課程設計---ca6140型車床的經(jīng)濟型改造設計-其他專業(yè)-全文預覽
【正文】 計任務將普通臥式車床（ CA6140）改造為經(jīng)濟型數(shù)控車床；有關經(jīng)濟型數(shù)控車床改造總體方案確定及框圖、進給伺服系統(tǒng)機械部分設計計算及校核、數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設計 、加工程序編制；主要是對本次畢業(yè)設計的心得。對于原有老的經(jīng)濟型數(shù)控車床，特別是 80年代末期改造的設備，由于種種原因閑置的很多，浪費很大；在用的設備使用至今也十幾年了，同樣面臨進一步改造的問題通過改造可以提高原有裝備的技術水平，大大提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大 的經(jīng)濟效益。由于這項技術的發(fā)展增強了經(jīng)濟型數(shù)控的活力，根據(jù)我國國情，該技術在今后一段時間內還將是我國機械行業(yè)老設備改造的很好途徑。畢業(yè)設計說明書不只反映了設計的思想內容，方法和步驟，而且還反映了學生的文理修養(yǎng)和作風。并通過對設計資料的應用，擴大自己的知識面和對機械行業(yè)的認識。 通 過畢業(yè)設計，學習 系統(tǒng)地綜合運用所學的知識和技能解決實際工程問題的本領，鞏固和加深時所學知識的理解，并且通過畢業(yè)設計的實踐擴大和 補充了知識，使認識提高到一個新的水平，通過畢業(yè)設計的實踐，培養(yǎng) 調查研究的習慣和工作能力，練習查閱資料和有關標準，查閱工具書或參考書，合理選擇設計計算公式，正確計算， 并能以圖紙和說明書表達設計的思想和結果，通過畢業(yè)設計，不但要提高解決具體問題的獨立工作能力，具體動腦動手能力，而且要建立 正確的設計和科研思想，加強科學性，牢固樹立實事求是和嚴肅認真的工作態(tài)度 。要求該車床有自動回轉刀架，具有切 削螺紋的功能。 Ⅰ .控制系統(tǒng)總體方案的分析論證的及控制標準圖 Ⅱ .機械部分設計計算及結構設計說明 Ⅲ .硬件電路部分設計說明 Ⅳ .加工程序控制及說明 第二章 設 計 內 容 (1). 總體方案的確定 ① . 系統(tǒng)的運 動方式與伺服系統(tǒng)的選擇 由于改造后的經(jīng)濟型數(shù)控車床應具有定位、直線插補、順圓和逆圓插補、暫停、循環(huán)加工公英制螺紋加工等功能，故應選擇連續(xù)控制系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)由微機部分、鍵盤及顯示器、 I/O接口及光隔離電路、步進電機功率放大 電路等組成。選用滾珠絲桿螺母副。 開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有反饋電路，不帶檢測裝置，指令信號是單方向送的。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機或位流伺服電機驅動。如采用滾珠絲杠螺母傳動副、滾動導軌、貼塑導軌等?？s短傳動鏈可以提高系統(tǒng)的傳動剛度，減小傳動鏈誤差。 畢 業(yè) 設 計 6 (3). 繪制總體方案框圖（圖 1） 微機光隔離功率放大功率放大光隔離步進電機 運動部件步進電機 圖１ 核 (1). 確定系統(tǒng)的脈沖當量 根據(jù)數(shù)控機床精度要求確定脈沖當量 (2). 計算切削力 橫切端面 DFZ ? 查《 機械設計手冊 3 》P13 頁 式中 maxD —— 車床床身上加 工最大直徑橫切端面時主切削力 ZF? 可取縱切時 ZF的 21 ? ?NDF Z .5 3 6 04 0 a x ??? ? ?::1::2680536021????????yxzZFFFNF 式中 xF? —— 走刀方向的切削力（ N） 畢 業(yè) 設 計 7 yF? —— 垂直走刀方向的切削力（ N） ? ?NF x 6 7 02 6 8 ???? ? ?NF y 1 0 7 22 6 8 ???? (3). 滾珠絲桿螺母副的設計、計算、選型 ① . 計算進給牽引力 橫向進給選為三角型或綜合導軌 參考《機床設計手冊 .2》 ； ? ?GFfFKF zxm ?????? 查閱《綜合作業(yè)指導書》 P22 頁 式中： xF? ， yF? ， zF? —— 切削分力（Ｎ） G—— 移動部件的重量（ N） 表 11 查得橫向溜板及刀架重力 800N f? —— 滑動導軌摩擦系數(shù)，隨導軌形式而不同 取 f? = K—— 考慮顛復力矩影響的實驗系數(shù) 取 K= ? ? ? ? ? ?NGFfFKF zxm 2 9 28 0 02 6 8 7 ??????????? ② . 計算最大動負載 C 選用滾珠絲桿導軌 參考《機床設計手冊 .3》 P185P210 osmwLVnnTLFfLC1000106063??? 查閱《 機床設計手冊 .3》 P22 頁 式中： L—— 壽命，以 610 轉為一單位 n—— 絲桿轉速（ r/min） sV —— 為最大切削條件下進給速度，可取最高進給速度的 1/21/3 取 ? ?m in/ mVs ??? oL —— 絲桿導程（ mm） 初選 oL =5mm T—— 為使用壽命（ h） ,對于數(shù)控機床取 15000h 畢 業(yè) 設 計 8 wf —— 運轉系數(shù)，查表 314一般取 ? ?min/1006 rL Vn o s ???? 9010 15000100601060 66 ????? nTL ? ?NFfLC mw 6 8 2 9 ????? ③ . 滾珠絲桿螺母副的選型 查閱《 機床設計手冊 .3》 附表Ａ 2，可采用 WD2505 外循環(huán)墊片調整緊的雙螺母滾珠絲桿副， 1列 圈，其額定動負載為 9700N,精度 等級按表 317 選為 3級。 25,20,40,2425204024545343214231?????????ZZZZZZZZi 因進給運動齒輪受力不大，模數(shù) m 取 2，有關參數(shù)參照表 2 表 2: 傳動齒輪幾何參數(shù) 齒數(shù) Z 24 40 20 25 分度圓 d=mz 48 80 40 50 齒頂圓 mdda 2?? 52 84 44 54 齒根圓 mddf ??? 43 75 35 45 齒寬 (610)m 20 中心距 2 21 ddA ?? 64 45 ② .橫向步進電機計算和選型 Ⅰ .初選步進電機 mT 畢 業(yè) 設 計 12 ????bmpmFT236? 查閱《綜合作業(yè)指導書》 P22 頁 式中 : p? —— 脈沖當量，取 setpmmp ?? mF —— 進給牽引力 (N) b? —— 步距角，初選雙拍制為 ? ? —— 電機 — 絲桿傳動效率為齒輪、軸承、絲桿效率之積分別為 42 、 ? ?NFTbmpm 23642 ??????????????? b. 估算步進電機起動轉矩 qT 根據(jù)負載轉矩 mT 除以一定的安全系數(shù)來估算步進電機起動轉矩 qT () ?? mq TT 一般橫向進給伺服系統(tǒng)取 ? ?cmNTT mq . ??? c. 計算最大靜轉矩 maxjT 查表 322如取五相十拍，則 m ax ?? jq TT? ? ?cmNTT qj . a x ??? d. 計算步進電機運行頻率 ef 和最高啟動頻率 kf pse Vf ?601000? pkVf ?601000 max? 式中 : sV —— 最大切削進給速度 畢 業(yè) 設 計 13 maxV —— 最大快移速度 p? —— 脈沖當量，取 setpmmp ?? ? ?HzVf p se ?? ??? ? ? ?HzVf pk m a x ?? ??? ? e. 初選步進電機型號 根據(jù)估算出的最大靜轉
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