畢業(yè)論文-ca6140車床的數(shù)控改造—進(jìn)給系統(tǒng)的改造(編輯修改稿)
2025-07-21 01:38 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ，通過光杠傳動實(shí)現(xiàn)刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動、橫向進(jìn)給運(yùn)動和快速移動，通過絲杠帶動刀架作縱向直線運(yùn)動，以便車削螺紋。3．傳動系統(tǒng)的分析 該機(jī)床的傳動系統(tǒng)可以分解為主運(yùn)動傳動鏈和進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈。進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈又可分解為螺紋進(jìn)給傳動鏈、縱向機(jī)動相橫向機(jī)動進(jìn)給傳動鏈，同時還有刀架的快速移動傳動鏈。（1）主運(yùn)動傳動鏈 ① 傳動路線 CA6140型臥式車床主運(yùn)動，是由主電動機(jī)經(jīng)三角皮帶傳至主軸箱中的軸I，軸I上裝有一個雙向多片式摩擦離合器M1，用以控制主軸的啟動停止和換向。軸I的運(yùn)動經(jīng)離合器M1和軸IIIII間變速齒輪傳至軸III，然后分兩路傳遞給主軸。 a高速傳動路線 主軸VI上的滑移齒輪Z50處于左邊位置，運(yùn)動經(jīng)齒輪副直接傳給主軸。b中低速傳動路線 主軸VI上的滑移齒輪Z50處于右邊位置，且使齒式離合器M2接合，運(yùn)動經(jīng)軸IIIIVV間的背輪機(jī)構(gòu)和齒輪副傳給主軸。② 主軸的轉(zhuǎn)速級數(shù)與轉(zhuǎn)速計(jì)算 根據(jù)傳動系統(tǒng)圖和傳動路線表達(dá)式，主軸正轉(zhuǎn)可獲得2180。3180。(2180。21)+2180。3=24級不同轉(zhuǎn)速。同理，主軸反轉(zhuǎn)12級。 （2）螺紋進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈CA6140型臥式車床螺紋進(jìn)給運(yùn)動傳動鏈，可以保證機(jī)床車削公制、英制、模數(shù)制和徑節(jié)制四種標(biāo)準(zhǔn)螺紋。此外，還可以車削大導(dǎo)程、非標(biāo)準(zhǔn)和較精密的螺紋。不同標(biāo)準(zhǔn)的螺紋用不同的參數(shù)表示其螺距。無論車削哪一種螺紋，都必須在加工中保證主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具準(zhǔn)確地移動被加工螺紋一個導(dǎo)程的距離。 （3）機(jī)動進(jìn)給傳動鏈 實(shí)現(xiàn)一般車削時刀架機(jī)動進(jìn)給的縱向和橫向進(jìn)給傳動鏈，由主軸至進(jìn)給箱中軸XVII的傳動路線與車公制或英制常用螺紋的傳動路線相同，其后運(yùn)動經(jīng)齒輪副傳至光杠XIX（此時離合器M5脫開，齒輪Z28與軸XIX 齒輪Z56 嚙合)，再由光杠經(jīng)溜板箱中的傳動機(jī)構(gòu)，分別傳至光杠齒輪齒條機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給絲杠XXVII。 溜板箱中的雙向牙嵌式離合器MM9和齒輪傳副組成的兩個換向機(jī)構(gòu)，分別用于變換縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動的方向。利用進(jìn)給箱中的基本螺距機(jī)構(gòu)和增倍機(jī)構(gòu)，以及進(jìn)給傳動鏈的不同傳動路線，可獲得縱向和橫向進(jìn)給量各64種。 （4）刀架的快速移動傳動路線 刀架的快速移動是使刀具機(jī)動地快速退離或接近加工部位，以減輕工人的勞動強(qiáng)度和縮短輔助時間。當(dāng)需要快速移動時，可按下快速移動按鈕，裝在溜板箱中的快速電動機(jī)（，2800r/min）的運(yùn)動便經(jīng)齒輪副傳至軸XX，然后再經(jīng)溜板箱中與機(jī)動進(jìn)給相同的傳動路線傳至刀架，實(shí)現(xiàn)縱向和橫向的快速移動。 圖12 CA6140傳動結(jié)構(gòu)圖第二章 總體改造方案根據(jù)實(shí)際工況，CA6140型車床的數(shù)控化改造方案如下： 1 數(shù)控系統(tǒng)選用南京產(chǎn)J WK 15T 型數(shù)控系統(tǒng) 一般小型機(jī)床的數(shù)控化改造多半采用開環(huán)控制方式。數(shù)控系統(tǒng)多數(shù)為以單板機(jī)為主控制單元的簡易數(shù)控系統(tǒng)。因?yàn)樵摽刂品绞酵顿Y少，安裝調(diào)試方便。這里我們選用南京產(chǎn)J WK 15T 型機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)安裝到CA6140車床上。經(jīng)過改裝后的數(shù)控機(jī)床工作原理框圖如圖1 所示。圖21 數(shù)控機(jī)床工作原理圖本系統(tǒng)由數(shù)控單元雙 8031機(jī)、步進(jìn)驅(qū)動單元、專用控制程序、功率驅(qū)動、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)減速裝置或轉(zhuǎn)位機(jī)構(gòu)和絲杠等組成。在加工零件時, 編制的數(shù)控程序數(shù)據(jù)輸入 RAM(62256)中,專用控制程序 EPRAM (27256 .2764) 在中央處理單元的支持下,按照所輸入的加工程序數(shù)據(jù), 經(jīng)過計(jì)算處理 , 發(fā)出一系列的組合脈沖,經(jīng)過驅(qū)動功放,驅(qū)動步進(jìn)電動機(jī),拖動機(jī)械負(fù)載分別控制縱、橫兩個方向的運(yùn)動方向、運(yùn)動速度、位移長度,實(shí)現(xiàn)車床的微機(jī)控制。當(dāng)程序執(zhí)行到換刀指令時,指令只給四個霍爾元件中的一個提供電源, 并同時接通電機(jī)電源使電機(jī)正轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)位完成,霍爾元件反饋, 控制電機(jī)反轉(zhuǎn),夾緊完成。然后執(zhí)行下面的加工程序。 我們選用的J WK 15T型機(jī)床數(shù)控系統(tǒng),采用ISO國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼編程,能自動完成車削端面、內(nèi)外圓柱面、倒角、任意錐面、球面、圓弧逼近的任意曲面以及公英制的螺紋加工,并配有完備的S、M、T功能。系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),內(nèi)部設(shè)有計(jì)算機(jī)、電源、接口、驅(qū)動等模塊,具有體積小、重量輕、功耗低、功能多、速度高、操作維修方便等特點(diǎn)。2 保留原機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，在主軸安裝一個脈沖發(fā)生器圖22 主軸箱改造圖 在改造時，一般不改造主軸箱。因?yàn)槿舾脑熘鬏S箱，必然使機(jī)床改造的總費(fèi)用加大，改造周期也將延長，這樣會降低中、小型普通機(jī)床的改造的經(jīng)濟(jì)價值。在主軸加脈沖發(fā)生器，是為了保證車螺紋時嚴(yán)格的運(yùn)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(jìn)電機(jī)的信息交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架縱向進(jìn)給一個螺紋導(dǎo)程的車螺紋運(yùn)動。3 進(jìn)給系統(tǒng)的改造取消原進(jìn)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(jìn)行減速, 然后與步進(jìn)電機(jī)相聯(lián)。普通車床的進(jìn)給傳動多半為齒輪傳動，隨著進(jìn)給變換級數(shù)的增多，齒輪對數(shù)和操縱機(jī)構(gòu)顯著增加。傳動鏈的增長，不僅使進(jìn)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(jìn)給系統(tǒng)的改造主要是減少進(jìn)給箱內(nèi)的齒輪對數(shù)，縮短進(jìn)給傳動鏈。所以一般改造時，是去掉進(jìn)給箱。 用滾珠絲杠副代替普通絲杠副是因?yàn)闈L珠絲杠副具有傳動精度高、效率高、運(yùn)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(diǎn)。4 導(dǎo)軌副設(shè)計(jì)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(yùn)動部件的定位精度。在原移動部件
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