【正文】 縱向 橫向 機床定位精度 177。900。 （ 2）臥式車床經(jīng)數(shù)控化改造后屬于經(jīng)濟型數(shù)控機床，在 保證一定加工精度的前提下，應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)，降低成本。 改造后的數(shù)控車床，主要用于教學實習，其加工范圍為車外圓、內(nèi)孔、螺紋、錐形體、球體、切槽、切斷等及帶有復雜型面的卡盤類零件。 C6140 是 1995 年 5 月出廠，主要用于教學實習，機床本身折合使用年限 小于 5年，機床幾何精度仍等于原新機床的精度。 □采用 （分辨率為 640x480），全漢字操作界面、障診斷與報警、加工軌跡圖形顯示和仿真，操作簡便，易于掌握和使用。 主要技術(shù)指標 1. 床身上最大加工直徑 400mm； 2. 最大加工長度 1000mm； 3. X方向 (橫向 )的脈沖當量為 ， Z方向（縱向）脈沖當量為 ； 4. X方向最快移動速度 Vxmax=3000/min， Z方向為 Vzmax=6000mm/min； 5. X方向最快工進速 度 Vxmaxf=400mm/min， Z方向為 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 機械設(shè)計及自動化專業(yè)課程設(shè) 計（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 第 1 頁 共 28 頁 這是適應(yīng)機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阻。 3. 數(shù)控機床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品有了突破。 近年來我國出口額增幅較大的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機床、數(shù)控剪板機、數(shù)控成形折彎機、數(shù)控壓鑄機等，普通機床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等。 總之 ,計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。到 1971年，美國 INTEL 公司在世界上第一次將計算機的兩個最核心的部件 —— 運算器和控制器，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（簡稱 CPU)。 6 年后，即在 1952 年，計算機技術(shù)應(yīng)用到了機床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。機械設(shè)計及自動化專業(yè)課程設(shè) 計（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 第 1 頁 共 28 頁 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 目錄 摘要 ???????????????????????????????? 1 第 1 章 緒論 ???????????????????????????? 1 數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展簡史 ?????????????????????? 1 數(shù)控機床現(xiàn)狀 ???????????????????????? 2 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 ????????????????????? 3 機床數(shù)控化改造的必要性 ??????????????????? 4 主要技術(shù)指標 ?????? ?????????????????? 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 機床本身 ?????????????????????????? 11 加工對象分析 ???????????????????????? 12 市場可供性 ????????????????????????? 12 第 4 章 總體方案的確定 ??????????????????????? 12 總體方案設(shè)計要求 ?????????????????????? 12 設(shè)計參數(shù) ?????????????????????????? 13 第 5 章 進給傳動部件的計算和選型 ?????????????????? 16 脈沖當量的確定 ??????????????????????? 16 切削力的計算 ???????????????????????? 17 滾珠絲杠螺母副的計算和選型（縱向） ?????????????? 17 工作載荷 Fm 的計算 ???????????????????? 17 最大動載荷 FQ 的計算 ??????????????????? 17 初選型號 ???????????????????????? 17 傳動效率η的計算 ???????????????????? 18 剛度的驗算 ??????????????????????? 18 壓桿穩(wěn)定性校核 ????????????????????? 18 步進電動機的計算與選型 (縱向 ) ???????????? ??? 18 計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 Jeq???????? 18 計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩 Teq??????? 19 步進電動機最大靜轉(zhuǎn)矩的選定 ??????????????? 21 步進電動機的性能校核 ?????????????????? 21 主軸交流伺服電機的計算與選型 ???????????????? 22 主軸的變速范圍 ????????????????????? 22 初選主軸電機的型號 ??????????????????? 22 主軸電機的校核 ????????????????????? 22 第 6 章 繪制進給伺服系統(tǒng)的機械裝配圖 ???????????????? 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 2 結(jié)論 ??????????????????????????????? 24 致謝 ??????????????????????????????? 25 參考文獻 ????????????????????????????? 26 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 摘要 中國是一個傳統(tǒng)的機械制造大國，但其裝備水平落后，特別是一些老的機械制造廠大多還是比較舊的機床，遠遠不能滿足加工的要求。從此，傳統(tǒng)機床產(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 —— 小型計算機； 1974 年的第五代 —— 微處理器和 1990年的第六代 —— 基于 PC（國外稱為 PC— BASED）。出口的數(shù)控機床品種以中低檔為主。 近年來通過政府的支持，數(shù)控機床配套生產(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 隨著人工智能在計算機領(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。 □采用國際標準 G代碼編程，與各種流行的 CAD/CAM自動編程系統(tǒng)兼容，具有直線插補、圓 弧插補、螺紋切削、刀具補償、宏程序、恒線速切削等功能。普通機床結(jié)構(gòu)上有先天性不足，剛度低、抗振性差、滑動摩擦阻力較大及傳動元件存在間隙等。加工精度要求小于 ，現(xiàn)在市場上出售的一般經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)其脈沖當量為 ～ ，能夠滿足上述型面的加工要求，在技術(shù)上是可行的。因此，進給伺服系統(tǒng)常采用步進電動機的開環(huán)系統(tǒng)。1400。 刀具補償量 進給傳動鏈間隙補償量 縱向 橫向 自動升降速性能 有 第 5 章 進給傳動部件的計算和選型 縱、橫向進給傳 動部件的計算和選型主要包括：確定脈沖當量、計算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、選擇步進電動機等。 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，求得最大動載荷 FQ≈ 9703N。 忽略 δ 1=177。 查行程偏差和變動量表知， 4級精度滾珠絲杠任意 300mm軸向行程內(nèi)行程的變動量允許 16μ m，而對于跨度為 1497mm的滾珠絲杠，總的變形量 δ 總 只有 m，可見絲杠剛度足夠。 則加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為： Jeq=Jm+Jz1+(Jz2+Jw+Js)/i2= 51 電動機簡圖 52永磁感應(yīng)式步進電動機的技術(shù)參數(shù)表 計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩 Teq 分快速空載啟動和承受最大工作負載兩種情況進行計算。δ，算得 nm=1200r/min。 （ 1）最快工進速度時電動機輸出轉(zhuǎn)矩校核 任務(wù)書給定縱向最快工進速度 Vmaxf=800mm/min，脈沖當量δ =，由式 fmax=Vmax/60δ求出電動機對應(yīng)的運行頻率 fmaxf=800/（ ） Hz≈ 1333Hz。實際上，在采用軟件升降頻時，起動頻率選得很低，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 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、長度、深度等機械量的檢測器件，廣泛用于化工、冶金、能源、輕工、紡織、電子、機械、汽車等行業(yè)。 因為我以前的基礎(chǔ)知識掌握得不牢固，在這次設(shè)計中確實是遇到了很多的問題，但在這過程中，聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 26 我又學會了很多東西，在以前的小設(shè)計中，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，不能有半點含糊，因此壓力又大了很多，但是只要有一個明確的目標，樂在其中，特別是把以前學過的知識又溫習了一下，而且把很多門課程都串聯(lián)在一起，形成一個大的框架，這樣確實是有一種豁然開朗、煥然一新的感覺。老師也給我提出了很高的要求，它要求我每一個零部件都要按照標準去查手冊。這次我畢業(yè)設(shè)計的題目是：把 C6140普通車床設(shè)計成為經(jīng)濟型數(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、步進電機在齒輪箱上的聯(lián)接與定位等。 機械設(shè)計及自動化專業(yè)課程設(shè) 計（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 第 1 頁 共 28 頁 主軸交流