車床數控化改造設計

.z.2604130359目錄第一章設計方案確實定-9-一、總體設計方案確實定-9-二、機械局部的改造設計與計算-10-〔一〕縱向進給系統(tǒng)的設計選型-10-(二)橫向進給系統(tǒng)的設計與計算-15-第二章步進電動機的選擇-19-一、步進電動機選用原則-19-二、步進電機的選型-20-〔一〕C6140縱向進給系流步進電機確實定-20-〔二〕C6140橫向進給系流步進電機確實定-20-〔三〕110BF003型直流步進電機主要技術參數-20-〔四〕110BF004型直流步進電機主要技術參數-21-第三章經濟型數控系統(tǒng)選型-21-第四章電動刀架的選型-22-第五章編制零件工序及數控程序實例-23-一、機床改造參數的選擇-23-〔一〕車床縱向運動由Z向步進電動機控制-23-〔二〕車床橫向運動由*向步時電動機控制-23-二、程序設計-23-〔一〕數控機床參數及約定-23-(二)編程參數說明-23-參考文獻-27-體會-28-0引言回憶即將過去的20世紀，人類取得的每一項重大科技成果，無不與制造技術，尤其與超精細加工技術密切相關。在*種意義上，超精細加工擔負著支持最新科學發(fā)現和創(chuàng)造的重要使命。超精細加工技術在航天運載工具、武器研制、衛(wèi)星研制中有著極其重要的作用。有人對海灣戰(zhàn)爭中美國及盟國武器系統(tǒng)與超精細加工技術的關系做了研究，發(fā)現其中在間諜衛(wèi)星、超視距空對空攻擊能力、準確制導的對地攻擊能力、夜戰(zhàn)能力和電子對抗技術方面，與超精細加工技術有密切的關系?？梢哉f，沒有高水平的超精細加工技術，就不會有真正強大的國防。超精細車床要求其數控系統(tǒng)具有高編程分辨率〔1nm〕和快速插補功能〔插補周期0.1ms〕?；赑C機和數字信號處理芯片〔DSP〕的主從式硬件構造是超精細數控的潮流，如美國的NANOPATH和PRECITECH'SULTRAPATHTM都采用了這一構造。數控系統(tǒng)的硬件運動控制模塊〔PMAC〕開發(fā)應用越來越廣泛，使此類數控系統(tǒng)的可靠性和可重構性得到提高。我國國防科技大學研制開發(fā)的YH－1型數控系統(tǒng)采用ASW－824工業(yè)一體化PC工作站為主機，用ADSP2181信號處理器模塊構成高速下位伺服控制器。模塊化、構件化是超精細車床進入市場的重要技術手段，如美國ANORAD公司生產各種主軸、導軌和轉臺，用戶可根據各自的需要組成一維、兩維和多維超精細運動控制平臺和車床。研制超精細車床時，布局就顯得非常關鍵。超精細車床往往與傳統(tǒng)車床在構造布局上有很大差異，流行的布局方式是“T〞型布局，這種布局使車床整體剛度較高，控制也相對容易，如Pneumo公司生產的大局部超精細車床都采用這一布局。模塊化使車床布局更加靈活多變，如日本超硅晶體研究株式會社研制的超精細車床，用于車削超大硅晶片,采用三角菱形五面體構造，用于提高剛度；德國蔡司公司研制了4軸精細車床AS100，用于加工自由形式外表，該車床除了*、Z和C軸外，附加了A軸，用于加工自由外表時控制砂輪的車削點。此外，一些超精細加工車床是針對特殊零件而設計的，如大型高精度天文望遠鏡采用應力變形盤加工，一些非球面鏡的研拋加工采用計算機控制光學外表成形技術〔CCOS〕加工，這些車床都具有和通用車床完全不同的構造。由此可見，超精細車床的構造有其鮮明的個性，需要特殊的設計考慮和設計手段。為保證超精細車床有足夠的定位精度和跟蹤精度，數控系統(tǒng)必須采用全閉環(huán)構造，高精度運動檢測是進展全閉環(huán)控制的必要條件。雙頻激光干預儀具有高分辨率〔如ZYGOA*10MTM2/20分辨率為1.25nm〕與高穩(wěn)定性，測量圍大，適合作車床運動線位移傳感器使用。但是雙頻激光干預儀對環(huán)境要求過于苛刻，使用和調整非常困難，使用不當會大大降低精度。根據我們的使用經歷，德國Heidenhain公司生產的光柵尺更適合超精細車床運動檢測，如該公司LIP401,材料長度220mm，分辨率為2nm，采用Zerodur材料制成幾乎到達零膨脹系數〔0.1ppm/k〕，動靜尺間隙為0.6±0.1mm，對環(huán)境要求低，安裝和使用方便，如Nanoform2500和Optimum2400超精細車床都使用了Heidenhain光柵尺。在數控軟件方面，開放性是一個開展方向。國外有關開放性數控系統(tǒng)的研究有歐共體的OSACA、美國的OMAC和日本的OSEC。我國國防科技大學在此根底上提出了構件化多自由度運動控制軟件，可根據車床成形系統(tǒng)的布局任意組裝軟件，符合車床模塊化開展的方向。1.序言課題簡介：本課題是圍繞將普通機床改造成經濟型數控機床展開設計的，經濟型數控機床是指價格低廉、操作使用方便，適合我國國情的裝有簡易數控系統(tǒng)的高效自動化機床。中小型企業(yè)為了開展生產，常希望對原有舊機床進展改造，實現數控化、自動化。經濟型數控機床系統(tǒng)就是結合現實的的生產實際，結合我國國情，在滿足系統(tǒng)根本功能的前提下，盡可能降低價格。價格廉價、性能價格比適中是其最主要的特點，特別適合在設備中占有較大比重的普通車床改造，適合在生產第一線大面積推廣。企業(yè)應用經濟型數控型系統(tǒng)對設備進展改造后，將提高產品加工精度和批量生產的能力，同時又能保持“萬能加工〞和“專用高效〞這兩種屬性，提高設備自身對產品更新?lián)Q代的應變能力，增強企業(yè)的競爭能力。利用微機改造現有的普遍車床，主要應該解決的問題是如何將機械傳動的進給和手工控制的刀架轉位，進給改造成由計算機控制的刀架自動轉位以及自動進給加工車床，即經濟型數控車床。進展數控機床的改造是非常有必要的。數控機床可以很好地解決形狀復雜、精細、小批量及多變零件的加工問題。能夠穩(wěn)定加工質量和提高生產效率，但是數控機床的運用也受到其他條件的限制。如：數控機床價格昂貴，一次性投資巨大等，因此，普通車床的數控改造，大有可為。它適合我國的經濟水平、教育水平和生產水平，已成為我國設備技術改造主要方向之一?，F我選用CA6140普通車床為例進展數控改造。第一章設計方案確實定C6140型普通車床是一種加工效率高，操作性能好，并且社會擁有量較大的普通型車床。經過大量實踐證明，將其改造為數控機床，無論是經濟上還是技術都是確實可行了。一般說來，如果原有車床的工作性能良好，精度尚未降低，改造后的數控車床，同時具有數控控制和原機床操作的性能，而且在加工精度，加工效率上都有新的突破。本設計主要是對C6140普通型車床進展數控改造，用微機對縱、橫進給系統(tǒng)進展控制。系統(tǒng)可采用開環(huán)控制和閉環(huán)控制，開環(huán)控制雖然有不穩(wěn)定、振動等缺點，但其本錢較低，經濟性較好，車床本身所進展的加工尺寸是粗、半精加工。驅動原件采用步進電動機。系統(tǒng)傳動主要有：滑動絲杠螺母傳動和滾珠絲杠螺母傳動兩種，經比擬分析：前者傳動效率及精度較低，后者精度和效率高，但本錢高，考慮對車床的性能要求，故采用滾珠絲杠螺母傳動。刀架性能要準確快速的換刀，因此采用自動轉位刀架。一總體設計方案確實定由于是對車床進展數控改造，所以在考慮具體方案時，根本原則是在滿足使用前提下，對同床的改動盡可能少，以降低本錢。根據這一原則，決定數控系統(tǒng)采用開環(huán)控制；傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠螺母傳動；驅動元件采用步進電動機；數控系統(tǒng)采用JWK型系統(tǒng)；刀架采用自動轉位刀架。這樣車床既保存原有功能，又減少了改造數量。二機械局部的改造設計與計算將普通車床改造成數控機床，除了增加控制系統(tǒng)外，機械局部也應進展相應的改造，其中包括：縱向和橫向進給系統(tǒng)的設計選型，以及自動轉位刀架的選型?！惨弧晨v向進給系統(tǒng)的設計選型1、經濟數控車床的改造，采用步進電動驅動縱向進給，有兩種方案：一種是步進電機驅動絲杠螺母固定在溜板箱上；第二種是縱絲杠固定、電機安裝在溜板箱上，驅動螺母傳動。對于車床的改造而言，采用第一種方案顯然簡單易行。所以步進電機的布置，可放在絲杠的任意一端。從改裝方便，實用等方面考慮，所以將步進電機放在絲杠的左端。2、縱向進給系統(tǒng)的設計計算，條件：工作臺重量：W=80kgf=800N時間常量：T=25ms行程：s=640mm步驅角：2=0.75o/step快速進給速度：Vma*=2m/ms脈沖當量：8p=0.01mm/8tep〔1〕切削力的計算由"機床設計手冊"得公式No=Ndη〔公式一〕其中NO—為傳動件的額定功率Nd—主電機的額定功率，見使用說明書得：Nd=4.5kwη—從電機到所計算的傳動軸的傳動效率〔不含軸承的效率〕從電機到傳動軸經過皮帶輪和齒輪兩種傳動件傳動，所以η=n1×n2由"機床設計手冊"得n1=0.96n2=0.99所以：η=0.96×0.99=0.9504取η=0.95η即N=4×0.95=3.8〔kw〕又因為主傳動系統(tǒng)效率一般為0.6～0.7之間，所以取0.65所以NC〔進給效率〕=3.8×0.65=2.47〔kw〕由"機械加工工藝手冊"得Pm=×9.8〔公式二〕≈式中Vs——切削速度，設當其為中等轉速，工件直徑為中等時，如D=40mm時，取Vs=100m/min主切削力FZ==151.164〔Rgf〕=1511.64N由"機床設計手冊"得主切削力FZ=CFzap*f*×fyfz×kfz(經歷公式)CFzap*f*fyfzkfz(公式三)對于一般切削情況，切削力中的指數*f*≈1?FZ=0.75Kfz≈0CFZ=188kg/㎜2=1880MpaF2的計算結果如下：ap(㎜)222333f(㎜)0.20.30.40.20.30.4Fz(N)10515241891168122872837為便于計算,所以取Fz=1511.7N,以切削深度ap=2㎜走刀量f=0.3㎜為以下計算以此為依據。由"機械床設計手冊"得，在一般外圓車削時，F*≈〔0.1～0.6〕FZFy≈(0.15～0.7)Fz取F*=0.5FzFy=0.6Fz∴F*=0.5×1511.7=755.9(N)Fy=0.6Fz=0.6×1511.7=907.0(N)〔2〕滾珠絲杠的設計計算由"經濟型數控機床總設計"，綜合車床導軌絲杠的軸向力得P=RG*+f′〔Fz+w〕(公式四)其中R=1.15,f′=0.15～0.18取f′=0.16P=1.15×755.9+0.16(1511.7+800)=1239.2(N)eq\o\ac(○,1)強度計算壽命值Li=〔公式五〕ni=〔公式六〕由"機床設計手冊"得Ti=15000h,原機床絲杠螺距為60㎜，D=80㎜ni==19.9≈20(r/min)Li==18最大動負Q=PfwfH(公式七)其中運載系數fw=1.2硬度系數Fh=1Q=×1.2×1239.2×1=3897.1(N)根據最大動力負載荷Q的值，查表選擇滾珠絲杠的型號為W5010—3.5×1，查表得數控車床的縱向精度為B級，左旋即型號為W5010—3.5×1/B—900×1000其額定載荷是3970Neq\o\ac(○,2)效率計算根據"機械根底"得，絲杠螺母副傳動效率為η=(公式八)由"機床設計手冊"得4一般為8′～12′取4=10′即：摩擦角4=10′，螺旋升角〔中徑處〕r=3O25′則η==0.953eq\o\ac(○,3)剛度驗算滾珠絲杠受工作負載P引起的導程變化量△L1=±(公式九)其中LO=10㎜=1㎝E=20.6×106N/㎝2滾珠絲杠橫截面積F=()πd為滾珠絲杠外徑=〔〕2×3.14=18.47(㎝2)則△L1==3.256×10-6≈3.27um查"機床設計手冊"，B級精度絲杠允許的螺距誤差〔900㎜螺絲長度〕為25nm/m，因此，絲杠的剛度符合要求。即剛度足夠。④穩(wěn)定性驗算由于原機床杠徑為Φ30㎜，現選用的滾珠絲杠為Φ50㎜，支承方式不變。所以，穩(wěn)定性不成問題，無需驗算。eq\o\ac(○,5)齒輪及轉矩的相關計算此齒輪為普通減速器的齒輪且減速器為一般機器，沒有特殊要求，從降低本錢，減小構造尺寸和易于取材的原則出發(fā)，決定小齒輪選用45鋼調質，齒面硬定為217～255HBS。大齒輪選用45正火，齒面硬度169～217HBS。傳動比i=其中2表示步驅角，89表示脈沖當量i==2.1取齒數z1=30,Z2=63模數m=2mm,嚙合角為200，小齒輪齒寬為25㎜，大齒輪齒寬20㎜。d1=mz1=2×30=30d2=mz2=2×63=126da1=m(z1+2)=2×(30+2)=64a===93齒輪傳動精度計算齒輪圓周速度VV===4.2(m/s)根據齒輪圓周速度和對噪音的要求確定齒輪精度等級側隙分別為：小齒輪：8GJ大齒輪：8FLeq\o\ac(○,6)傳動慣量的選擇工作臺質量折算到電機軸上的轉動慣量J1=()2W=()2×80=0.467kg.㎝2絲杠的轉動慣量Js=7.8×10-4D4L1=7.8×-4×(50㎜)4×14.9=7.26(kg.㎝2)齒輪的轉動慣量JZ1=7.8×10-4×(60㎜)4×2=2.02(kg.㎝2)JZ1=7.8×10-4×(126㎜)4×2=39.32(kg.㎝2)由于電機的傳動慣量很小，一般可忽略不記所以總的傳動慣量為J總=×(Js+Jz2)+Jz1+J1=×(7.26+39.32)+2.022+0.467=14.50(kg.㎝2)=145.0(N.㎝2)eq\o\ac(○,7)所需轉動力矩的計算快速空載啟動時所需力矩M=Mmam*+Mf+MO〔公式十二〕最大切削負載時所需力矩M=Mat+Mf+MO+Mt〔公式十三〕快速進給時所需力矩M=Mf+MO〔公式十四〕式中Mmam*——空載啟動時折算到電機軸上的加速度力矩。Mf——折算到電機軸上的磨擦力矩。MO——由于絲杠預緊所引起，折算到電機軸上的附加摩擦力矩。Mat——切削時折算到電機軸上的加速度力矩。Mt——折算到電機軸上的切削負載力矩。Ma=×10-4〔N.m〕其中T=0.025(公式十五)當n=nma*時，Mama*=Manma*====400(r/min)Mamat=×10-4=24.17(kgf)=241.7(N)nt===25.08(r/min)Mat=×10-4=1.51(kgf)=15.1(N)Mf==當?=0.8，f′=0.16時，Mf==1.213(kg)=12.13(kg)MO=(1-?o2)當?=0.9時，預加荷PO=F*MO===0.4033≈4.03(N)Mt===6.368(kg)=63.68(N.m)所以，快速空載啟動所需力矩M快空=Mama*+Mf+MO＝241.7+1.213+4.03=257.86(N)切削時所需力矩M切=Mat+Mf+MO+Mt=15.1+12.13+4.03+63.69=94.95(N)快速進給時所需力矩M快速=Mf+MO=12.13+4.03=16.16(N)由以上計算可得所需最大力矩Mama*發(fā)生快速啟動時Mama*=M快速=257.86(N)(二)橫向進給系統(tǒng)的設計與計算橫向進給系統(tǒng)的設計經濟數控車床改造的橫向進給系統(tǒng)一般是步進電機經減速后驅動滾珠絲杠,使刀架橫向運動.步進電機安裝在大拖板上,用法蘭盤將步進電機和機床大拖板連接起來,以保證其同軸度,提高傳動精度?！?〕橫向進給系統(tǒng)的設計計算，條件工作臺重量：W=30kgf=300N時間常量：T=25ms行程：s=190mm步驅角：2=0.75度/step脈沖當量：8p=0.005mm/step快速進給速度：Vma*=2m/mineq\o\ac(○,1)切削力的計算橫向進給量約為縱向的～,取則橫向切削約為縱向切削力∴Fz=F縱z=×1511.64=755.82(N)在切斷工件時Fy=0.6F縱z=0.6×755.82=453.492(N)(3)滾珠絲杠的計算eq\o\ac(○,1)強度的計算對于燕尾型導軌P=Kfy+f′(Fz+W)其中，K=1.4，f′=0.2P=1.4×453.492+0.2×(755.82+300)=846.05(N)壽命值Li===13.5最大動負載Q=fwfr1p其中fw〔運載系數〕=1.2fh(硬定系數)=1Q=×1.2×1×846.05=2417.4(N)根據最大動負載荷的值,可選擇滾珠絲杠的型號,其公稱直徑為35㎜,型號為W3508-3.5×1/B左190×290，額定動負載荷為2520W，所以強度夠用。eq\o\ac(○,2)效率計算?=r〔螺紋升角〕=3O38′4〔磨擦角〕=10′?==0.956eq\o\ac(○,3)剛度驗算滾珠絲杠受工作負載，P引起的導程變化量△L1==F=〔〕2其中為滾珠絲杠的外徑=〔〕2×3.14=9.0746L1=±=±3.62×10-6(㎝)因為滾珠絲杠受扭矩引起的導程變化化量△L2很小，可忽略不計，即△L=△L1，即導程變化總誤差為△=△L=×3.62×10.-6=4.52(min/m)查表知B級精度絲杠允許的螺矩誤差〔在300㎜之〕為15um/n，所以剛度足夠。eq\o\ac(○,4)穩(wěn)定性驗算由于選用滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相等，而支承方式由原來的一端固定，一端懸空變?yōu)橐欢艘欢斯潭?，一端徑向支承，所以穩(wěn)定性增強，故不再驗算。⑤、齒輪及轉矩的相關計算減速器為一般機器，沒有什么特殊要求，從降低本錢，減小構造、尺寸和易于取材等原則出發(fā)，決定小齒輪選用45鋼、調質，齒面硬度為217～255HBS；大齒輪選用45鋼正火、齒面硬度為169～217HBS傳動比i=其中8表示步驅角；8P表示脈沖當量i=所以，取Z1=30，Z2=99M=2mm，嚙合角為20°小齒輪齒寬為25mm；大齒輪齒寬為20mm。d1=mZ1=2×30=60d2=mZ2=2×99=198da1=m(Z1+2)=2×(30+2)=64da2=m(Z2+2)=2×(99+2)=202a=齒輪傳動精度計算齒輪圓周速度VV=根據圓周速度和對噪音的要求確定齒輪精度等級及側隙分別為：小齒輪：8GJ大齒輪：8FL⑥、傳動慣量計算工作臺質量折算到電機軸上的傳動慣量J1==0.04378(Kg2)絲杠轉動慣量：JS=7.8×10-4×D4×L1=7.8×10-4×3.54×13.3=1.556(㎏.㎝2)齒輪的傳動的慣量JZ1=7.8×10-4×D4×M=7.8×10-4×64×2=2.02(㎏.㎝2)JZ2=7.8×10-4×D4×M=7.8×10-4×〔198㎜〕2×2=239.76(㎏.㎝2)由于電機傳動慣量很小，可以忽略不計，因此總的轉動慣量J=(JS+JZ2〕+JZ1+J1=(1.556+239.76〕+2.022+0.04378=24.22(㎏.㎝2)⑦所需轉動力矩的計算nma*=Mama*==4.16(N.m)nt=43.79(r/min)Mat==0.4419(N.m)Mf=其中，f’=0.2η=0.8時Mf==0.029〔N.m〕M0==0.1386≈0.0139〔N.m〕Mt==2.19(kgf)≈0.219〔N.m〕所以，快速空載啟動時所需轉矩M=Mama*+Mf=Mo=4.16+0.029+0.0139=4.2079(N.m)切削的所需力矩M切=Mat+Mf+Mo+Mt=0.4419+0.029+0.0139+0.219=0.6938(N.m)快速啟動時所需力矩M快進=Mf+Mo=0.029+0.0139=0.0429(N.m)即最大轉矩發(fā)生在快速啟動時即Mama*=4.2079(N.m)第二章步進電動機的選擇一步進電動機選用原則合理選用步進電機是比擬復雜的問題，需根據電機在整個系統(tǒng)中的實際工作情況，經過分析后才能正確的選擇?！惨弧肠?，步距角應滿足：α=式中i——傳動比amin——系統(tǒng)對步進電機所驅動部件的最小轉角〔二〕精度步進電機的精度可用步距誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉子從任意位置開場，經過任意步后，轉子的實際轉角與理論轉角之差的最大值，用積累誤差衡量精度比擬實用，所選用的步進電機應滿足?！鱍m≤i[△Qs]式中△Qm——步進電機的積累誤差。[△Qs]——系統(tǒng)對步進電機驅動局部允許的角度誤差?！踩侈D距為了使步進電機正常運行〔不失步、不越步〕正常啟動并滿足對轉速的要求，必須考慮；①啟動力矩，一般啟動力矩選取為Mq≥式中Mq——電機啟動力矩ML0——電機靜負載力矩②在要求在運行頻率圍，電機運行力矩應大于電動機的靜載力矩與電動機的轉動慣量〔包含負載的轉動慣量〕引起的慣性矩之和。(四)啟動頻率由于步進電機的啟動頻率隨負載力矩和轉動慣量的增大而降低，因此相應負載力矩和轉動慣量的極限啟動頻率應滿足：fi≥[fop]m其中fi——極限啟動頻率[fop]m——要求步進電機最高啟動頻率二步進電機的選型〔一〕C6140縱向進給系流步進電機確實定Mq=取參數為0.4==644.6〔N.m〕為了滿足最小步距要求，電動機選用三相六拍工作方式。查手冊得知：Mq/Mjm=0.866，所以步進電機最大靜轉矩Mjm為fma*===3333.3〔HZ〕綜合考慮，查表選用110BF003型直流步進電機能滿足使用要求。〔二〕C6140橫向進給系流步進電機確實定Mq=電動機選用三相六拍工作方式查手冊得Mq/mjm=0.866Mjm==1.215(N.m)步進電機的最高工作頻率fma*=綜合考慮，查表選用110BF004型直流步進電機，能夠滿足使用要求?！踩?10BF003型直流步進電機主要技術參數電機型號相數步驅角電壓相電流最大轉矩最高空載啟動率110BF00330.758067.84〔80〕1500運行頻率轉子轉動慣量線圈電阻分配方式重量外徑長度軸徑700046.06(4.7)0.37三相六拍611016011參考價原型號350BFG090811〔四〕110BF004型直流步進電機主要技術參數電機型號相數步驅角電壓相電流最大轉矩最高空載啟動率110BF00430.753044.9〔50〕500運行頻率轉子轉動慣量線圈電阻分配方式重量外徑長度軸徑34.3(3.5)0.76三相六拍5.511011011參考價原型號350BFG09041111第三章經濟型數控系統(tǒng)選型用數控機床工工件時，首先應編制零件加工程序。這是數控機床的工作指令。將加工程序輸入數控裝置，再由數控裝置控制機床主動的變速、啟動、停頓、進給運動的方向速度和位移量，以及刀具選擇交換，工件裝夾和冷卻潤滑的開關等動作，使刀具與被加工零件以及其它輔助裝置嚴格按照加工程序規(guī)定的順序、運行軌跡和運行參數進展工作，從而到達加工出符含合要求零件的目的。C6140數控車床改造后聯(lián)動軸數為二軸聯(lián)動且傳動精度要求比擬高，主要有A850C系統(tǒng)和JWK兩種系統(tǒng)。經過實際比擬分析，JWK系統(tǒng)的核心是MCS-51系列的8031單片微機，其采用ISO國際標準數控代碼編程，能自動完成車削端面、外圓、倒角等功能，并配有完備的S、T、M功能。該系統(tǒng)爾采用模塊化設計，部有計算機等四種模塊。更換維修方便快速。A850C系統(tǒng)構造簡單，集成度高，工藝先進，性能穩(wěn)定，可維修性很大。根據實際生產需要，以及數控系統(tǒng)的要求，經過實際比擬分析，選用JWK系列。其中又以JWK-15T型系統(tǒng)應用最廣、功能較強、操作使用更方便。所以，決定使用JWK-15T型數控系統(tǒng)。JWK-15T主要性能參數如下：生產廠家微分電機廠江南機床數控工程公司型號JWK-15T用戶容量24K設定單位*=0.005，Z=0.01控制軸數*、Z聯(lián)動軸數二軸編程尺寸±9999.99快速〔*/Z〕向3/6m/minG功能M00～M09，M20～M29，M97～M99S功能S01～S04，S05～S10T功能T、*～T8*步進電機110BF003工作電源220V±10%50HZ控制精度1步功耗W360環(huán)境溫度0～40℃相對濕度80%〔25℃〕外形尺寸〔mm〕340×400×200系流重量〔kg〕17第四章電動刀架的選型自動轉位刀架的設計是普通機床，數控改造的關鍵。它要求刀架要具有抬起、回轉、下降、定位和壓緊這一系功能。盡管其構造復雜，各方面要求不，但它保持了原本床工件最大回轉直徑的條件下，提供選用的多把刀的可能性。電動刀架的安裝較方便，只要將原車床上的刀架拆下將電動刀架裝即可但要注意兩點：電動刀臺的兩側面應與車床的橫向進給方向平行。電動刀臺與系統(tǒng)的連線建議如下安裝：沿橫向工作臺右側面先走線到車床后面，再沿車床后導軌下方拉出的鐵絲滑線，走線到系統(tǒng)。其好處在于：防止走線雜亂無章，而使得加工時切屑、冷卻液以及其它雜物磕碰電動刀架系統(tǒng)。綜合各方面因素，選用武進機床數控設備廠生產的LD4-I型系列四工位自動刀架。機床型號C6140刀位數4電機功率〔W〕120電機轉速1400r/min夾緊力1切體尺寸152×152下刀體尺161×171LD4-I型刀架技術指標配車床型號C6140重復定位精度≤0.005mm工作可靠性>30000次換刀時間90°2.9〔秒〕180°3.4〔秒〕270°3.9〔秒〕第五章編制零件工序及數控程序實例一機床改造參數的選擇〔一〕車床縱向運動由Z向步進電動機控制110BF003型直流步進電動機配套絲杠螺距為10㎜泳沖當量：0.01㎜改造后的泳沖當量：0.01㎜〔二〕車床橫向運動由*向步時電動機控制110BF003型步進電動機配套絲杠螺距為8㎜脈沖當量：0.05㎜改造后的脈沖當量：0.05㎜二程序設計〔一〕數控機床參數及約定脈沖當量：*向〔橫向〕為0.05㎜Z向〔縱向〕為：0.01㎜坐標原點為：0點加工起點為：A點安裝方法：零件裝夾于床頭主軸與尾座頂尖之間。采用專用芯軸方式定位。使用方法：專用組合車刀、切刀加工工序說明：此工序為精車加工，零件外部形狀尺寸全部成型。零件各局部尺寸預留精車余量0.8～1.2㎜(二)編程參數說明加工編程中以球頭車刀圓心與加工起點相重合φ187外圓處侄角計算，見圖一。因為AO1=R=2所以BC=2－2×sin45°=0.585784CD=O1O=BC/sin45°=0.828O2E=1－0.828=0.17202F=03F=2+0.172=2.172見立體圖3、編制程序JWK-15T型數控裝置零件加工程序如下：NO10NO20N030N040N050N060N070N080N090N110F140N120N130N140N150N160N170F140N180G92M03G04G01*38、48G04G01G04G01G03G04G01G04G01G021G02G04*300Z76F2.0*44F400F80F2.0*42、48F80F2.0V4W4F140N100G04F2.0V17.52W-22I46.48K-22F2.0*76F100F2.0W-8F100F2.0V6W-3I6K0F2.0N190N200N210N220N230N240N250N260N270N280N290N300N310N320N330N340N350N360N370N380N390N400G01G04G01G04G01G01G04G01G04G01G04G01G01G04G01G04G01T22G04G01G04G01*188.98F80F2.0V4.344W-2.172F100G04F2.0W-28.828F100*187