普通車床的數(shù)控改造—橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-wenkub.com
2025-06-21 21:32 本頁(yè)面
【正文】 總體來說，本次設(shè)計(jì)的進(jìn)給系統(tǒng)還有許多不完善之處，有很多方面沒有考慮全面，還需進(jìn)一步改進(jìn)。在橫向進(jìn)給系統(tǒng)上加一個(gè)三相六拍步進(jìn)電機(jī)，安裝在大托板上，用法蘭將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大托板連接起來，以保證其同軸度，提高其傳動(dòng)精度。 步進(jìn)電機(jī) (4 .28) 則 仍選用三相六拍工作方式，查表知： () 所以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩為： （） 步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 （） 所以選用110BF003型直流步進(jìn)電機(jī)，就能滿足使用要求。（3）精度步進(jìn)電機(jī)的精度可用積累誤差或步矩誤差衡量。（2）轉(zhuǎn)矩為了保證步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行，正常啟動(dòng)并能滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的需要，必須考慮：1）啟動(dòng)力矩 一般啟動(dòng)力矩選取為： 式中 ——電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩； ——電動(dòng)機(jī)靜負(fù)載力矩。如按一定規(guī)律給步進(jìn)電機(jī)一串連續(xù)電脈沖信號(hào)，步進(jìn)電機(jī)便一步一步的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。 （） （） （） （） = （） () 所以，快速空載啟動(dòng)所需轉(zhuǎn)矩 ()切削時(shí)所需力矩： () 快速進(jìn)給時(shí)所需轉(zhuǎn)矩： () 以上計(jì)算可知：最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí) （1）徑向支撐力：由圓柱齒輪的圓周力可知 由材料力學(xué)可得:解得: （2）水平支撐力：解得： 故 M= （） ()校核軸的強(qiáng)度 () 軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)淬火處理，查表=故： 即強(qiáng)度滿足。2) 效率計(jì)算：螺旋升角=3186。已知條件：工作臺(tái)重w=30kgf=300n，時(shí)間常數(shù)t=25ms，行程s=190mm,基本導(dǎo)程l0=4mm,脈沖當(dāng)量sp=,步距角a=,快速進(jìn)給速度Vmax=1m/min （1）切削力計(jì)算由《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》得，切削功率 （）式中 N——電機(jī)功率，查機(jī)床說明書，N=4kW；——主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，～K——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為K=所以 =4= kW 又因?yàn)? （）所以 式中 v——切削線速度，取v=100m/min。由于是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，通常情況下均采用以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制。所以采用閉環(huán)控制系統(tǒng)的必要性不大。 數(shù)控機(jī)床所采用的開環(huán)控制系統(tǒng)，大都采用了步進(jìn)電機(jī)作為工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制器件，所以，也可稱為開環(huán)步進(jìn)式伺服系統(tǒng)。由于斜面銷的棘輪作用，只是下降，再由精定位元件來精確定位。具體地說，當(dāng)?shù)都苻D(zhuǎn)到此位置是，程序自動(dòng)的將該位置的編碼與所需刀具編碼加以比較。（2）刀架的回轉(zhuǎn)和選位 刀架由一個(gè)微電機(jī)通過傳動(dòng)系統(tǒng)來帶動(dòng)。自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的設(shè)計(jì)是普通機(jī)床的數(shù)控改造方面的關(guān)鍵。為了使結(jié)構(gòu)緊湊，能承受傾側(cè)力矩，選用滑動(dòng)燕尾形導(dǎo)軌。滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，動(dòng)靜摩擦系數(shù)接近，因而運(yùn)動(dòng)靈活輕便，低速運(yùn)行時(shí)不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。(4)滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是摩擦因數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦因數(shù)差小，運(yùn)動(dòng)輕便靈活，摩擦發(fā)熱少、磨損小，精度保持性好。（3）滑動(dòng)導(dǎo)軌間隙的調(diào)整：為保證導(dǎo)軌的正常運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)件與承導(dǎo)件之間應(yīng)保持適當(dāng)?shù)拈g隙。導(dǎo)軌的作用不僅承受這些部件的載荷，而且還保證各部件的相對(duì)位置和相對(duì)運(yùn)動(dòng)精度。（7）.整機(jī)安裝調(diào)試。在擬定技術(shù)措施，制定改造方案的過程中，應(yīng)充分進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析，力求是改造的機(jī)床不僅能滿足技術(shù)性能的要求，還要獲得最佳的的經(jīng)濟(jì)效益，是技術(shù)的先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)的合理性較好的統(tǒng)一起來。（2）.分析被改造的機(jī)床，確定被改造機(jī)床的類型 改造機(jī)床和設(shè)計(jì)機(jī)床是大不相同的，機(jī)床的設(shè)計(jì)是根據(jù)設(shè)計(jì)的任務(wù)書，對(duì)機(jī)床整機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后將機(jī)床各組成零、部件逐一制造，最后裝成機(jī)床；而機(jī)床的改造則是圍繞著某臺(tái)機(jī)床進(jìn)行工作得，不僅要考慮機(jī)床本身結(jié)構(gòu)改造，還要考慮工藝系統(tǒng)中刀具、夾具和其它輔具的改進(jìn)，以滿足生產(chǎn)需要。如，對(duì)于圓柱形的零件可用車削與外圓磨等方法加工，而平面則一般用銑削或平面磨等方法加工；對(duì)精度和表面粗糙度要求不高的外圓柱表面，常用車削加工；對(duì)于精度高和表面粗糙度要求低的則可在外圓磨床上加工。（4）滾珠絲杠副的防護(hù)：絲杠預(yù)緊后，軸向間隙減小，當(dāng)雜質(zhì)落入滾道內(nèi)時(shí)，會(huì)阻止?jié)L珠的運(yùn)轉(zhuǎn)，所以需要加有防護(hù)裝置。（1）滾珠絲杠副的傳動(dòng)特點(diǎn)：傳動(dòng)效率高，摩擦損失??；定位精度高，剛度好；啟動(dòng)力矩小，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)無爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)精度高；有可逆性；磨損小使用壽命長(zhǎng)，精度保持性好；制造工藝復(fù)雜；不能自鎖?？v、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)都采用了一級(jí)齒輪減速，并用雙片齒輪錯(cuò)齒法消除間隙，雙片齒輪間沒有加彈簧自動(dòng)消除間隙，因?yàn)閺椈傻膹椓茈y適應(yīng)負(fù)載的變化情況。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)中常用齒輪副來達(dá)到一定的傳動(dòng)比和轉(zhuǎn)矩要求。綜上所述，數(shù)控改造的方案圖如下圖所示： 其工作的原理是：由MCS51單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的動(dòng)作，步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪箱減速后驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，從而使刀架橫向運(yùn)動(dòng)。（5）刀架采用自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。（1）車床數(shù)控化改造屬于經(jīng)濟(jì)
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