数控转塔车床设计摘要社会经济与科学技术的发展与竞争，使机械产品日趋精密、复杂，而且产品的生命期缩短，改型频繁。
这不仅对机床设备提出精度与效率的要求，也提出了通用性与灵活性的要求。
特别是航空、造船、武器、模具生产等工业部门，所加工的零件具有精度高、形状复杂、经常变动的特点。
使用普通机床去加工这类零件，不仅劳动强度大、生产效率低，而且还难以保证精度，有些零件甚至无法加工。
数控机床较好的解决了复杂、精密、多变的零件加工问题，是一钟灵活的、高效能的自动化加工机床。
这是机床控制技术的一个重要发展方向。
随着电子、自动化、计算机、精密机械、测量及人工智能技能的发展，数控机床也在迅速发展和演变，以适应社会生产的需要。
本文主要介绍了数控转塔车床的设计过程，包括数控车床总体结构的设计、主轴箱的结构设计、进给系统的设计和转塔刀架的设计。
主轴箱的设计计算主要介绍了交流变频调速电机的选取、V型带的设计计算、各传动部件包括各传动轴、传动齿轮的结构设计及主轴部件结构的设计计算，并对各部件进行了验算。
其中包括主轴、各传动齿轮、各传动轴的强度、刚度验算。
进给系统的设计主要介绍了伺服电机的选取、滚珠丝杠的选取及联轴器和同步齿型带的设计计算。
转塔刀架的设计主要介绍了蜗形凸轮的设计计算、端面齿盘的设计计算。
关键词数控车床；主轴；伺服电机；滚珠丝杠；转塔刀架CNC turret lathe designAbstractThis paper has introduced numerical control mainly to turn the design course of tower lathe, includes the design of the design of the lathe overall structure of numerical control, the structural design of the case of main shaft and feed system that designs and turns tower tool post. The design calculation of the case of main shaft have introduced the alternating generator of frequency control mainly select, the structural design of each drive disk assembly and the design calculation of the tape of V model and the structural design calculation of the parts of main shaft, and as each parts have gone on, checking computation. The design of feed system have introduced servo generator mainly select, ball thread shaft select and the design calculation of shaft coupling and the synchronous tape of flute profile. Turn the design of tower tool post have introduced mainly Wo the design calculation of the tooth plate of end panel and the design calculation of shape cam.Keywords The lathe of numerical control; main shaft; Servo generator; Ball thread shaft; Turn tower tool post目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 数控车床的优点 (2)1.3 数控车床的分类 (2)1.4 数控车床的结构要求与总体布局 (3)第2章数控车床总体方案的拟定 (5)2.1 主传动系统传动方案 (5)2.1.1 主传动运动的变速系统 (5)2.1.2 数控机床主轴部件 (7)2.2 进给传动系统结构方案 (8)2.3 回转刀架的结构方案 (9)2.4 本章小结 (9)第3章主传动系统结构设计 (10)3.1 机床主要技术参数的拟定 (10)3.2 主轴极限转速的确定 (10)3.3 主运动驱动电动机功率的确定 (10)3.4 确定主传动系统方案及运动设计计算 (11)3.5 传动零件的初步计算 (13)3.5.1 传动轴直径的初定 (13)3.5.2 主轴轴径的确定 (13)3.5.3 齿轮模数的初步计算 (13)3.6 3V带传动的计算和选定 (14)3.7 主要零件验算 (16)3.7.1 齿轮的强度计算 (16)3.7.2 传动轴的验算 (18)3.7.3 主轴的验算 (24)3.8 本章小结 (31)第4章进给系统设计计算 (32)4.1 纵向进给系统的设计计算 (32)4.1.1 切削力计算 (32)4.1.2 滚珠丝杠设计计算 (32)4.1.3 伺服电机的选择 (34)4.2 横向进给系统的设计计算 (35)4.2.1 滚珠丝杠设计计算 (35)4.2.2 同步齿型带的计算 (36)4.2.3 伺服电机的选择 (38)4.3 本章小结 (39)第5章液压回转刀架的设计计算 (40)5.1 刀架的工作原理 (40)5.2 凸轮的设计计算 (40)5.2.1 凸轮机构的主要运动参数计算 (40)5.2.2 凸轮机构的主要几何尺寸 (41)5.3 端面齿盘的计算 (42)5.4 本章小结 (43)结论 (44)参考文献 (45)致谢 (46)附录外文文献翻译 (47)第1章绪论1.1课题背景数控机床及由数控机床组成的制造系统是改造传统产业、构建数字化企业的重要基础装备，它的发展一直备受人们关注。
数控机床以其卓越的柔性自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，它开创了机械产品向机电一体化发展的先河，因此数控技术成为先进制造技术中的一项核心技术。
另一方面，通过持续的研究，信息技术的深化应用促进了数控机床的进一步提升，使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制造装备。
1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。
它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。
1948年美国空军部门为制造飞机杂零件，提供设备研经费，由G&L 公司与MIT合作研究四年，於1952年试制出世界第一台数控铣床，立即生产100台交付军工使用。
在成果上显示了它是社会需求、科技水平、人员素质三者的结晶；在技术上则显示出机电一体化机床在控制方面的巨大创新。
从此，传统机床产生了质的变化。
数控机床出现至今的50年，随科技、特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。
美、德、日三国是当今世上在数控机床科研、设计、制造和使用上，技术最先进、经验最多的国家。
中国自八十年代改革开放以来，国家对数控技术和数控机床的发展十分重视，通过引进技术和科技攻关，经历了“六五”、“七五”引进技术消化吸收、“八五”开发自主版权数控系统，“九五”的商品化、产业化，已为数控技术的产业化奠定了良好的基础，并取得了长足的进步。
当前，中国数控技术已由研究开发阶段向推广应用阶段过渡，也是由封闭型系统向开放型系统过渡的时期。
现已出现了一批能百台成批量生产数控机床、数控系统的企业。
在数控技术软件上，一些单项技术已接近国外水平。
在数控机床的技术水平方面，也已取得了较大的进展，在五轴联动、复合加工、高速加工、超精加工和数字化设计等一批关键技术上取得了突破，自主开发了包括大型、五轴联动数控机床、精密及超精密数控机床等。
现在，数控车床技术还在不断向前发展着。
趋势如下：数控车床将向高速化发展，进一步提高主轴转速、刀架快速移动以及转位换刀速度；工艺和工序将更加复合化和集中化；数控车床向多主轴、多刀架加工方向发展；为实现长时间无人化全自动操作，数控车床向全自动化方向发展；机床的加工精度向更高方向发展。
同时，数控车床也向简易型发展。
1.2数控车床的优点数控车床主要有以下几个特点：1. 高精度数控车床控制系统的性能不断提高，机械结构不断完善，机床精度日益提高。
2. 高效率随着新刀具材料的应用和机床结构的完善，数控车床的加工效率、主轴转速、传动功率不断提高，使得新型数控车床的空转动时间大为缩短。
其加工效率比卧式车床高（2〜5)倍。
加工零件形状越复杂，越体现出数控车床的高效率加工的优点。
3. 高柔性数控车床具有高柔性，适应70%以上的多品种、小批量零件的自动加工。
4. 高可靠性随着数控系统的性能提高，数控机床的无故障工作时间迅速提高。
5. 工艺能力强数控车床既能用于粗加工又能用于精加工，可以在一次装夹中完成零件全部或大部分工序。
6. 模块化设计数控车床的设计多釆用模块化原则设计。
现在，数控车床技术还在不断向前发展着。
1.3数控车床的分类数控车床品种繁多，规格不一，可按如下方法进行分类：按车床主轴位置分类：1. 立式数控车床立式数控车床简称为数控立车，其车床主轴垂直于水平面，一个直径很大的圆形工作台，用来装夹工件。
这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。
2. 卧式数控车床卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。
其倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。
按加工零件的基本类型分类：1. 卡盘式数控车床这类车床没有尾座，适合车削盘类(含短轴类)零件。
夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火卡爪(即软卡爪)。
2. 顶尖式数控车床这类车床配有普通尾座或数控尾座，适合车削较长的零件及直径不太大的盘类零件。
按刀架数量分类：1. 单刀架数控车床数控车床一般都配置有各种形式的单刀架，如四工位卧动转位刀架或多工位转塔式自动转位刀架。
2. 双刀架数控车床这类车床的双刀架配置平行分布，也可以是相互垂直分布。
按功能分类：1. 经济型数控车床釆用步进电动机和单片机对普通车的进给系统进行改造后形成的简易型数控车床，成本较低，但自动化程度和功能都比较差，车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。