ca6140車床的電氣化改造-進給系統(tǒng)的改造畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-16 08:30 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 脈沖發(fā)生器，是為了保證車螺紋時嚴(yán)格的運動關(guān)系，在主抽上安裝GD7072光電脈沖發(fā)生器，通過主軸—脈沖發(fā)生器—數(shù)控系統(tǒng)—步進電機的信息交換系統(tǒng)，實現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架縱向進給一個螺紋導(dǎo)程的車螺紋運動。3 進給系統(tǒng)的改造取消原進給箱，將原絲杠換成滾珠絲杠，并在其尾端聯(lián)結(jié)一對齒輪進行減速, 然后與步進電機相聯(lián)。普通車床的進給傳動多半為齒輪傳動，隨著進給變換級數(shù)的增多，齒輪對數(shù)和操縱機構(gòu)顯著增加。傳動鏈的增長，不僅使進給箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜，還因齒輪間隙的多個累積，反向間隙增大，急驟地降低了反向定位精度。進給系統(tǒng)的改造主要是減少進給箱內(nèi)的齒輪對數(shù)，縮短進給傳動鏈。所以一般改造時，是去掉進給箱。 用滾珠絲杠副代替普通絲杠副是因為滾珠絲杠副具有傳動精度高、效率高、運動平穩(wěn)、壽命長以及可以預(yù)緊以消除間隙并提高系統(tǒng)剛度，反向定位精度高等特點。4 導(dǎo)軌副設(shè)計在導(dǎo)軌上粘接軟帶?；瑒訉?dǎo)軌的靜摩擦因數(shù)大，動摩擦因數(shù)隨速度變化而變化，摩擦損失大，在低速時易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，直接影響運動部件的定位精度。在原移動部件的導(dǎo)軌L粘接聚四氟乙烯軟帶，該軟帶具有下述優(yōu)點：摩擦因數(shù)小，動、靜摩擦因數(shù)差別小，部件運行平穩(wěn)，無爬行現(xiàn)象，定位精度高。沒有振動，提高了工件表面加工質(zhì)量，延長了刀具使用壽命。軟帶耐磨損，且嵌入性能好，與其配合的金屬導(dǎo)軌面不會拉傷。軟帶有自潤滑性，當(dāng)機械潤滑系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，導(dǎo)軌不會拉傷。 5 刀架選型綜上所述，CA6140 普通車床數(shù)控化改造后的總圖如下： 圖23 CA6140 車床數(shù)控化改造方案圖 3 進給系統(tǒng)主要設(shè)計計算縱向(Z)進給絲杠改用滾珠絲杠，其基本導(dǎo)程l0＝6mm；縱向溜板箱及橫向工作臺與刀架等可移動部件的總質(zhì)量為400kg(實際設(shè)計時應(yīng)根據(jù)圖紙進行計算或拆卸稱量)；／step,(δ應(yīng)根據(jù)被加工零件的最高精度的尺寸公差來選定，一般取其公差的二分之一)。這里取工進速度為V溜＝60mm/min；快進速度取為V溜＝2m/min；。/step。 縱向進給運動的負載分析步進電機的負載有外力負載(切削力)、摩擦負載和慣性負載，所選步進電機必須克服這些負載才能作正常的進給驅(qū)動。 (1) 切削負載。假設(shè)采用的切削用量范圍：v＝／s；ap＝5mm；f＝，則其主切削力(可根據(jù)切削原理近似公式計算)Fz＝3000N(垂直向)，取Fx＝ Fz＝1800N(縱向)，F(xiàn)y＝ Fz＝1500N(橫向)(根據(jù)機床設(shè)計手冊在一般車外因時只，F(xiàn)x＝(～) Fz，F(xiàn)、＝(～) Fz。設(shè)計時，也可根據(jù)主電機的功率來計算能承受的最大主切削力Fzmax。但這樣計算，F(xiàn)zmax往往很大，因原機床主電機功率是按最大原則選取的。還可根據(jù)機床的限用最大切削用量進行計算。 (2) 摩擦阻力。當(dāng)溜板箱導(dǎo)軌為滑動摩擦?xí)r，取其摩擦系數(shù)＝，因主切削力壓向?qū)к?，則摩擦阻力F 摩＝(400l0十3000)＝700N(g＝10m／s2時)，(其它摩擦阻力這里未計算)。 (3) 等效轉(zhuǎn)動調(diào)量計算。根據(jù)理論力學(xué)公式計算進給系統(tǒng)中各回轉(zhuǎn)零部件的轉(zhuǎn)動損量。設(shè)減速比為i，則 i＝l0/360δ=6/360=故可取Z1＝Z 2＝25。 m＝(模數(shù))，b＝20(mm)＝2(cm)(齒寬)，＝20。；df1＝mZ1=30(mm)，df2＝mZ2＝(mm)，de1＝df1十26＝33(mm)，de2＝df2十2h＝(mm)。則齒輪的轉(zhuǎn)動慣量分別為(齒輪為45號鋼，并將齒輪近似看作圓柱體) JZ1＝b104=2104=(Kgcm2)=10 5(Kgm2)JZ2＝b104=2104=10 5(Kgm2) 若根據(jù)類比法，選用CMFZD406——C3／(鋼材)，直徑d0＝40mm，則絲杠的轉(zhuǎn)動慣量近似為 JZ＝44120104＝(Kgcm2)＝103(Kgm2)104 (Kgm2)(當(dāng)?shù)刃У诫姍C軸上的負載轉(zhuǎn)動慣量大于電機轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動調(diào)量一個數(shù)量級時，可以忽略，但當(dāng)?shù)刃У诫姍C軸上的負載慣量較小時，就不能輕易地忽略它?，F(xiàn)預(yù)選電機為110BF003，104 (Kgm2)* 根據(jù)文獻【1】式(6—4)可知 [J]k=1/42i(Vi/nk)2+j(nj/nk)2式中Vi采用最不利于機床起動時速度，這里選用快進給速度V溜＝2m／min；則nk=nm(電機)＝V溜／(360δ)＝4l (r／min)；Mi＝400Kg(全部直線運動部件的總質(zhì)量)；nz1＝nm；nz2＝nz1/i＝(r／min)。則[J]m＝1/42400(2／)2十Jz1十Jm十(Jz2十Js)／i2 ＝105十(103)／＝l03(Kgm2)(4) 絲杠摩擦阻力矩(Tsm)的計算。由于絲杠承受袖向載荷，又由于采取了一定的預(yù)緊措施，故滾珠絲杠會產(chǎn)生摩擦阻力矩。但由于滾珠絲杠的效率高，其摩擦阻力矩相對于其它負載力矩小得多，故一般不予考慮。(5) 等效負載轉(zhuǎn)矩[T] m。由文獻【1】式(6—8)得 [T] m＝(F
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