【導讀】零件加工的機床有更高的精度和自動化?？紤]到機床的生產(chǎn)能力和成本問題，以。本文以CA6132作為研究對象，主要研究內(nèi)容如下。計算、主電動機的選擇、進給伺服電機的選用、滾珠絲桿的計算與選用。械、動力學原理，重新設(shè)計了車床的主傳動系統(tǒng)，使車床實現(xiàn)變頻無級調(diào)速。合車床工作條件加工質(zhì)量，合理選擇滾珠絲桿、齒輪和伺服電機。計即可實現(xiàn)數(shù)控車床的改造，實現(xiàn)要求的技術(shù)參數(shù)。

　　

【正文】 md2 = 10 030 007 ?? （ 5） 確定滾珠絲桿的規(guī)格代號 選擇內(nèi)循環(huán)浮動法蘭式，墊片預緊 FFZD型 32055 ， wD =，2d = aC = arC = L=108mm R=1346 umN/ 絲桿的支承方式選擇一端固定，一端自由的支承方式，采用一對 760304DF角接觸球軸承 0d =32mm 支承長度為 58mm。 （ 6） 校驗 nD 值 由表 12140中公式（ 12）得 70000max?nDpw （ 45） pwD —— 節(jié)圓直徑， pwD 2dDW?? maxn —— 滾珠絲桿副最高轉(zhuǎn)速， r/min 成都理工大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 600)()( m a x2m a x ?????? nDdnD wpw =1944070000 合格 （ 7） 確定滾珠絲桿的預緊力 pF pF =31 maxF =31 ? 3200=1067 N 取 pF =1000 N. （ 8） 計算行程補償值 C 由表 12140中公式（ 14） 得 C= 310?? utl （ 46） t? —— 溫度變化值， 23 c? ul —— 滾珠絲桿副有效行程，取 行程 +（ 814） hP C=? )70402 2 0( 3 ?????? 取 C= （ 9） 計算預緊力 tF 由表 12140中公式（ 15）得 tF = 2td? = ?? =4071 N （ 47） （ 10） 滾珠絲桿副臨界轉(zhuǎn)速 en 由 12140中公式（ 16）得 22 2710cc Lfdn ? （ 48） f —— 支承系數(shù)，見表 12147 2cL —— 臨界轉(zhuǎn)速計算長度，見表 12147 取 f = ， 2cL = 2 2 2 03 0 03 0 02 ????? KLLL =260mm m i n/6 0 0m i n/1 4 5 3 52 6 0 27 rrnc ????? 合格 （ 11） 滾珠絲桿壓桿穩(wěn)定性驗算 由于軸向最大載荷 3200N小于絲桿預拉伸力 tF =4071N，所以絲桿不會受壓成都理工大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 失穩(wěn)。 由表 12140中公式（ 19）驗算抗拉強度 M p adF tp 440714 222???? ??? 遠低于鋼材許用拉伸力。 （ 12） 系統(tǒng)剛度驗算 由表 12140中公式（ 20）得 nuba RRRR1111 ??? （ 49） aR —— 滾珠絲桿的拉壓剛度， umN/ 。 bR —— 軸承剛度， umN/ ，見表 12146。 滾珠絲桿的拉壓剛度是隨螺母在絲桿上的位置為變化的，最大值在端部（螺母至支承距離最大時，即 402 2203002 ????? kLLa ），螺母處于支承中部時（ 2La? ）最小。 maxaR = 40 222 ??ad =3445 umN/ （ 410） minaR = 150 222 ??ad =918 umN/ 由軸承樣本 Qd =,Z=17,? =60 得 bR =550 umN/ . 滾珠絲桿和滾道的接觸剛度 nuR nuR = 3/13/139。 )1 1 8 1 0 1 0 0(1 3 4 6)( ??aPnu CFR=513 umN/ 1 6 815 1 315 5 019 1 811m i n ????R 2 4 615 1 315 5 013 4 4 511m a x ????R 取最小值 168 成都理工大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 傳動系統(tǒng)最小剛度 71 0 0m i n ??? 方向誤差 FR= （ 411） 168 滿足重復定位要求。 傳動系統(tǒng)的定位誤差 umRRk 5 611 6 81)11( m a xm i n ?????? （ 412） 任意 300mm內(nèi)行程變動量對半閉環(huán)系統(tǒng)而言 kpV ??? =? = 選絲桿副為 2級精度， pV300 =8um，可用。 （ 15） 最終確定絲桿的規(guī)格代號： FFZD型， 0d =32， hP =5， P類 2級精度，標記為 FFZD32055P2。 齒輪傳動消隙機構(gòu) 改造后的車床通過齒輪傳動副來達到以一定的傳動比和轉(zhuǎn)矩要求。有齒輪齒面不能達到理想的要求，存 在著一定的誤差，于是嚙合齒輪總應(yīng)有一定的齒側(cè)間隙才能正常工作。 (1) 剛性調(diào)整法 剛性調(diào)整法的特點結(jié)構(gòu)比較簡單，傳動剛度好，能傳遞較大的動力，但是同樣有不足，當齒輪磨損后齒側(cè)間隙不能自動補償，為了不影響傳動的靈活性，因此加工時對齒輪的厚度及齒距公差要求較嚴。剛性調(diào)整法又可以分為偏心軸套調(diào)整法和軸向墊片調(diào)整法。 （ 2） 柔性調(diào)整法 柔性調(diào)整法采用調(diào)整彈簧力的方法消除齒側(cè)間隙，因而調(diào)整之后齒側(cè)間隙仍可自動，補償，在齒輪厚度和周節(jié)有變化的情況下，也能保持無間隙嚙合。不足的是這種調(diào)整法結(jié)構(gòu)較復雜，傳動剛度低 ，傳動平穩(wěn)性也差。柔性調(diào)整法可分為軸向壓簧調(diào)整法、周向彈簧調(diào)整法和雙齒輪傳動調(diào)整法。 本章小結(jié) 本章主要對車床的進給系統(tǒng)進行數(shù)控化改造，從而達到所設(shè)定的要求。本章成都理工大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 介紹了進給伺服系統(tǒng)的控制方式并且選擇了合適的控制方式。選取合適的伺服電機。滾珠絲桿的選用是本章最主要的內(nèi)容，通過手冊查得的公式和數(shù)據(jù)選取了合適的滾珠絲杠。 成都理工大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 第 5 章 自動換刀裝置的設(shè)計 自動換刀裝置的作用與要求 自動換刀裝置是數(shù)控機床上最普通的一種輔助裝置，由于刀架能夠自動轉(zhuǎn)動，于是工件在一 次裝夾中可以完成多個工序，使工序集中。這樣不僅縮短了裝夾、搬運工件等輔助時間，還可以降低因多次裝夾而產(chǎn)生的誤差，從而提高了加工效率和加工精度。 為了滿足各種的加工要求，自動換刀裝置滿足以下基本要求：換刀時間短，刀具重復定位精度高，有足夠的刀具存儲量。 自動換刀裝置的選用 自動換刀裝置因數(shù)控車床的形式、工藝范圍和刀具的種類與數(shù)量不同而具有不同的形式，目前常用的是回轉(zhuǎn)刀架式和帶刀庫的自動換刀裝置。 回轉(zhuǎn)刀架也成為轉(zhuǎn)塔刀架，它是數(shù)控車床上最簡單、最常用的自動換刀裝置。將各種不同的刀具安裝在回轉(zhuǎn)刀架的回轉(zhuǎn)頭 上，通過回轉(zhuǎn)頭的旋轉(zhuǎn)分度定位來實現(xiàn)車床的自動換刀動作?；剞D(zhuǎn)刀架可以設(shè)計為四方刀架、六方刀架或圓盤式軸向裝刀刀架等多種形式，其上可安裝 4 把、 6 把或更多的刀具。 根據(jù) CA6132的結(jié)構(gòu)特點、加工工藝選取四方轉(zhuǎn)塔刀架作為自動換刀裝置。 本章小結(jié) 自動換刀裝置作為實現(xiàn)自動化主要的部分，本章進行了詳細的介紹，包括換刀裝置所需要達到的要求和換刀裝置的選用。 成都理工大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 結(jié) 論 CA6132普通車床的數(shù)控化改造是一項復雜的任務(wù)，雖然改造的成本相對直接購買數(shù)控車床較低，但是改造周期很長。改造 后的車床精度有很大的提高，但并不能達到數(shù)控車床的標準。所以說車床的數(shù)控化改造只是現(xiàn)階段提高數(shù)控機床占有率的最好的辦法。 本文主要寫的是數(shù)控車床機械部分的改造，并且是一個大概的改造方案，并沒有詳細到每一個環(huán)節(jié)。主要寫了車床三大部分的改造，分別是主傳動系統(tǒng)、進給系統(tǒng)和刀架的改造。主傳動系統(tǒng)是車床的重要部分，主軸的啟停、變速、正反轉(zhuǎn)對主軸傳動系統(tǒng)有很高的要求。通過數(shù)控化改造后的主傳動系統(tǒng)必須能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速、能夠提供足夠大的切削力和功率。于是普通的車床的主軸驅(qū)動電機需用伺服電機替換；主傳動鏈需重新設(shè)計；主軸的結(jié)構(gòu) 形狀、尺寸、支承需重新設(shè)計，從而得到最優(yōu)化的設(shè)計結(jié)果。由于數(shù)控車床需進行復雜回轉(zhuǎn)表面、圓弧面的加工，所以進給系統(tǒng)必須由計算機控制，才能實現(xiàn)數(shù)控編程控制。所以，進給系統(tǒng)必須有單獨的伺服電機進行驅(qū)動，并且為了提高加工精度，用滾珠絲桿替換原先的傳動元件，于是滾珠絲桿的選用就顯得非常重要。刀架的改造相對較輕松，只需拆除原刀架，更換成 4刀位轉(zhuǎn)塔刀架。但是自動換刀裝置的作用卻非常大。 成都理工大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 致 謝 隨著畢業(yè)時間的臨近，我們的畢業(yè)設(shè)計也即將完成。在此感謝指導老師劉老師對我們的指導。如果不是劉老師抽出 時間指導、監(jiān)督我們學習，我想我們不會像現(xiàn)在這樣輕松的完成畢業(yè)設(shè)計。劉老師每周都抽出一天的時間對我們進行指導，解決我們在設(shè)計過程中所遇到的難題，使我們不被問題所困擾。通過這次畢業(yè)設(shè)計，我們鍛煉了自己學習的能力和綜合知識的能力，同時也在設(shè)計過程中學習到了很多有關(guān)車床的知識，將我所學的知識應(yīng)用到車床的數(shù)控化改造中，這是一次很好的學些和實踐的機會，在此感謝學校能提供這樣的機會和環(huán)境給我們。同時也要感謝所有的任課老師，感謝你們辛勤的教育和無私的付出。 成都理工大學 2020 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 參考文獻 [1] 曹仁濤，馬慶偉．普通機床數(shù)控化改造技術(shù)問題研究 [J]．甘肅科技， 2020， 24(14)：5961. 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