【正文】 縱向 橫向 機(jī)床定位精度 177。900。 （ 2）臥式車床經(jīng)數(shù)控化改造后屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在 保證一定加工精度的前提下，應(yīng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。 改造后的數(shù)控車床，主要用于教學(xué)實(shí)習(xí)，其加工范圍為車外圓、內(nèi)孔、螺紋、錐形體、球體、切槽、切斷等及帶有復(fù)雜型面的卡盤類零件。 C6140 是 1995 年 5 月出廠，主要用于教學(xué)實(shí)習(xí)，機(jī)床本身折合使用年限 小于 5年，機(jī)床幾何精度仍等于原新機(jī)床的精度。 □采用 （分辨率為 640x480），全漢字操作界面、障診斷與報(bào)警、加工軌跡圖形顯示和仿真，操作簡(jiǎn)便，易于掌握和使用。 主要技術(shù)指標(biāo) 1. 床身上最大加工直徑 400mm； 2. 最大加工長(zhǎng)度 1000mm； 3. X方向 (橫向 )的脈沖當(dāng)量為 ， Z方向（縱向）脈沖當(dāng)量為 ； 4. X方向最快移動(dòng)速度 Vxmax=3000/min， Z方向?yàn)?Vzmax=6000mm/min； 5. X方向最快工進(jìn)速 度 Vxmaxf=400mm/min， Z方向?yàn)?Vzmaxf=800mm/min； 6. X方向定位精度177。 2. 向高速化和高精度化發(fā)展 機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè) 計(jì)（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 28 頁(yè) 這是適應(yīng)機(jī)床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。第二就是所擁有的數(shù)控機(jī)床必須具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在工廠、車間的底層之間及底層與上層之間通訊的暢通無(wú)阻。 3. 數(shù)控機(jī)床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品有了突破。 近年來(lái)我國(guó)出口額增幅較大的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機(jī)床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控成形折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控壓鑄機(jī)等，普通機(jī)床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機(jī)床、液壓壓力機(jī)、木工機(jī)床等。 總之 ,計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。到 1971年，美國(guó) INTEL 公司在世界上第一次將計(jì)算機(jī)的兩個(gè)最核心的部件 —— 運(yùn)算器和控制器，采用大規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱之為微處理器（ MICROPROCESSOR),又可稱為中央處理單元（簡(jiǎn)稱 CPU)。 6 年后，即在 1952 年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè) 計(jì)（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 28 頁(yè) 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 目錄 摘要 ???????????????????????????????? 1 第 1 章 緒論 ???????????????????????????? 1 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史 ?????????????????????? 1 數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀 ???????????????????????? 2 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) ????????????????????? 3 機(jī)床數(shù)控化改造的必要性 ??????????????????? 4 主要技術(shù)指標(biāo) ?????? ?????????????????? 4 第 2 章 華中 HNC21 數(shù)控 車削系統(tǒng) 介紹 ????????????????? 4 第 3 章 普通車床的數(shù)控改造可行性論證 ???????????????? 11 技術(shù)可行性 ????????????????????????? 11 機(jī)床本身 ?????????????????????????? 11 加工對(duì)象分析 ???????????????????????? 12 市場(chǎng)可供性 ????????????????????????? 12 第 4 章 總體方案的確定 ??????????????????????? 12 總體方案設(shè)計(jì)要求 ?????????????????????? 12 設(shè)計(jì)參數(shù) ?????????????????????????? 13 第 5 章 進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型 ?????????????????? 16 脈沖當(dāng)量的確定 ??????????????????????? 16 切削力的計(jì)算 ???????????????????????? 17 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型（縱向） ?????????????? 17 工作載荷 Fm 的計(jì)算 ???????????????????? 17 最大動(dòng)載荷 FQ 的計(jì)算 ??????????????????? 17 初選型號(hào) ???????????????????????? 17 傳動(dòng)效率η的計(jì)算 ???????????????????? 18 剛度的驗(yàn)算 ??????????????????????? 18 壓桿穩(wěn)定性校核 ????????????????????? 18 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型 (縱向 ) ???????????? ??? 18 計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 Jeq???????? 18 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??????? 19 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 ??????????????? 21 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核 ?????????????????? 21 主軸交流伺服電機(jī)的計(jì)算與選型 ???????????????? 22 主軸的變速范圍 ????????????????????? 22 初選主軸電機(jī)的型號(hào) ??????????????????? 22 主軸電機(jī)的校核 ????????????????????? 22 第 6 章 繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)械裝配圖 ???????????????? 22 第 7 章 元件的選擇 ????????????????????????? 23 聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 2 結(jié)論 ??????????????????????????????? 24 致謝 ??????????????????????????????? 25 參考文獻(xiàn) ????????????????????????????? 26 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 摘要 中國(guó)是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)械制造大國(guó)，但其裝備水平落后，特別是一些老的機(jī)械制造廠大多還是比較舊的機(jī)床，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足加工的要求。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。 到 1974 年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。即 1970 年的第四代 —— 小型計(jì)算機(jī)； 1974 年的第五代 —— 微處理器和 1990年的第六代 —— 基于 PC（國(guó)外稱為 PC— BASED）。出口的數(shù)控機(jī)床品種以中低檔為主。 近年來(lái)通過(guò)政府的支持，數(shù)控機(jī)床配套生產(chǎn)得到了快速發(fā)展。以FANUC和西門子為代表的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠商己在幾年前推出了具有網(wǎng)絡(luò)功能的數(shù)控系統(tǒng)。 3. 向智能化方向發(fā)展 隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。 ， Z方向177。 □采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) G代碼編程，與各種流行的 CAD/CAM自動(dòng)編程系統(tǒng)兼容，具有直線插補(bǔ)、圓 弧插補(bǔ)、螺紋切削、刀具補(bǔ)償、宏程序、恒線速切削等功能。普通機(jī)床結(jié)構(gòu)上有先天性不足，剛度低、抗振性差、滑動(dòng)摩擦阻力較大及傳動(dòng)元件存在間隙等。加工精度要求小于 ，現(xiàn)在市場(chǎng)上出售的一般經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)其脈沖當(dāng)量為 ～ ，能夠滿足上述型面的加工要求，在技術(shù)上是可行的。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)常采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。1400。 刀具補(bǔ)償量 進(jìn)給傳動(dòng)鏈間隙補(bǔ)償量 縱向 橫向 自動(dòng)升降速性能 有 第 5 章 進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型 縱、橫向進(jìn)給傳 動(dòng)部件的計(jì)算和選型主要包括：確定脈沖當(dāng)量、計(jì)算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。 由《金屬切削原理》查表 31得： CFC=2795,xfc=， yfc=， nfc=。 取滾珠絲杠的使用壽命 T=15000h，代入 Lo=60nT/106，得絲杠壽命系數(shù) Lo=（單位為： 106r） 取載荷系數(shù) fW=，再取硬度系數(shù) fH=1，代入式 FQ= 3Lo fWFHFm，求得最大動(dòng)載荷 FQ≈ 9703N。 忽略 δ 1=177。 查行程偏差和變動(dòng)量表知， 4級(jí)精度滾珠絲杠任意 300mm軸向行程內(nèi)行程的變動(dòng)量允許 16μ m，而對(duì)于跨度為 1497mm的滾珠絲杠，總的變形量 δ 總 只有 m，可見(jiàn)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。 （ 1）最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定縱向最快工進(jìn)速度 Vmaxf=800mm/min，脈沖當(dāng)量δ =，由式 fmax=Vmax/60δ求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 fmaxf=800/（ ） Hz≈ 1333Hz。實(shí)際上，在采用軟件升降頻時(shí)，起動(dòng)頻率選得很低，通常只有 100Hz（即 100脈沖 /s）。 聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 24 （ 3） 考慮各部件之間的定位、聯(lián)接和調(diào)整方法。 第 7 章 元件的選擇 SZGDBM01 光電編碼器 概述 SZGDBM01 光電編碼器，是常用的位移、角位移、長(zhǎng)度、深度等機(jī)械量的檢測(cè)器件，廣泛用于化工、冶金、能源、輕工、紡織、電子、機(jī)械、汽車等行業(yè)。 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(wèn)題，但在這過(guò)程中，聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 26 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(guò)去的問(wèn)題，就糊里糊涂過(guò)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(lè)在其中，特別是把以前學(xué)過(guò)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(kāi)朗、煥然一新的感覺(jué)。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)。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。軸承座在安裝面上的聯(lián)接與定位、齒 輪箱在安裝面上的定位、步進(jìn)電機(jī)在齒輪箱上的聯(lián)接與定位等。 機(jī)械設(shè)計(jì)及自動(dòng)化專業(yè)課程設(shè) 計(jì)（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 28 頁(yè) 主軸交流