【正文】 軸反向間隙 毫米 00000 0～ 535 P08 X 軸反向間隙 毫米 00000 0～ 535 P09 主軸低檔轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)分 1500 0～ P10 主軸高檔轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)分 3000 0～ 6000 00000000 0～ 11111111 00000000 0～ 11111111 4 1～ 4 01 秒 10 01～ 01 秒 10 01～ 01 秒 10 01～ 0～ 00000000 0～ 11111111 伺服驅(qū)動 1 驅(qū)動器 在這里我采用和華中數(shù)控系統(tǒng)匹配的驅(qū)動器 HSV160B HSV160B是采用專用運動控制數(shù)字信號處理器 DSP和智能化功率模塊 IPM等當今最新技術(shù)設(shè)計操作簡單可靠性高體積小巧易于安裝驅(qū)動器的示意圖如 53 所示 圖 53 HSV106B 驅(qū)動器 HSV160B 驅(qū)動器的相關(guān)參數(shù)如表 52 表 52 輸入電源 三相 AC220V 15～ 10 5060Hz 使用 環(huán)境 溫度 工作 0～ 55℃ 存貯 20℃～ 80℃ 濕度 濕度 小于 90 無結(jié)露 振動 小于 05G 49mS2 10～ 60Hz 非連續(xù)運行 控制方法 位置控制 速度控制 內(nèi)部速度控制運行 JOG 運行 再生制動 內(nèi)置 外接 制動電阻連接與選用 特性 速度頻率響應(yīng) 300Hz 或更高 速度波動率 ＜177。 H179。 310179。 166mm 192179。 33 Φ摩擦角Φ約等于 10′ 則 0953 4 剛度驗算 滾珠絲杠工作時受軸向力和扭轉(zhuǎn)的作用將引起基本導(dǎo)程的變化因滾珠絲杠受扭時引起的導(dǎo)程變化量很小可忽略不計故工作負載引起的導(dǎo)程變化量為 公式 312 式中 E 彈性模量對于鋼 E 206 S 滾珠絲杠截面積按絲杠螺紋底徑確定 d 若 d 277cm 則 S 6023cm2 其中用于拉伸 用于壓縮時 則 cm 絲杠 1m 長度上導(dǎo)程變形誤差為 14 因 3 級精度絲杠允許的螺距誤差為 15 故此絲杠的 精度足夠 3 橫向滾珠絲杠的安裝 1 拆下刀架小拖板及滑動絲杠 2 車削一根定位芯軸保證法蘭盤孔與大拖板后孔的同軸度定位后配鉆四個螺釘孔并攻螺紋 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 車削兩個連接套用于絲杠連接電機旋轉(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平穩(wěn) 導(dǎo)軌 當機床加工精度要求不是很高一般不作導(dǎo)軌改造調(diào)整改造可大為降低改造成本 第 4 章 刀架部分的改造 對刀架部分的改造通過將原機床的手動轉(zhuǎn)位刀架替換成自動轉(zhuǎn)位刀架來實現(xiàn)換刀切削自動轉(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 1 電動刀架的工作原理 需要換刀時控制系統(tǒng)發(fā)出刀架轉(zhuǎn)位信號三相異步電機正向旋轉(zhuǎn)通過蝸桿副帶動螺桿正向轉(zhuǎn)動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上蓋圓盤也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動上蓋圓盤 1 通過圓柱銷與螺桿連接 當轉(zhuǎn)過約 270176。FZ 取 FX 05179。 33 螺桿外徑 244 螺桿內(nèi)徑 2178 螺桿紋接觸直徑 21835 螺母螺紋直徑 28212 螺母內(nèi)徑 25635 2 橫向進給的計算 1 假設(shè)已知條件工作臺重量 W 2300N 時間常數(shù) t 25ms 滾珠絲 杠基本導(dǎo)程 L0 4mm 左旋 快速進給速度 98mmin《機床設(shè)計手冊》可知切削功率 PC Pη K 公式 37 式中 P 電動機功率查機床說明書 P 4kw η主傳動系統(tǒng)總效率一般為 075～ 085η 08 k 進給系統(tǒng)功率系數(shù)取 k 096 則 PC Pη K 3072kw 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 來計算即 PC 或 PC 式中 FZ 主切削力 N ν切削速度 T 切削轉(zhuǎn)矩 N178。 18808N 9404N 2 滾珠絲杠設(shè)計計算 滾珠絲杠副已經(jīng)標準化因此滾珠絲杠副有設(shè)計歸結(jié)為滾珠絲杠副型號的選擇 計算作用在絲杠上的最大動負荷首先根據(jù)切削力和運動部件的重量引起的進給抗力計算出絲杠的軸向載荷再根據(jù)要求的壽命值計算出 絲杠副應(yīng)能承受的最大動載荷 公式 32 式中 FP 工作負載 N 指數(shù)控機床工作時實際作用在滾珠絲杠上的軸向力 運轉(zhuǎn)系數(shù)一般運轉(zhuǎn)系數(shù)取 12～ 15 有沖擊的運轉(zhuǎn)取 15～ 25 硬度系數(shù)為 60HRC 時為 1 為 60HRC 時 １ G 壽命以轉(zhuǎn)為單位１如 15 則為 150 萬轉(zhuǎn) 壽命 G 可按下式計算 式中 n 滾珠絲的轉(zhuǎn)速 rmin T 使用壽命時間 h 數(shù)控機床 T 取 15000h 工作負載的數(shù)值可用《機床設(shè)計手冊》中進給牽引力的實驗公式計算對于三角或綜合導(dǎo)軌 公式 34 式中 FXFZ 切削分力 W 移動部件的重力 800N K 考慮顛覆力的矩影響的系數(shù) k 15 導(dǎo)軌上的摩擦因數(shù) 015 ～ 018 ?。?016 則 FP＝ [016 188082300 ]N 17505 N 當機床以線速度 V 98mmin 進給量 f 03mmr 車削直徑 D 80mm 的我外圓時絲杠的轉(zhuǎn)速 mmmin 195min 則 G 萬轉(zhuǎn) 1755 萬轉(zhuǎn) 根據(jù)工作負載壽命 G 取 12 1 計算出滾珠絲杠副承受的最大動負荷 54615N 由查滾珠絲杠地產(chǎn)品或《機床設(shè)計手冊》選擇絲 杠的型號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型號為其額定動載荷是 20500N強度足夠用 效率計算 根據(jù)機械原理絲杠螺母副的傳動效率為 公式 35 式中 螺紋的螺旋升角該絲杠為 Φ摩擦角Φ約等于 10′ 則 0953 4 剛度驗算 滾珠絲杠工作時受軸向力和扭轉(zhuǎn)的作用將引起基本導(dǎo)程的變化因滾珠絲杠受扭時引起的導(dǎo)程變化量很小可忽略不計故工作負載引起的導(dǎo)程變化量為 公式 36 式中 E 彈性模量對于鋼 E 206 S 滾珠絲杠截面積按絲杠螺紋底徑確定 d 若 d 277cm 則 S 6023 其中用于拉伸 用于壓縮時 則 cm 絲杠 1m 長度上導(dǎo)程變形誤差為 14 因 3 級精度絲杠允許的螺距誤差為 15 故此絲杠的精度足夠 3 縱向滾珠絲杠的安裝 1 拆下普通滑動絲杠與溜板箱取消絲杠與主軸箱齒輪的傳動聯(lián)系利用原機床進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給整體剛性優(yōu)于以前 2 拆下絲杠右端的支撐座在坐標鏜 床上將其孔徑鏜至 40mm 便與伺服電動機的支撐軸相配合 3 車削兩個軸套分別為一長一短長套用于連接絲杠左端和左支撐座短套用于連接絲杠右端與伺服電機轉(zhuǎn)軸 4 對安裝螺母的配件進行刨磨鉆鉸和攻絲等加工使其符合安裝條件 5 總裝后進行局部調(diào)整如滾珠絲杠與道軌的平行度螺母間隙和螺母上下前后位置等力求使?jié)L珠絲杠受力均勻傳動平穩(wěn)無傳動間隙 橫向進給的改造與計算 1 橫向進給的改造 圖 33 橫向進給傳動示意圖 1伺服電機 2支承架 347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 橫向進給滾珠絲杠的相關(guān)參數(shù)如下表 33 表 33 橫向進給滾珠絲杠的相關(guān)參數(shù) 名稱 符號 公式 公稱直徑 25 導(dǎo)程 4 接觸角 4176。 m N 主軸轉(zhuǎn)速 設(shè)按最大切削速度來計算取 則主切削力 FZ 18808N 由《機械設(shè)計手冊》可知在外圓車削時 FX 01～ 055FZ 取 FX 05179。 7 鋼球直徑 ㎜ 3969 滾道法面半徑 2064 偏心距 0056 螺紋升角 3176。北京中國電力出版社 1997 六設(shè)計內(nèi)容進度及工作量 一 設(shè)計內(nèi)容和進度要求 序號 進度要求 設(shè)計內(nèi)容 1 1 周 了解車床傳動控制加工性能分析國內(nèi)外數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)控制和加工要求 經(jīng)過分析比較計算確定改造總體方案 2 0． 5 周 對進給主軸傳動系統(tǒng)進行分析計算選擇拖動電動機并 確定傳動系統(tǒng)改造方案 1 周 完成進給主軸傳動系統(tǒng)改造圖 3 0． 5 周 選擇伺服裝置 0． 5 周 完成伺服系統(tǒng)控制設(shè)計并完成伺服系統(tǒng)控制原理圖 4 0． 5 周 選擇數(shù)控裝置 5 1 周 完成電氣原理圖草圖和電氣安裝接線圖草圖 0． 5 周 完成電氣原理圖和電氣安裝接線圖 6 0． 5 周 伺服系統(tǒng)調(diào)試設(shè)計 0． 5 周 數(shù)控裝置調(diào)試設(shè)計 0． 5 周 機床安裝及調(diào)試設(shè)計 7 2 周 編寫設(shè)計說明書 8 1 周 畢業(yè)設(shè)計答辯準備及答辯 二 工作量 設(shè)計說明書數(shù)控化改造總體方案設(shè)計機械部分改造設(shè)計伺服裝 置選型伺服系統(tǒng)控制設(shè)計數(shù)控裝置選型電氣控制系統(tǒng)設(shè)計機床安裝與調(diào)試設(shè)計 圖紙機械改造圖伺服系統(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)計封面全系統(tǒng)一格式 二畢業(yè)設(shè)計評閱書全系統(tǒng)一格式 三評分標準全系統(tǒng)一格式 四畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書指導(dǎo)教師下發(fā) 五畢業(yè)設(shè)計明細表全系統(tǒng)一格式 六目錄 七畢業(yè)設(shè)計正文 八設(shè)計圖紙 九畢業(yè)設(shè)計總結(jié) 十參考資料 注說明書用 A4 開紙打印或書寫畢業(yè)設(shè)計正文字數(shù)不少于 15 萬含空格 八畢業(yè)設(shè)計課題審批表 審批具體意見 審查部門負責人意見 專業(yè)負責 人 時 間 年 月 日 學(xué)術(shù)負責人 時 間 年 月 日 目 錄 第 1 章 前言 1 11 問題提出 1 12 普通車床數(shù)控化改造的好處 1 13 機床數(shù)控化改造的意義 2 第 2 章 改造總體方案 3 21 CA6140 車床介紹 3 CA6140 車床組成圖 3 CA6140 改造參數(shù) 4 22 數(shù)控化改造要求和內(nèi)容 4 第 3 章 機械部分改造 7 31 主傳動系統(tǒng) 7 系統(tǒng)的介紹 7