C6140車床數(shù)控改造畢業(yè)設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - I - 控機床改造 摘 要 由于目前國內的數(shù)控機床數(shù)量需求量大，達到 300 萬臺之巨，要進行全部翻新在實踐 ，物質尚不具有足夠的條件，為了達到的條件，為達到較高的精度，實現(xiàn)較好的經(jīng)濟性，對普通車床實行數(shù)控開環(huán)改造。 了解數(shù)控機床的概念，所謂數(shù)字控制是按照含有機床 (刀具 )運動信息程序所指定的順序自動執(zhí)行操作的過程。而計算機數(shù)控機床就是數(shù)控機床在計算機監(jiān)控下進行工作。它的優(yōu)點很多 ,可以在同一機床上一次裝夾可完成多個操作，生產率顯著提高等優(yōu)點，但它的價格昂貴。由于我國現(xiàn)在使用的機床大多數(shù)為普通車床，自動化程 度低 ,要更新現(xiàn)有機床需要很多資金。為了解決這個問題 ,也為了適應多品種中、小批量零件加工我們選擇機床經(jīng)濟型數(shù)控改造。本次設計主要為縱向進給系統(tǒng)的設計，其中包括縱向進給系統(tǒng)改造方案的確定，各零部件的設計。 關鍵詞 數(shù)控；車床；改造； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - of ue to of NC to of to be at is in to to to of NC to NC in in by NC is to of be a on its is of to a of to to we NC is to of 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 目錄 摘要 . I . 1 章 緒 論 . 1 題背景 . 1 內數(shù)控機床現(xiàn)狀 . 1 內數(shù)控機床的特點 . 1 控機床發(fā)展概況 . 2 續(xù)向開放式、基于 第六代方向發(fā)展 . 2 高速化和高精度化發(fā)展 . 2 智能化方向發(fā)展 . 2 床數(shù)控化改造的必要性 . 2 觀看改造的必要性 . 2 觀看改造的必要性 . 3 控化改造的市場空間 . 3 內的市場 . 3 口設備和生產線的數(shù)控化改造市場 . 4 床改造的效益分析 . 4 第 2 章 普通車床的數(shù)控改造和可行性論證 . 6 床的數(shù)控改造 . 6 計內容及任務 . 6 控機床工作原理及組成 . 6 行性論證 . 7 第 3 章 總體方案的擬定和論證 . 8 體方案的擬定 . 8 制方式類型選擇 . 9 服進給機構的改造 . 10 向進給機構的改造 . 10 向進給機構的改造 . 10 進電動機的選用 . 10 杠螺母副 . 10 床導軌改造 . 10 體設計方案的確定 . 11 第 4 章 伺服進給機構設計 . 12 服系統(tǒng)的組成原理 . 12 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 服進給機構的設計內容和設計計算 . 12 向進給系統(tǒng)的設計計算 . 13 向進給系統(tǒng)的設計計算 . 17 進電機的選擇 . 20 6140 縱向進給系統(tǒng)步進電機確定 . 20 6140 橫向進給系統(tǒng)步進電機的確定 . 20 服系統(tǒng)說明 . 21 床進給系統(tǒng)的結構及工作原理 . 21 第 5 章 自動轉位刀架 . 22 控車床刀架的基本要求 . 22 控車床刀架結構 . 22 作原理 . 23 架的安裝 . 24 第 6 章 編碼盤的安裝部分 . 25 電編碼器工作原理 . 25 碼盤的安裝 . 25 結論 . 27 致謝 . 28 參考文獻 . 29 附錄 . 30 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 1 - 第 1章 緒 論 課題背景 1946 年誕生了世界上第一臺電子計算機，這表明人類創(chuàng)造了可增強和部分代替腦力勞動的工具。它與人類在農業(yè)、工業(yè)社會中創(chuàng)造的那些只是增強體力勞動的工具相比，起了質的飛躍，為人類進入信息社會奠 定了基礎。 6 年后，即在 1952 年，計算機技術應用到了機床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。從此，傳統(tǒng)機床產生了質的變化。近半個世紀以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展1。 內數(shù)控機床現(xiàn)狀 近年來我國企業(yè)的數(shù)控機床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數(shù)控機床中，除少量機床以 式集成使用外，大都處于單機運行狀態(tài)，并且相當部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。 2001 年，我國機床工業(yè)產值已進入世界第 5 名，機床消費額在世界排名上升到第 3 位，達 次于美國的 美元，消費額比上一年增長 25%。但由于國產數(shù)控機床不能滿足市場的需求，使我國機床的進口額呈逐年上升態(tài)勢， 2001 年進口機床躍升至世界第 2 位，達 美元， 近年來我國出口額增幅較大的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機床、數(shù)控剪板機、數(shù)控成形折彎機、數(shù)控壓鑄機等，普通機床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等。出口的數(shù)控機床品種以中低檔 為主2。 內數(shù)控機床的特點 1 新產品開發(fā)有了很大突破，技術含量高的產品占據(jù)主導地位。 2 數(shù)控機床產量大幅度增長，數(shù)控化率顯著提高 。 2001 年國內數(shù)控金切機床產量已達 臺，比上年增長 金切機床行業(yè)產值數(shù)控化率 從 2000 年的 高到 2001 年的 3 控機床發(fā)展的關鍵配套產品有了突破。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 2 - 數(shù)控機床發(fā)展概況 續(xù)向開放式、基于 第六代方向發(fā)展 基于 具有的開放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富 等特點，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產廠家會走上這條道路。至少采用 作為它的前端機，來處理人機界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔數(shù)控的任務。 所具有的友好的人機界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠程通訊，遠程診斷和維修將更加普遍3。 高速化和高精度化發(fā)展 這是適應機床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。 智能化方向發(fā)展 隨著人工智能在計算機領域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。 1 應用自適應控制技術 數(shù)控系統(tǒng) 能檢測過程中一些重要信息，并自動調整系統(tǒng)的有關參數(shù)，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。 2 引入專家系統(tǒng)指導加工 將熟練工人和專家的經(jīng)驗，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。 3 引入故障診斷專家系統(tǒng) 智能化數(shù)字伺服驅動裝置 可以通過自動識別負載，而自動調整參數(shù)，使驅動系統(tǒng)獲得最佳的運行4。 機床數(shù)控化改造的必要性 觀看改造的必要性 從微觀上看，數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu) 越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。 1 可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準確地計算出每個坐標軸瞬時應該運動的運動量，因此可以復合成復雜的曲線或曲面。 2 可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 3 - 機床提高 3 7 倍。由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化。數(shù)控機床只要更換一個程序，就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產得以自動化，故被稱為實現(xiàn)了 柔性自動化 。 3 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易不再需要 修配 。 4 可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件 在機床間的頻繁搬運。 5 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。 6 由以上五條派生的好處。 如：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產品試制周期和生產周期，可對市場需求作出快速反應等等5。 觀看改造的必要性 從宏觀上看，工業(yè)發(fā)達國家的軍、民 機械工業(yè)，在 70 年代末、 80 年代初已開始大規(guī)模應用數(shù)控機床。由于采用信息技術對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術改造傳統(tǒng)產業(yè)方面比發(fā)達國家約落后 20 年。如我國機床擁有量中，數(shù)控機床的比重（數(shù)控化率）到 1995 年只有 而日本在 1994 年已達 因此每年都有大量機電產品進口。這也就從宏觀上說明了機床數(shù)控化改造的必要性。 控化改造的市場空間 機床的數(shù)控制化改造是一個方興未的行業(yè)，從各種統(tǒng)計數(shù)字上看前途應該是十 分光明的，例如： 在美國，日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造人作為新的經(jīng)濟增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及數(shù)控技術的不斷進步，機床改造是一個 永恒 的課題。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術為主的新的行業(yè)所以不難看出： 內的市場 我國目前機床總量 380 余萬臺，而其中數(shù)控機床總數(shù)只有 臺，即我國機床數(shù)控化率不到 3。近 10 年來，臺，年產值約為 18 億元。機床的年產量數(shù)控化率為 6。我國機床役齡 10 年以上的占 60以上； 10 年以下的機 床中，自動 /半自動機床不到 20， 自動化生產線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機床占 60以上）?？梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機床，而且半數(shù)以上是役齡在 10 年以上的舊機床。買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 4 - 用這種裝備加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機床的數(shù)控化率6。 口設 備和生產線的數(shù)控化改造市場 我國自改革開放以來，很多企業(yè)從國外引進技術、設備和生產線進行技術改造。據(jù)不完全統(tǒng)計，從 1979 1988 年 10 年間，全國引進技術改造項目就有 18446 項，大約 美元。 這些項目中，大部分項目為我國的經(jīng)濟建設發(fā)揮了應有的作用。但是有的引進項目由于種種原因，設備或生產線不能正常運轉，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響，嚴重的使企業(yè)陷入困境。一些設備、生產線從國外引進以后，有的消化吸收不好，備件不全，維護不當，結果運轉不良；有的引進時只注意引進設備、儀器、生產線，忽視軟件、工 藝、管理等，造成項目不完整，設備潛力不能發(fā)揮；有的甚至不能啟動運行，沒有發(fā)揮應有的作用；有的生產線的產品銷路很好，但是因為設備故障不能達產達標；有的因為能耗高、產品合格率低而造成虧損；有的已引進較長時間，需要進行技術更新。種種原因使有的設備不僅沒有創(chuàng)造財富，反而消耗著財富。 這些不能使用的設備、生產線是個包袱，也是一批很大的存量資產，修好了就是財富。只要找出主要的技術難點，解決關鍵技術問題，就可以最小的投資盤活最大的存量資產，爭取到最大的經(jīng)濟效益和社會效益。這也是一個極大的改造市場7。 床改造的效益分析 提高機床數(shù)控化效率有兩個途徑：一是購買新的數(shù)控機床；二是對舊的機床進行改造而對于一個機床擁有量大，經(jīng)濟財力又不足的發(fā)展中國家來說，采用舊機床改造來提高設備的先進性和數(shù)控化率是一個極其有效和使用的途徑，采用第二中方法有以下的優(yōu)點： 1 減少了投資和交貨的期限 ， 同購置新的數(shù)控機床相比，一般可以節(jié)省 60%到 80%的費用，改造的費用大大減低。 2 機械的穩(wěn)定性可靠機床的床身，立柱等基礎件都是重而堅固的鑄鐵構件，而鑄件越久自然失效充分，內應 力的消除使得比新的鑄件更穩(wěn)定，這些鑄件的使用又可以節(jié)約社會資源，又減少了鑄鐵件生產時對環(huán)境的污染。 3 熟悉了解設備結構性能，便于操作維修購買的新設備，事先很難前面了解機床的結構性能，以至很難預算是否完全適合加工要求，而改造買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 5 - 則完全可以避免這種情況，并且大大縮短了對數(shù)控機床在使用和維修方面的培訓時間，機床一旦改裝完成，很快就可以投入使用，見效較快。 4 可以充分利用現(xiàn)有的條件，可以充分利用現(xiàn)有的地基，不必像購新機時重新構筑新基，同時工夾具、樣板和外設備也可以在利用。 5 可更好的因地制宜合理篩選功能，購買現(xiàn)成的通用型機床 ，往往對一個具體的生產加工有一些多余的功能，又可能缺少某一個專用的特殊功能，如向機床制造廠提出特殊定貨要求，增加某些特殊的加工要求，往往費用大，交貨的日期又長。而采用改造的方案就可以根據(jù)生產加工要求，采用組合的方法再某些部件設計改造成專用的數(shù)控機床。 6 可及時采用最新技術，充分利用社會資源 ， 由于技術進步和我國機床功能部件專業(yè)化生產的發(fā)展，目前已有眾多的疏忽資源支持機床方面的改造 ，如隨意采購各種尺寸的滾珠絲杠副，且交貨期短；采用貼塑導軌新技術，可使傳統(tǒng)的滑動導軌的摩擦系數(shù)降低五至十幾倍來防止爬行，還可以使得刮 研極容易，等等例子說明有一大批社會資源，可根據(jù)技術更新的發(fā)展速度，及時地采用最新技術來提高生產設備的自動化水平和效率，提高設備質量和檔次，將舊機場改造成當今水平的機床8。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 6 - 第 2章 普通車床的數(shù)控改造和可行性論證 車床的數(shù)控改造 計內容及任務 普通車床（ 6140的數(shù)控改造設計內容包括：總體方案的確定和驗證、機械改造部分的設計計算（伺服進給機構設計、自動轉位刀架的選擇或設計、編碼盤安裝部分的結構 設計）、主運動自動變速原理、部分系統(tǒng)控制軟件設計。 本設計任務是對 6140式車床進行數(shù)控化改造，實現(xiàn)微機對車床的數(shù)控化控制。利用微機對車床的縱向、橫向進給系統(tǒng)進行數(shù)字控制，并要達到縱向最小運動單位為 脈沖，橫向最小運動單位 脈沖，主運動要實現(xiàn)自動變速，刀架要改造成自動控制的自動轉位刀架，要能自動的切削螺紋。 控機床工作原理及組成 1 數(shù)控機床工作原理： 數(shù)控機床 加工零件時，首先應編制零件的加工程序，這是數(shù)控機床的工作指令。將加工程序輸入到數(shù)控裝置，再由數(shù)控裝置控制機床主運動的變化、起停，進給運動的方向、速度和位移量以及其它如刀具選擇交換、工件夾緊松開和冷卻潤滑的開、關等動作，使刀具與工件及其它輔助裝置嚴格的按照加工程序規(guī)定的順序、軌跡和參數(shù)進行工作，從而加工出符合要求的零件。 2 數(shù)控機床的組成： 數(shù)控機床主要由控制介質、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)和機床本體等四部分組成，其組成框圖如圖 2 2控機床的組成圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 7 - 行性論證 根據(jù)自動化制造系統(tǒng)，可行性論證使用戶建 造自動化制造系統(tǒng)項目前所進行的技術和經(jīng)濟性分析報告，是上級主管部門審定和批準立項的基本依據(jù)。同樣，在進行普通車床的經(jīng)濟型數(shù)控改造之前進行合理的、科學的可行性論證是必要的。 根據(jù)傳統(tǒng)的論證方法，普通車床的經(jīng)濟型數(shù)控改造的可行性論證應圍繞以下幾個方面進行，即企業(yè)生產經(jīng)營現(xiàn)狀及存在的問題分析，企業(yè)生產經(jīng)營目標，改造的基礎條件、目標、技術方案、投資概算、效益分析，改造后車床的實施計劃，結論等。 由于本設計僅作為大學本科生的畢業(yè)設計，故在此，設計者僅對改造的投資概算作一簡要的可行性論證。 本改造設計是對普通車床 行經(jīng)濟型數(shù)控改造。在改造設計中，采用的是廣州數(shù)控設備廠生產的 數(shù)控系統(tǒng)，加上兩臺伺服電機，費用約為 4 萬余元；兩套滾珠絲杠副和相配的傳動部分以及齒輪副、貼塑導軌等零件，費用約為 1 萬余元，總的改造費用約為 5 6 萬元。舊車床估計截至在 6 7 萬元。這樣設備改造費用和舊設備費用總計不會超過 13 萬元。因此，對普通車床作經(jīng)濟型數(shù)控改造適合我國國情，是國內企業(yè)提高車床的自動化能力和精密程度的有效選擇。它具有一定的典型性和實用性9。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 8 - 第 3章 總體方案的擬定和論證 體方案的擬定 床主要用于對中小型軸類、盤類以及螺紋零件的加工，這些零件加工工藝要求機床應完成的工作內容有：控制主軸正反轉和實現(xiàn)其不同切削速度的主軸變速；刀架能實現(xiàn)縱向和橫向的進給運動，并具備在換刀點自動改變四個刀位完成選擇刀具；冷卻泵、潤滑泵的啟停；加工螺紋時，應保證主軸轉一轉，刀架移動一個被加工螺紋的螺距或導程。這些工作內容，就是數(shù)控化改造數(shù)控系統(tǒng)控制的對象。察看 床及有關資料，并且參照數(shù)控車床的改造經(jīng)驗，確定總體改造方案 。 1 主傳動系統(tǒng)的設計改造 對普 通車床進行數(shù)控改造時，一般可保留原有的主傳動系統(tǒng)和變速操作機構，以減少改造量。但本設計中為了提高車床的自動化程度，以便于在加工過程中實現(xiàn)自動變換切削速度，對其作了相應的簡化改造。 采用交流調速電機做車床主軸電機以取代原來的主軸電機，以實現(xiàn)無級調速；并簡化原來傳動系統(tǒng)，以達到多檔調速范圍的確定。 2 數(shù)控系統(tǒng)的選擇設計 計算機數(shù)控裝置（ 控制裝置是數(shù)控機床的中心環(huán)節(jié)。它通過對加工程序的運行處理，發(fā)出控制信號，實現(xiàn)對加工過程的自動控制。 在本設計中，由于時間較短、設計人員少，因而我們決定引進 江蘇東方數(shù)控新技 術公司生產的 控系統(tǒng) 。 3 自動轉為到家選擇設計 數(shù)控機床的刀架是機床的重要組成部分。其結構直接影響車床的切削性能和效率。臥式車床數(shù)控改造應將原來機床的普通手動轉位刀架替換成自動換位刀架，本設計決定采用常州武進數(shù)控設備廠生產的 4 驅動系統(tǒng)的設計改造 由于改造設計的是簡易型經(jīng)濟數(shù)控，所以在考慮具體方案時，基本原則是在滿足需要的前提下，對于機床盡可能減小改動量，以降低成本。總體改造如 下 圖 3示 ： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 9 - 圖 3體改造的示意圖 制方式類型選擇 數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)有開 環(huán)控制、閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制之分。 開環(huán)系統(tǒng)：結構簡單、工作可靠、造價低廉，但影響定位精度的機械傳動裝置的摩擦、慣量、間隙的存在，故精度和快速性較差。開環(huán)控制的定位精度一般為 不能滿足橫向最小運動單位 脈沖的要求。 閉環(huán)系統(tǒng)：控制精度高、快速性好，但對機床的要求比較高，且造價較昂貴。 閉環(huán)控制的定位精度一般為 本設 計屬經(jīng)濟型數(shù)控改造，無須達到此精度。 半閉環(huán)系統(tǒng)：結構簡單、調整方便，在中小型性能要求較高的數(shù)控機床中應用較多，故本設計采用半閉環(huán)控制。半閉環(huán)控制系統(tǒng)組成原理圖如圖 3 3閉環(huán)控制原理圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 10 - 服進給機構的改造 向進給機構的改造 拆除原來機床的溜板箱、光杠與絲杠以及安裝座，裝上滾珠絲杠及其相應的安裝裝置，縱向驅動的步進電機及減速箱安裝在絲杠的右端，采用滾珠絲杠可以提高系統(tǒng)的精度和縱向進給的整體剛度 。 向進給機構的改造 拆除原來橫向進給的絲杠，換上滾珠絲杠；保留原來的橫向手柄機構，橫向步進 電機和減速箱安裝在機床后側。 進電動機的選用 選用步進電動機，通常希望步進電動機的輸出轉矩大，啟動頻率和運行頻率高，步距誤差小。但是，增大轉矩與快速運行存在一定的矛盾，高性能與低成本相矛盾。因此在實際選用步進電動機時，要考慮各方面因素。 首先要保證機床的定位精度，而脈沖當量直接影響機床的定位精度。脈沖當量越小，機床的定位精度越高，但機床的快速進給速度就越小。為兼顧精度與速度的要求，應在滿足精度的條件下，選擇盡可能大的脈沖當量。脈沖當量確定后，以此為依據(jù)選擇步進電動機的步距角和傳動機構的傳動比。 杠螺母副 臥式車床的進給絲杠都是滑動絲杠，即絲杠與螺母之間的摩擦為滑動摩擦。由于，滑動絲杠螺母副的摩擦大、轉動效率低。在精度要求不高的情況下，可以仍用原機床的滑動絲杠。若要求機床精度和被加工精度較高的情況下，應將原機床的滑動絲杠螺母副改換成滾珠絲杠螺母副。考慮本設計的設計要求，選用滾珠絲杠螺母副代替原機床的滑動絲杠螺母副。 床導軌改造 臥式車床上的運動部件，如刀架、工作臺都是沿著機床的導軌面運動的。導軌的作用就是支承和導向，即支承運動部件，并保證運動部件在外力作用下，能準確的沿著一定方向運動。導軌的導向精度、精度 保持性和低速運動平穩(wěn)性，直接影響機床的加工精度要求、支承能力和使用性能。數(shù)控改造時根據(jù)原機床導軌的磨損程度和加工精度要求，來確定導軌的結構形式。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 11 - 一般是將原機床導軌進行修整后貼塑，使其成為貼塑導軌。貼塑導軌摩擦系數(shù)小，且動、靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性、抗咬傷能力強、加工性和化學性能穩(wěn)定，具有良好的自潤滑性和抗振性；工藝簡單，成本低。 體設計方案的確定 經(jīng)總體設計方案的論證后，確定的 車床經(jīng)濟型數(shù)控改造的總體方案 ： 床的主軸轉速部分采用了變頻調速交流異步電機；車床的縱向 和橫向進給運動采用步進電機驅動，經(jīng)步進電機驅動，齒輪減速后帶動滾珠絲杠轉動，從而實現(xiàn)縱向、橫向進給運動；刀架改成由微機控制，經(jīng)電機驅動的自動轉位刀架。為保持切削螺紋的功能，需安裝主軸脈沖發(fā)生器。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 12 - 第 4章 伺服進給機構設計 伺服進給機構的設計是普通車床經(jīng)濟型數(shù)控改造的主要部分，如果說統(tǒng)是數(shù)控機床的“大腦”，是發(fā)布“命令”的指揮機構，那么，伺服驅動系統(tǒng)便是數(shù)控機床的“四肢”，是執(zhí)行機構，它忠實而準確的執(zhí)行由 統(tǒng)發(fā)來的運動命 令。伺服控制系統(tǒng)是聯(lián)接數(shù)控系統(tǒng)與機床的樞紐，其性能是影響數(shù)控機床的精度、穩(wěn)定性、可靠性、加工效率等方面的重要因素。 服系統(tǒng)的組成原理 機床進給伺服系統(tǒng)主要由伺服驅動控制系統(tǒng)與機床進給機械傳動機構兩大部分組成。機床進給機械傳動系統(tǒng)通常由減速齒輪、滾珠絲杠、機床導軌和工作臺拖板等組成。對于伺服驅動控制系統(tǒng)，按其反饋信號的有無，分為開環(huán)和閉環(huán)兩種控制方式。對于開環(huán)伺服系統(tǒng)只能由步進電機驅動，它由步進電機驅動電源和電動機組成。閉環(huán)伺服系統(tǒng)則分為直流電動機和交流電動機兩種驅動方式，并且是雙閉環(huán)系統(tǒng)，內環(huán)是速度環(huán)，外 環(huán)是位置環(huán)。速度環(huán)中用作速度反饋的檢測裝置為測速發(fā)電機、脈沖編碼器等。速度控制單元是一個獨立的單元部件，它由速度調節(jié)器、電流調節(jié)器以及功率驅動放大器等部分組成。位置環(huán)是由 置中的位置控制模塊、速度控制單元、位置檢測及反饋控制等部分組成。根據(jù)其位置檢測信號所取部位不同，它又分為半閉環(huán)和全閉環(huán)兩種。半閉環(huán)采用轉角位置檢測裝置，安裝于滾珠絲杠端部，或直接與伺服電動機轉子的后端相連（與伺服電動機成一體）；對于全閉環(huán)系統(tǒng)需要采用直線位置檢測裝置，安裝于機床導軌與工作臺拖板 之間。通常伺服驅動控制單元與電動機由一個生產廠家配套提供（甚至包括位置檢測裝置）9。 服進給機構的設計內容和設計計算 伺服進給機構的設計內容包括：縱向進給系統(tǒng)的設計與計算、橫行進給系統(tǒng)的設計與計算、步進電機的選擇三大部分，該部分設計的總體方案示意圖如圖 4示。要使這三大部分與數(shù)控系統(tǒng)的配合達到好的效果，伺服進給機構的改造設計部分除了主要的三大部分內容外，還包括與步進電動機相關的驅動電源、功率放大電路、輔助電路；與滾珠絲杠 副相關的機床導軌等內容的設計選擇。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 13 - 圖 4 伺服進給機構設計總體方案 向進給系統(tǒng)的設計計算 普通車床的經(jīng)濟型數(shù)控改造一般是步進電機經(jīng)減速驅動絲杠，螺母固定溜板箱上，帶動刀架左右移動。步進電機的布置，可放在絲杠的任意一端，從改造方便、實用方面來考慮，一般都把步進電機放在縱向絲杠的右端， 即尾架部位。 已知的條件： 工作臺數(shù)量： 00 0100 （根據(jù)圖紙錯略計算） 時間常數(shù)： 5滾珠絲杠基本導程： 0 行程： 00脈沖當量： 步距角： 最大進給速度： 1 切削力計算 由實用機床設計手冊10可知： 切削功率： ）（ 1電機功率 主傳動鏈的總效率 6120 2紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 14 - 則： v NF 120)34( 00 所以： )(5700)(kg fF z 由金屬切學原理可知： 主切削力： 表得：2/188 表 4削參數(shù) 2 2 3 3 3 f,103 1495 1855 1654 2242 2782 由表 4： 當，切削深度，走刀量此參數(shù)作為下面計算的依據(jù)，從實用機床設計手冊10中可知，在一般外圓切削時： F )(F )(FF 2 滾珠絲杠設 計計算 滾珠絲杠副已經(jīng)標準化，因此滾珠絲杠副的設計歸結為滾珠絲杠副型號的選擇。 綜合車床導軌絲杠的軸向力： )( ）（ 4據(jù)機床設計手冊查出， , 15.0 117 6570 ）（P）（ N（ 1） 強度計算： 壽命值： 61060 ）（ 5 00100 0主 ）（ 6取工件直徑：0查表得： 500（自動控制機床即及機床通常的取值） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 - 15 - 所以 ： ( rn i 1810 150 02