CK6140數(shù)控臥式車床設計說明書.doc

目錄1總體方案01.1CK6140的現(xiàn)狀和發(fā)展11.2CK6140數(shù)控臥式車床的總體方案論證與擬定21.2.1數(shù)控車床21.2.2CK6140數(shù)控臥式車床的擬定22機械部分設計計算說明42.1主運動部分計算42.1.1參數(shù)的確定42.1.2傳動設計52.1.3轉速圖的擬定82.1.4帶輪直徑和齒輪齒數(shù)的確定112.1.5傳動件的估算和驗算192.1.6展開圖設計362.2縱向進給運動設計532.2.1滾珠絲桿副的選擇532.2.2驅動電機的選用583控制系統(tǒng)設計623.1繪制控制系統(tǒng)結構框圖623.2.選擇中央處理單元（CPU）的類型623.3存儲器擴展電路設計633.I/O接口電路及輔助電路設計64參考文獻70致謝72LATHES77湖南工業(yè)大學共80頁第1頁1總體方案1.1CK6140的現(xiàn)狀和發(fā)展自第一臺數(shù)控機床在美國問世至今的半個世紀內，機床數(shù)控技術的發(fā)展迅速，經(jīng)歷了六代兩個階段的發(fā)展過程。其中，第一個階段為NC階段；第二個階段為CNC階段，從1974年微處理器開始用于數(shù)控系統(tǒng)，即為第五代數(shù)空系統(tǒng)。在近20多年內，在生產中，實際使用的數(shù)控系統(tǒng)大多是這第五代數(shù)控系統(tǒng)，其性能和可靠性隨著技術的發(fā)展得到了根本性的提高。從20世紀90年代開始，微電子技術和計算機技術的發(fā)展突飛猛進，PC微機的發(fā)展尤為突出，無論是軟硬件還是外器件的進展日新月異，計算機所采用的芯片集成化越來越高，功能越來越強，而成本卻越來越低，原來在大，中型機上才能實現(xiàn)的功能現(xiàn)在在微型機上就可以實現(xiàn)。在美國首先推出了基于PC微機的數(shù)控系統(tǒng)，即PCNC系統(tǒng)，它被劃入為所謂的第六代數(shù)控系統(tǒng)。下面從數(shù)控系統(tǒng)的性能、功能和體系結構三方面討論機床。數(shù)控技術的發(fā)展趨勢：1.性能方面的發(fā)展趨勢（1）.高速高精度高效（2）.柔性化（3）.工藝復合和軸化（4）.實時智能化2.功能發(fā)展方面（1）.用戶界面圖形化（2）.科學計算可視化（3）.插補和補償方式多樣化（4）.內置高性能PLC（5）.多媒體技術應用3.體系結構的發(fā)展（1）.集成化（2）.模塊化（3）.網(wǎng)絡化湖南工業(yè)大學共80頁第2頁（4）.開放式閉環(huán)控制模式1.2CK6140數(shù)控臥式車床的總體方案論證與擬定1.2.1數(shù)控車床數(shù)控車床又稱數(shù)字控制（Numbercalcontrol，簡稱NC）機床，它是20世紀50年代初發(fā)展起來的一種自動控制機床，而數(shù)控車床四其中的一類使用性很強的機床形式。數(shù)控車床是基于數(shù)字控制的，它與普通車床不同的是，數(shù)控車床的主機結構上具有以下特點：（1）.由于大多數(shù)數(shù)控車床采用了高性能的主軸及伺服傳動系統(tǒng)，因此，數(shù)控機床的機械傳動結構得到了簡化。（2）.為了適應數(shù)控車床連續(xù)地自動化加工，數(shù)控車床機械結構，具有較高的動態(tài)剛度，阻尼精度及耐磨性，熱變形較小。（3）.更多地采用高效傳動部件，如滾動絲桿副，直線滾動導軌高，CNC裝置這是數(shù)控車床的核心，用于實現(xiàn)輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲，數(shù)據(jù)的變換，插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。1.2.2CK6140數(shù)控臥式車床的擬定1.CK6140數(shù)控臥式車床具有定位，縱向和橫向的直線插補功能，還能要求暫停，進行循環(huán)加工等，因此，數(shù)控系統(tǒng)選取連續(xù)控制系統(tǒng)。2.CK6140數(shù)控臥式車床屬于經(jīng)濟型數(shù)控機床，在保證一定加工精度的前提下，應簡化結構、降低成本，因此，進給伺服系統(tǒng)應采用步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)。3.根據(jù)設計所給出的條件，主運動部分z=18級，即傳動方案的選擇采用有級變速最高轉速是2000r/min，最低轉速是40r/min，1.26。4.根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機控制系統(tǒng)中除了CPU外，還包括擴展程序存儲器，擴展數(shù)據(jù)存儲器，I/O接口電路，包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤，能顯示加工數(shù)據(jù)和機床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進電機驅動電路。此外，系統(tǒng)中還應該包括脈沖發(fā)生電路和其他輔助電路。5.縱向和橫向進給是兩套獨立的傳動鏈，它們由步進電機，齒輪副，絲桿螺母副組成，它的傳動比應滿足機床所要求的。6.為了保證進給伺服系統(tǒng)的傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小，傳動效率的滾珠絲桿螺母副，并應有預緊機構，以提高傳動剛度和消除間隙。齒輪副也應有消除齒側間隙的機