【正文】 97mm的滾珠絲杠，可見絲杠剛度足夠。則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：Jeq=Jm+Jz1+(Jz2+Jw+Js)/i2=51電動(dòng)機(jī)簡(jiǎn)圖52永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)表 計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩Teq分快速空載啟動(dòng)和承受最大工作負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。δ，算得nm=1200r/min。本例中取安全系數(shù)K=4，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩應(yīng)滿足：Tjmax≥4Teq= = 對(duì)于前面預(yù)選的130BYG5501型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，由永磁感應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)表52查得，其最大靜轉(zhuǎn)矩Tjmax=20 ，可見完全滿足式Tjmax≥4Teq= = 。則由式fL=fq/可以求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率為：fL=fq/=1087Hz上式說明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的起動(dòng)頻率都必須小于1087Hz。（2） 根據(jù)載荷特點(diǎn)和支承形式確定絲杠兩端支承軸承的型號(hào)，軸承座的結(jié)構(gòu)以及軸承預(yù)緊和調(diào)節(jié)方式，確定齒輪軸支承軸承的型號(hào)。例如，制圖標(biāo)準(zhǔn)、視圖布置及圖形畫法要求、重要的中心距、中心高、聯(lián)系尺寸和輪廓尺寸的標(biāo)準(zhǔn)、重要配合的標(biāo)注、裝配技術(shù)要求、標(biāo)題欄要求等。這次我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：把C6140普通車床設(shè)計(jì)成為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。老師也給我提出了很高的要求，它要求我每一個(gè)零部件都要按照標(biāo)準(zhǔn)去查手冊(cè)。 因?yàn)槲乙郧暗幕A(chǔ)知識(shí)掌握得不牢固，在這次設(shè)計(jì)中確實(shí)是遇到了很多的問題，但在這過程中，我又學(xué)會(huì)了很多東西，在以前的小設(shè)計(jì)中，有些能馬馬虎虎過去的問題，就糊里糊涂過去了，可這次是一切正規(guī)化，不能有半點(diǎn)含糊，因此壓力又大了很多，但是只要有一個(gè)明確的目標(biāo)，樂在其中，特別是把以前學(xué)過的知識(shí)又溫習(xí)了一下，而且把很多門課程都串聯(lián)在一起，形成一個(gè)大的框架，這樣確實(shí)是有一種豁然開朗、煥然一新的感覺。（5） 在進(jìn)行各零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意裝配的工藝性，考慮正確的裝配順序，保證安裝、調(diào)試和拆卸的方便。在繪制機(jī)械裝配圖時(shí)，除了從總體上考慮機(jī)床布局情況以及伺服進(jìn)給機(jī)構(gòu)與原機(jī)床的聯(lián)系外，還應(yīng)認(rèn)真的考慮與具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有關(guān)的一些問題。查永磁感應(yīng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)表52可知130BYG5501的極限運(yùn)行頻率為20000Hz，可見沒有超出上限。本例中在對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，已知進(jìn)給方向的最大工作載荷Ff=，則有：Tt= Ff Ph/2πηi=再由式Tf=F擦Ph/2πηi計(jì)算承受最大工作負(fù)載（Fc= ）情況下，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩：Tf=μ（Fc+G）Ph/2πηi=(+1300)≈ 最后由式Teq2=Tf+Tt，求得最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩：Teq2=Tf+Tt= 經(jīng)過上述計(jì)算后，得到加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩：Teq=max﹛Teq1，Teq2﹜= 考慮到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用的是開環(huán)控制，當(dāng)電網(wǎng)電壓降低時(shí)，其輸出轉(zhuǎn)矩會(huì)下降，可能造成丟步，甚至堵轉(zhuǎn)。；δ 縱向脈沖當(dāng)量，本例δ=。查常用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算表，可以算得各個(gè)零部件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量如下（具體計(jì)算過程從略）：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Js= ；床鞍折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jw= ；小帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jz1= ；大帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Jz2= 。因?yàn)榻z杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的1/3，所以實(shí)際變形量可減少一半，取δ2=。 剛度的驗(yàn)算（1） 縱向滾珠絲杠副的支承，采取一端軸向固定，一端簡(jiǎn)支的方式，固定端采取一對(duì)推力角接觸球軸承，面對(duì)面組配。選用矩形—三角形組合滑動(dòng)導(dǎo)軌，由公式Fm=KFx+μ（Fz+G），取K=，μ=，代入Fm=KFx+μ(Fz+G)，得工作載荷Fm≈1712N。刃傾角λZ=5176。刀架 刀杠支承面至中心的距離 26mm 刀杠截面BH 2525mm 頂尖套莫氏錐度 5尾座 橫向最大移動(dòng)量 177?，F(xiàn)列出C6140臥式車床的技術(shù)數(shù)據(jù)：名稱 技術(shù)參數(shù) 在床身上 400mm工件最大直徑 在刀架上 210mm頂尖間最大距離 650。因此，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。零件的幾何形狀決定了所選數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具備的功能，公差范圍決定了數(shù)控系統(tǒng)的控制精度、脈沖當(dāng)量。(1) 機(jī)床磨損程度、剛度。進(jìn)給軸功能□無限制旋轉(zhuǎn)軸功能□最高設(shè)定速度16000 mm/min□進(jìn)給修調(diào)0%到150%□快移修調(diào)0%到150%□每分鐘進(jìn)給/每轉(zhuǎn)進(jìn)給□多種回參考點(diǎn)功能：?jiǎn)蜗?、雙向□快移、進(jìn)給加減速設(shè)定□最大跟蹤誤差設(shè)定CNC編程□編程最小單位：、度□最大編程尺寸：□最大編程行數(shù)：20億行□公/英制編程□絕對(duì)/相對(duì)指令編程□宏指令編程□子程序調(diào)用□工件坐標(biāo)系設(shè)定□直徑/半徑編程□自動(dòng)控制倒角（圓角、直角）□恒線速切削功能□反向間隙和單、雙向螺距誤差補(bǔ)償功能。；7. 可以車削柱面、錐面與球面等； 8. 安裝螺紋編碼器，可以車削米/英制的直螺紋與錐螺紋，最大導(dǎo)程為24mm；9. 安裝四工位立式電動(dòng)刀架，系統(tǒng)控制自動(dòng)選刀；10. 自動(dòng)控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止，并可輸出主軸有級(jí)變速與無級(jí)變速信號(hào)；11. 自動(dòng)控制冷卻泵的起/停；12. 安裝電動(dòng)卡盤，系統(tǒng)控制工件的加緊與松開；13. 縱、橫向安裝限位開關(guān)；14. 數(shù)控系統(tǒng)可與PC機(jī)串行通信；15. 顯示界面采用LED數(shù)碼管，編程采用ISO數(shù)控代碼。（ 1 ） 應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù) 　　數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)過程中一些重要信息，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。在這些系統(tǒng)中，除了傳統(tǒng)的RS232接口外，還備有以太網(wǎng)接口，為數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)提供了基本條件。如北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)；煙臺(tái)第二機(jī)床附件廠開發(fā)了為數(shù)控機(jī)床配套的多種動(dòng)力卡盤和過濾排屑裝置；濟(jì)南第二機(jī)床集團(tuán)公司的數(shù)控龍門鏜銑床、數(shù)控落地鏜銑床及數(shù)控鍛壓設(shè)備等30多個(gè)系列100多個(gè)品種的數(shù)控配套產(chǎn)品。1. 新產(chǎn)品開發(fā)有了很大突破，技術(shù)含量高的產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位。 　　還要指出的是，雖然國外早已改稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控（即 CNC ）了，而我國仍習(xí)慣稱數(shù)控（NC）。這是因?yàn)樾⌒陀?jì)算機(jī)功能太強(qiáng)，控制一臺(tái)機(jī)床能力有富裕（故當(dāng)時(shí)曾用于控制多臺(tái)機(jī)床，稱之為群控），不如采用微處理器經(jīng)濟(jì)合理。近半個(gè)世紀(jì)以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。本課題是針對(duì)己報(bào)廢的C6140普通廢舊車床進(jìn)行數(shù)控化改造，其現(xiàn)實(shí)意義在于如何尋找一種可行的、有推廣價(jià)值的設(shè)備改造方法，對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械制造行業(yè)的技術(shù)裝備進(jìn)行技術(shù)提升，以解決目前設(shè)備老化所帶來的問題。關(guān)鍵詞:機(jī)床改造 數(shù)控技術(shù) 進(jìn)給系統(tǒng) 滾珠絲杠 自動(dòng)刀架隨著元器件的發(fā)展，這個(gè)階段歷經(jīng)了三代，即 1952 年的第一代——電子管；1959年的第二代——晶體管； 1965 年的第三代——小規(guī)模集成電路。由于微處理器是通用計(jì)算機(jī)的核心部件，故仍稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控。在這些數(shù)控機(jī)床中，除少量機(jī)床以FMS模式集成使用外，大都處于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并且相當(dāng)部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。 2. 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，數(shù)控化率顯著提高。2. 國外數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普遍運(yùn)用，數(shù)控機(jī)床走向網(wǎng)絡(luò)化、集成化已成為必然的趨勢(shì)和方向，互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入制造工廠的車間只是時(shí)間的問題。至少采用 PC 機(jī)作為它的前端機(jī)，來處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。 機(jī)床數(shù)控化改造的必要性隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,數(shù)字控制技術(shù)的高度成熟,數(shù)控機(jī)床在制造業(yè)中發(fā)揮著重要作用,特別是近幾年來應(yīng)用比例越來越大,有效地保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,使得人們對(duì)其有了更清楚的認(rèn)識(shí),但由于產(chǎn)品零件的類型、形狀、尺寸和用途的差異很大,零件的加工批量相差懸殊,其質(zhì)量和精度的要求也有顯著的不同,因此制造業(yè)需要不同類型的數(shù)控機(jī)床,在同一類型數(shù)控機(jī)床中需要高、中、低檔不同層次的數(shù)控機(jī)床,購買新的數(shù)控機(jī)床是提高數(shù)控化率的途徑,對(duì)舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造,也是提高數(shù)控化率的重要途徑?！蹩蛇x配各種類型的脈沖式交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（HSV16系列全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)單元）。 Flash插補(bǔ)功能HNC21□直線插補(bǔ)□螺紋切削□圓弧插補(bǔ)□螺旋線插補(bǔ)□正弦線插補(bǔ)PLC功能□內(nèi)嵌式PLC□提供標(biāo)準(zhǔn)PLC例程□PLC狀態(tài)顯示改造中將有目的改造其中部分結(jié)構(gòu)，以滿足數(shù)控機(jī)床最基本的要求。所謂市場(chǎng)可供性就是研究市場(chǎng)是否能夠方便及時(shí)地提供改造用的各種備件，以保證備件的供應(yīng)。（3）為了達(dá)到技術(shù)指標(biāo)中的速度和精度要求，縱、橫向的進(jìn)給傳動(dòng)應(yīng)選用摩擦力小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲杠螺母副；為了消除傳動(dòng)間隙、提高傳動(dòng)剛度，滾珠絲杠的螺母應(yīng)有消間隙機(jī)構(gòu)。1900mm 宋制螺紋 mm