学时为60课时，其中理论40课时，实践20学时。

采用项目式教学方法设计课程授课内容，以工作任务模块为中心构建的该课程。以数控机床应用行业需求引领课程项目工作任务，以课程项目工作任务选择课程技能模块，以课程技能模块确定课程知识内容。

课程立足于实际能力的培养，以工作任务为中心组织课程内容和课程教学，让学生在完成具体项目的过程中来构建相关理论知识，并发展职业能力。据此，课程标准制定了5个项目和21个工作任务。

2基于课程标准的教材内容取舍，切合实训条件的措施

该课程采用大连理工大学出版社高职高专机电类课程规划教材《数控机床》，它是比较贴合课程标准的一本高职教材。它“以技能型、应用型人才培养为主，重在实践，理论以够用为度”的原则进行编写，主要介绍数控机床的基本理论知识，通用数控机床的机械结构和控制，数控机床的保养与维修等知识。但教材中的数控机床实例并不与我院实训用数控机床一一对应，导致理论偏离实训实际，造成学生在理论实践学习中有些不知所措，不利于展开教学。为此，基于课标准取舍教材内容，切合实训条件。

下列内容关于我院实训用数控机床的教学内容：CK6141数控车床，占6课时；V600数控铣床，占6课时；VMC600数控加工中心，占4课时。用以上内容置换教材中相关内容。

3循序渐进地设计教学过程

依据课程标准，参考教材编写顺序制定授课进度表。设计这5个项目的先后顺序是：数控机床功能部件18学时，数控车床10学时，数控铣床8学时，数控加工中心10学时，数控系统14学时。其中的21个工作任务是：（1）认识数控机床（2）数控机床的主运动传动部件（3)数控机床进给运动传动部件（4）滚珠丝杠螺母副的轴向间隙调整与安装（5）齿轮传动的进给传动系统中齿轮啮合间隙的调整机构（6）数控车床的回转刀架（7）数控回转工作台（8）数控机床支承部件与辅助装置（9）数控加工中心的自动换刀系统（10）数控车床概述（11）CK6141数控车床（12）CK6141数控车床的附件（13）数控铣床概述（14）V600床身型数控铣床[15]V600床身型数控铣床的附件（16）数控加工中心概述（17）立式加工中心VMC600（18）数控系统的组成（19）数控插补原理（20）刀具补偿原理（21）典型数控系统简介。

理论课堂的设计遵循理论联系实训的原则进行。理论课的课堂分解为复习旧内容阶段和讲授新内容阶段两段。复习旧内容阶段：根据工作任务需要设置判断题、填空题、选择题共计10题；讲授新内容阶段：PPT简洁文字描述，图形化展示，配合音视频动画，边讲边练，穿插师生、生生互动讨论。除了随课程进度的作业题外，还布置综合作业题1题：要求用脑图制作软件XMind制作该课程的项目工作任务图。

4立体交互式分层设计实训内容

课程标准中的20课时用于数控机床实验实训，是该课程理论联系实际的重要表现。我们采用立体交互式分层设计实训内容，共设计6个实验实训，纵向是低、中、高三个难度级别，横向是中低难度每级设计两个实训项目，高级难度设计一个实验实训项目，故为立体式；交互式是指实践教学和理论教学相互穿插而不是孤立地进行，力图使学生通过实训巩固理论，用理论指导实训。

表1立体交互实验实训内容配置表

5结语

高职学生学习《数控机床与原理》课程，需初步具备机械制图、机械基础、电工电子技术、自动化技术等方面的知识，因此，合理地编排设计教学过程和教学方法就显得很重要。笔者初步尝试了以上所述的“项目任务驱动式教学法”，取得了较为理想的教学效果。

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参考文献

［1］张玲莉,汪文津,赵坚.数控机床课程的教学改革研究与实践[J].河北师范大学学报:教育科学版,2010(10):115-117

［2］徐娅萍,王润孝.数控机床课程教学的改革与实践[J].西北工业大学学报:社会科学版,2007(12):78-80

机床设计论文范文第13篇

关键词：Solidworks，开放式数控系统，数控铣床，三坐标

 

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

[6] 赵玉刚．具有图形编程和仿形编程功能的CNC系统软件[J]．大连理工大学学报，1999,(1)：120-122

机床设计论文范文第14篇

Abstract： This article makes a simple analysis combined with surface features of NC machine tools， and takes analysis and research on the basic theory of finite element dynamic analysis of machine tool structure and limited dynamic software and the model.

关键词： 现代机床；力学；机床结构；动态分析；动力学模型；分析研究

Key words： modern machine tools；mechanics；the structure of the machine tool；dynamic analysis；dynamic model；analysis and research

中图分类号：TG502 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）34-0034-02

1 概述

机械结构的结合面动力学参数对建立正确的动力学模型有着决定性的影响。机床结构动、静态特应该具有越来越高的动、性的研究已经成为当今机床行业的重要环节之一。机械结构的模块化设计以有限元分析为核心，动态结构优化为基础，通过结构的优化，不仅使零部件的静力学性能得到改善，还使结构的抗振特性得到提高，节省材料，获得最佳的结构尺寸。机床床身是机床的重要基础件，它的动态特性和静态特性直接影响机床的加工精度及精度稳定性。

目前，国内外对机床结构在动载作用下的结构疲劳强度和动应力分析方法涉及相对很少，主要原因是由于车床结构相对复杂和现场结构耐久性试验费用昂贵。而如果仅通过施加常幅设计载荷谱将静强度分析结果直接应用在车床结构的疲劳强度评估，虽然方法简单，但会产生严重问题，因为实际服役的机床车体结构承受的主要是随机的动载荷。基于相关领域结构疲劳研究成果，吸取文献中最新算法，提出一种利用多体动力学仿真和有限元分析相结合的方法对车床结构的疲劳寿命仿真，并对其展开较为系统的研究。美国Michigan大学的TJiang和M.Chiredastcc，在应用有限元法和动态分析的基础上，又提出一种数学模型来模拟机床结构的联接形式，建立整机的模型并对机床结合面的联接件（如焊点、螺栓等）的位置和数量进行拓扑优化设计。

2 力学在车床应用的主要研究工作

研究范围主要集中在机车的多体动力学仿真、车体结构有限元分析和结构疲劳寿命预测上。利用ANSYS计算车床结构的应力计算（包括模态分析，子结构分析等）；结合材料S-N曲线和疲劳损伤累积理论进行疲劳寿命预测。机床结构多体动力学分析的重要前提之一，就是如何利用轨道空间谱转化为时域的轨道激励，使得功率谱转换产生的轨道激励时域信号的频率、相位和幅值特征不丢失。参照James Andrew地形PSD技术，提出一种轨道谱时频转换的简单方法，即通过构建轨道谱的时频转换算法，解决了常规方法转换过程谱特征信息丢失的问题，为机床动力学准确仿真提供重要支持。通过多体动力学软件SIMPACK对机床系统动力学仿真，可以更加深入研究机床车体结构抗疲劳特性，进而了解车体结构动态特性和结构疲劳普遍影响规律。

还有就是，元结构变量化动态分析，元结构是把机械结构大件就其组成的形体进行分解，最终可分解得一些拓扑结构变化不大、相对独立的基本单元结构，可称为元结构。其结构单元特性会影响到整个结构特性的优劣。

床身包含内部纵横筋板结构和导轨等主要元素。按照元结构的概念和划分原则，先将内部独立的元结构进行分析，以便确定合理的床身元结构。

现以床身的开口窗口、地脚螺栓、筋板为研究对象，来分析这些元结构与固有频率的关系。

a型：将床身前面的小窗口封上；b型：将床身前面的大窗口的高度由原来的0.31m改为0.22m；c型：在b型的基础上，将床身底部内侧4个地脚螺栓连接板的厚度由原来的0.02m变为0.03m；d型：在b型的基础上，增加两个地脚螺栓；e型：在d型的基础上，将床身右侧的方孔改为圆孔；f型：在e型的基础上，在床身前面小窗口下增加两个宽度和厚度均为0.03m高度为0.15m的长方体筋板，在床身后面内侧小窗口对面也增加一个此类型的长方体筋板。

3 机床结构有限元动态分析的基本理论和软件分析

运用结构动态设计原理和有限元法的变量化分析技术，提出一种机床床身结构的动态设计方法和流程。一般先提取床身的典型元结构对其进行优化，在此基础上以床身结构固有频率为优化目标，以元结构优化结果为依据，提出该床身结构若干改进方案，并对各方案进行比较分析。有限元方法是结构分析中的一种数值法，它已成为分析连续体的强有力的工具。有限元方法在数学上是指求解偏微分方程的一种数值方法，在力学上则是指求解连续介质力学的一种离散方法。有限元方法的计算精确度取决于计算模型中所选用单元的质量、求解控制方程的精确度、以及离散化的方式。而有限元方法的计算准确度则依赖于计算模型的物理特性（包括加载方式、边界条件等）逼近真实结构物理特性的程度。因此，建立正确合理的计算模型是求解任何工程问题是所必须解决好的首要任务。

ANSYS的原代码超过100000行，它不仅能够进行静态或动态的有限元分析，还能进行热传导、流体流动和电磁学方面的有限元分析。ANSYS中提供的各种单元形式可以用以应付各领域的分析，而在结构的动力学分析中，三维实体单元一般采用以下三种单元：8点节六面体单元（SOLID45）（图1），20节点六面体单元（SOLID95）（图2）及10节点四面体单元（SOLID92）（图3）。软件分析步骤如图4。

4 变量化动态分析过程

变量化分析是在参数化、变量化造型和有限元分析的基础上进一步发展的一种面向设计的快速重分析方法。在设计早期进行设计验证和预测产品性能，可减少产品开发过程的反复。对床身变量化优化，首先要对床身拓扑结构进行分析，选取适当的结构单元类型，再建立有限元变量化模型。变量化动态设计的一般过程[4]如图5所示。

5 结束语

从二十世纪六十年代中期以来，由于振动理论和结构动力学理论、动态试验技术、计算机技术等方面的发展，使研究进入一个全新的计算机辅助分析和优化设计的定量研究阶段，为机床的动态特性研究提供了坚实的理论基础和先进的测试手段，系统地建立了机床动态特性的研究理论，达到了一定的实用程度，并在不断地深化和发展。

参考文献：

[1]林贤响，卢波，翁泽宇，梅金虎，朱甫宏.基于相关分析的平面磨床动力学建模方法[J].轻工机械，2012（05）.

[2]王军，马培花，高永江.基于ANSYS的X2120落地式镗铣床谐响应分析[J].组合机床与自动化加工技术，2012（11）.

[3]杨勇.重心驱动及导轨结合面参数对机床动力学性能的影响[D].南京航空航天大学，2010年.

机床设计论文范文第15篇

关键词： 数控机床 制造强国 发展趋势

数控技术是先进制造技术中的一项核心技术，由数控机床组成的柔性化制造系统是改造传统机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受制造业的关注，其设计、制造和应用的水平在某种程度上代表了一个国家的制造业水平和竞争力。近年来，国内机床设备和技术的发展在市场需求旺盛的情况下，设备以满足市场和用户需求为主，在高性能加工的设备和技术上并没有进行很好的研究和技术储备，在市场趋于平稳的时期，我国的机床工业势必会更加缺乏竞争力。因此，国家将数控机床作为重点支持的产业项目，在发展规划中明确了发展高速、高精度数控加工设备作为主要的支持发展方向，将提升装备水平和核心技术放在重要的位置。

“机床是装备制造业的工作母机，实现装备制造业的现代化，取决于我国的机床发展水平。振兴装备制造业，首先要振兴机床工业，要大力发展国产数控机床”。振兴装备制造业，机床工业需先行，这是一条经济发展的客观规律。在国民经济快速发展的拉动和国家产业政策的正确引导下，中国机床工业行业发展迅速，产销两旺，行业综合水平落后的面貌得到改变。进入21世纪以来，随着我国国民经济实力的快速增长，我国制造业在国际上的地位日益提高。目前，我国正处在工业化的中期阶段，制造业仍然是国民经济的主体和支柱。但从总体上看，我国制造业与先进国家的差距还比较明显。有人坦言：“无论今后科学技术怎样进步，发展先进的制造业将是人类社会永恒的主题，制造业也将永远是人类社会的‘首席产业’。”在当今世界上，高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为衡量一个国家综合经济实力和科技水平的最重要标志。制造业最重要的基础是装备制造业。现在我国已是制造业大国，但并不是制造业强国。目前我国的装备制造业水平有限，以至于不能很好地满足现代化机械生产的需要。而现代制造业发展的主要方向体现在信息化制造方面，其中自动化、智能化制造则是装备制造业中的主导技术，这对于高速、高精度、低消耗的产品制造来说尤为重要。

数控机床是近展起来的具有广阔发展前景的新型自动化机床，是高度机电一体化的产品。随着科学技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品零部件生产设备――机床也相应提出了高性能高精度与高自动化的要求。大批量的产品，如汽车拖拉机与家用电器的零件，以及航空航天、内燃机、军工、汽车、船舶等行业需要的重要加工设备，尤其是高刚性、高精度、高稳定性、高复合型的精密数控卧式铣镗床更是航天和军工企业急需的关键设备。

“十一五”期间，国家对装备制造业提出要求：变“制造大国”成为“制造强国”，调整产业结构，重点开发高档数控机床，提升行业水平。自主开发高速精密卧式机床，研究其相关的设计和制造技术并取得突破，对国家在高端装备领域拥有自主知识产权和核心竞争力，将起到至关重要的影响。随着工业技术的发展，各行各业对高速数控机床的需求也越来越多。2010年9月8日国务院召开常务会议审议并原则通过《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》，高端装备制造、节能环保、新一代信息技术、生物、新能源、新材料和新能源汽车七个产业作为重点领域将集中力量加快推进，国家将加强财税金融等政策扶持力度。国务院发展研究中心产业部部长冯飞预计，未来十年将是战略性新兴产业蓬勃发展的十年，到2020年，战略性新兴产业占工业增加值比重可望达到20%以上。机床工业由于技术含量和工艺要求极高，属于技术和资本密集型产业，行业壁垒很高，无论在国内还是全球范围，行业格局变化都比较缓慢。机床本属于机械行业，而机械行业与下游行业固定资产投资密切相关。下游行业每年固定资产投资中，约60%用于购买机械产品。设备工器具购置在固定资产投资中的比例保持在20％左右，并长期保持稳定。因此在机床行业下游产业中，固定资产投资的主要部分都是用来购买装备制造工具――机床。通过统计发现，机床下游行业固定资产投资增速远快于全社会平均增速水平。数控机床的需求来自于下游的机械行业固定资产投资，2011年汽车及零部件、航空航天设备、高速列车、军工、电子信息、电力设备、船舶、工程机械、模具等高端装备业崛起，行业产能高速扩张，继续带动数控机床消费的高速增长。罗百辉表示，2011年高端装备自主创新势头将更为强劲，继续带动机械工业15%以上的增速。目前我国正处于重化工业化时期，这是超脱于经济短期波动、在近几十年里对中国经济产生巨大影响的因素，对我国机械工业的发展也起着促进作用。它与长期向好的中国宏观经济一样，成为机械工业近30年来持续快速发展的最好注解。所谓重化工业化时期，也就是工业化的中期，即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变，煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对机床市场尤其是数控机床的巨大需求。中国已经超过德国，成为世界第一大机床市场。数控机床已成为机床消费的主流。预计2015年数控机床消费将超过60亿美元，台数将超过10万台。数控系统的发展趋势是：①平台数字化。②运行高速化。③加工高精化。④功能复合化。⑤控制智能化。⑥伺服驱动高性能控制。中高档数控机床的比例会大幅增加，经济型数控机床的比例不会有太大变化，而非数控的普通机床的需求将会大幅度减少。

参考文献：

［1］张江华.TK7640数控铣镗床的运动误差分析及其补偿（硕士论文），2007.

［2］畅越星.数控落地铣镗床主轴箱动力学分析与结构设计研究（硕士论文），2007.

［3］李军华，数控机床主传动齿轮综合啮合刚度研究（硕士论文），2007.

［4］张利平主编.液压气动技术速查手册.北京，化学工业出版社，2006.

［5］姚银歌.大型数控落地铣镗床CAE与主轴箱优化设计研究及应用（硕士论文），2010.

［6］姜华.高速精密卧式加工中心开发的关键技术研究（博士论文），2007.