ca6140車床的數(shù)控化改造畢業(yè)設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2025-06-19 18:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 主傳動鏈傳動系統(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，主軸的轉(zhuǎn)速為在進行螺紋的車制過程中，尤其是在主軸與刀架之間保持運動關(guān)系，這就使得當(dāng)主軸轉(zhuǎn)一周時，刀具機會移動一個螺紋的導(dǎo)程L。車螺紋傳動鏈運動平衡式為：=L U：主軸至絲杠間的總傳動比； L絲 ：機床絲杠的導(dǎo)程，型車床的絲杠導(dǎo)程絲； L：工件螺紋的導(dǎo)程（mm）。、橫向進給（1） 縱向機動進給量(32種) （2）橫向機動進給量(64種)橫向機動進給量為縱向機動進給量的一半。為保證能夠縮短輔助時間，使刀架能夠快速的縱向和橫向移動。為避免仍在轉(zhuǎn)動的光杠和快速電動機同時傳動軸 ，在齒輪56與軸之間裝有超越離合器。 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)計要求在整個設(shè)計過程中滿足以下幾點要求：第一 橫向的X軸、縱向的Z軸改用微機進行控制，利用步進電機進行驅(qū)動。第二 X軸（橫向）脈沖當(dāng)量：第三 Z軸（縱向）脈沖當(dāng)量：實現(xiàn)功能：車削外圓、端面、圓弧、圓錐及螺紋加工操作要求：起動、點動、單步運行、自動循環(huán)、暫停、停止。 CA6140車床改造的總體方案基于對改造的成本的考慮，基于 車床相關(guān)技術(shù)資料及改造經(jīng)驗,確定總體方案為：數(shù)控控制裝置用的核心為8031的單片機，在加工過程中，步進脈沖經(jīng)由微機利用I/O接口進行發(fā)出，通過光電隔離然后驅(qū)動控制線路，然后驅(qū)動控制線路將該信號轉(zhuǎn)為控制電機定子繞組的通、斷電信號，用來控制電機進行運轉(zhuǎn)。滾珠絲杠由電機來帶動使之進行轉(zhuǎn)動，這樣就能夠使工作臺移動。為加工螺紋,在主軸上加裝主軸脈沖編碼器。： 總體改造方案結(jié)構(gòu)示意圖 進給伺服系統(tǒng)總體方案框圖總體框架說明：微機：采用8031單片機； 光電隔離：主要是避免微機的信號被外部信號干擾；主軸脈沖編碼器：實現(xiàn)螺紋加工；橫（縱）向工作臺：拆除CA6140原來的絲桿，溜板箱， 變速箱等。4 車床進給伺服系統(tǒng)機械部分改造設(shè)計與計算 橫向進給系統(tǒng)改造設(shè)計 橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計 橫向系統(tǒng)主要是完成減速齒輪、滾珠絲杠等的設(shè)計，在此同時還要完成步進電機的選擇以及各種切削力的計算。 橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算已知條件：工作臺重（根據(jù)圖紙粗略計算） 時間常數(shù) T=25ms滾珠絲杠導(dǎo)程 L=4mm左旋行程 S=230mm脈沖當(dāng)量 =步距角 = 176。/步快速進給速度 νmax=1mm/min(1)切削力計算 查參考文獻(xiàn)[1]知，橫向進給量為縱向的,取則切削力約為縱向的。F=(1/2)= f= （）切斷工件時：F===f= （）(2)滾珠絲杠設(shè)計計算 ① 強度計算 燕尾型導(dǎo)軌： P=K *Fy+f＇(F+W) （） 取K= f＇=,那么 P=+（+30） = f= （）使用壽命值：L === （）最大動負(fù)載 Q==1= f= （）根據(jù)最大動負(fù)荷的值，可選擇滾珠絲杠的型號。查參考文獻(xiàn)得，選用型號為左，額定動負(fù)荷為，所以強度夠用。 ② 效率計算螺旋升角γ=3176。39′，摩擦角ψ=10′那么傳動效率： η=== （） ③ 剛度驗算滾珠絲杠隨工作負(fù)載變化引起導(dǎo)程的變化范圍：ΔL===106cm （）由于ΔL=ΔL。所以，導(dǎo)程變形總誤差為 Δ=ΔL=106=（） 查表可知級精度絲杠允許的螺距誤差長為，故剛度滿足條件。 ④ 穩(wěn)定性驗算由于本改進所用的滾珠絲杠與原絲杠具有相同的直徑，為增強穩(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度。 (3) 齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計算 ① 齒輪計算 傳動比 i== （） 因此取Z=18 Z=30 m=2mm b=20mm α=20176。 d=36mm d=60mm d=40mm d=64mm a=48mm ② 轉(zhuǎn)動慣量計算換算工作臺質(zhì)量到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量：JI=（）2W=（）230= （） 絲杠轉(zhuǎn)動慣量 JS=1042450= （）齒輪的轉(zhuǎn)動慣量J=1042= （）J=104642= （）因為電機轉(zhuǎn)動慣量很小可忽略，因此，總體轉(zhuǎn)動慣量：J= = （）③關(guān)于轉(zhuǎn)動力矩的計算： n===41607r/min （） M=Nm= （） （） m= （） = （） （） ()所以，快速空載啟動所需轉(zhuǎn)矩 ()
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