ca6140普通車床數(shù)控化改造設計畢業(yè)論文-文庫吧
2025-06-04 08:38 本頁面
【正文】 生產(chǎn)的LD4BCK6140型四工位立式電動刀架。實現(xiàn)自動換刀需要配置相應的電路，由數(shù)控系統(tǒng)完成。螺紋編碼器又稱主軸脈沖發(fā)生器或圓光柵。數(shù)控車床加工螺紋時，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車床主軸信號的反饋元件，它與車床主軸同步。改造后的車床能夠加工的最大螺紋導程是，Z向的進給脈沖當量是，所以螺紋編碼器每轉一轉輸出的脈沖數(shù)應不少于?？紤]到編碼器的輸出有相位差的A、B相信號，可用A、B異或后獲得個脈沖（一轉內(nèi)），這樣編碼器的線數(shù)可降到線（A、B信號）。另外，為了重復車削同一螺旋槽時不亂扣，編碼器還需要輸出每轉一個的零位脈沖Z?；谏鲜鲆螅x擇螺紋編碼器的型號為：ZLF1200Z05VO15CT。電源電壓+5V，每轉輸出個A/B脈沖與1個Z脈沖，信號為電壓輸出，軸頭直徑，生產(chǎn)廠家為長春光機數(shù)顯技術有限公司。螺紋編碼器通常有兩種安裝形式：同軸安裝和異軸安裝。同軸安裝是指將編碼器直接安裝在主軸后端，與主軸同軸，這種方式結構簡單，但它堵住了主軸的通孔。異軸安裝是指將編碼器安裝在床頭箱的的后端，一般盡量裝在與主軸同步旋轉的輸出軸，如果找不到同步軸，可將編碼器通過一對傳動比為的同步齒形帶與主軸連接起來。需要注意的是，編碼器的軸頭與安裝軸之間必須采用無間隙柔性連接，且車床組、主軸的最高轉速不允許超過編碼器的最高許用轉速。（1） 拆除掛輪架所有齒輪，在此主軸的同步軸，安裝螺紋編碼器。（2） 拆除進給箱總成，在此位置安裝縱向進給步進電動機與同步帶減速箱總成。（3） 拆除溜板箱總成與快走刀的齒輪齒條，在縱溜板的下面安裝縱向滾珠絲杠的的螺母座與螺母座托架。（4） 拆除四方刀架與上溜板總成，在橫溜板上方安裝四工位立式刀架。（5） 拆除橫溜板下的滑動絲桿螺母副，將滑動絲桿靠刻度盤一段（長，見圖一）鋸斷保留，拆掉刻度盤上的手柄，保留刻度盤附近的兩個推力軸承，換上滾珠絲杠副。（6） 將橫向進給步進電動機通過法蘭安裝到橫溜板后部的縱溜板上，并與滾珠絲杠的軸頭相聯(lián)。（7） 拆去三桿（絲桿、光桿與操縱桿），更換絲桿的右支承。（8） 改造后的橫向、縱向進給傳動系統(tǒng)分別見附圖一和附圖二。第四節(jié) 進給傳動部件的計算和選型 縱、橫向進給傳動部件的計算和選型主要包括：確定脈沖當量、計算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、設計減速箱、選擇步進電動機等。根據(jù)設計任務要求，X方向（橫向）的脈沖當量為，Z方向（縱向）為。（1）縱向切削力算設工件為碳素結構鋼，；選用刀具材料為硬質(zhì)合金YT15；刀具幾何參數(shù)為：主偏角，前角，刃傾角；切削用量為：背吃刀量，進給量，切削速度。查表得：，，；主偏角的修正系數(shù)；刃傾角、前角和刀尖圓弧半徑的修正系數(shù)值均為。由經(jīng)驗公式：，算得主切削力。由經(jīng)驗公式：，算得縱向進給切削力,背向力。（2）橫向切削力計算橫向主切削力為縱向的一半，所以橫向主切削力由經(jīng)驗公式,求得橫向進給切削力，背向力。： (1) 工作載荷的計算已知移動部件總重量；車削力。根據(jù)，的對應關系，可得：。 選用矩形三角形組合滑動導軌，查表，取，代入,得工作載荷.(2) 最大動載荷的計算 設本車床Z向在承受最大切削力條件下最快的進給速度，初選絲杠基本導程，則此時絲杠轉速。取滾珠絲杠的使用壽命，代入,得絲杠壽命系數(shù)。查表，取載荷系數(shù)，再取硬度系數(shù)，代入式，求得最大動載荷。(3) 初選型號 根據(jù)計算出的最大動載荷，查表，選擇啟東潤澤機床附件有限公司生產(chǎn)的FL4006型滾珠絲杠副。其公稱直徑為，基本導程為，雙螺母滾珠總圈數(shù)為，精度等級取4級，額定動載荷為，滿足要求。(4) 傳動效率的計算將公稱直徑，基本導程，代入，得絲杠螺旋升角。將摩擦角，代入，得傳動效率。(5) 剛度的驗算 1） 縱向滾珠絲杠的支承，采取一端軸向固定，一端簡支的方式，見圖二。固定端采取一對推力角接觸軸承，面對面組配。絲杠加上兩端接桿后，左、右支承的中心距離約為；鋼的彈性模量；查表得滾珠直徑，算得絲杠底徑公稱直徑滾珠直徑。忽略式中的第二項，算得絲杠在工作載荷作用下產(chǎn)生的變形量。2）根據(jù)公式，求得單圈滾珠數(shù)目,該型號絲杠為雙螺母，滾珠總圈數(shù)為，則滾珠總數(shù)量。滾珠絲杠預緊時，取軸向預緊力。則由式,求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量。因為絲杠加有預緊力，且為軸向負載的，所以實際變形量可減小一半，取。3）將以上算出的和代入，求得絲杠總變形量（對應跨度）。由表知，4級精度滾珠絲杠任意軸向行程內(nèi)行程的變動量允許，而對于跨度為的滾珠絲杠，總的變形量只有，可見絲杠剛度足夠。(6) 壓桿穩(wěn)定性校核根據(jù)式計算失穩(wěn)時的臨界載荷。查表取支承系數(shù)；由絲杠底徑，求得截面積慣性矩；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)取3（絲杠臥式水平安裝）；滾動螺母至軸向固定處的距離取最大值。代入式，得臨界載荷,遠大于工作載荷，故絲杠不會失穩(wěn)。綜上所述初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。為了滿足脈沖當量的設計要求和增大轉矩，同時也為了使傳動系統(tǒng)的負載慣量盡可能地減小，傳動鏈中常采用減速傳動。C6140車床縱向減速箱選用同步帶傳動。設計同步帶減速箱需要的原始數(shù)據(jù)有：帶傳動的功率；主動輪轉速和傳動比；傳動系統(tǒng)的位置和工作條件等。根據(jù)改造經(jīng)驗，C6140車床縱向步進電動機的最大靜轉矩通常在之間選擇。初選電動機型號為130BYG5501,五相混合式，最大靜轉矩，十拍驅(qū)動時步距角為。（1） 傳動比的確定已知電動機的步距角，脈沖當量，滾珠絲杠導程，代入式算得傳動比（2） 主動輪最高轉速 由縱向床鞍的最快移動速度，得出主動輪的最高轉速。（3） 確定帶的設計功率 預選的步進電動機在轉速為時，對應的步進脈沖頻率為。當脈沖頻率為時，電動機的輸出轉矩約為，對應的輸出功率為。取，,代入式，得出.（4） 選擇帶型和節(jié)距 根據(jù)帶的設計功率和主動輪最高轉速，選取同步帶的型號為L
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