c6140臥式車床的數(shù)控改造設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要Ⅰ</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 前言1</b></p><p>　　1.1研究目的和意義1</p><p&g

2、t;　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1</p><p>　　第2章 數(shù)控系統(tǒng)總體方案的確定3</p><p>　　2.1數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.2 具體設(shè)計(jì)方案3</p><p>　　2.3 縱向伺服進(jìn)給部分的計(jì)算與校核4</p><p>　　2.4橫向伺服進(jìn)給部分的計(jì)算與校核9<

3、/p><p>　　2.5 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的設(shè)計(jì)14</p><p>　　第3章 數(shù)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.1 數(shù)控系統(tǒng)基本硬件組成17</p><p>　　3.2主電路控制設(shè)計(jì)17</p><p>　　3.3 執(zhí)行電路控制設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.4 輔助電路

4、控制設(shè)計(jì)18</p><p>　　Metal Cutting20</p><p><b>　　結(jié) 論29</b></p><p><b>　　致 謝30</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)31</b></p><p><b&

5、gt;　　摘 要</b></p><p>　　我國(guó)是世界上機(jī)床產(chǎn)量最多的國(guó)家，但數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力在國(guó)際市場(chǎng)中仍處于較低水平，即使在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)：一方面國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)各類機(jī)床產(chǎn)品特別是數(shù)控機(jī)床有大量的需求，而另一方面卻有不少國(guó)產(chǎn)機(jī)床滯銷積壓，國(guó)外機(jī)床產(chǎn)品充斥市場(chǎng)，嚴(yán)重影響我國(guó)數(shù)控機(jī)床自主發(fā)展的勢(shì)頭。這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，除了有經(jīng)營(yíng)上、產(chǎn)品質(zhì)量上和促銷手段上等的原因外，一個(gè)最主要的原因就是新產(chǎn)品（

6、包括基型、變型和專用機(jī)床）的開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，不能及時(shí)針對(duì)用戶的需求提供滿意的產(chǎn)品。</p><p>　　普通機(jī)床的數(shù)控化改造事業(yè)方興未艾，在我國(guó)目前形式下將大批故障機(jī)床尤其是一大批閑置的普通機(jī)床進(jìn)行改造、升級(jí)，以較小的投入盡快使這批設(shè)備在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮效能、創(chuàng)造效益，的確是許多企業(yè)的一項(xiàng)不可忽視的課題。</p><p>　　關(guān)鍵詞: 脈沖發(fā)生器，滾珠絲杠，滾珠絲杠螺母副，自動(dòng)刀架，塑料導(dǎo)軌軟

7、帶</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　My national yes machine output mos statet state in the world,the product competitive power at international market suffer still get off to inferio

8、rity level , of the therefor numerically-controlled machine , granted that at home market too be faced with austere posture:on the one hand domestic market versus all manner of tool product especially numerically-control

9、led machine be covered with demand,whereas on the other hand refuse have got not a little made in one's country tool dull sale oversto</p><p>　　General machine tool 'numerical control melt reclaim un

10、dertaking be in the ascendant from, upratein our country for the moment form down move in bulk malfunction tool above all crowd idle general machine tool proceed rebuild, up upgrade,withal lesser project into as soon as

11、possible gotten these batch EQUIPment at economic development exert EFFiciency, create benefit,the one term nonnegligible problem of the forsooth yes heap enterprise.</p><p>　　Keywords: Impulse generator，Ba

12、ll screw，Ball screw nut deputy，Automatism knife rest Plastic rack soft strap</p><p><b>　　第一章 前言</b></p><p>　　1.1研究目的和意義</p><p>　　1.1.1 車床數(shù)控改造的目的</p><p>

13、;　　機(jī)床的數(shù)控改造，主要是對(duì)原有機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，最終使機(jī)床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。</p><p>　　數(shù)控車床是機(jī)電一體化的典型代表，其機(jī)械結(jié)構(gòu)同普通的機(jī)床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床不是簡(jiǎn)單地將傳統(tǒng)機(jī)床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機(jī)床的基礎(chǔ)上，僅對(duì)局部加以改進(jìn)而成。傳統(tǒng)機(jī)床存在著一些弱點(diǎn)，如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動(dòng)面的摩擦阻力大及傳動(dòng)元件之間存在間隙等，難以勝任數(shù)控機(jī)床對(duì)加工精

14、度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求?，F(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無(wú)論是其支承部件、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結(jié)構(gòu)，還是整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化，已經(jīng)形成了數(shù)控機(jī)床的獨(dú)特機(jī)械結(jié)構(gòu)。因此，我們?cè)趯?duì)普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造的過(guò)程中，應(yīng)在考慮各種情況下，使普通機(jī)床的各項(xiàng)性能指標(biāo)盡可能地與數(shù)控機(jī)床相接近。</p><p>　　1.1.2 車床數(shù)控改造的意義</p>

15、<p>　　1、 節(jié)省資金。 機(jī)床的數(shù)控改造同購(gòu)置新機(jī)床相比一般可節(jié)省60%左右的費(fèi)用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機(jī)床改造只需花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)的1/3。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級(jí)也只需花費(fèi)購(gòu)買新機(jī)床60%的費(fèi)用，并可以利用現(xiàn)有地基。</p><p>　　2、 性能穩(wěn)定可靠。因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期時(shí)效，幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。</p><p>　　3、 提高生

16、產(chǎn)效率。 機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3至5倍。</p><p>　　對(duì)復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費(fèi)用而且可以縮</p><p><b>　　短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。</b></p><p>　　1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　1.2.1 國(guó)外研

17、究現(xiàn)狀</p><p>　　在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè)"永恒"的課題。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國(guó)、日本、德國(guó)，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國(guó)，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生（Remanufactur

18、ing）業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton機(jī)床公司、Devlieg-Bullavd（得寶）服務(wù)集團(tuán)、US設(shè)備公司等。美國(guó)得寶公司已在中國(guó)開(kāi)辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝（Retrofitting）業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。</p><p>　　1.2.2 我國(guó)的研究現(xiàn)狀</p>

19、;<p>　　我國(guó)目前機(jī)床總量380余萬(wàn)臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬(wàn)臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不到3％。近10年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為0.6～0.8萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)值約為18億元。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6％。我國(guó)機(jī)床役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機(jī)床中，自動(dòng)/半自動(dòng)機(jī)床不到20％，F(xiàn)MC/FMS等自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國(guó)和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占60％以上）?？梢?jiàn)我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備

20、絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長(zhǎng)，從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。</p><p>　　第2章 數(shù)控系統(tǒng)總體方案的確定</p><p>　　2.1數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)</p><p

21、>　　數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)方式的確定等內(nèi)容。應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求提出系統(tǒng)的總體方案，對(duì)方案進(jìn)行分析，比較和論證，最后確定總體方案。</p><p>　　2.1.1運(yùn)動(dòng)方式的確定</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)，點(diǎn)位直線系統(tǒng)，連續(xù)控制系統(tǒng)。如果工件相對(duì)于刀具移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行切削，可選用點(diǎn)位控制方

22、式。例如，數(shù)控銑床在工作臺(tái)移動(dòng)過(guò)程中銑床并不進(jìn)行鉆孔加工，因此數(shù)控裝置可選用點(diǎn)位控制方式。對(duì)點(diǎn)位系統(tǒng)的要求是快速定位，保證定位精度。如果工作臺(tái)或刀具沿個(gè)坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)有精確的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，應(yīng)選用連續(xù)控制方式。連續(xù)控制方式系統(tǒng)應(yīng)具有一個(gè)插補(bǔ)器進(jìn)行各坐標(biāo)軸進(jìn)給脈沖的分配，要求伺服元件有較強(qiáng)的軌跡跟隨能力。數(shù)控銑床，車床等要求加工復(fù)雜輪廓零件的機(jī)床，應(yīng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.1.2伺服系統(tǒng)的確定</

23、p><p>　　開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)在負(fù)荷太大時(shí)采用功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為伺服電機(jī)。開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)由于沒(méi)有檢測(cè)反饋部件，因而不能糾正系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差，但開(kāi)環(huán)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整維修容易。在速度和精度要求不太高的場(chǎng)合得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　閉環(huán)伺服系統(tǒng)具有裝在機(jī)床部件上的檢測(cè)元件來(lái)檢測(cè)實(shí)際位移量，能插補(bǔ)系統(tǒng)的傳動(dòng)誤差，因而伺服傳動(dòng)精度高。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。閉環(huán)系統(tǒng)造價(jià)高，

24、結(jié)構(gòu)和調(diào)試較復(fù)雜，多用于精度要求高的場(chǎng)合。</p><p>　　2.1.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)專動(dòng)方式的確定</p><p>　　為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平衡性，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝配時(shí)通常提出低摩擦，低慣量，高剛度，無(wú)間隙，高諧振以及有適宜阻尼比的要求。</p><p>　　在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮一下幾點(diǎn)：</p><p>　　1、盡量考慮低摩擦的傳動(dòng)和導(dǎo)

25、向元件，如采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副貼塑導(dǎo)軌，滾動(dòng)導(dǎo)軌。</p><p>　　2、盡量消除傳動(dòng)間隙。</p><p>　　2.2 具體設(shè)計(jì)方案</p><p>　　2.2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)本設(shè)計(jì)的任務(wù)是：</p><p>　　數(shù)控車床能加工工件的最大回轉(zhuǎn)直徑：φ500mm</p><p>　　數(shù)控車床能加工工件的最大長(zhǎng)度：12

26、00mm</p><p>　　刀架溜板重量；G縱=800N；G橫=500N</p><p>　　進(jìn)給速度；V縱MAX=0.2m/min;V橫MAX=0.15m/min</p><p>　　刀架快速速度；V縱MAX=2m/min;V橫MAX=1.5m/min</p><p>　　脈沖當(dāng)量；δ縱=0.01mm; δ橫=0.005mm</p&

27、gt;<p>　　2.2.2 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式與伺服系統(tǒng)</p><p>　　由于數(shù)控車床可對(duì)復(fù)雜回轉(zhuǎn)類零件進(jìn)行加工，所以采用連續(xù)控制系統(tǒng)，考慮到機(jī)床加工精度要求不高，為了簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)，降低成本，采用開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)。由于自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)刀架只有幾個(gè)刀位，故采用普通交流電機(jī)控制。</p><p>　　2.2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定</p><p>　　為了保證一

28、定的傳動(dòng)精度與平穩(wěn)性，又要求結(jié)構(gòu)緊湊，選用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副。為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加載荷的機(jī)構(gòu)。</p><p>　　考慮經(jīng)濟(jì)性和提高承載能力，導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)面間采用貼塑可減小振動(dòng)?？紤]電機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選取。</p><p>　　為達(dá)到要求的脈沖當(dāng)量，采用齒輪降速傳動(dòng)，同時(shí)為了保證正反饋時(shí)的精度，齒輪采用消除間隙結(jié)構(gòu)。</p><p>　　滾珠

29、絲杠在機(jī)床上的支撐方式與安裝，正確的安裝與支撐方式可以使進(jìn)給系統(tǒng)獲得較高的傳動(dòng)剛度。因此，螺母座的孔與螺母之間必須保持良好的配合，以提高螺母座局部剛度與接觸剛度。支撐如下圖所示。</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　該支持方式兩端都裝有推力球軸承和向心軸承。為了使絲杠具有較大的剛度，在它的一端裝有蝶形彈簧和調(diào)整螺母，這樣既對(duì)滾珠絲杠施加預(yù)緊力

30、，又能在補(bǔ)償絲杠的熱變形后保持近乎不變的預(yù)緊力。</p><p>　　2.3 縱向伺服進(jìn)給部分的計(jì)算與校核</p><p>　　2.3.1 負(fù)載計(jì)算</p><p><b>　　1、車削力計(jì)算</b></p><p>　　車床縱向切消時(shí)，車削力可由公式得到</p><p>　　Dmax為車床最大的

31、加工直徑。Dmax=500mm</p><p><b>　　則</b></p><p>　　=0.67*5001.5</p><p><b>　　=7360（N）</b></p><p>　　又∵車床縱向車削時(shí)，存在</p><p>　　Px=1/4Pz=1840N</

32、p><p>　　Py=2/5Pz=2944N</p><p>　　2.3.2 進(jìn)給牽引力的計(jì)算</p><p>　　在水平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的需要的牽引力，可由指導(dǎo)書(shū)表3-3中公式計(jì)算。</p><p>　　經(jīng)實(shí)地觀測(cè)，C6140車床導(dǎo)軌多采用三角形與矩形導(dǎo)軌相結(jié)合的形式，所以查表3-3可得：</p><p>　　其中 K取值為

33、1.15</p><p><b>　　∵貼塑導(dǎo)軌</b></p><p>　　又∵縱向進(jìn)給,則G=800N(P10,表3-4)</p><p>　　=1.15*1840+0.04(7360+800)</p><p>　　=2116+326.4</p><p><b>　　=2442.6N

34、</b></p><p>　　2.3.3 滾珠絲杠副選型計(jì)算</p><p>　　在設(shè)計(jì)選用滾珠絲杠副時(shí)，首先進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算，根據(jù)結(jié)果確定絲杠副的公稱直徑d0，鋼球直徑Dw，導(dǎo)程Ph，選擇滾珠絲杠螺母的類型及型號(hào)，再進(jìn)行校核計(jì)算。</p><p><b>　　1、強(qiáng)度計(jì)算</b></p><p>　?。?）原

35、則 滾珠絲杠強(qiáng)算原則與滾動(dòng)軸承相似，以防止疲勞點(diǎn)蝕為主。</p><p>　?。?）計(jì)算 一般情況下，滾珠絲杠副的強(qiáng)度條件下是當(dāng)量動(dòng)載荷Cm，在工作中，應(yīng)小于所選用的滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷Ca，即Ca≥Cm。</p><p>　　則滾珠絲杠副當(dāng)量動(dòng)載荷Cm為</p><p><b>　?。╓）</b></p><p>

36、;　　式中L：壽命 （百萬(wàn)轉(zhuǎn)） 其中</p><p>　　vs：最大切削力下的進(jìn)給速度（m/min）,(見(jiàn)表3-6)</p><p>　　t：絲杠螺距 t取6㎜</p><p>　　T：壽命時(shí)間，取值在10000-15000小時(shí)，這里T＝12000小時(shí)</p><p>　?。狠S向平均截荷（N） </p>

37、<p>　　fa：精度系數(shù)：1、2、3級(jí)滾珠絲杠，fa=1； 4、5、6級(jí)滾珠絲杠 fa=0.9</p><p>　　fw：運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) fw=1.0-1.5 一般fw=1.2</p><p>　　fH：硬度系數(shù) （取值見(jiàn)表3-7 取60HRC 所以fH＝1）</p><p>　　上式中vs由表3-6查取 </p>

38、<p><b>　　計(jì)算n與L如下：</b></p><p><b>　　∴ </b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　又∵數(shù)控車床導(dǎo)軌精度高</p><p>　　∴取2級(jí)精度 fa=1</p><p>&l

39、t;b>　　fH=1 </b></p><p>　　又∵ </p><p><b>　　∴</b></p><p><b>　　=5318.07N</b></p><p>　　則選擇絲杠,CDM4006-2.5-3為外循環(huán)插管式，雙螺母墊片預(yù)緊，導(dǎo)珠管埋入

40、式的滾珠絲杠副，尺寸如下：</p><p>　　公稱直徑 d0=40mm 外徑d=39.5mm</p><p>　　導(dǎo)程 Ph=6mm 螺旋角 </p><p>　　鋼球直徑 動(dòng)載荷</p><p><b>　　靜載荷 </b></p>

41、;<p>　　注釋:滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)形式</p><p>　　其結(jié)構(gòu)形式根據(jù)滾珠的循環(huán)方式,可分為兩大類:</p><p>　　1)內(nèi)循環(huán),即滾珠回路中始終于絲杠接觸.這種結(jié)構(gòu)由于一個(gè)循環(huán)只有一圈滾珠,因而回路短,工作滾珠數(shù)目少,流暢性好,摩擦損失少,效率較高,徑向尺寸緊湊,承載能力較大,剛度也好.缺點(diǎn)是反向器的加工較難,加工成本提高.</p><p>

42、　　2)外循環(huán)，即滾珠在循環(huán)回路中與絲杠脫離接觸的。可分為：蓋板式，螺旋槽式，插管式，三種常用結(jié)構(gòu)。由于回程道的制造簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)析比較平緩，便于滾珠返回，因此應(yīng)用較為廣泛，缺點(diǎn)是螺旋本身蚰通孔連接不易準(zhǔn)確，擋珠器剛性差，本設(shè)計(jì)是用外循環(huán)滾珠絲杠。</p><p><b>　　2、傳動(dòng)效率計(jì)算</b></p><p><b>　　為螺旋角 </b>

43、;</p><p><b>　　∴ </b></p><p><b>　　=0.97</b></p><p><b>　　3、剛度驗(yàn)算</b></p><p>　　滾珠絲杠在軸向載荷的作用下引起單個(gè)螺距t的變化量為：</p><p><b>

44、　　A為滾珠絲桿截面積</b></p><p><b>　　∴</b></p><p>　　=4.06×10-5mm</p><p>　　通常用300mm長(zhǎng)絲桿螺距的變化量△小于允許的螺距誤差[△]，作為驗(yàn)算依據(jù)。</p><p><b>　　△</b></p>

45、<p>　　=2.03μm < [△]＝8μm</p><p><b>　　絲桿剛度合格.</b></p><p>　　4.滾珠絲杠螺母副的軸向間隙消除</p><p>　　該間隙通常是指絲杠和螺母相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，絲杠和螺母間的最大軸向竄動(dòng)。常用雙螺母結(jié)構(gòu)消除間隙，調(diào)整是只要擰動(dòng)圓螺母就能將滾珠螺母沿軸向移動(dòng)一個(gè)距離。在消除間隙后將

46、其鎖緊。該方法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)整方便的優(yōu)點(diǎn)，但調(diào)整精度較差。</p><p>　　5.滾珠絲杠的潤(rùn)滑：</p><p>　　滾珠絲杠的潤(rùn)滑采用脂潤(rùn)滑，充填在螺母的內(nèi)部及涂在絲杠螺紋的滾道上。導(dǎo)軌及齒輪仍采用油潤(rùn)滑。</p><p><b>　　6.滾珠絲杠的保護(hù)</b></p><p>　　滾珠絲杠對(duì)贓物的磨損特別敏感。

47、通常采用毛墊圈對(duì)螺母進(jìn)行密封，與絲杠直接接觸，因此，預(yù)防效果較好。對(duì)于暴露在外面的絲杠采用折壘式人造革的防護(hù)罩，以防止塵埃和磨粒黏附到絲杠表面。一端連接到滾珠螺母的端面，另一端固定在滾珠絲杠的支撐座上。</p><p>　　7.滾珠絲杠的支撐及軸承選型</p><p>　　由于支持方式兩端都裝有推力球軸承和向心球軸承。前支撐預(yù)選擇向心球軸承為兩個(gè)6006型號(hào)軸承，d＝30mm，D=55mm

48、，B=13mm，d1＝38.4mm,D1=47.7mm，da＝36mm，Da＝49mm，cr＝10.2KN，c0r＝6.88KN。經(jīng)校驗(yàn)計(jì)算，合格。預(yù)選擇推力球軸承為兩個(gè)51206型號(hào)軸承，d＝30mm，D＝52mm，T＝16mm，d1＝32mm，D1=52mm，ca＝21.5KN，c0a＝43.2KN。經(jīng)驗(yàn)算合格。</p><p>　　后支撐預(yù)選擇向心球軸承兩個(gè)6006型號(hào)軸承，d＝30mm，D=55mm，B=

49、13mm，d1＝38.4mm,D1=47.7mm，da＝36mm，Da＝49mm，cr＝10.2KN，c0r＝6.88KN。經(jīng)校驗(yàn)計(jì)算，合格。預(yù)選擇推力球軸承一個(gè)51206型號(hào)軸承，d＝30mm，D＝52mm，T＝16mm，d1＝32mm，D1=52mm，ca＝21.5KN，c0a＝43.2KN。經(jīng)驗(yàn)算合格。</p><p>　　2.3.4步進(jìn)電機(jī)選型計(jì)算</p><p><b>

50、;　　1、負(fù)載轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　根據(jù)機(jī)床加工的零件的設(shè)計(jì)要求，其確定了具體從四方面來(lái)進(jìn)行考慮: 主電路控制設(shè)計(jì)、執(zhí)行電路控制設(shè)計(jì)、輔助電路控制設(shè)計(jì)、繪制電氣原理圖。</p><p>　　3.2主電路控制設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2．1主電路設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)電氣傳動(dòng)的要求，由接觸器KM1、KM2、K

51、M3分別控制電動(dòng)機(jī)M1、M2、M3，機(jī)床的三相電源由電源引入開(kāi)關(guān)QS引入。主電動(dòng)機(jī)M1的過(guò)載保護(hù)，由熱繼電器KR1實(shí)現(xiàn)，它的短路保護(hù)可由機(jī)床的前一級(jí)配電箱中的熔斷器充任。冷卻泵電動(dòng)機(jī)M3的過(guò)載保護(hù)，由熱繼電器KR2實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2由于是短時(shí)工作，不設(shè)過(guò)載保護(hù)。電動(dòng)機(jī)M3設(shè)短路保護(hù)------熔斷器FU1。主軸電動(dòng)機(jī)M1------M1的功率較大，超過(guò)10KW，但是由于插刀/去刺在電氣系統(tǒng)啟動(dòng)后才進(jìn)行，所以電路中采用了接觸器KM1、K

52、M4來(lái)控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)和制停的動(dòng)作（Y-△降壓?jiǎn)?dòng)）。用接觸器KM1、KM4進(jìn)行控制。在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到過(guò)載保護(hù)，就采用熔斷器FU1來(lái)限制M1的電流及電壓。進(jìn)給電動(dòng)機(jī)M2和冷卻電動(dòng)機(jī)M3------由于電動(dòng)機(jī)M2和M3的功率都較小，額定電流分別為2.7A和0.43A，為了節(jié)省成本和縮小體積，可分別用接觸器KM2和KM3（額定電流都為5A），其M3則用熔斷器FU2作為過(guò)載保護(hù)。</p><p>　　3.2.2中間繼電器

53、</p><p>　　考慮到輸出部分會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)一系列故障，如過(guò)載，過(guò)負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)將可編程控制器的觸點(diǎn)或保險(xiǎn)絲燒壞，所以在PLC輸出點(diǎn)與閥之間使用一個(gè)中間繼電器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，這樣做可以保證在過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)負(fù)荷等情況下，不至于將PLC燒壞，中間繼電器在這起到保護(hù)PLC的作用。</p><p>　　3.3 執(zhí)行電路控制設(shè)計(jì)</p><p>　　3.3.1機(jī)床電氣傳動(dòng)的特點(diǎn)及控制

54、要求</p><p>　　(1) 機(jī)床主運(yùn)動(dòng)由電動(dòng)機(jī)M1集中傳動(dòng)，旋轉(zhuǎn)零件（滿足零件加工要求）是靠主軸運(yùn)動(dòng)來(lái)完成。</p><p>　　(2) 主軸電動(dòng)機(jī)M1制動(dòng)采用接觸器反接制動(dòng)器。</p><p>　　(3) 刀架快速移動(dòng)、加工由進(jìn)給油泵電動(dòng)機(jī)M2拖動(dòng)，而液壓缸的前后運(yùn)動(dòng)由電磁閥控制。</p><p>　　(4) 冷卻泵由電動(dòng)機(jī)M3拖動(dòng)。

55、</p><p>　　(5) 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的縱向左右運(yùn)動(dòng)，橫向前后運(yùn)動(dòng)，以及快速移動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)都由手動(dòng)/自動(dòng)（PLC）操縱。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)型號(hào)：( GB 755-81《電機(jī)基礎(chǔ)技術(shù)要求》)</p><p>　　主軸電機(jī)M1：Y160M-4 11KW 380V 23.0A 1460r/min</p><p>　　進(jìn)給電機(jī)

56、M2：Y90S-4 1.1KW 380V 2.7A 1400r/min </p><p>　　冷卻電機(jī)M3：JCB-22 0.15KW 380V 0.43A 2790r/min</p><p>　　3.3.2控制電路電源</p><p>　　考慮安全可靠及照明指示燈的要求，采用變壓器供電，控制線路127V，照明36V，指示燈6.

57、3V。</p><p>　　3.4 輔助電路控制設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.4.1 控制箱</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)控制箱，其主要目的是用來(lái)存放可編程控制器PLC與電線。其技術(shù)要求：①玻璃窗的玻璃厚5mm。②玻璃窗的四周包覆橡皮框。③箱體下底板由兩塊可拆卸的薄鋼板拼成，以便安裝地腳螺絲。④前后門和觀察窗均安裝門鎖。<

58、;/p><p>　　3.4.2信號(hào)指示與照明電路</p><p>　　可設(shè)電源指示燈HL2（綠色），在電源開(kāi)關(guān)QS接通后，立即發(fā)光顯示，表示機(jī)床電氣線路已處于供電狀態(tài)。設(shè)指示燈HL1（紅色）表示主電機(jī)是否遠(yuǎn)行。這兩個(gè)指示燈可由接觸器KM1的動(dòng)合和動(dòng)斷兩對(duì)輔助觸電進(jìn)行切換通電顯示。如電氣原理圖右上方所示。</p><p>　　在操作板上設(shè)有交流表A，它串聯(lián)在電動(dòng)機(jī)主回路中

59、（附圖 控制柜面板），用以指示機(jī)床的工作電流。這樣可根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作情況調(diào)整切削用量使主電動(dòng)機(jī)盡量滿載運(yùn)行，提高生產(chǎn)率，并能提高電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)的機(jī)床數(shù)控化在近十年來(lái)有了很大的發(fā)展，而普通機(jī)床的數(shù)控化改造后在滿足完成同樣的加工任務(wù)的前提下，可大大降低技術(shù)改造的投資經(jīng)費(fèi)，在實(shí)際中

60、得到廣泛應(yīng)用。基于對(duì)CA6140普通車床進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造設(shè)計(jì)過(guò)程中，我認(rèn)為普通機(jī)床的數(shù)控改造具有很多的優(yōu)點(diǎn)、必要性及其良好的發(fā)展趨勢(shì)。</p><p>　　全功能的數(shù)控系統(tǒng)雖然功能豐富，但成本高，我國(guó)的一般中小企業(yè)購(gòu)置困難，但是中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，希望對(duì)原有機(jī)床進(jìn)行改造，進(jìn)行數(shù)控化、自動(dòng)化、以提高生產(chǎn)效率。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)實(shí)際，我國(guó)的國(guó)情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能降低價(jià)格。目前

61、我國(guó)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展迅速，研制了幾十種簡(jiǎn)易NC系統(tǒng)，有力地促進(jìn)了我國(guó)數(shù)控事業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　改造后的車床，可手動(dòng)、機(jī)動(dòng)操作，操作簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格低廉，其性能價(jià)格比適中；而且還能解決復(fù)雜零件的加工精度控制問(wèn)題，節(jié)約大量工裝費(fèi)用，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工人素質(zhì)。</p><p>　　企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造后，增強(qiáng)了企業(yè)應(yīng)變能力，為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力創(chuàng)造了條件，提高

62、了加工精度和批量生產(chǎn)的能力，提高了設(shè)備自身對(duì)產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的應(yīng)變能力，增強(qiáng)了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是在專業(yè)所有教師的悉心指導(dǎo)下完成的。我系教師們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，豐富的專業(yè)知識(shí)和工作經(jīng)驗(yàn)，平易近人的優(yōu)秀品質(zhì)，對(duì)我產(chǎn)生了良好而深遠(yuǎn)的影響。</p><p>　　在設(shè)計(jì)進(jìn)行期間，得

63、到機(jī)械系教研室大力支持和幫助，他不僅在學(xué)業(yè)上給予我很多幫助，提出了很多寶貴意見(jiàn)，而且在生活上也給予了我無(wú)微不至的關(guān)懷，使我順利的完成了設(shè)計(jì)，尤其是老師工作勤勤懇懇，兢兢業(yè)業(yè)，從不計(jì)較個(gè)人得失的高尚品質(zhì)給我留下了深刻的印象。對(duì)我以后的工作、生活起到了榜樣的作用。老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，一絲不茍的精神使我受益非淺。在此，我向所有在我設(shè)計(jì)期間曾給予我?guī)椭睦蠋?，同學(xué)們表示最真誠(chéng)的感謝。</p><p><b>　

64、　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、吳祖育，秦鵬飛.數(shù)控機(jī)床.上海:上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1994:242-245</p><p>　　2、譚浩強(qiáng).微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用.北京:清華大學(xué)出版社.2002:77-82 </p><p>　　3、韓鴻鸞.榮維芝.數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)與維修.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2004</p><p>

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