【正文】 20mm。在此轉(zhuǎn)速下，主軸具有最大扭矩和功率，刀具的切削速度為 u=π Dn/60000= 500 80/60000= 取機(jī)床的機(jī)械效率η = Fz=1000η Pm/u=1000 2 計(jì)算各切削分力 走刀方向的切削分力 Fx和垂直走刀方向的切削力 Fy Fx== Fy== 3． 2 導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 1 由公式計(jì)算在切削狀態(tài)下的導(dǎo)軌摩擦力 Fμ 。 3 橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算 3． 1 主切削力及切削分力計(jì)算 1 計(jì)算主切削力 Fz。 橫溜板部分：將原橫溜板中的滾珠絲杠、螺母拆除，在該處安裝橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副，橫向進(jìn)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板箱后部并與滾珠絲杠連接。 溜板箱部分：全部拆除，在原來(lái)安裝滾珠絲杠的滾珠絲杠座，絲杠螺母固定在其上。 絲杠、光杠和操作杠拆去，齒輪箱連接滾珠絲杠。現(xiàn)擬定以下改造方案： 掛輪架系統(tǒng)：全部拆除，在原 掛輪主動(dòng)軸處安裝光電脈沖編程器。 脈沖當(dāng)量：縱向 、橫向 。 重復(fù)定位精度： 程序輸入方式：增量值，絕對(duì)值通用。 主電動(dòng)機(jī)功率： 。 最大進(jìn)給速度：縱向 ，橫向 。 溜板及刀架重力：縱向 1100N，橫向 700N。 行程 。 數(shù)控車床 CA6150 主要設(shè)計(jì)參數(shù) 最大加工直徑： 500mm?？刂葡到y(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤及顯示器、 I/O 接口及光電隔離電路、步進(jìn)電機(jī)功率放大電路等組成。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇 根據(jù) CA6150 的要求 ，采用 8 位機(jī)。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電氣設(shè)計(jì) 這主要是縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)，橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和機(jī)床導(dǎo)軌的維護(hù)，一般采用貼塑導(dǎo)軌以減少摩擦力。 普通車床 CA6150 化改造在保證有一定加工精度前提下，從改造成本考慮應(yīng) 簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)降低成本，加工精度要求不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用以步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)裝置的開環(huán)控制系統(tǒng) 。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，閉環(huán)系統(tǒng)造價(jià)高，結(jié)構(gòu)和調(diào)試復(fù)雜，多用于精度要求高的場(chǎng)合。開環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、容易掌 握、調(diào)試和維修都比較簡(jiǎn)單。指令發(fā)出后不再反饋回來(lái)，故稱為開環(huán)控制。 伺服系統(tǒng)的選擇 伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。其控制方法與點(diǎn)位系統(tǒng)十分相似，故有時(shí)也將這兩種系統(tǒng)統(tǒng)稱為點(diǎn)位控制系統(tǒng)。 還有一些采用點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)車，不但要求工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)的終點(diǎn)坐標(biāo)，還要求工作臺(tái)沿坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)過(guò)程中切削工件。具備這種控制能力的數(shù)控機(jī)床可以加工各種外形輪廓的零件，所以連續(xù)控制系統(tǒng)又稱為輪廓控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位 /直線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。由于切削參數(shù)，切削次數(shù)和刀具的選擇都可以有程序控制和調(diào)整，再加上縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給的聯(lián)動(dòng)功能，數(shù)控化改造后的車床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實(shí)現(xiàn)多工序自動(dòng)切削，從而提高生產(chǎn)效率和加工精度，還能適應(yīng)小批量，多品種復(fù)雜零件的加工。 2 總體方案設(shè)計(jì) 對(duì) CA6150 車床數(shù)控改造，主要是將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改造成為 CNC 裝置控制的能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給伺服系統(tǒng)，將刀架改造成為能自動(dòng)換刀的回轉(zhuǎn)刀架。可以預(yù)料，今后，機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造將迅速發(fā)展和普及。 1984年，我國(guó)開始生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造舊機(jī)床。許 多工廠一面購(gòu)置數(shù)控機(jī)床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、 PC 技術(shù)改造普通機(jī)床，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著數(shù)控機(jī)床越來(lái)越多的普及應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益為大家所理解。但機(jī)床的素質(zhì)差，性能落后，單臺(tái)機(jī)床的平均產(chǎn)值只有先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的 1/10 左右，差距太大，急待改造。但是，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與先進(jìn)國(guó)家的同類產(chǎn)品相比，還存在差距，還不能滿足國(guó)家建設(shè)的需要。數(shù)控機(jī)床已成為我國(guó)市場(chǎng)需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，其主要有以下的優(yōu)點(diǎn)： 1. 適應(yīng)性強(qiáng)，適合加工單件或小批量的復(fù)雜工件；在數(shù)控機(jī)床上改變加工工件時(shí)，只需重新編制新工件的加工程序，就能實(shí)現(xiàn)新工件加工。數(shù)控機(jī)床以其優(yōu)異的性能和精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目，并開創(chuàng)機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用， 為人類提供了實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝過(guò)程自動(dòng)化的理想手段。 目 錄 摘要???????????????????????????????? Abstract?????????????????????????????? 1 引言?????????????????????????????? 2 總體方案的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 ?????????????????????? 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 ?????????????????????? 功能部件的選擇 ???????????????????????? 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與電氣設(shè)計(jì) ? ????????????????????? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇 ??????????????????????? 數(shù)控車床 CA6150 主要設(shè)計(jì)參數(shù) ?????????????????? 3 橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)計(jì)算????????????????????? 主切削力及切削分力的計(jì)算 ???????????????????? 導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 ???????????????????????? 計(jì)算滾珠絲桿螺母副的軸向載荷 ?????????????????? 確定進(jìn)給傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比 i 和 傳動(dòng)級(jí)數(shù) ??????????????? 滾珠絲桿的動(dòng)載荷計(jì)算與直徑計(jì)算 ????????????????? 3. 6 按精度要求確定允許的滾珠絲桿的最小螺紋底徑 d2m????????? 初步確定滾珠絲桿螺母副的規(guī)格型號(hào) ???????????????? 4 滾珠絲桿螺母副的承載能力的校驗(yàn)?????????????????? 滾珠絲桿螺母副的臨界壓縮載荷 Fc 的校驗(yàn) ?????????????? 滾珠絲桿螺母副的額定壽命的校驗(yàn) ????????????????? 5 計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)的剛度???? ?????????????????? ?? 計(jì)算滾珠絲桿的拉壓剛度 ??????????????????? ?? 計(jì)算滾珠絲桿螺母副的支承剛度 Kb??????????????? ?? 計(jì)算滾珠與滾道的接觸剛度 Kc??????????????????? 計(jì)算進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合拉壓剛度???????????????? ? 計(jì)算滾珠絲桿螺母副的扭轉(zhuǎn)剛度 Kp??????????????? ?? 6 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算?????????????????????? 計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù) 載慣量 ??????????????? ?? 計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載力矩 ??????????????? ?? 計(jì)算折算到電動(dòng)機(jī)軸上的加速力矩 Tap????????????? ?? 計(jì)算橫向進(jìn)給系統(tǒng)所需的折算到帶你動(dòng)機(jī)軸上的各種力矩 ??????? 選擇驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的型號(hào) ?????????????????????? 7 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)分析?????????????????????? 計(jì)算絲桿工作臺(tái)縱向振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有頻率 Wnc?????????? 計(jì)算扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的最低固有 頻率 Wnt??????????????? 8 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的誤差計(jì)算與分析??????????????????? 計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的反向死區(qū)Δ ?????????????????? 計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)由綜合拉壓剛度變化引起的定位誤差δ kmax。 Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement。 We adopt control system which has 8031 as cpu to cope with the signal， and output the step pulse through the I/O interface。 【關(guān)鍵詞】 數(shù)控機(jī)床，單片機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，改裝設(shè)計(jì) Abstract To remedy the defects of ordinary lather CA6150, a design of data processing system and its single chip microputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate。本論文說(shuō)明了普通車床的數(shù)控化改造的設(shè)計(jì)過(guò)程，較詳盡地介紹了 CA6150 機(jī)械改造部分的設(shè)計(jì)及數(shù)控系統(tǒng)部分的設(shè)計(jì)。主要問(wèn)題回答準(zhǔn)確，深入。 10 3 創(chuàng) 新 對(duì)前人工作有改進(jìn)或突破，或有獨(dú)特見解。 已查閱的主要參考文獻(xiàn) 范超毅 數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì) [M].湖北：華中科技大學(xué)出版社， 懂紅玉 數(shù)控技術(shù) [M]. 高等教育出版社 趙大興 機(jī)電傳動(dòng)與控制 [M].湖北： 華中科技大學(xué)出版社 趙大興 現(xiàn)代工程圖學(xué) [M].湖北：湖北科學(xué)技術(shù)出版社， 漆漢紅 PLC電氣控制技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）學(xué)生申請(qǐng)答辯表 課 題 名 稱 普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 指導(dǎo)教師 (職稱 ) 申 請(qǐng) 理 由 畢業(yè)設(shè)計(jì)已完成 學(xué)生所在系部 機(jī)械工程系 專業(yè)班級(jí) 機(jī)電 2 學(xué)號(hào) 學(xué)生簽名：