【正文】 三相異步電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，通過蝸桿副帶動(dòng)螺桿正向轉(zhuǎn)動(dòng)，與螺桿配合的上刀體逐漸抬起上刀體與下刀體之間的端面齒慢慢脫開：與此同時(shí)，上蓋圓盤也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動(dòng)（上蓋圓盤1通過圓柱銷與螺桿連接），當(dāng)轉(zhuǎn)過約270176。第4章 刀架部分的改造對(duì)刀架部分的改造，通過將原機(jī)床的手動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架替換成自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架來實(shí)現(xiàn)換刀切削,自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架最常見的形式是螺旋型四工位刀架,由數(shù)控系統(tǒng)直接控制,效率高,工藝性能可靠。定位后，配鉆四個(gè)螺釘孔，并攻螺紋； （3）車削一根手輪軸，代替原絲杠手輪軸，用于與滾珠絲杠連接； （4）車削兩個(gè)連接套，用于絲杠連接電機(jī)旋轉(zhuǎn)和手輪軸； （5）銑去大拖板上與螺母發(fā)生干涉的部位； （6）利用車床主軸和尾座將螺母安裝到絲杠上，在利用鎖緊螺母進(jìn)行預(yù)緊，消除間隙； （7）總裝后，用墊片調(diào)整螺母上下位置，使其傳動(dòng)平穩(wěn)。33’ Φ——摩擦角，Φ約等于10′則 =（4)剛度驗(yàn)算滾珠絲杠工作時(shí)受軸向力和扭轉(zhuǎn)的作用，將引起基本導(dǎo)程的變化，因滾珠絲杠受扭時(shí)引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計(jì)，故工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量為 （公式312）式中 E——彈性模量，對(duì)于鋼，E= S——滾珠絲杠截面積（按絲杠螺紋底徑確定d，若d=），則 S==其中，“+”用于拉伸，“”用于壓縮時(shí)則 = =cm絲杠1m長(zhǎng)度上導(dǎo)程變形誤差為==14因3級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差為15，故此絲杠的精度足夠。 ——導(dǎo)軌上的摩擦因數(shù)，f,=～,取f,＝。工作負(fù)載的數(shù)值可用《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》中進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算，對(duì)于三角或綜合導(dǎo)軌 （公式310）式中、——切削分力； W——移動(dòng)部件的重力（800N）。 ——硬度系數(shù)，為60HRC時(shí)， 為1；為60HRC時(shí)，１； G——壽命（以　轉(zhuǎn)為單位１，）。計(jì)算作用在絲杠上的最大動(dòng)負(fù)荷:首先根據(jù)切削力和運(yùn)動(dòng)部件的重量引起的進(jìn)給抗力，計(jì)算出絲杠的軸向載荷，再根據(jù)要求的壽命值計(jì)算出絲杠副應(yīng)能承受的最大動(dòng)載荷。 k——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取k=.則 PC =PηK ==切削功率應(yīng)按在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大切削力(或轉(zhuǎn)矩)和最大切削轉(zhuǎn)速(或轉(zhuǎn)速)來計(jì)算,即PC=或PC=式中 FZ——主切削力（N） ν——切削速度() T——切削轉(zhuǎn)矩(N33’螺桿外徑螺桿內(nèi)徑螺桿紋接觸直徑螺母螺紋直徑螺母內(nèi)徑橫向進(jìn)給的計(jì)算（1）假設(shè)已知條件：工作臺(tái)重量W=2300N，時(shí)間常數(shù)t=25ms，滾珠絲杠基本導(dǎo)程L0=4mm(左旋)，快速進(jìn)給速度=98m/min。圖33 橫向進(jìn)給傳動(dòng)示意圖1伺服電機(jī) 2支承架 7聯(lián)軸套 5滾珠絲杠螺母副 6螺母座 8支承短軸（1）滾珠絲杠橫向進(jìn)給滾珠絲杠的相關(guān)參數(shù)如下表33：表33 橫向進(jìn)給滾珠絲杠的相關(guān)參數(shù)名稱符號(hào)公式公稱直徑25導(dǎo)程4接觸角4176。利用車床原橫向進(jìn)給絲桿可滑動(dòng)軸承作為徑向支承，并對(duì)原支承處進(jìn)行適當(dāng)改裝布置一對(duì)推力球軸承，以實(shí)現(xiàn)軸向支承,在遠(yuǎn)離操作者的一端，用一個(gè)聯(lián)軸套和一根連接短軸把滾珠絲杠與減速箱輸出軸連接起來，滾球螺母直接固定在中滑板上。 橫向進(jìn)給的改造與計(jì)算橫向進(jìn)給的改造橫向滾珠絲杠也采用三點(diǎn)式支承形式?？v向滾珠絲杠的安裝：（1）拆下普通滑動(dòng)絲杠與溜板箱，取消絲杠與主軸箱齒輪的傳動(dòng)聯(lián)系，利用原機(jī)床進(jìn)給箱的安裝孔和銷孔安裝齒輪箱體，滾珠絲杠仍安裝在原絲杠位置，兩端采用原固定方式這樣可減小改裝現(xiàn)場(chǎng)，并且由于滾珠絲杠的摩擦系數(shù)小于原絲杠，從而使縱向進(jìn)給整體剛性優(yōu)于以前。例如參照某廠滾珠絲杠的產(chǎn)品樣本，選擇滾珠絲杠的直徑為38mm，型號(hào)為其額定動(dòng)載荷是20500N，強(qiáng)度足夠用。 ——導(dǎo)軌上的摩擦因數(shù)，= ～,?。健９ぷ髫?fù)載的數(shù)值可用《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》中進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算，對(duì)于三角或綜合導(dǎo)軌 （公式34）式中 FX、FZ——切削分力；W——移動(dòng)部件的重力（800N）。 ——硬度系數(shù)，為60HRC時(shí)，為1；為60HRC時(shí)，１； G——壽命（以轉(zhuǎn)為單位１，）。計(jì)算作用在絲杠上的最大動(dòng)負(fù)荷首先根據(jù)切削力和運(yùn)動(dòng)部件的重量引起的進(jìn)給抗力，計(jì)算出絲杠的軸向載荷，再根據(jù)要求的壽命值計(jì)算出絲杠副應(yīng)能承受的最大動(dòng)載荷。 k——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取k=.則 PC ===切削功率應(yīng)按在各種加工情況下經(jīng)常遇到的最大切削力(或轉(zhuǎn)矩)和最大切削轉(zhuǎn)速(或轉(zhuǎn)速)來計(jì)算,即PC=或PC=式中 ——主切削力（N） ——切削速度() T——切削轉(zhuǎn)矩(N在左端設(shè)計(jì)一個(gè)專用軸承支承座，而在絲杠托架處布置伺服電機(jī)和減速齒輪。7’螺桿外徑40螺桿內(nèi)徑螺桿紋接觸直徑螺母螺紋直徑螺母內(nèi)徑縱向進(jìn)給的計(jì)算縱向進(jìn)給滾珠絲杠必須采用三點(diǎn)式支承形式。圖32 縱向進(jìn)給傳動(dòng)示意圖4—推力球軸承 10—徑向滑動(dòng)軸承 3—左端軸承座 5—左接拉桿 9—聯(lián)軸套 7—滾珠絲杠螺母副 8—螺母座 11—絲杠托架 12—伺服電機(jī)（1）滾珠絲杠縱向進(jìn)給滾珠絲杠的相關(guān)參數(shù)如下表32：表32 縱向進(jìn)給滾珠絲杠的相關(guān)參數(shù)名稱符號(hào)公式公稱直徑38導(dǎo)程6接觸角3176。在絲杠左端設(shè)計(jì)一個(gè)專用軸承座，采用一個(gè)軸套式滑動(dòng)軸承作為徑向支承，在滑動(dòng)軸承的兩側(cè)分別布置一對(duì)推力球軸承承受兩個(gè)方向的軸向力，支承短軸與滾珠絲杠通過聯(lián)軸套連接起來，滾球絲杠可托架上，滾珠絲杠的中間支承為滾珠螺母與床鞍直接連接。伺服電機(jī)的布置，可放在絲杠的任一端。ISC58150021增量編碼器技術(shù)參數(shù)如表31所示：表31 ISC58150021增量編碼器技術(shù)參數(shù)輸出波形方波電源電壓DC+5或512V/+1224V消耗電流≤150mA工作濕度3085 無結(jié)霜響應(yīng)頻率0～120KHZ電源電壓980、6ms載空比177。數(shù)控系統(tǒng)按照所需加工的螺距進(jìn)行計(jì)算處理,從而控制機(jī)床縱向橫向伺服電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)加工螺紋的目的。為了保證車螺紋時(shí)嚴(yán)格的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，在主軸箱上安裝脈沖發(fā)生器，通過主軸——脈沖發(fā)生器——數(shù)控系統(tǒng)——伺服電機(jī)的信息轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一圈，刀架縱向進(jìn)給一個(gè)螺紋導(dǎo)程的車螺紋運(yùn)動(dòng)。第3章 機(jī)械部分改造 主傳動(dòng)系統(tǒng)主軸電機(jī)采用車床原有的三相異步電動(dòng)機(jī)。舊機(jī)床上述各個(gè)部件的改造過程完成后，就可對(duì)組裝后改造機(jī)床各個(gè)部件進(jìn)行調(diào)試。在這里我采用HNC21T數(shù)控裝置2) 伺服驅(qū)動(dòng)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用于控制X和Y軸的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而控制進(jìn)給兩，達(dá)到高精度的加工零件，這里我們采用和華中數(shù)控系統(tǒng)匹配的驅(qū)動(dòng)器HSV160B和GK6系列交流永磁伺服電機(jī)。實(shí)物圖如下所示：圖21電柜箱（1）圖22電柜箱（2）(4)數(shù)控部分1)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)是機(jī)床數(shù)控化改造的核心。(3)電氣部分在這里我使用電控柜裝置，在進(jìn)行機(jī)床數(shù)控化改造時(shí)，原機(jī)床的電器控制部分一般只能報(bào)廢，重新按數(shù)控化改造要求進(jìn)行設(shè)計(jì)制作。2）對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改造，拆除原機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu),用伺服電機(jī)經(jīng)齒輪機(jī)構(gòu)減速驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿,帶動(dòng)刀架縱向或橫向運(yùn)動(dòng)。如冷卻系統(tǒng)、排屑裝置（采用原有的冷卻和排屑裝置）、自動(dòng)換刀裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。3）導(dǎo)軌當(dāng)機(jī)床加工精度要求不是很高,尤其是對(duì)于開環(huán)控制系統(tǒng),一般不作導(dǎo)軌改造調(diào)整改造,可大為降低改造成本。如果要自動(dòng)改變切削速度，可采用交流變頻調(diào)速，這樣改造成本較高，本次改造主傳動(dòng)系統(tǒng)不做任何改動(dòng)。齒輪傳動(dòng)也要采用消除齒側(cè)間隙的消隙齒輪結(jié)構(gòu)。為實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用伺服電機(jī)齒輪減速再傳動(dòng)絲杠，為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副以及滾動(dòng)導(dǎo)軌。隨著機(jī)床使用的役齡的增加，機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)部件，如導(dǎo)軌、絲杠、軸承等都有不用程度的磨損。因此，在考慮機(jī)床的數(shù)控化改造具體方案時(shí)，所遵循的原則是在滿足需要的前提下，對(duì)原有車床盡可能減少改動(dòng)，以降低改成本。所以，根據(jù)以上要求，普通車床CA6140數(shù)控化改造后數(shù)控系統(tǒng)需要完成的任務(wù)。并且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費(fèi)用而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。機(jī)床數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3至5倍。因?yàn)闄C(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長(zhǎng)期時(shí)效，幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級(jí)也只需花費(fèi)購(gòu)置新機(jī)床60%的費(fèi)用，并可以利用現(xiàn)有地基。機(jī)床數(shù)控改造同購(gòu)置新機(jī)床相比一般可節(jié)省60%左右的費(fèi)用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯。因此得到了用戶廣泛的應(yīng)用,機(jī)床的數(shù)控化改造已成為滿足市場(chǎng)需求的主要補(bǔ)充手段,對(duì)中、小型企業(yè)來說是十分理想的選擇。要花費(fèi)大量的資金,而替換下的機(jī)床又會(huì)閑置起來造成巨大浪費(fèi),若采用數(shù)控技術(shù)對(duì)舊機(jī)床加以改造和購(gòu)買機(jī)床相比,則可省50%以上的資金,一套經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置的價(jià)格僅為全功能裝置的1/3到1/5。（3）有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)開支的節(jié)約數(shù)控化改造一般用戶都能承擔(dān)的起,這為資金緊張的中小型企業(yè)的技術(shù)改造開辟了新路,也對(duì)實(shí)力雄厚的大型企業(yè)產(chǎn)生了較大的吸引力。它投資較數(shù)控低，但對(duì)工人的操作技能要求較高，因此工人工資水平高。 普通車床數(shù)控化改造的好處（1）有利于普通車床的再次利用經(jīng)改造后的車床能夠再次利用，能夠達(dá)到生產(chǎn)要求，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化、人性化、效益化。而，普通車床實(shí)現(xiàn)一人操作多臺(tái)機(jī)床，不能自動(dòng)化控制。3)普通車床加工存在局限性，不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代多種零件的加工。所以，針對(duì)普通車床6140存在以下幾個(gè)問題：1）車床整體太破舊，機(jī)床磨損嚴(yán)重，加工精度達(dá)不到要求。購(gòu)買新的數(shù)控機(jī)床是提高數(shù)控化率的主要途徑,但是成本太高，很多工廠在短時(shí)間內(nèi)都無法有那么多的資金，這嚴(yán)重阻礙企業(yè)的設(shè)備更新和設(shè)備改造的步伐；同時(shí)目前大多數(shù)企業(yè)還有數(shù)量眾多，而且還具有較長(zhǎng)使用壽命的普通機(jī)床，由于普通機(jī)床加工精度相對(duì)較低、不能批量生產(chǎn)，生產(chǎn)的自動(dòng)化程度不高，生產(chǎn)自適應(yīng)性差，但考慮投資成本，產(chǎn)業(yè)的連續(xù)性和轉(zhuǎn)型周期，又不能馬上淘汰。圖紙：機(jī)械改造圖；伺服系統(tǒng)控制原理圖；電氣安裝接線圖；電氣原理圖；元器件清單；七、說明書的格式和裝訂要求（一）畢業(yè)設(shè)計(jì)封面（全系統(tǒng)一格式）（二）畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱書（全系統(tǒng)一格式）（三）評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（全系統(tǒng)一格式）（四）畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書（指導(dǎo)教師下發(fā)）（五）畢業(yè)設(shè)計(jì)明細(xì)表（全系統(tǒng)一格式）（六）目錄（七）畢業(yè)設(shè)計(jì)正文（八）設(shè)計(jì)圖紙（九）畢業(yè)設(shè)計(jì)總結(jié)（十）參考資料注:說明書用A4開紙打印或書寫，（含空格）八、畢業(yè)設(shè)計(jì)課題審批表審批具體意見審查部門負(fù)責(zé)人意見 專業(yè)負(fù)責(zé)人時(shí) 間 年 月 日 學(xué)術(shù)負(fù)責(zé)人時(shí) 間 年 月 日目 錄第1章 前言 1 問題提出 1 普通車床數(shù)控化改造的好處 1 機(jī)床數(shù)控化改造的意義 2第2章 改造總體方案 3 CA6140車床介紹 3 CA6140車床組成圖 3 CA6140改造參數(shù) 4 數(shù)控化改造要求和內(nèi)容 4第3章 機(jī)械部分改造 7 主傳動(dòng)系統(tǒng) 7 7 主軸脈沖發(fā)生器 7 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng) 7 縱向進(jìn)給的改造與計(jì)算 7 橫向進(jìn)給的改造與計(jì)算 11 導(dǎo)軌 15第4章 輔助裝置 16 刀架的改造與安裝 16第