【導(dǎo)讀】計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩Teq???????針對目前制造業(yè)的技術(shù)裝備現(xiàn)狀，對傳統(tǒng)機械制造業(yè)裝。我國制造業(yè)的發(fā)展方向。本課題是針對己報廢的C6140普通廢舊車床進行數(shù)控化改造，其現(xiàn)實意義。提升，以解決目前設(shè)備老化所帶來的問題。類進入信息社會奠定了基礎(chǔ)。近半個世紀(jì)以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和。人們不得不采用數(shù)字邏輯電路“搭”成一臺機床專用計算機作為數(shù)控系統(tǒng)，被稱為硬。件連接數(shù)控，簡稱為數(shù)控。到1970年，通用小型計算機業(yè)已出現(xiàn)并成批生產(chǎn)。于是將它移植過來作為數(shù)控系統(tǒng)的核心部。規(guī)模集成電路技術(shù)集成在一塊芯片上，稱之為微處理器,又可稱為中央處理單元。到1974年微處理器被應(yīng)用于數(shù)控系統(tǒng)。富裕，不如采用微處理器經(jīng)濟合理。機可靠性也不理想。早期的微處理器速度和功能雖還不夠高，但可以通過多處理器結(jié)構(gòu)來解決。于微處理器是通用計算機的核心部件，故仍稱為計算機數(shù)控。代——微處理器和1990年的第六代——基于PC。

　　

【正文】 何負載時的最高空載起動頻率 fq=1800Hz。則由式fL=fq/ meq JJ /1? 可以求出步進電動機克服慣性負載的起動頻率為： fL=fq/ meq JJ /1? =1087Hz 上式說明，要想保證步進電動機起動時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于 1087Hz。實際上，在采用軟件升降頻時，起動頻率選得很低，通常只有 100Hz（即 100脈沖 /s）。 綜上所述， 本例中縱向進給系統(tǒng)選用 130BYG5501步進電動機，可以滿足設(shè)計要求。 機械設(shè)計及自動化專業(yè)課程設(shè) 計（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 第 1 頁 共 28 頁 主軸交流伺服電機的計算與選型 主軸能實現(xiàn)的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比稱為變速范圍 Rn, 即 Rn=nmax/nmin,數(shù)控機床的工藝范圍寬，切削速度與刀具，工件直徑變化很大，所以主軸變速范圍很寬。 由于 nmax =1800 nmin=14 Nmax/nj=2nnj/nmin （ 9） 則 nj=2 141800?=113r/min 這里 nj為電動機的額定轉(zhuǎn)速 該機床主軸要求的恒功率調(diào)速范圍 Rn為： Rn=nmax/nj （ 10） =1800/113= 主軸電機的功率是： 選主軸電機的型號為： SIMODRIVE 系列交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)型號為 1HP61674CB4，連續(xù)負載PH/KW=，間歇負載（ 60%） /kw=,短時負載（ 20min） /kw=,額定 負載n/? =5000，最大轉(zhuǎn)速 nmax/r/min=8000,額定轉(zhuǎn)矩 ,慣性矩 晶體管 PWM變頻器型號為 6SC60584AA02 電動機恒功率調(diào)速范圍： Rn=nmax/nmin =8000/500 =16 所以所選電動機型號的調(diào)速范圍滿足主軸所要求的調(diào)速范圍。 第 6章 繪制進給伺服系統(tǒng)的機械裝配圖 在完成滾珠絲杠螺母副和步進電機的計算選型后 可以著手繪制進給伺服系統(tǒng)的機械裝配圖。在繪制機械裝配圖時，除了從總體上考慮機床布局情況以及伺服進給機構(gòu)與原機床的聯(lián)系外， 還應(yīng)認(rèn)真的考慮與具體結(jié)構(gòu)設(shè)計有關(guān)的一些問題。 （ 1） 了解原機床的詳細結(jié)構(gòu)，從有關(guān)資料中查閱床身、縱溜板、橫溜板、刀架等的結(jié)構(gòu)尺寸。 （ 2） 根據(jù)載荷特點和支承形式確定絲杠兩端支承軸承的型號，軸承座的結(jié)構(gòu)以及軸承預(yù)緊和調(diào)節(jié)方式，確定齒輪軸支承軸承的型號。 聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 24 （ 3） 考慮各部件之間的定位、聯(lián)接和調(diào)整方法。例如，應(yīng)保證絲杠兩端支承與滾珠絲杠螺母同軸，保證絲杠與機床導(dǎo)軌平行，考慮螺母座。軸承座在安裝面上的聯(lián)接與定位、齒 輪箱在安裝面上的定位、步進電機在齒輪箱上的聯(lián)接與定位等。 （ 4） 考慮密封、防護、潤滑以及安全機構(gòu)等問題。例如，絲杠螺母的潤滑、防塵、防鐵屑保護、軸承的潤滑及密封、齒輪的潤滑及密封、行程限位保護裝置等。 （ 5） 在進行各零部件結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)注意裝配的工藝性，考慮正確的裝配順序，保證安裝、調(diào)試和拆卸的方便。 此外，注意繪制裝配圖時的一些基本要求。例如，制圖標(biāo)準(zhǔn)、視圖布置及圖形畫法要求、重要的中心距、中心高、聯(lián)系尺寸和輪廓尺寸的標(biāo)準(zhǔn)、重要配合的標(biāo)注、裝配技術(shù)要求、標(biāo)題欄要求等。 第 7 章 元件的選擇 SZGDBM01 光電編碼器 概述 SZGDBM01 光電編碼器，是常用的位移、角位移、長度、深度等機械量的檢測器件，廣泛用于化工、冶金、能源、輕工、紡織、電子、機械、汽車等行業(yè)。 主要技術(shù)性能 SZGDBM01 的分類方法 機械設(shè)計及自動化專業(yè)課程設(shè) 計（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 第 1 頁 共 28 頁 數(shù)控刀架 /AK21 系列刀架： AK21160*4*4C 安裝圖及尺寸： 型 號 A B C L1 L2 H1 H X X1 y h Ф 1 Ф 2 M H3 H4 N AK211604 126 126 146 441 225 219 70 160 170 112 13 20 82 / / 44 AK211604C 117 126 146 388 273 217 70 160 170 114 32 13 20 60 / / 32 主要參數(shù)： 序號 項 目 AK211604 ? 4C 1 刀臺方 (mm) 160 2 工位數(shù) (個 ) 4 3 裝刀基面高 (mm) ≥70 4 裝刀基準(zhǔn)孔高 (mm) / 5 單工位轉(zhuǎn)位時間 (s) 6 刀架轉(zhuǎn)速 (r/min) 17 7 最大切向力矩 (N .m) 500 8 最大顛覆力矩 (N .m) 1250 9 重復(fù)定位精度 (mm) 10 毛重 (Kg) 38 11 凈重 (Kg) 30 12 箱體尺寸 (mm) 560400353 結(jié)論 這次畢業(yè)設(shè)計持續(xù)的時間為 8周，時間對于我們來說是非常長的。這次我畢業(yè)設(shè)計的題目是：把 C6140普通車床設(shè)計成為經(jīng)濟型數(shù)控車床。剛剛接受到這個題目的時候，感覺很難，因為以前從來沒有接觸過這方面的設(shè)計，頭腦里一個最基本的概念都沒有，后來老師給我們大體上講了一下基本過程，經(jīng)過一個星期的研究，終于有一點眉目，再經(jīng)過兩個星期資料搜集，包括車床的說明書等等，設(shè)計進入了正式的軌道。 在生活逐漸自動化的今天，對加工制造的精度和加工效益都提出了很高 的要求，因此對機床等加工設(shè)備提出了很高的要求。以前單一的靠手工操作的機床，在很大程度上已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的要求，數(shù)控機床的改造已經(jīng)成為一種必要。但這次機床的改造是在原有的機床上換掉部分零部件，使它具有數(shù)控機床的基本功能，如不用手工操作能自動控制進給量等。但又考慮到改造成的是經(jīng)濟型數(shù)控車床，所以在選材等方面，必須考慮到經(jīng)濟這一重要問題。 因為我以前的基礎(chǔ)知識掌握得不牢固，在這次設(shè)計中確實是遇到了很多的問題，但在這過程中，聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 26 我又學(xué)會了很多東西，在以前的小設(shè)計中，有些能馬馬虎虎過去的問題，就糊里糊涂過去了， 可這次是一切正規(guī)化，不能有半點含糊，因此壓力又大了很多，但是只要有一個明確的目標(biāo)，樂在其中，特別是把以前學(xué)過的知識又溫習(xí)了一下，而且把很多門課程都串聯(lián)在一起，形成一個大的框架，這樣確實是有一種豁然開朗、煥然一新的感覺。 通過這最后的畢業(yè)設(shè)計，我從一開始的只要完成任務(wù)的心態(tài)到后來的主動去學(xué)習(xí)，去努力的學(xué)習(xí)態(tài)度，這是一個不小的進步，并且把以前學(xué)過的知識融匯貫通，看到了自己的許多不足之處。老師也給我提出了很高的要求，它要求我每一個零部件都要按照標(biāo)準(zhǔn)去查手冊。另外，我也學(xué)會了互相幫助，互相學(xué)習(xí)，合作的團體精 神，嚴(yán)格要求自己，形成嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，這將會帶到我們以后的工作中去。 參考文獻 [1]張新義主編．經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計．北京：機械工業(yè)出版社， 1998 [2]余英良主編．機床數(shù)控改造設(shè)計與實例．北京：機械工業(yè)出版社， 1994 [3]王貴明主編．?dāng)?shù)控實用技術(shù)．北京：機械工業(yè)出版社， 2020 [4]普通 C6140車床的說明書 [5]張建明主編．機電一體華系 統(tǒng)控制．北京：高等教育出版社， 2020 [6]鄧星鐘主編．機電傳動控制．武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2020 [7]王愛玲主編．現(xiàn)代數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與設(shè)計．北京：兵器工業(yè)出版社， 1999 [8]卜云峰主編．機械工業(yè)及自動化簡明設(shè)計手冊上下冊．北京：機械工業(yè)出版社， 1999 機械設(shè)計及自動化專業(yè)課程設(shè) 計（論文） 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 第 1 頁 共 28 頁 [9]世紀(jì)星數(shù)控裝置連接說明書 ． 武漢：武漢華中數(shù)控股份有限公司， 2020 [10]李洪主編．實用機床設(shè)計手冊 .沈陽 :遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 ， 1999 [11]尹志強主編 ． 系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 ． 合肥：機械工業(yè)出版社， 2020 [12]陶曉杰主編．伺 服電機用于車床進 給 系統(tǒng) .制造業(yè)自動化，第 22期 ， 2020 [13]機床設(shè)計手冊編寫組，機床設(shè)計手冊（第三冊），機械工業(yè)出版社， 1986 [14]李立強等主編． 數(shù) 控車床自動轉(zhuǎn)位刀臺設(shè)計，制造技術(shù)與車床， 2020 [15]黃玉美主編． 車 床總體方案的創(chuàng)新設(shè)計，設(shè)備管理與維修， 2020 [16]孫桓等主編．機械原理，高等教育出版社 ， 1995 [17]陶乾 主編 ． 金屬切削原理 ， 高等教育出版社 ， 1957 [18]劉淑華．淺談數(shù)控車床主傳動系統(tǒng)設(shè)計 .52668網(wǎng)路博覽會 .產(chǎn)業(yè)頻道 ， 2020 [19]楊波．淺談機床數(shù)控改造 .eworks,eworks論壇 ， 2020 [20]大連理工大學(xué)工程畫教研室主編 .機械制圖 .北京 :高等教育出版社 ， 1993 聶鷗： 臥式車床 C6140 數(shù)控化改造設(shè)計 28 附表 1 名稱 符號 單位 步進電機的步距角 ? b (176。 )/脈沖 脈沖當(dāng)量 ? mm 滾珠絲杠導(dǎo)程 Ph mm 轉(zhuǎn)動慣量 J 直徑 d mm 機床電機功率 Pe KW 滾珠絲杠公稱直徑 do mm 滾珠絲杠螺紋外徑 d1 mm 滾珠絲杠螺紋底徑 d2 mm 滾珠絲杠滾珠直徑 Dw mm 傳動效率 ? N 滾珠絲杠預(yù)緊力 Fyj N 工作載荷 Fm N 滾珠絲杠最大動載荷 FQ N 最大靜轉(zhuǎn)矩 Mjmax 加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量 Jeq N． m 加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩 Teq N． m 主切削力 Fc N 背向力 Fp N 進給力 Ff N 滾珠絲杠最大工作載荷 Fm N 折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩 Teq1 N． m 快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的等效負載轉(zhuǎn)矩 Teq1 N． m