【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 通常 情況下， CA6140 的 主要 由主運(yùn)動(dòng) 和 車螺紋進(jìn)給 的 傳動(dòng)系統(tǒng)組成 的 其 傳動(dòng)系統(tǒng)。 （ 1）主運(yùn)動(dòng) ： 電動(dòng)機(jī)→帶輪→Ⅰ → M1（ 實(shí)現(xiàn) 主軸正、反轉(zhuǎn) 以及 停止） （ 2） ① Ⅰ→ M1 左離合→ 56/38 或 51/43→Ⅱ（兩種轉(zhuǎn)速） ② Ⅰ→ M1 右離合→ 50/34→齒輪 30→Ⅱ（一種轉(zhuǎn)速） ③ Ⅰ→ M1 中位， 運(yùn)動(dòng)不能傳至Ⅱ。 主傳動(dòng)鏈傳動(dòng)系統(tǒng)表達(dá)式 可根據(jù)各滑移齒輪的嚙合狀態(tài)求得 各主軸轉(zhuǎn)速 ，在圖示 處于 嚙合位置時(shí)，主軸的轉(zhuǎn) 速為 m i n/10582680208020582243512 3 01 3 01 4 5 0 rn ????????主 車螺紋進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 在進(jìn)行 螺紋 的 車制 過程中 ， 尤其是在 主軸 與 刀架之間保持運(yùn)動(dòng)關(guān)系， 這就使得當(dāng) 主軸轉(zhuǎn)一周 時(shí) ，刀具 機(jī)會(huì) 移動(dòng)一個(gè)螺紋的導(dǎo)程 L。車螺紋傳動(dòng)鏈運(yùn)動(dòng)平衡式為： 1 UL??絲主 軸 =L U：主軸至絲杠間的總傳動(dòng)比； L絲 ：機(jī)床絲杠的導(dǎo)程， 6140CA 型車床的絲杠導(dǎo)程 L 絲 mm12? ； L：工件螺紋的導(dǎo)程（ mm）。 縱向、橫向進(jìn)給 （ 1） 縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量 (32種 ) 5 8 3 3 6 3 1 0 0 2 5 2 5 3 6 2 8 3 6 3 2 4 4 0 2 8 2 . 5 1 25 8 3 3 1 0 0 7 5 3 6 3 6 2 5 5 6 3 2 5 6 2 9 4 8 8 0f I i i m m?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?縱 基 倍主 軸 刀架—橫向絲杠—————齒條—————————快移電動(dòng)機(jī)????????????????????????????????????????????????X X X1859X X I X4848X X V I I I48303040M4840M/12ZX X V8028X X I V48303040M4840MX X I I I294X X I I24187766武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 7 ? 基 倍 （ 2）橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量 (64 種 ) 5 8 3 3 6 3 1 0 0 2 5 2 5 3 6 2 8 3 6 3 2 4 4 0 4 8 5 9 55 8 3 3 1 0 0 7 5 3 6 3 6 2 5 5 6 3 2 5 6 2 9 4 8 4 8 1 8f I i i m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?縱 基 倍主 軸 ? 基 倍 橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給量為縱向機(jī)動(dòng)進(jìn)給 量的一半。 刀架的快速移動(dòng) 為 保證能夠 縮短輔助時(shí)間，使刀架 能夠 快速 的 縱向和橫向移動(dòng)。為避免仍在轉(zhuǎn)動(dòng)的光杠和快速電動(dòng)機(jī)同時(shí)傳動(dòng)軸 XXII ，在齒輪 56 與軸 XXII 之間裝有超越離合器。 刀架—橫向絲杠—————齒條—————————快移電動(dòng)機(jī)????????????????????????????????????????????????X X X1859X X I X4848X X V I I I48303040M4840M/12ZX X V8028X X I V48303040M4840MX X I I I294X X I I24187766武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 8 3 CA6140 普通車床數(shù)控改造總體的方案的確定 總體方案設(shè)計(jì)要求 在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中滿足以下幾點(diǎn)要求： 第一 橫 向 的 X軸、縱向 的 Z軸改 用 微機(jī) 進(jìn)行 控制， 利用 步進(jìn)電機(jī) 進(jìn)行 驅(qū)動(dòng)。 第二 X 軸（橫向）脈沖當(dāng)量： 第三 Z 軸（縱向）脈沖當(dāng)量： 實(shí)現(xiàn)功能：車削外圓、端面、圓弧、圓錐及螺紋加工 操作要求：起動(dòng)、點(diǎn)動(dòng)、單步運(yùn)行、自動(dòng)循環(huán)、暫停、停止。 CA6140 車床改造的總體方案 基于對(duì) 改造的成本 的考慮 ， 基于 6140CA 車床 相關(guān)技術(shù) 資料 及 改造經(jīng)驗(yàn) ,確定總體方案為： 數(shù)控控制裝置用 的 核心 為 8031的 單片機(jī) ，在 加工過程 中 ，步進(jìn)脈沖 經(jīng)由 微機(jī) 利用 I/O接口 進(jìn)行 發(fā)出， 通過 光電隔離 然后 驅(qū)動(dòng)控制線路， 然后 驅(qū)動(dòng)控制線路將該信號(hào)轉(zhuǎn)為控制電機(jī)定子繞組 的 通、斷電信號(hào)， 用來控制 電機(jī) 進(jìn)行 運(yùn)轉(zhuǎn)。滾珠絲杠 由 電機(jī) 來 帶動(dòng) 使之進(jìn)行 轉(zhuǎn)動(dòng)， 這樣就能夠 使工作臺(tái)移動(dòng) 。 為加工螺紋 ,在主軸上加裝主軸脈沖編碼器。 改造方案 的 總體結(jié)構(gòu) 如 圖 。總體 的 進(jìn)給伺服系統(tǒng)方案如圖 ： 圖 總體改造方案結(jié)構(gòu)示意圖 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 9 圖 進(jìn)給伺服系統(tǒng)總體方案框圖 總體框架說明： 微機(jī)：采用 8031單片機(jī)； 光電隔離： 主要是避免 微機(jī)的信號(hào) 被 外部信號(hào)干擾； 主軸脈沖編碼器：實(shí)現(xiàn)螺紋加工； 橫（縱）向工作臺(tái)：拆除 CA6140原來的絲桿，溜板箱， 變速箱等。 步進(jìn)電機(jī) 應(yīng)該能夠達(dá)到 加工精度 為 。 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 10 4 車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分改造設(shè)計(jì)與計(jì)算 橫向進(jìn)給系統(tǒng)改造設(shè)計(jì) 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 橫向系統(tǒng) 主要是完成 減速齒輪 、 滾珠絲杠等 的 設(shè)計(jì) ，在此同時(shí)還要完成 步進(jìn)電機(jī)的選擇 以及各種 切削力的計(jì)算 。 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件： 工作臺(tái)重（根據(jù)圖紙粗略計(jì)算） kgw 30? Nf 300? 時(shí)間常數(shù) T=25ms 滾珠絲杠導(dǎo)程 L=4mm 左旋 行程 S=230mm 脈沖當(dāng)量 p? =步距角 ? = 176。 /步 快速進(jìn)給速度 ν max=1mm/min (1)切削力計(jì)算 查參考文獻(xiàn) [1]知，橫向進(jìn)給量為縱向的 , 3/1~2/1 取 2/1 則切削力約為縱向的 2/1 。 Fz =(1/2) = f= （ 式 ） 切斷工件時(shí)： Fz = = = f= （ 式 ） (2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 ① 強(qiáng)度計(jì)算 燕尾型導(dǎo)軌： P=K *Fy+f＇ (Fz +W) （ 式 ） 取 K= f＇ = ,那么 P= +（ +30） = f= （ 式 ） 使用壽命值： 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 11 L i =61060Tini=610 150001560 ??= （ 式 ） 最大動(dòng)負(fù)載 Q= iL3 =3 1 = f= （ 式 ） 根據(jù)最大動(dòng)負(fù)荷 Q 的值，可 選擇滾珠絲杠的型號(hào)。查參考文獻(xiàn) ]2[ 得，選用型號(hào)為XIBWL ? 左，額定動(dòng)負(fù)荷為 N6100 ，所以強(qiáng)度夠用。 ② 效率計(jì)算 螺旋升角γ =3176。 39′，摩擦角ψ =10′ 那么傳動(dòng)效率： η =)( ????tgtg=)10383( 383 ???? ??tg 　tg= （ 式 ） ③ 剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠 隨 工作負(fù)載 P 變化 引起導(dǎo)程的變化 范圍 ： Δ L= EFPL0? =26 7 6 1 ??? ????=? 106cm 1 （ 式 ） 由于 Δ L=Δ L1 。所以，導(dǎo)程變形總誤差為 Δ =oL10 Δ L= 106= m/m （ 式 ） 查表可知 ? 級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差 m1 長(zhǎng)為 mm/15? ，故剛度 滿足條件 。 ④ 穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于 本改進(jìn)所用的 滾珠絲杠與原絲杠 具有 相同 的 直徑， 為 增強(qiáng)穩(wěn)定性 ， 支承方式 改 為可 固定 可 支承 的形式 ，因此 其具有足夠的強(qiáng)度 。 (3) 齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計(jì)算 ① 齒輪計(jì)算 傳動(dòng)比 i=poL??360 = ??? ? （ 式 ） 因此取 Z1 =18 Z2 =30 m=2mm b=20mm α =20176。 d1 =36mm d2 =60mm 武昌工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）專用稿紙 12 d1a =40mm d2a =64mm a=48mm ② 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 換算 工作臺(tái)質(zhì)量到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： JI=（???p180） 2W=（ ?? ） 2 30 =cm2 （ 式 ） 絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JS= 104 24 50=cm2 （ 式 ）