【正文】 刀架的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)由三相微型異步電動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)完成。根據(jù)加工要求和生產(chǎn)情況，對(duì)刀架進(jìn)行改造，提高生產(chǎn)率、降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度、為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工提供前提條件。其傳動(dòng)路線是：主軸 — 齒輪副 — 脈沖編碼器 — 數(shù)控裝置 — 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) — 縱、橫向進(jìn)給。安裝在軸上的光電編碼器在切削螺紋時(shí)就可解決主軸旋轉(zhuǎn)與坐標(biāo)軸進(jìn)給的同步控制。 由于照像腐蝕技術(shù)的提高，可以制造高分辨率、高精度的光電盤(pán)，母盤(pán)制作后，復(fù)制很方便，且成本底。 a) 起動(dòng)矩頻特性 b)運(yùn)行矩頻特性 圖 6 150BF002 步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性 高 等教育自學(xué)考試畢業(yè)（論文）說(shuō)明書(shū) 28 第二節(jié) 主軸脈沖編碼器的運(yùn)用 一、主軸脈沖編碼器的概述 脈沖編碼器又稱脈沖發(fā)生器，它是一種直接用數(shù)字代碼表示角位移及線位移的檢測(cè)器。可以實(shí)現(xiàn)主軸的正反轉(zhuǎn)，主軸點(diǎn)動(dòng)，主軸電機(jī)的熱保護(hù)功能， 如圖 7 所示 。㎝ .滿足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩，所以必須采取升降速控制（可用軟高 等教育自學(xué)考試畢業(yè)（論文）說(shuō)明書(shū) 27 件實(shí)現(xiàn)） 。 查資料得，步進(jìn)電機(jī)為五項(xiàng)十帕?xí)r，m ax0. 95 1qjMM? ?? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 maxjM = 1 0 2 .5 4 1 0 7 .8 2 .0 .9 5 1 0 .9 5 1M N c m??起 其次最大靜力矩， 130BF001 型步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)距為 .Nm大于所需最大靜力矩，可作為出選型號(hào)。 ∴此變形量滿足設(shè)計(jì)要求 三 、 減速齒輪的設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的要求，縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量為 ，滾珠絲杠導(dǎo)程 L0 =5mm， 及初選的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的步距角 ，傳動(dòng)比為 0 .7 5 5 3 02 .0 43 6 0 0 .0 0 5 1 5i ?? ? ?? 因?yàn)?I5,故可為一級(jí)齒輪傳動(dòng)。由于兩端均采用角接觸球軸承且絲杠又進(jìn)行了預(yù)緊，故其拉 壓剛度端固定的絲杠提高四倍。要進(jìn)行修改。由于兩端均采用角接觸球軸承且絲杠又進(jìn)行了預(yù)緊，故其拉壓剛度端固 定的絲杠提高四倍。滾動(dòng)絲桿副的滾動(dòng)摩擦因數(shù) f=，摩擦角約等于10′所以 ? =10′ 穩(wěn)定性驗(yàn)算 （ 1）臨界壓縮載荷，對(duì)于受壓的細(xì)長(zhǎng)的滾軸絲桿，應(yīng)驗(yàn)算其承受最大軸向壓縮載荷Fmax 時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生縱向彎曲。 一 、切削力的計(jì)算 FX =（ ～ ） F z =2808 =1404N 二、滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)及選型 選擇縱向進(jìn)給為燕尾性導(dǎo)軌，計(jì)算絲杠的最大軸向進(jìn)給切削里 Fm 又因?yàn)?Fm=KFf+f’ (Fc+2FP +W) 式中 Ff、 Fp、 Fc—— 切削分力（ N） K—— 顛覆里矩影響取 K= F’ —— 導(dǎo)軌上的 摩擦因數(shù)取 f’ = W—— 移動(dòng)部件的重量（ N） 代入式中： Fm= KFf+f’ (Fc+2P+W) = + (2808+2 1404+600) = 壽命 L 最大切削里 F的進(jìn)給速度 Vs可取最高進(jìn)給速度的 1/2—— 1/5（取為 1/3），高 等教育自學(xué)考試畢業(yè)（論文）說(shuō)明書(shū) 20 縱向最大進(jìn)給速度為 ,絲杠導(dǎo)程 Lo=6mm，則絲杠轉(zhuǎn)速為： 01100 0 3 205vsn L ??? ? ?r/min 絲杠使用壽命時(shí)間一般為 15000h，則絲杠的壽命 L 為 L=66010nT=660 20 150010??=18 載荷 Cm 當(dāng)量動(dòng)載荷 Cm 選用滾珠絲杠直徑 do時(shí)，必須保證絲杠工作時(shí)，在一定的軸向載荷作用下，絲杠在運(yùn)轉(zhuǎn) 106 轉(zhuǎn)后，在它的滾道上下產(chǎn)生疲勞點(diǎn)濁現(xiàn)象。 第二節(jié) 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 橫向進(jìn)給系統(tǒng)主要分為切削力的計(jì)算、滾珠絲杠副的選擇、減速齒輪的設(shè)計(jì)、步進(jìn)電機(jī)的確定等。㎝，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩（ 查資料得，步進(jìn)電機(jī)為五項(xiàng)十帕?xí)r，m ax0. 95 1qjMM? ?? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 maxjM = 6 2 6 . 1 7 9 6 5 8 . 4 . 6 . 5 8 .0 . 9 5 1 0 . 9 5 1M N c m N m? ? ?起 按次最大靜力矩， 150BF002 型步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)距為 .Nm大于所需最大靜力矩，可作 為出選型號(hào)。 條件是： 1〈 MJJ 〈 4 高 等教育自學(xué)考試畢業(yè)（論文）說(shuō)明書(shū) 17 式中： MJ —— 伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ ）可有 伺服電動(dòng)機(jī)技術(shù)手冊(cè)查出。 符合要求。 1? 在總變形量中占的比重教大 010l Ll? ??? 式中 l 滾珠絲杠支撐間的受力長(zhǎng)度 (mm) 0l 滾珠絲杠的導(dǎo)程 (mm) 0l? 在工作載荷作用引起的導(dǎo)程變化量 (mm) 又∵ 00 mFLl EA? ?? 式中 mF 軸向平衡載荷 E 材料彈性模量 鋼 = 10 ( / )N mm? 高 等教育自學(xué)考試畢業(yè)（論文）說(shuō)明書(shū) 15 A 滾珠絲杠橫截面積 A= 2 21 ()4d mm? = 2 2 23 6 .0 2 1 0 1 8 .54 m m m? ?? 00 mFLl EA? ?? = 62 5 1 4 .8 62 0 .6 1 0 1 0 1 8 .5 mm?? ?? = 10 mm??? 4 201 0 0 . 7 1 9 1 0 1 5 0 0 1 . 7 9 1 06l mml m m?? ?? ?? ? ? ? ? ?mm “ +”號(hào)用于拉伸。滾動(dòng)絲桿副的滾動(dòng)摩擦因數(shù) f=，摩擦角約等于 10′所以 ? =10′ （ 4）、穩(wěn)定性驗(yàn)算 臨界壓縮載荷，對(duì)于受壓的細(xì)長(zhǎng)的滾軸絲桿，應(yīng)驗(yàn)算其承受最大軸向壓縮載荷Fmax 時(shí)是否會(huì)產(chǎn)生縱向彎曲。 珠絲杠副的選用 滾珠絲杠副的選擇主要是工件負(fù)載必小于滾珠絲杠的額定動(dòng)負(fù)載Cm(N)即必須滿足 CCm。 滾珠絲杠副的循環(huán)方式 常用的循環(huán)方式有外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類(lèi)， 滾珠在循環(huán)過(guò)程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)：始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。 ⑤使用壽命長(zhǎng) 滾珠絲杠副采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，去滾道表面淬火硬度達(dá) 6060HRC，表 面粗糙度值小，而且是滾動(dòng)摩擦，故磨損很小、使用壽命長(zhǎng)。 ②摩擦力小 因靜、動(dòng)摩擦因數(shù)小，因而傳動(dòng)靈敏、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、低速不易爬行、隨動(dòng)精度和定位精度高。滾珠絲杠副是一種在絲杠與螺母間裝有滾珠作為中間元件的絲杠副，其結(jié)構(gòu)原理如圖 4 所示。 已知條件，如表 2： 表 2 已知條件 最大工件直徑 /mm 最大工件長(zhǎng)度 /mm 溜板及刀架重量 /mm 刀架快移速度 m/min 最大進(jìn)給速度 m/min 定位精度 mm 主電動(dòng)機(jī)功率 /kw 起動(dòng)加速時(shí)間 /ms 滾珠絲杠導(dǎo)程 /mm 床身上 床鞍上 750/1000 縱向 橫向 縱向 橫向 縱向 橫向 縱向 橫向 400 210 800 600 177。按下快速移動(dòng)按鈕（點(diǎn)動(dòng)控制），快速電機(jī)（ ， 2800rpm）經(jīng)齒輪副 13/29 使軸 XX 高速轉(zhuǎn)動(dòng)，再經(jīng)蝸桿副 4/29 及溜板箱內(nèi)的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，使刀架實(shí)現(xiàn)縱向或橫向的快速移動(dòng)，快速移動(dòng)的方向由溜板箱內(nèi)的雙向離合器 M8及 M9控制。CA6140 型臥式車(chē)床可以通過(guò) 4種不同的傳動(dòng)路線來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而獲得縱向和橫向進(jìn)給量各 64 種。機(jī)動(dòng)進(jìn)給是由光杠 XIX 經(jīng)溜板箱傳動(dòng)。 車(chē)制螺紋時(shí)，刀架通過(guò)車(chē)螺紋傳動(dòng)鏈得到運(yùn)動(dòng)，兩端件 —— 主軸，刀架之間必須高 等教育自學(xué)考試畢業(yè)（論文）說(shuō)明書(shū) 10 保持嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系 ，即主軸每轉(zhuǎn)一周，刀具移動(dòng)一個(gè)被加工螺紋的導(dǎo)程 L。 圖 3 CA6140 車(chē)床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)圖 高 等教育自學(xué)考試畢業(yè)（論文）說(shuō)明書(shū) 9 一 .主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng) 寫(xiě)傳動(dòng)路線表達(dá)式的方法是“抓兩頭帶中間”，即將首件通過(guò)中間傳動(dòng)件將末端件聯(lián)系起來(lái)，對(duì)于 CA6140 型臥式車(chē)床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈來(lái)說(shuō)，即從主電動(dòng)機(jī)經(jīng)Φ 130mm 帶輪帶動(dòng)Φ 230mm 帶輪，從而帶動(dòng)Ⅰ軸，Ⅰ軸上有雙摩擦離合器M1， M1向左結(jié)合，左邊的 z5 z56 雙聯(lián)齒輪與Ⅰ軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)兩對(duì)傳動(dòng)副「 5638 ，5143 」傳動(dòng)Ⅱ軸實(shí) 現(xiàn)主軸正轉(zhuǎn)。 3 正常情況下，在車(chē)削加工過(guò)程中，切削力比較穩(wěn)定，加工比較平穩(wěn)。由于機(jī)械產(chǎn)品中回轉(zhuǎn)表面的零件很多。 2． CA6140 車(chē)床的主要技術(shù)參數(shù)，如表 1. 表 1 CA6140車(chē)床的主要技術(shù)參數(shù) 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 400mm 刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑 210mm 最大工件長(zhǎng)度 750、 1000、 1500mm 高 等教育自學(xué)考試畢業(yè)（論文）說(shuō)明書(shū) 7 主軸中心至床身平面導(dǎo)軌距離 205mm 最大車(chē)削長(zhǎng)度 650、 900、 1400mm 主軸孔徑 48mm 主軸轉(zhuǎn)速 正轉(zhuǎn)（ 24 級(jí)） 10～ 1400r/min 反轉(zhuǎn)（ 12 級(jí)） 14～ 1580r/min 刀架縱向及橫向進(jìn)給量 各 64 種 縱向 一般進(jìn)給量 ～ 小進(jìn)給量 ～ 加大進(jìn)給量 ～ 橫向 一般進(jìn)給量 ～ 小進(jìn)給量 ～ 加大進(jìn)給量 ～ 刀架縱向快速移動(dòng)速度 4m/min 車(chē)削螺紋范圍 米制螺紋（ 44種） 1～ 192mm 英制螺紋（ 20種） 2～ 24 牙 /in 模數(shù)螺紋（ 39種） ～ 48mm 經(jīng)節(jié)螺紋（ 37種） 1～ 96 牙 /in 主電動(dòng)機(jī) 功率 轉(zhuǎn)速 1450r/min 快速電動(dòng) 機(jī) 功率 250kw 轉(zhuǎn)速 2800r/min 第二節(jié) 加工范圍及特點(diǎn) 一．加工范圍 CA6140 車(chē)床的工藝范圍很廣，它能完成車(chē)削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、車(chē)削端面、各種螺紋、成形回轉(zhuǎn)面和環(huán)形槽等多種多樣的加工工序。 床身及床腿 床身 4 是機(jī)床的支承件，它安裝在左床腿 7 和右床腿 5 上并支承在地基上。小滑板可相對(duì)中滑板改變角度后帶動(dòng)刀具斜進(jìn)給，用來(lái)車(chē)削內(nèi)外短錐面。 圖 1 CA6140 車(chē)床外形圖 高 等教育自學(xué)考試畢業(yè)（論文）說(shuō)明書(shū) 6 1．主軸箱 主軸箱 1 是一部件，由箱體、主軸、傳動(dòng)軸、軸上傳動(dòng)件、變速操縱機(jī)構(gòu)、潤(rùn)滑密封件等組成。此外，為了保證車(chē)床加工螺紋的功能和防止意外事故的發(fā)生，增加光電編碼器和電路中設(shè)置了保護(hù)電路。（ 4）在加工螺紋時(shí)，應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)、刀架移動(dòng)一個(gè)被加工螺紋的螺距或?qū)С?。?2）車(chē)床縱橫兩個(gè)方向的走刀量控制。 五、有利于企業(yè)的工業(yè)化水平的提高 以數(shù)控機(jī)床為代表的現(xiàn)代基礎(chǔ)機(jī)械是制造實(shí)現(xiàn)生 產(chǎn)現(xiàn)代化的重要設(shè)備，數(shù)控技術(shù)水平的高低和機(jī)床的數(shù)控化率，數(shù)控設(shè)備的擁有量已成為衡量一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代工業(yè)化水平的重要標(biāo)志。 三、有利于數(shù)控化市場(chǎng)的擴(kuò)大 訂購(gòu)新的數(shù)控機(jī)床的交貨周期一般較長(zhǎng) ,往往不能滿足用戶的需要 ,而改造的數(shù)控機(jī)床能夠適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品 多樣化和高精度的要求。這樣會(huì)大大的加大企業(yè)的支出，對(duì)企業(yè)的收入也是有所影響的。s control to turn to the lather the reformation is 1 to economize the funds, fast up horse of valid path. The number controls the in general use of the tool machine, gentle, adaptability, expand sex, and turn toward intelligence quickly, the work turns the direction development, being current to count to control main direction of the technique development. Keywords: Lathe。 關(guān)鍵字： 機(jī)床、數(shù)控化、改造、意義 Abstract The NC of lathe as the typical model product in the area of electric mechanism, it is very impo