【正文】 預緊量不很準確，應用較普遍。滾珠絲杠副的預緊方法有：雙螺母墊片式預緊、雙螺母螺紋式預緊、雙螺母齒差式預緊、單螺母變導程預緊以及過盈滾珠預緊等。它的優(yōu)點是：工藝簡單，螺母外徑尺寸較小。在通孔口設有擋珠器，引導滾珠進入通孔。我們在此選用螺旋槽式外循環(huán)：在螺母外圓上銑出螺旋槽，槽的兩端鉆出通孔，同螺母的螺紋滾道相切，形成滾珠返回通道。滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類，外循環(huán)又分為螺旋槽式和插管式。主切削力F (N)按經(jīng)驗公式估算: 按切削力各分力比例： 主切削力可取縱切的1/2.此時走刀抗力為(N),:2．3 滾珠絲杠螺母副的計算和選型 滾珠絲杠螺母副的設計首先要選擇結構類型：確定滾珠循環(huán)方式，滾珠絲杠副的預緊方式。根據(jù)機床精度要求確定脈沖當量，縱向：，橫向：。脈沖當量是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本技術參數(shù)。伺服系統(tǒng)機械部分設計計算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負載、確定系統(tǒng)脈沖當量，運動部件慣量計算，空載起動及切削力計算，確定伺服電機，傳動及導向元件的設計、計算及選用，繪制機械部分裝配圖及零件工作圖。計算機系統(tǒng)仍采用高性能價格比的MCS51系列單片機擴展系統(tǒng) 輸入輸出數(shù)控裝置PLC主軸控制單元主軸機床速度控制單元伺服電機位置檢測反饋裝置工作臺 圖11 車床數(shù)控化改造總體方案框圖第二章 CA6140車床進給伺服系統(tǒng)機械部分設計一臺CA6140普通車床改造成微機數(shù)控車床，采用MCS51系列單片機控制系統(tǒng)，步進電機開環(huán)控制，具有直線和圓弧插補功能，具有升降速控制功能。此工作臺采用滾珠絲杠螺母副和滾動導軌。這樣可使控制系統(tǒng)結構簡單、成本低廉，調(diào)試和維修都比較容易。1．2 設計XY數(shù)控工作臺及其控制系統(tǒng)計算任務及參數(shù)在任務書中已經(jīng)給出。同時，為提高傳動剛度和消除間隙，采用預加負載的滾動導軌和滾珠絲杠副機構。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實現(xiàn)，顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)及機床狀態(tài)等信息。由于MCS51系列單片機具有集成度高、可靠性好、功能強、速度快、抗干擾能力強、具有很高的性能價格比等特點，因此采用MCS51系列的8031單片機擴展系統(tǒng)。X52K型銑床改造屬于經(jīng)濟型數(shù)控機床，加工精度要求不高，為了簡化結構，降低成本，采用步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)，因閉環(huán)控制系統(tǒng)適用于精度要求較高的機床設計，且閉環(huán)控制系統(tǒng)的造價昂貴。 CA6140車窗結構示意圖1．1總體方案的確定由于改造后的經(jīng)濟型數(shù)控銑床應具有定位、直線插補、順、逆圓插補、暫停、循環(huán)加工、公英制螺紋加工等功能，由于在銑削加工中，要求工作臺或刀具沿各坐標軸運動有確定的函數(shù)關系，即刀具以給定的速率相對于工件沿加工路徑運動，所以不能選用點位系統(tǒng)，因為點位控制系統(tǒng)要求工件相對于刀具移動過程中不進行切削。機床數(shù)控系統(tǒng)總體方案的擬定應包括以下內(nèi)容：系統(tǒng)運動方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇、執(zhí)行機構的結構及傳動方式的確定，計算機系統(tǒng)的選擇等內(nèi)容。第一章 CA6140車床數(shù)控系統(tǒng)總體設計方案數(shù)控技術是先進制造技術的核心，是制造業(yè)實現(xiàn)自動化、網(wǎng)絡化、柔性化、集成化的基礎。自動化程度高、專業(yè)性強、加工精度高、生產(chǎn)效率高?？沙浞掷矛F(xiàn)有的條件，可以充分利用現(xiàn)有基地,不許要重新構筑地基。改造的積儲一旦安裝好，就可以全負荷運轉。操作者熟悉了解機床、便于操作維修,降低了操作者的技術要求，不了解新機床是否滿足起加工要求。數(shù)控化改造后使原有的機械結構更為簡單，原有得手扶進給機構全部消失。機械性能穩(wěn)定可靠，結構受限。適應多品種，小批量零件生產(chǎn)。三、數(shù)控化改造的優(yōu)點普通車床數(shù)控化改造一般是指對現(xiàn)有普通車床的某些部位做一定的改造，配上經(jīng)濟數(shù)控裝置或標準型數(shù)控系統(tǒng)，從而是原機床具有數(shù)控加工能力。因此，我國提出從大力推廣經(jīng)濟型數(shù)控這一中間技術的基礎上，再逐步推廣全功能數(shù)控這條道路，適合我國的經(jīng)濟水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國設備技術改造主要方向之一。而且所投入的改造費用低，一套經(jīng)濟型數(shù)控裝置的價格僅為全功能數(shù)控裝置的1/3至1/5，用戶承擔的起。它是建立在微電子現(xiàn)代技術與傳統(tǒng)技術相結合的基礎上。因此，盡快將我國現(xiàn)有一部分普通機床實現(xiàn)自動化和精密化改裝，是我國現(xiàn)有設備技術改造迫切要求解決的課題。我國是擁有300多萬臺機床的國家。而改造現(xiàn)有舊機床、配備與之相適應的數(shù)控系統(tǒng)，把普通機床改裝成數(shù)控機床，是當前許多企業(yè)對現(xiàn)有設備改造換代的首選辦法，也是提高機床數(shù)控化率的一條有效途徑，不失為一條投資少、提升產(chǎn)品加工精度及質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率的捷徑，使企業(yè)提升競爭力，在我國成為世界制造業(yè)中心及制造強國的進程中，占有一席之地。企業(yè)要在激烈的市場競爭中獲得生存、求得發(fā)展,就必須在最短的時間內(nèi)以優(yōu)異的質(zhì)量、低廉的成本,制造出合乎市場需要的、性能合適的產(chǎn)品,而產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣,制造周期的快慢,生產(chǎn)成本的高低,又往往受工廠現(xiàn)有加工設備的直接影響。它綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅動、精密測量和新型機械結構等多方面的技術成果，是今后機床控制的發(fā)展方向。緒 論隨著社會生產(chǎn)和科學技術的迅速發(fā)展，機械產(chǎn)品日趨精密復雜，且需頻繁改型，普通機床已不能適應這些要求，數(shù)控機床應運而生。這種新型機床具有適應性強、加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定和生產(chǎn)效率高等優(yōu)點。一、問題的提出數(shù)控車床作為機電液氣一體化的典型產(chǎn)品，是現(xiàn)代機械制造業(yè)中不可缺少的加工設備，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，能解決機械制造中結構復雜、精密、批量小、零件多變的加工問題，且產(chǎn)品加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。購買新的數(shù)控機床是提高數(shù)控化率的主要途徑,但是成本太高，很多工廠在短時間內(nèi)都無法有那么多的資金，這嚴重阻礙企業(yè)的設備更新和設備改造的步伐；同時目前大多數(shù)企業(yè)還有數(shù)量眾多，而且還具有較長使用壽命的普通機床，由于普通機床加工精度相對較低、不能批量生產(chǎn)，生產(chǎn)的自動化程度不高，生產(chǎn)自適應性差，但考慮投資成本，產(chǎn)業(yè)的連續(xù)性和轉型周期，又不能馬上淘汰。二、數(shù)控車床改造的意義數(shù)控車床改造在國外已發(fā)展成一個新興的工業(yè)部門，早在60年代已經(jīng)開始迅速發(fā)展，其發(fā)展的原因是多方面的，主要有技術、經(jīng)濟、市場和生產(chǎn)上的原因。而這些機床又大多是多年累積生產(chǎn)的通用機床，不論資金和我國機床制造廠的能力都是辦不到的。用數(shù)控技術改造機床，正是適應了這一要求。在機床改造中引入微機的應用，不但技術上具有先進性，同時，在應用上比其它傳統(tǒng)的自動化改裝方案，有較大的通用性與可調(diào)性。從若干單位成功應用的實例可以證明，投入使用后，確實成倍地提高了生產(chǎn)效率，減少了廢品率，取得了顯著的技術經(jīng)濟效益。同時，它還可以作為全功能數(shù)控機床應用的準備階段，為今后使用全功能數(shù)控機床，培養(yǎng)人才，積累維護、使用經(jīng)驗，而且也是實現(xiàn)我國傳統(tǒng)的機械制造技術朝機電一體化的方向過渡的主要內(nèi)容之一。其改造有如下的優(yōu)點：資本效率出發(fā)，改造閑置的普通機床,能發(fā)揮舊機床的原有能和改造后的新增功能,提高機床的使用價值。數(shù)控改造費用低,減少了投資額,%～20%,同購置新機床相比，一般可以節(jié)省75%～80%的費用,如果再結合機床大修理，幾乎就是一臺新的數(shù)控車床,甚至會更好，因為普通車床不會再變形。所利用的普通機床基礎件是重而堅固的鑄造構件，而不是焊接構件，改造后的機床性能高、質(zhì)量好，可以做為新設備繼續(xù)使用多年。這樣一方面，可以提高精度,減少傳動鏈對精度的影響；另一方面，可以減少機械故障率，不宜做突破性的改造。改造則不然,可以精確計算出機床的加工能力；另外，由于多年使用,操作者對機床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓時間短、見效快。操作者只需要對工件進行裝夾和操作開關，而零件的加工全部則由數(shù)控系統(tǒng)控制完成，即使比較復雜的工件也能迅速完成，省去了對技術要求的煩惱?？梢圆捎米钚碌目刂萍夹g，可根據(jù)技術革新的發(fā)展速度,及時提提高生產(chǎn)設備自動化水平和效率，提高機床質(zhì)量和檔次,將舊機床改造成當今水平的機床。增強了功能，如圓弧、錐度加工，這是傳統(tǒng)加工方法難以完成的。數(shù)控裝備的整體水平標志著一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平和綜合國力的強弱。一般應根據(jù)設計任務和要求提出數(shù)個總體方案，進行綜合分析、比較和論證，最后確定一個可行的總體方案。因此，應選用連續(xù)控制系統(tǒng)。根據(jù)機床要求，采用8位微機?？刂葡到y(tǒng)由微機部分、鍵盤及顯示器、I/O接口及光電隔離電路、步進電機功率放大電路等組成。為實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用步進電機齒輪減速再傳動絲杠，為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副以及滾動導軌。齒輪傳動也要采用消除齒側間隙的消隙齒輪結構。系統(tǒng)總體方案見圖11根據(jù)設計任務的要求，采用連續(xù)控制系統(tǒng)和步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)。為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性，盡量采用低摩擦的傳動和導向元件。為盡量消除傳動間隙，可設法調(diào)整傳動齒輪的中心距以消除齒側間隙。其主要設計參數(shù)如下：加工最大直徑：在床面上 φ400㎜ 在床鞍上 φ210㎜加工最大長度：1000㎜溜板及刀架重力： 縱向 1000N