ca6132普通車床數(shù)控化改造畢業(yè)設計(編輯修改稿)
2025-09-05 22:00 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 生產(chǎn)效率。但從目前企業(yè)面臨的情況看，因數(shù)控機床價格較貴，一次性投資較大使企業(yè)心有余而力不足。我國作為機床大國，對普通機床數(shù)控化改造不失為一種較好的良策。因此為了今后在工作中能盡快的熟悉使用數(shù)控技術對機床進行數(shù)控化改造，本次畢業(yè)設計我選擇對 CA6132 普通車床進行數(shù)控化改造，通過這次設計以提高自己在數(shù)控技術應用方面的能力。 改造的主要內(nèi)容本次改造的普通車床型號為 CA6132 如下圖，其有關參如下，基本參數(shù)6床身上最大回轉直徑 mm 340刀架上回轉直徑 mm 180二頂尖間距離 mm 750主軸通孔直徑 mm 50主軸頭形式 ISO 720/II 床身導軌寬度 mm 400床身導軌硬度 HRC 52主電機功率 kW 4主軸轉速范圍 r/min 301600根據(jù)以上參數(shù)以及改造的相關要求對其進行數(shù)控化改造，主要包括傳動系統(tǒng)的機械改造和數(shù)控裝置的設計。由于對經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工精度要求不高（一般能達到半精加工精度就可以了） ，為簡化結構、降低成本，選用半閉環(huán)控制系統(tǒng)。通過控制縱、橫進給系統(tǒng)，保證改造后的車床具有定位、直線插補、圓弧插補、暫停等功能。為實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用伺服電機經(jīng)齒輪減速再傳動絲杠；為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。為了能實現(xiàn)螺紋加工,在主軸上連接旋轉編碼器。為了能實現(xiàn)自動換刀,改用數(shù)控電動刀架。 機械部分的改造 主傳動系統(tǒng)的改造為了降低成本和改造的工作量，突出改造的經(jīng)濟性，保留原有傳動系統(tǒng)和變速機構，乘用機床原有的普通三相異步交流電動機拖動，即能滿足改造的要求?？紤]到加工過程中當電網(wǎng)電壓和切削力矩發(fā)生變化時,電機的轉速也會隨之波動,直接影響加工零件的表面粗糙度。因此為提高加工精度,實現(xiàn)主軸自動無級變速,在主軸上增加了交流異步電動機變頻調(diào)速系統(tǒng),從而不需進行機械換檔。現(xiàn)在我們選用安川變頻器進行變頻調(diào)速。（1） 變頻器容量的選擇變頻器容量選擇的基本原則是負載電流不超過變頻器額定的電流。由于變7頻器的過載能力沒電機的的過載能力強，所以電動機有過載時，損壞的首先是就變頻。因此選擇變頻器的電流和功率應比電動機的電流或功率在一個等級，一般為 ≥ I ≥式中 變頻器額定功率 (kW)。c P 電動機額定功率(kW)。M I 變頻器額定電流(A)。n I 電動機額定電流 (A).max所以我們現(xiàn)在選用安川 Varispeed G7 系列變頻器 400V 級中的 CIMRG7A45P5 為我們所用的變頻器。 。（2）編碼器的選擇：由于車削加工過程常常會遇到螺紋加工，所以要在主軸上連接一旋轉編碼器供加工螺紋使用。旋轉編碼器與車床主軸之間用彈性元件聯(lián)結，具體用波紋管聯(lián)結。通過對比，選用上海恒祥光學電子有限公司的 S70 系列增量型旋轉編碼器。其相關資料如下，8外徑:Ф70（實心軸）軸徑:Ф8 D 型口 連接方式:插座側出 電壓:DC5 ～24V 分辨率:10～5000P/R 輸出形式: 集電極開路、電壓、長線和推拉輸出 防護等級:IP54 安裝形式：軸向固定 滾珠絲杠和伺服電機的選擇計算為了提高傳動效率和產(chǎn)品的加工精度，縱、橫向傳動全部用滾珠絲杠。由于本次改造的是經(jīng)濟型數(shù)控機床，其結構簡單、價格便宜，調(diào)試、維護方便，一般用于精度不高的經(jīng)濟型數(shù)控機床，并且本次改造的機床主要用于粗加工及半精加工。為降低改造成本，決定采用伺服半閉環(huán)控制方式對 X 軸（橫向）和9Z 軸（縱向）進給系統(tǒng)進行改造。采用伺服電機經(jīng)齒輪減速再傳動給 X 軸和 Z軸絲杠；為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。縱向進給系統(tǒng)的設計 經(jīng)濟型數(shù)控車床的改造一般是伺服電動機減速驅動絲桿，螺母固定在溜板箱上，帶動刀架左右移動。伺服電機的布置，可放在絲桿的任意一端，對車床的改造來說，外觀不必象產(chǎn)品設計要求的那么高，而從改造方便，實用方面考慮，一般都把步進電機放在縱向絲桿的右端?？v向進給系統(tǒng)的設計計算 已知條件：工作臺重量 W=800N，加速時間常數(shù) t=25ms，滾珠絲杠基本導程L =6mm，快速進給速度 V =2m/min。切削力計算由《機床設計手冊》可知，o max切削功率式中Pc=NηKP電機功率，由條件我們選 P=4 KWη主傳動系統(tǒng)總效率，一般為 ～,取 η=。K進給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為 K=則： Pc =4=切削功率應按在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大切削力(或轉距)和最大切削轉速(或轉速)來計算,即 Pc = 1060z?F3?或 Pc= 95Tn式中 F 主主切削力(N)。z ν切削速度（m/min） T切削轉距() n主軸轉速(r/min)設按最大切削速度來計算，取 ν=100m/min，則主切削力Fz= = （N）=（N）3106?vPc1072.3?從《機床設計手冊》中可得知，在一般外圓車削時：Fx=(～)Fz Fz=(～)FzFx==＝Fy===(2)滾珠絲桿設計計算 滾珠絲杠副已經(jīng)標準化，因此，滾珠絲杠副的設計歸為滾珠絲杠副型號的選擇。101）計算作用在絲杠上的最大動負荷 ：首先根據(jù)切削力和運動部件的QF重量引起的進給抗力，計算出絲杠的軸向載荷，再根據(jù)要求的壽命值計算出絲杠副應能承受的最大動載荷 。Q式中 —工作負載(N)指數(shù)控機床工作時實際作用在滾珠絲桿上的軸向力 。QF —運轉系數(shù)，一般運轉系數(shù) 取 ~，有沖擊的運轉 取wf wf wf~； —硬度系數(shù)，為 60HRC 時， 為 1；為60HRC 時， 1。Hf Hf Hf
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