【正文】 況發(fā)生，在電路和接口之間實行光電隔離，為了報警，還設有報警電路。當綠色的發(fā)光二極管亮時表示工作正常，當紅色發(fā)光二極管亮時，表示溜板箱已到極限位置 滾珠絲杠副滾珠絲杠副能保證機床進給動作靈敏、裝配效率和傳動精度要求。在滾珠絲杠副中是滾動摩擦，它具有以下特點：①摩擦損失小，傳動效率高，可達90％～96％；②采用雙螺母預緊后，可以很好的消除間隙，提高傳動剛度；圖55 滾珠絲杠預緊調(diào)整機構 1螺母 2螺母 3調(diào)整螺母③摩擦阻力小，動靜摩擦力之差極小，能保證運動平穩(wěn)，不易產(chǎn)生低速爬行現(xiàn)象。磨損小、壽命長、精度保持好； ④不能自鎖、有可逆轉性，既能將旋轉運動轉換為直線運動，或將直線運動轉換為旋轉運動。因此絲杠立式使用時，應增加制動裝置；⑤運動速度受一定限制，傳動速度過高時,滾珠在其回路管道內(nèi)易產(chǎn)生卡珠現(xiàn)象。滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和預緊方法有墊片調(diào)隙式、螺母調(diào)隙式、齒差調(diào)隙式。為保證反向傳動精度和機構的軸向間隙，并應適當預緊，本設計采用雙螺母墊片式調(diào)隙法即雙螺母結構來解決。圖55所示為墊片式調(diào)整機構，修磨墊片3的厚的，使螺母2相對于螺母1產(chǎn)生軸向位移，從而消除軸向間隙并獲得適當?shù)念A緊. 機床導軌滑動導軌具有結構簡單，制造方便，接觸剛度大的優(yōu)點。但傳統(tǒng)滑動導軌摩擦阻力大，磨損快，動靜摩擦系數(shù)差特別大，低速時易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。除簡易數(shù)控機床外，在其它數(shù)控機床上已不采用。在數(shù)控機床上常采用有耐磨粘貼帶覆蓋層的滑動導軌和新型塑料滑動導軌。它們具有良好的摩擦性能及使用壽命長的特點，尤其是塑料導軌將有代替滾動導軌的趨勢。本設計考慮到改造的方便性和經(jīng)濟性，采用貼塑導軌。將原機床導軌進行修整后貼塑，使其成為貼塑導軌。采用的材料時我國生產(chǎn)的軟帶材料，、。考慮承載變形宜選用厚度小的規(guī)格，同時考慮到加工余量。貼塑軟帶粘結工藝非常簡單，可直接粘結在原有滑動導軌上，不受導軌形式的限制，各種組合形式的滑動導軌均可粘結。粘結前按導軌的精度要求對金屬導軌進行加工修整，金屬粘結表面與軟帶粘結面應清洗干凈，用特殊配制的粘合劑粘結，加以固化，待其完全固化后進行加工。第六章 自動轉位刀架 臥式車床數(shù)控改造應將原機床的普通手動轉位刀架替換成自動轉位刀架。自動轉位刀架由數(shù)控系統(tǒng)控制，效率高，工藝性能可靠。根據(jù)所加工零件的工藝要求及機床控制方式確定自動刀架的刀位數(shù)和刀架類型。 數(shù)控車床刀架的基本要求數(shù)控車床的刀架是機床的重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，在一定程度上，刀架的結構和性能體現(xiàn)了機床的設計和制造技術水平，所以有如下要求：①轉位準確可靠，工作平穩(wěn)安全；②按最短線路就近選擇，轉位時間短；③重復定位精度高；④防水、防屑，密封性能優(yōu)良；⑤夾緊剛性高，適宜重負荷切削。 數(shù)控車床刀架結構本設計采用的是常州宏達機床數(shù)控設備廠立式轉位刀架，其結構表61:參數(shù)如圖，其大致尺寸如圖61和表61。圖61 自動轉位刀架大致尺寸圖型號1908140192202015215219212168133752421622390表61 工作原理 圖 62 自動轉位刀架工作原理圖自動轉位刀架工作原理如圖62所示，微電機經(jīng)彈簧安全離合器至渦輪副帶動螺母旋轉，螺母抬起刀架使定位用的端齒盤的上盤與下盤分離，隨即帶動刀架旋轉到位。然后發(fā)信號使電機反轉鎖緊，完成刀架換位后，再進行切削加工。其具體過程是：當微機發(fā)出換刀信號后，刀架控制器中繼電器動作，電動機正轉驅動渦輪蝸桿減速機構， 螺桿升降機構使上刀架上升, 當上刀架上升到一定高度時，離合轉盤 起作用，帶動上刀體旋轉。刀架上端的發(fā)信盤中對應每個刀位都安裝一個霍爾元件，當 ( 1電機；2固定安裝絲杠；3安全離合器；4刀架)上刀體旋轉到某一刀位時，該刀架上霍爾元件輸出高電平。在上刀體旋轉過程中，發(fā)信盤不斷的向數(shù)控系統(tǒng)反饋刀位信號。數(shù)控系統(tǒng)將反饋刀位信號與指令刀位信號相比較，當兩信號相同時，說明上刀體已旋轉到所選刀位。此時，數(shù)控系統(tǒng)立即控制刀架控制繼電器使電動機反轉，活動銷反靠在反靠盤上初定位。在活動銷反靠作用下，螺桿帶動上刀體下降，直至齒牙盤嚙合，完成精定位，并通過渦輪蝸桿鎖緊螺母，使刀架緊固。向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出轉位完成信號，切斷電源，電機停轉，完成選刀過程。 刀架的安裝 圖63 刀架的安裝尺寸該刀架安裝時，需先拆除原機床上的小拖板和原刀架，然后把電動刀架置于中拖板上。此時，刀架高度應使車刀前刀面基本通過車床主軸軸心線，否則要在刀架下面加墊板，調(diào)整其高度。然后，卸掉刀架電動機風扇罩殼，逆時針方向轉動電動機，使上刀體相當于下刀體轉動450左右。打裝螺孔，再用內(nèi)六角螺栓將刀架與中拖板固定，固定時應注意，將刀架的兩側面分別與車床縱向和橫向的進給方向平行。電動刀架與系統(tǒng)的連線應如下安裝：沿橫向工作臺右側面先走線到車床后面，再沿車床后導軌下方拉出一鐵絲滑線，走線到系統(tǒng)。其好處在于:避免走線雜亂無章，而使得加工時切屑、切削液以及其它雜物磕碰電動刀架連線。第七章 編碼盤安裝部分的結構設計我們知道在經(jīng)濟型數(shù)控車床上加工螺紋或絲杠時，須培植主軸脈沖發(fā)生器（即編碼盤）作為車床主軸位置信號的反饋元件，它與車床主軸同步轉動，發(fā)出主軸轉角位置變化信號，輸送到計算機。 光電編碼器工作原理脈沖編碼器是一種旋轉式脈沖發(fā)生器，它把機械轉角變成電脈沖，是一種常用的角位移傳感器。編碼盤按一定的編碼形式如二進制編碼，二十進制編碼等，將一個圓盤分成若干等 份，并利用電子、光電或電磁器件， 把代表被 圖71 脈沖發(fā)生器測位移的個等份上的數(shù)碼轉換成便于應用的二進制或其它表達方式。脈沖編碼器分為光電式、接觸式和電磁感應式三種。就精度與可靠性來講，光電式脈沖編碼器優(yōu)于其它兩種。數(shù)控機床上只用光電式脈沖編碼器。由霍爾效應構成的電磁感應式脈沖發(fā)生器也有作速度檢測元件用。(如上7—1圖) (b) (c)增量式光電編碼器安裝在主軸尾部，光電編碼器具有體積小、重量輕、力矩小、多脈沖、承載能力強、可靠性高、壽命長等特點。光電編碼器工作原理如圖71（），為等 階距透光窄縫圓盤，、為發(fā)展光源，、為受光元件，、錯開。當圓盤旋轉一個階距時，得到圖71（）所示的光電波形輸出，經(jīng)放大整形，得到圖71（）所示方波。利用、的相位關系可以判別主軸工件的旋轉方向。相為基準脈沖，編碼器旋轉一周，相產(chǎn)生一個脈沖。車制螺紋時，編碼器與主軸同步旋轉，同時發(fā)出與主軸相對應的脈沖信號，控制刀架向方向進給運動。車床要切制出合格的螺紋，必須保證工件轉一圈，車刀沿方向進給一個螺距。編碼器與主軸及工件同步轉動，編碼器的、信號與數(shù)控單元的計數(shù)器聯(lián)接。車螺紋時主軸轉一圈，編碼器相產(chǎn)生一個脈沖信號，在每次開始進刀切削前，掃描相脈沖信號。相信號到來時開始切削，否則等待。 步進電機頻率對編碼盤的限制在使用主軸脈沖發(fā)生器時，受到步進電機頻率的限制。如采用1000的工作頻率，加工3螺距的螺紋時，步進電動機頻率為300，而主軸脈沖發(fā)生器頻率為100060=60000，所以車床主軸轉速=100060/300=200，即車床主軸轉速不得超過200轉；如將主軸脈沖發(fā)生器的頻率提高到2000 ，轉速也僅達到400。由此可見，當螺距越大時，允許的車床主軸轉速也就越低。 編碼盤的安裝編碼盤的安裝一般有兩種方式，即同軸安裝和異軸安裝。同軸安裝的結構簡單，聯(lián)接方便，但安裝后不能加工穿出主軸孔的較長的工件；而異軸安裝無此缺陷?？紤]到這一點，本設計為使改造設計的車床具有較強的通用性，決定采用異軸安裝的方式來安裝編碼盤。如圖72中，編碼盤通過傳動比為1：1的同步齒形帶與主軸聯(lián)系起來。工作時，編碼器與主軸同步旋轉，數(shù)控裝置控制進給步進電機準確地配合主軸的旋轉而產(chǎn)生進給運動。保證主軸每轉一轉， 螺紋車刀移動一個螺紋導程，同時還保證每次走刀都在工作的同一點切入，而不亂扣。 圖72 增量式編碼盤安裝示意圖 結論在忙碌了幾個多月后，終于完成了本設計課題的各項任務。經(jīng)過這次畢業(yè)設計，增強了我的自學能力和收集使用資料的能力，同時全面系統(tǒng)地鞏固和總結大學三年來所學的專業(yè)知識。在設計期間，為了更好地完成設計任務，提高設計質量，我花費了大量的時間收集和消化與本設計相關的資料，總結前人從事數(shù)控機床以及加工中心的自動換刀系統(tǒng)開發(fā)研究和實踐經(jīng)驗。吸收國內(nèi)外科技工作者的研究成果，同時考慮我國的現(xiàn)狀和國情。在老師的的指導下，設計了一種可行的結構方案。通過這次畢業(yè)設計，我更好的把三年來所學的知識進行了綜合、鞏固，加深了對所學專業(yè)知識的理解，同時還接觸了一些在原來知識基礎上更為深層的知識。當然，也使我體味到設計工作是一項艱苦任務，必須具備吃苦耐勞的精神。由于本人知識面較窄，又缺乏實踐經(jīng)驗，加上時間倉促，設計中難免出現(xiàn)錯誤或不足之處，還望各位老師和同學批評指正，我將不勝感激。 史繼超 參考文獻 張新義主編．經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設計．北京：機械工業(yè)出版社，1998 余英良主編．機床數(shù)控改造設計與實例．北京：機械工業(yè)出版社，1994 王貴明主編．數(shù)控實用技術．北京：機械工業(yè)出版社，2001 張建綱、胡大鋒主編．數(shù)控技術．武漢：華中科技大學出版社，2000 張建明主編．機電一體華系統(tǒng)控制．北京：高等教育出版社，2001 鄧星鐘主編．機電傳動控制．武漢：華中科技大學出版社，2001 王愛玲主編．現(xiàn)代數(shù)控機床結構與設計．北京：兵器工業(yè)出版社，1999 卜云峰主編．機械工業(yè)及自動化簡明設計手冊上下冊．北京：機械工業(yè)出版社，1999 ,北京:機械工業(yè)出版社,1997:遼寧科學技術出版社,19991第22期,20001機床設計手冊編寫組，機床設計手冊（第三冊），機械工業(yè)出版社，1986 致謝及聲明衷心感謝導師教授對本人的精心指導。他們的言傳身教將使我終生受益。這位導師廣博的學識和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度將使我受益終生。感謝全體老師和同學多年來的關心和支持！感謝所有關心和幫助過我的人們！ 70