【正文】 橫向 脈沖當(dāng)量：8 / 40 縱向 橫向 脈沖分配方式： 逐點(diǎn)比較法 控制坐標(biāo)數(shù)： 2 機(jī)床定位精度： 177?？紤]到屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床加工精度要求不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)?？v向和橫向7 / 40進(jìn)給采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及減速器驅(qū)動(dòng)，橫向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及減速器裝置安裝在機(jī)床床鞍的后部，縱向的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)減速器裝置安裝在機(jī)床的右端。而且所投入的改造費(fèi)用低，一套經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置的價(jià)格僅為全功能數(shù)控裝置的 1/3 至 1/5，用戶承擔(dān)的起。因此，盡快將我國(guó)現(xiàn)有一部分普通機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和精密化改裝，是我國(guó)現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)改造迫切要求解決的課題。交流傳動(dòng)已由模擬式向數(shù)字式方向發(fā)展，以運(yùn)算放大器等模擬器件為主的控制器正在被以微處理器為主的數(shù)字集成元件所取代，從而克服了零點(diǎn)漂移、溫度漂移等弱點(diǎn)。對(duì)單臺(tái)主機(jī)不僅要求提高其柔性和自動(dòng)化程度，還要求具有進(jìn)入更高層次的柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的適應(yīng)能力。在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，北京機(jī)床研究所又開發(fā)出 BSO3 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和BSO4 全功能數(shù)控系統(tǒng)，航空航天部 706 所研制出 MNC864 數(shù)控系統(tǒng)等。19721979 年是數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)和使用階段。所有這些高級(jí)的自動(dòng)化生產(chǎn)系統(tǒng)均是以數(shù)控機(jī)床為基礎(chǔ)，它們代表著數(shù)控機(jī)床今后的發(fā)展趨勢(shì)。這些控制功能是由一系列控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。第四代數(shù)控：從 1970 年開始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)。二、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展自 1952 年，美國(guó)研制成功第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床以來(lái)，隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制和精密測(cè)量等相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也在迅速地發(fā)展和不斷地更新?lián)Q代，先后經(jīng)歷了五個(gè)發(fā)展階段。經(jīng)過(guò)三年改進(jìn)和自動(dòng)編程研究，于 1955 年進(jìn)入實(shí)用階段。1948 年，美國(guó)帕森斯公司在研制加工直升機(jī)槳葉輪廓用檢查樣板的加工機(jī)床任務(wù)時(shí)，提出了研制數(shù)控機(jī)床的初始設(shè)想。examination緒 論隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密復(fù)雜，且需頻繁改型，普通機(jī)床已不能適應(yīng)這些要求，數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生。tailstock。It was set in the design of the top of the device to the top down.Key words：The C6140 lathe。在套筒中設(shè)計(jì)了滑鍵槽和頂尖頂出孔，解決了頂尖在工作時(shí)會(huì)隨套筒轉(zhuǎn)動(dòng)從而影響工件的加工精度；還在套筒中設(shè)計(jì)了頂卸的裝置，便于頂尖的拆卸。其次是初步確定液壓尾座的總體布局，包括配置形式、液壓系統(tǒng)的布置及選擇液壓能源及相應(yīng)的配套元件等。闡述了 C6140 普通數(shù)控車床的主軸系統(tǒng)的改進(jìn)及機(jī)床控制系統(tǒng)的改造。0 / 40 蘭州理工大學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）題 目：C6140 型臥式車床的數(shù)控化改造及液壓尾座設(shè)計(jì)院 （系）： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 導(dǎo)師姓名： 職稱： 起止時(shí)間： 1 / 40目 錄摘要 ………………………………………………………………………………………2Abstract …………………………………………………………………………………3緒論 ………………………………………………………………………………………4第一章 C6140 車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)改造方案的擬訂………………………………………6 總體方案確定 …………………………………………………………………6 C6140 車床的設(shè)計(jì)參數(shù)…………………………………………………………………… 7第二章 C6140 車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………8 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的改造方案……………………………………………………8 進(jìn)給伺服機(jī)構(gòu)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………………………………9 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型、校核……………………………………………… 9 縱向及橫向滾珠絲杠副幾何參數(shù)………………………………………………14 齒輪傳動(dòng)比計(jì)算……………………………………………………………………… 15第三章 C6140 車床進(jìn)給部分電機(jī)的選擇……………………………………16 縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算 ………………………………………………………………16 橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)計(jì)算……………………………………………………………… 19第四章 液壓尾座部分設(shè)計(jì)………………………………………………………23 液壓尾座研究背景和意義……………………………………………………………… 23 液壓尾座研究背景和意義……………………………………………………………… 23 液壓尾座的設(shè)計(jì)………………………………………………………………………… 23 尾座精度設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………… 23總結(jié)………………………………………………………………………………………25參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………26致謝………………………………………………………………………………………27外文資料及中文翻譯……………………………………………………………………282 / 40摘 要 數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用,但數(shù)控機(jī)床一次性投資較大,對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造不失為一良策。 本課題的目的在于設(shè)計(jì)出與數(shù)控臥式車床C6140相匹配的液壓尾座系統(tǒng)。最后主要是關(guān)于尾座的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：C6140 車床 數(shù)控改造 滾珠絲杠 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 尾座 液壓系統(tǒng) 液壓缸 設(shè)計(jì) 校核3 / 40Numerical Control Transform of C6140Common LatheAnd Design of C6140 CNC Machine Tailstock Hydraulic System AbstractThe NC machine plays a verygreat role in mechanical engineering. Although the investment needs a great deal of money, it is a good way to try digital modification for ordinary lathe. The spindle speed of C6140 remains the manual function of shifting gears. The alteration is easy and it can reduce labor intensity and improve productive efficiency. Introduces the design calculation of servo system on economic NC machine tools. It also tells us howto improve the spindle and the control system of C6140 NC lathe. The main purpose of the research is based on C6140 CNC machine tools to design requirements, designed to match its hydraulic Tailstock to meet the rotation accuracy, rigidity, temperature rise, and so on seismic requirements, to enhance the overall performance of machine tools. To acplish this design, I collected and analysed the information before the design, including domestic and international development of CNC machine tools。 digital modification。hydraulicsystem。這種新型機(jī)床具有適應(yīng)性強(qiáng)、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。1949 年，帕森斯公司與麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室合作，開始從事數(shù)控機(jī)床的研制工作。一直到 20 世紀(jì) 50 年代末，由于價(jià)格和技術(shù)原因，品種多為連續(xù)控制系統(tǒng)。第一代數(shù)控：19521959 年采用電子管元件構(gòu)成的專用數(shù)控裝置。5 / 40第五代數(shù)控：從 1974 年開始采用微型電子計(jì)算機(jī)控制的系統(tǒng)。這些數(shù)控系統(tǒng)的通用性很強(qiáng)，幾乎只需改變軟件，就可以適應(yīng)不同類型機(jī)床的控制要求，具有很大的柔性。三、我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概況我國(guó)從 1958 年由北京機(jī)床研究所和清華大學(xué)等首先研制數(shù)控機(jī)床，并試制成功第一臺(tái)電子管數(shù)控機(jī)床。例如：清華大學(xué)研制成功集成電路數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控技術(shù)在車、銑、鏜、磨、齒輪加工、電加工等領(lǐng)域開始研究與應(yīng)用；數(shù)控加工中心機(jī)床研制成功；數(shù)控升降臺(tái)銑床和數(shù)控齒輪加工機(jī)床開始小批生產(chǎn)供應(yīng)市場(chǎng)。進(jìn)而推動(dòng)了我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使我國(guó)數(shù)控機(jī)床在品種上、性能上以及水平上均有了新的飛躍。在數(shù)控系統(tǒng)方面，目前世界上幾個(gè)著名的數(shù)控裝置生產(chǎn)廠家，諸如日本的 FANCU，德6 / 40國(guó)的 SIEMENS 和美國(guó)的 AB 公司，產(chǎn)品都向系列化、模塊化、高性能和成套性方向發(fā)展。五、數(shù)控機(jī)床改造的意義數(shù)控機(jī)床改造在國(guó)外已發(fā)展成一個(gè)新興的工業(yè)部門，早在 60 年代已經(jīng)開始迅速發(fā)展，其發(fā)展的原因是多方面的，主要有技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、市場(chǎng)和生產(chǎn)上的原因。用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床，正是適應(yīng)了這一要求。從若干單位成功應(yīng)用的實(shí)例可以證明，投入使用后，確實(shí)成倍地提高了生產(chǎn)效率，減少了廢品率，取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。由于被改裝的機(jī)床本身的機(jī)械結(jié)構(gòu)不是按數(shù)控機(jī)床的要求設(shè)計(jì)的，其精度和剛度等性能指標(biāo)往往不能滿足數(shù)控機(jī)床的要求，因此將普通機(jī)床改造為全功能的數(shù)控機(jī)床，一味追求先進(jìn)指標(biāo)則會(huì)得不償失，所以確定總體方案的原則應(yīng)當(dāng)是在滿足生產(chǎn)需要的前提下，對(duì)原機(jī)床盡可能減少機(jī)械部分的改動(dòng)量，選擇簡(jiǎn)單易用的數(shù)控系統(tǒng)，達(dá)到合理的性價(jià)比。（2）.機(jī)械傳動(dòng)方式為實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)絲桿，為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)度，盡量減少摩擦量力，選用滾珠絲桿螺母副。 溜板及刀架重力： 縱向： 800N 橫向： 600N 自動(dòng)生降速性能： 有 起動(dòng)加速時(shí)間： 30ms主電機(jī)功率： 第二章機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)和計(jì)算 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)方案 縱向進(jìn)給機(jī)械結(jié)構(gòu)改造方案拆除原機(jī)床的進(jìn)給像、溜板箱、滑動(dòng)絲杠、光杠等，裝上步進(jìn)電機(jī)、齒輪減速箱和滾珠絲杠螺母副。滾珠絲桿仍安置在原來(lái)的位置，兩端仍采用原固定方式。因?yàn)閺椈傻膹椓茈y適應(yīng)負(fù)載的變化情況。步進(jìn)電機(jī)、齒輪箱安裝于機(jī)床后側(cè)，為了使減速機(jī)構(gòu)不影響走刀，同時(shí)消除傳動(dòng)過(guò)程的沖擊，減速機(jī)構(gòu)采用二級(jí)傳動(dòng)，從動(dòng)輪采用雙薄片錯(cuò)位消除間隙。仍按上述比例粗略計(jì)算: F’z:F’y:F’x=1:: F’y=2680 x = 670 F’x=2680 x = 1072 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)首先要選擇結(jié)構(gòu)類型：確定滾珠循環(huán)方式，滾珠絲杠副的預(yù)緊方式。為防止?jié)L珠脫落，螺旋槽用鋼套蓋住。缺點(diǎn)是：螺旋槽同通孔不易連接準(zhǔn)確，擋珠器鋼性差、耐磨性差。 滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù):。vs——最大切削力下的進(jìn)給速度，可取最高進(jìn)給速度的（1/2 ～1/3） ，此處vs＝ ；fw——運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取 fw＝～；L——壽命、以 106 轉(zhuǎn)為 1 單位。滾動(dòng)摩擦系數(shù) ～.)39。支承間距L=15OOmm 絲杠螺母及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)荷的 1/3。 橫向進(jìn)給絲杠（1）計(jì)算進(jìn)給牽引力 F‘m:橫向?qū)к墳檠辔残?，?jì)算如下: NGfFxZym 203)6107268(.)39。39。134()(0?????tgt??（5）剛度驗(yàn)算13 / 40橫向進(jìn)給絲杠支承方式如（21）圖所示，最大牽引力為 2425N，支承間距L=45Omm，因絲杠長(zhǎng)度較短，不需預(yù)緊，螺母及軸承預(yù)緊。 mzpQmc ??????考慮到進(jìn)行了預(yù)緊，故 ?綜合以上幾項(xiàng)變形量之和: ??????顯然此變形量已大于定位精度的要求，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施修改設(shè)計(jì)，因橫向溜板空間限制，不宜再加大滾珠絲杠直徑，故采用貼塑導(dǎo)軌減小摩擦力，從而減小最大牽引力。39。（6）穩(wěn)定性校核計(jì)算臨界負(fù)載其 FK(N)2LEIfFZK??式中：