普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)(ca6132)圖文-展示頁(yè)
2024-08-13 00:02本頁(yè)面
【正文】 的新型機(jī)床具有適應(yīng)性較強(qiáng)、加工精度較高、生產(chǎn)效率較高和加工質(zhì)量相對(duì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)課題名稱：普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：陳燊 學(xué)號(hào)：01320131Y19 院系：機(jī)械系 專業(yè)：數(shù)控技術(shù) 班級(jí)：13gz數(shù)控1班 指導(dǎo)老師：馬麗起訖時(shí)間：2016年4月1日 至 2016年5月10日CA6132型普通車床數(shù)控化改造陳燊摘 要 目前鑒于機(jī)械制造行業(yè)對(duì)于加工精度與加工效率的要求不斷提升，普通車床已難以承擔(dān)以上重任。但基于普通車床基數(shù)大數(shù)控車床價(jià)格昂貴的前提，普通車床數(shù)控化改造勢(shì)在必行。它綜合地應(yīng)用了計(jì)算機(jī)應(yīng)用、自動(dòng)控制、伺服驅(qū)動(dòng)、高精度測(cè)量和創(chuàng)新的機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的前沿技術(shù)，是今后機(jī)床控制的明確發(fā)展方向之一。但隨之而來(lái)的是普通機(jī)床的安置問(wèn)題，單純地棄之不用對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)太過(guò)浪費(fèi)；另一方面，數(shù)控車床價(jià)格較之普通車床太過(guò)昂貴。一 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生美國(guó)最 早開(kāi)始研制數(shù) 控機(jī)床。1949年，帕森斯公司與麻省理工學(xué)院伺 服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室建立合作，開(kāi)始從事數(shù)控機(jī)床的研制工作。經(jīng)過(guò)三年改進(jìn)和自動(dòng)編程研究，于1955年進(jìn)入實(shí)用階段。到了60年代，由于晶體管的應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)提高了可 靠性且機(jī)床的價(jià)格開(kāi)始下降，一些民用工業(yè)開(kāi)始發(fā)展數(shù)控機(jī)床，其中多數(shù)是鉆床、沖床等點(diǎn)位控制的機(jī)床。二 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展從美國(guó)研制第一臺(tái)數(shù) 控機(jī)床以來(lái)，隨著與數(shù)控相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也在迅速地發(fā)展和更新?lián)Q代，先后經(jīng)過(guò)了五個(gè)階段。第二代數(shù)控：從1959年開(kāi)始采用晶體管電路控制的數(shù)控系統(tǒng)。第四代數(shù)控：從1970年開(kāi)始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控系統(tǒng)。第五代微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)基本上代替了以往的絕大多數(shù)的普通數(shù)控系統(tǒng)，形成了現(xiàn)代化的數(shù)控系統(tǒng)。這些控制功能是由一系列控制程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。隨著集成 電 路規(guī)模的日益擴(kuò)大，光纜通信技術(shù)廣泛應(yīng)用于數(shù) 控裝置中，使其體積日益變小，價(jià)格逐年降低，可靠性顯著提高，功能也更加完善和穩(wěn)定。所有這些高級(jí)的自動(dòng)化生產(chǎn)控制系統(tǒng)均是以數(shù)控機(jī)床為基礎(chǔ)，它們代表著數(shù)控機(jī)床今后的發(fā)展前景。從1965年開(kāi)始，研制晶體管數(shù)控系統(tǒng)，直到60年代末和70年代初，研制的劈錐數(shù)控銑床、非圓錐插齒機(jī)等獲得成功。19721979年是數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)和使用階段。從80年代初開(kāi)始，隨著我國(guó)開(kāi)放政策的實(shí)施，先后從日本、美國(guó)、德國(guó)等國(guó)家引進(jìn)先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)。在引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，北京機(jī)床研究所又開(kāi)發(fā)出BSO3經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和BSO4全功能數(shù)控系統(tǒng)，航空航天部706所研制出MNC864數(shù)控系統(tǒng)等。我國(guó)的數(shù)控機(jī)床已跨入一個(gè)新的發(fā)展階段。對(duì)單臺(tái)主機(jī)不僅要求提高其柔性和自動(dòng)化程度，還要求具有更高要求的柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成自動(dòng)化制造系統(tǒng)的適應(yīng)能力。它們的數(shù)控系統(tǒng)都采用了16位以及32位微機(jī)處理器、數(shù)據(jù)總線及軟件模塊和硬件模塊結(jié)構(gòu)，內(nèi)存容量擴(kuò)大到1MB以上，高速進(jìn)給速度高達(dá)100m/min,控制軸數(shù)高達(dá)16個(gè)軸，并采用非常先進(jìn)的電裝工藝等等。交流傳動(dòng)已由模擬向數(shù)字方向發(fā)展，以運(yùn)放器等模擬器件為主的控制器正在被以微處理器為主的數(shù)字集成電路所取代，從而解決了零點(diǎn)漂移、溫度漂移等干擾精度的因素。我國(guó)是擁有300多萬(wàn)臺(tái)機(jī)床的機(jī)械制造大國(guó)。因此，盡快將我國(guó)現(xiàn)有普通機(jī)床實(shí)現(xiàn)數(shù)控化改裝，是我國(guó)現(xiàn)有設(shè)備技術(shù)改造迫切要求處理的難題。在機(jī)床改造中引入微機(jī)的應(yīng)用，不但技術(shù)上具有先進(jìn)性，而且在應(yīng)用上比其它傳統(tǒng)的自動(dòng)化改裝方案，有較大的推廣性與適應(yīng)性。從相關(guān)成功應(yīng)用的事例可以證明，投入使用后，成倍地提高了生產(chǎn)效率，減少了廢品率，獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，它還可以成為全功能數(shù)控機(jī)床換代的準(zhǔn)備時(shí)期，為今后使用全功能數(shù)控機(jī)床，培養(yǎng)技術(shù)人才，積累維護(hù)經(jīng)驗(yàn)、熟練使用經(jīng)驗(yàn)，而且實(shí)現(xiàn)了我國(guó)傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)向機(jī)電一體化制造技術(shù)發(fā)展。因此，改造后的機(jī)床 應(yīng)選用連續(xù)控制系統(tǒng)。二、控制系統(tǒng)根據(jù)機(jī)床要求，采用PLC控制。 三、機(jī)械傳動(dòng)方式為實(shí)現(xiàn)機(jī) 床所要求的分 辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)過(guò)齒輪減速再傳向傳動(dòng)杠，為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，所以選用滾珠絲杠螺母副以及滾動(dòng)導(dǎo)軌。 齒輪傳動(dòng)也采用消除齒側(cè)間隙的消隙齒輪結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)總體方案見(jiàn)圖11根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，采用連續(xù)控制系統(tǒng)和步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性，盡量采用低摩擦的傳動(dòng)和導(dǎo)向元件以避免上述不利因素的產(chǎn)生。為盡量消除傳動(dòng)間隙，可設(shè)法調(diào)整傳動(dòng)齒輪的中心距以消除齒側(cè)間隙。 PLC Z向步進(jìn)電機(jī)功率放大光電隔離上拖板 X向下拖板 步進(jìn)電機(jī)光電隔離功率放大 圖11 CA６１３２經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床總體方案框圖第二章 CA6140車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算一臺(tái)CA6132普通車床改造成數(shù)控車床，采用PLC控制系統(tǒng)，步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制，具有直線和圓弧插補(bǔ)功能，具有升降速控制功能。伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)：確定系統(tǒng)的負(fù) 載、確定系統(tǒng)脈 沖當(dāng)量，運(yùn)動(dòng)部件慣 量計(jì)算，空 載起動(dòng)及切削力計(jì)算，確定伺服電機(jī)，傳動(dòng)及導(dǎo) 向元件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選用，繪制機(jī)械部分裝配圖及零件工作圖。～。主切削力F (N)按齒輪傳動(dòng)的效率計(jì)算: ==320=3835 切削力各分力比例如下： =3835=959 =3835=153 主切削力可取縱切里的二分之一 此時(shí)走刀抗力為(N),吃刀抗力為，仍按上述比例粗略計(jì)算: ::=1:: =1918=480 =1918=76723 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型滾珠絲杠螺母副的選型首先要選擇結(jié)構(gòu)類型：確定滾珠循環(huán)方式，滾珠絲杠副的預(yù)緊方式等。滾珠絲杠副的滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)
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