【正文】 湖南鐵道職業(yè)技術學院 HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE 畢業(yè)設計 題 目 : CA6140普通車床的數(shù)控化改造 系 別 : 機電工程系 學生姓名 : 專業(yè)班級 : 數(shù)控維修 091 班 指導老師 : 石金燕 老師 完成時間： 2020年 11 月 湖 南 鐵 道 職 業(yè) 技 術 學 院 HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE 湖南鐵道職業(yè)技術學院 畢業(yè)設計評閱書 1. 指導 教師評語： 簽名 : 年 月 日 2 . 答辯委員會綜合評語 : 經(jīng)畢業(yè)設計 (論文 )答辯委員會綜合評定成績?yōu)?: 答辯委員會主任 (簽字 ): 湖 南 鐵 道 職 業(yè) 技 術 學 院 HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE 畢業(yè)設計評分標準 考核 項目 及總 分 具 體 內(nèi) 容 分 值 評分標準 得 分 差 及 中 良 優(yōu) 設計 過程 20 查閱資料及手冊能力 5 0~2 3 5 工作態(tài)度及紀律情況 5 0~2 3 5 獨立工作能力 5 0~2 3 5 基本概念、基本理論及專業(yè)知識掌握情況 5 0~2 3 5 設計 結果 40 規(guī)定任務的完成情況 10 0~5 7 8 9 10 說明書質(zhì)量 10 0~5 7 8 9 10 圖紙及技術文檔的質(zhì)量 15 0~8 10 12 13 15 設計有無獨到和創(chuàng)新之處 5 0~2 3 5 答辯 情況 40 對設計的闡述（自述） 15 0~8 10 12 13 15 基本理論和方法問題 15 0~8 10 12 13 15 有關設計問題 10 0~2 7 8 9 10 班 級 數(shù)控維修091 學 號 2020020501111 姓 名 郭 柳 總 分 指 導 老 師簽 名 考 核 小 組 專 家 簽 名 湖 南 鐵 道 職 業(yè) 技 術 學 院 HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE 畢業(yè)設計任務書 機電工程系 一、設計課題名稱： CA6140車床的數(shù)控化改造 二、指導教師： 三、設計要求： 采用數(shù)控裝置和伺服裝置，對 CA6140 車床進行數(shù)控化改造 。 五、參考資料： 熊光華主編178。北京：化學工業(yè)出版社； 2020 王愛玲主編178。北京：機械工業(yè)出版社； 1998 白恩遠主編178。廣州：廣東科技出版社， 2020 曾毅等編著178。北京：機械工業(yè)出版社， 1979 李榮生主編178。北京： 中國農(nóng)業(yè)出版社， 編寫組編著178。 2 0． 5 周 對進給、主軸傳動系統(tǒng)進行分析計算，選擇拖動電動機并確定傳動系統(tǒng)改造方案。 5 1 周 完成電氣原理圖草圖和電氣安裝接線圖草圖。 0． 5 周 機床安裝及調(diào)試設計。 圖紙：機械改造圖；伺服系統(tǒng) 控制原理圖；電氣安裝接線圖；電氣原理圖；元器件清單； 七、說明書的格式和裝訂要求 （一）畢業(yè)設計封面（全系統(tǒng)一格式） （二）畢業(yè)設計評閱書（全系統(tǒng)一格式） 湖 南 鐵 道 職 業(yè) 技 術 學 院 HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE （三）評分標準（全系統(tǒng)一格式） （四）畢業(yè)設計任務書（指導教師下發(fā)） （五）畢業(yè)設計明細表（全系統(tǒng)一格式） （六）目錄 （七）畢業(yè)設計正文 （八）設計圖紙 （九）畢業(yè)設計總結 （十）參考資料 注 :說明書用 A4 開紙打印或書寫，畢業(yè)設計正文字數(shù)不少于 萬（含空格） 八、畢業(yè)設計課題審批表 審批具體意見 審查部門負責人意見 專業(yè)負責人 時 間 年 月 日 學術負責人 時 間 年 月 日 湖 南 鐵 道 職 業(yè) 技 術 學 院 HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE 目 錄 第 1 章 前言 ........................................................... 1 問題提出 .......................................................... 1 普通車床數(shù)控化改造的好 處 ........................................... 1 機床數(shù)控化改造的意義 ............................................... 2 第 2 章 改造總體方案 ................................................. 3 CA6140車床介紹 .................................................... 3 CA6140車床組成圖 ........................................... 3 CA6140改造參數(shù) .............................................. 4 數(shù)控化改造要求和內(nèi)容 ............................................... 4 第 3 章 機械部分改造 ................................................. 7 主傳動系統(tǒng) ........................................................ 7 .............................................. 7 主軸脈沖發(fā)生器 ............................................... 7 進給傳動系統(tǒng) ...................................................... 7 縱向進給的改造與計算 ......................................... 7 橫向進給的改造與計算 ........................................ 11 導軌 ....................................................... 15 第 4 章 輔助裝置 ..................................................... 16 刀架的改造與安裝 ................................... 錯誤 !未定義書簽。而改造現(xiàn)有舊機床、配備與之相適應的數(shù)控系統(tǒng)，把普通機床改裝成數(shù)控機床，是當前許多企業(yè)對現(xiàn)有設備改造換代的首選辦法，也是提高機床數(shù)控化率的一條有效途徑，不失為一條投資少、提升產(chǎn)品加工精度及質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率的捷徑，使企業(yè)提升競爭力，在我國成為世界制造業(yè)中心及制造強國的進程中，占有一席之地。 4)隨著機床的發(fā)展，機床也變成了數(shù)控化、人性化、效益化。 （ 2）有利于企業(yè)技術的提高，成本的節(jié)約 數(shù)控機床與普通機床相比，有很大的優(yōu)勢，數(shù)控機床具有高度柔性，加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠，生產(chǎn)率高，改善勞動條件，利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化；而普通機床精度低，效率低， 適合批量較小，精度要求不高，零活類零件。由于新型機床價格昂貴 ,一次性投資巨大 , 湖 南 鐵 道 職 業(yè) 技 術 學 院 HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE 第 2 頁 如果把舊機床設備全部用新型機床替換。 機床數(shù)控化改造的意義 (1)節(jié)省資金。 (2)性能穩(wěn)定可靠。對復雜零件而言難度越高功效提高得越多。 改造內(nèi)容 普通車床改造的目的是利用數(shù)控系統(tǒng)控制車床自動完成機械加工任務，提高車床的加工精度和生產(chǎn)效率。因此，機床改造過程中的首要任務是對舊機床進行類似于通常的機床大修，以恢復機床精度，達到新機床的制造標準。 1)主傳動系統(tǒng) 保留原有的主傳動系統(tǒng)和變速機構，由于添加了自動加工螺紋功能，因 此，在主傳動軸上安裝一個脈沖發(fā)生器，這樣既保留了機床原有的功能，又降低了改造工作量。 (2)輔助裝置 輔助裝置指的是數(shù)控 機床的一些必須的配套部件。在伺服電機轉(zhuǎn)矩足夠大 ,構件許可時 ,可以不用減速驅(qū)動機構 ,由伺服電機直接與絲桿副相連。數(shù)控改造的目的是要求機床穩(wěn)定可靠 ,運轉(zhuǎn)故障率低。一般先對電氣控制部分進行調(diào)試，看單個動作是否正常，然后再進行聯(lián)機調(diào)試階段。 主軸脈沖發(fā)生器 為了加工螺紋或絲杠，需要配置主軸及脈沖發(fā)生器作為車床位置信號的反饋元件，它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動，發(fā)出主軸轉(zhuǎn)角位置變化信號，輸送給數(shù)控系統(tǒng)。 沖擊力 50、 10 最大轉(zhuǎn)速 6000rmp 抗震力 MTBF3000h 起動力矩 輸出電壓 高電平 Vh、低電平 Vh 軸最大負載 質(zhì)量 防護 防水、油、塵 工作溫度 進給傳動系統(tǒng) 縱向進給的改造與計算 縱向進給的 改造 縱向進給滾珠絲杠必須采用三點式支承形式。如圖 51所示。伺服電機的布置，可放在絲杠的任一端。 m) N—— 主軸轉(zhuǎn)速 ( minr ) 設按最大切削速度來計算 ,取 ? = min98m ,則主切削力 FZ= 31060 ?? CP = 981 0 0 ?? = 由《機械設計手冊》可知，在外圓車削時 FX=（ ～ ） FZ 取 FX =179。 PHwq FffGF 3? （公式 32） 式中 FP—— 工作負載（ N），指數(shù)控機床工作時實際作用在滾珠絲杠上的軸向力； Hf —— 運轉(zhuǎn)系數(shù)，一般運轉(zhuǎn)系數(shù) Wf 取 ～ ,有沖擊的運轉(zhuǎn) Wf 取 ～ 。 工作負載的數(shù)值可用《機床設 計手冊》中進給牽引力的實驗公式計算，對于三角或綜合導軌 )(, WFfkFF ZXP ??? （公式 34） 式中 FX、 FZ—— 切削分力； W—— 移動部件的重力（ 800N） 。f = ～ ,取 39。 (3)效率計算 根據(jù)機械原理，絲杠螺母副的傳動效率為 )tan(tan0 ?? ?? ?? （公式 35） 式中 ? —— 螺紋的螺旋升角，該絲杠為 Φ —— 摩擦角，Φ約等于 10′ 湖 南 鐵 道 職 業(yè) 技 術 學 院 HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE 第 11 頁 則 0? = （ 4）剛度驗算 滾珠絲杠工作時受軸向力和扭轉(zhuǎn)的作用，將引起基本導程的變化，因滾珠絲杠受扭時引起的導程變化量很小，可忽略不計，故工作負載引起的導程變化量為 ESLFL P 00 ??? （公式 36） 式中 E—— 彈性模量，對于鋼， E=2610 cmN? S—— 滾