【正文】 縱車外圓 ?????????????????????? 5 橫切端面 ????????????????????? 5 計(jì)算和選擇滾珠絲杠螺母副 ????????????????? 6 縱向進(jìn)給螺桿 ????????????????????? 6 橫向進(jìn)給絲杠 ????????????????????? 9 齒輪的相關(guān)計(jì)算 ?????????????????????? 12 機(jī)床導(dǎo)軌的選擇 ?????????????????????? 13 第四章 進(jìn)給系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)與計(jì)算 ??????????????? 14 進(jìn)給系統(tǒng)控制方法的選擇 ?????????????????? 14 進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) ???????????????? 14 電機(jī)的選擇 ?????????????????????? 14 驅(qū)動(dòng)器的選擇 ????????????????????? 17 進(jìn)給系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ?????????????????? 17 進(jìn)給系統(tǒng)接口電路的設(shè)計(jì) ?????????????????? 17 刀架的電路設(shè)計(jì) ???????? ?????????????? 17 結(jié)束語 ????????????????????????????? 21 致 謝 ????????????????????????????? 22 參考文獻(xiàn) ???????????????????????????? 23 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 研究調(diào)查數(shù)控機(jī)床在國內(nèi)和國外的概況 如今國外機(jī)床墟市的消耗合流是數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床現(xiàn)在用國際的快速發(fā)展對(duì)高精度，高效率，高彈性，高自動(dòng)化的目標(biāo)，要求將質(zhì)量和可靠性的建議機(jī)器的建設(shè)計(jì)劃，提高數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)。 我 們以前的數(shù)控化率不高，大約有年產(chǎn)量 8000臺(tái)國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床，約1800000000元的年產(chǎn)量。我們可以看到，很多制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)，加工機(jī)是普通機(jī)床的絕大部分，機(jī)床加工產(chǎn)品的質(zhì)量，許多貧窮的種類少，水平低，成本高，交貨期長。所以我們必須提高數(shù)控機(jī)床的速度。與通俗機(jī)床比擬，它的優(yōu)越性 是不言而喻的，不但零件加工的精度高 ,產(chǎn)物的質(zhì)地穩(wěn)定 ,并且自動(dòng)化水平很高 ,能夠減弱人員的體力勞動(dòng)強(qiáng)度 ,極大的抬高出產(chǎn)效能 ,值得一提的是復(fù)雜曲面數(shù)控機(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)普通機(jī)床是加工或不加工的零件非常困難，是機(jī)械制造業(yè)數(shù)控機(jī)床越來越重要。機(jī)床制造業(yè)開始面臨機(jī)遇機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級(jí)的制造設(shè)備的發(fā)展導(dǎo)致的需求水平，也遇到激烈的中國加入世界貿(mào)易組織后，國際市場的競爭壓力，提高數(shù)控機(jī)床的迅速發(fā)展，是一個(gè)重要的管理工具制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。 數(shù)控機(jī)床的意義 在過去的幾年中，我們的大多數(shù)制造行業(yè)和生產(chǎn)加工設(shè)備，是一種常見的機(jī)床企業(yè)，超過一半的老機(jī)已經(jīng) 10 年了。數(shù)控機(jī)床比平凡機(jī)床有如下幾點(diǎn)良好的優(yōu)越性 :(1)因?yàn)槭怯?jì)算機(jī)可能瞬時(shí)確實(shí)地計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸瞬時(shí)該舉動(dòng)的運(yùn)動(dòng)量，因而能夠復(fù) 合成復(fù)雜的曲線或曲面；（ 2），可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)處理，并且是柔性自動(dòng)化，效率可由三提高七倍于普通機(jī)床，高（ 3）由于計(jì)算機(jī)的內(nèi)存和存儲(chǔ)能力，可以輸入和存儲(chǔ)過程記三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 下來，然后按照程序執(zhí)行的順序自動(dòng)；（ 4）可以實(shí)現(xiàn)多進(jìn)程，并在機(jī)械零件減少頻繁處理；（ 5）數(shù)控機(jī)床有主動(dòng)報(bào)警，主動(dòng)監(jiān)測和主動(dòng)補(bǔ)充等植物神經(jīng)功能，實(shí)現(xiàn)長期無人處理。由于各運(yùn)動(dòng)副間有間隔，還有手工操作不許，是以反復(fù)精度很低。只合適批量渺小加工精度請(qǐng)求不高的零 件。 數(shù)控車床長處：具有高度柔性、加工的精度高、質(zhì)地不亂和靠得住。數(shù)控車床的加工效率和速度有了明顯提高，而且也改善工作條件，有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化。是一個(gè)數(shù)控機(jī)床適用于部分經(jīng)常換地方。 因而本次論文研討的即是數(shù)控車床CK6136 車床的進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。它是據(jù)數(shù)控裝配輸出的指令電脈沖暗記，讓機(jī)床挪動(dòng)部件做響應(yīng)的移動(dòng)，且對(duì)定位精度和速率加以把持。主軸啟動(dòng)控制只有正常的主軸轉(zhuǎn)速和積極的，旋轉(zhuǎn)，當(dāng)機(jī)床的要求有螺紋切削和停止和恒線處理等功能，將在軸的位置控制的要求，提出了反應(yīng)。開環(huán)控制不需位置檢測與反應(yīng)；閉環(huán)和半閉環(huán)反饋控制理論的位置檢測與反饋，這是基于反應(yīng)把持道理做事。數(shù)控體系發(fā)出運(yùn)轉(zhuǎn)指令先必需經(jīng)過伺服把持進(jìn)舉行改變和功率放大，再通過進(jìn)給部分啟動(dòng)機(jī)床活動(dòng)部件，讓其根據(jù)劃定軌跡及速度運(yùn)行，于是加工出符合要求的零件。因?yàn)槭潜敬尾杉{的電機(jī)為步進(jìn)電機(jī)，是以本次伺服系統(tǒng)是開環(huán)控制。 主要參數(shù)： 最大加工直徑 ： 床身上 360mm 溜板及刀架重量： 縱向 1100N 橫向 600N 刀架快移速度 ： 縱向 2m/min 橫向 1m/min 最大進(jìn)給速度 ： 縱向 最小分辨率 ： 縱向 橫向 主電機(jī)功率 ： 7KW 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第二章 總體方案的設(shè)計(jì) 總體方案的設(shè)計(jì)要求 （ 1） CK6136 車床的定位，縱向和橫向進(jìn)給功能，因此，選擇數(shù)控系統(tǒng)甚至輪廓控制系統(tǒng)。 （ 3）設(shè)計(jì)自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的控制電路。 （ 5）以確保傳動(dòng)精度和進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性，滾珠絲杠螺母應(yīng)磨擦小，傳動(dòng)效率高，應(yīng)預(yù)緊部件，提高傳動(dòng)剛度和釋放時(shí)間間隔。 （ 7）機(jī)械結(jié)構(gòu)部分注意裝配的工藝性，應(yīng)該考慮正確的裝配順序，保證安裝、調(diào)試和拆卸方便，需要常常調(diào)整的部位調(diào)整應(yīng)該方便。啟動(dòng)把持單位和驅(qū)動(dòng)元件構(gòu)成伺服驅(qū)動(dòng)體系。檢測元件和反饋電路構(gòu)成了檢測系統(tǒng)。閉環(huán)控制方式經(jīng)常是有位置反應(yīng)的伺服系統(tǒng)。半閉環(huán)體系有將位置檢測裝配裝在絲杠端頭與裝在電機(jī)軸端兩種范例。全閉環(huán)體系的位置檢測裝配是安置在工作臺(tái)上其機(jī)械傳動(dòng)部件全部是被包含是在位置環(huán)以內(nèi)的。由于考慮到感化定位精度的機(jī)械傳動(dòng)裝配的磨損、慣性和間隔的生計(jì)，是以開環(huán)系統(tǒng)的精度與快速性對(duì)比差。是以全閉環(huán)體系對(duì)機(jī)床的請(qǐng)求比擬高，并且造價(jià)也比較高昂。 三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 CK6136 車床進(jìn)給系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的 CK6136 車床的進(jìn)給系統(tǒng)是采用步進(jìn)電機(jī)為伺服元件來驅(qū)動(dòng)縱橫向工作臺(tái)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。并且采取開環(huán)系統(tǒng)。這個(gè)裝置是保留一定數(shù)量的工具，可以完成自動(dòng)轉(zhuǎn)換工具。轉(zhuǎn)塔式數(shù)控車床是一種最簡單的換刀。有刀庫自動(dòng)換刀裝置占地面積小，安全可靠，換刀時(shí)間短，刀具 儲(chǔ)存足夠的重復(fù)定位精度的工具。所以，本次設(shè)計(jì)將重點(diǎn)針對(duì)刀架正反轉(zhuǎn)功能的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行控制電路相關(guān)設(shè)計(jì)。 CK6136 車床掛輪架系統(tǒng)：原掛輪主動(dòng)軸處有光電脈沖發(fā)生器。 CK6136 車床溜板箱部份：滾珠絲杠中心支撐架、螺母和部分操縱按鈕。 CK6136 車床刀架：采用六工位臥式自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架。在確定結(jié)構(gòu)類型，然后確定計(jì)算技術(shù)和其他參數(shù)，包括鉛，球化 J，公稱直徑0d（螺紋直 徑 1d），精度等級(jí)和列數(shù) K 滾珠輪回的方法能分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩個(gè)大類，外循環(huán)又可以分為螺旋槽式和插管式。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)：工藝簡單，螺母的外直徑：小尺寸。 有幾個(gè)副的預(yù)緊方法滾珠絲杠螺母螺釘預(yù)緊力：雙，雙螺母齒輪差速器預(yù)緊，雙螺母墊片式預(yù)壓，預(yù)緊力和干擾球單螺母變螺距的預(yù)緊等。 縱向進(jìn)給絲杠 1）計(jì)算進(jìn)給率引力 mF (N) 對(duì)重力率由滾珠絲杠主要摩擦和切削力切削時(shí)的切削力和導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)部件的權(quán)重函數(shù)。 縱向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌 由前所知： XF =1144 N ZF =4576 N G =1100 N K = 39。f ( ZF +G) = 1144+ (4576+1100)? 2224 N 在此式中 K — 因考慮到顛復(fù)力矩感化的實(shí)行全體 ,故歸納導(dǎo)軌取 K=。f — 滑動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)為 ～ 。此 軸向負(fù)載的最大值能夠稱為該滾珠絲杠能經(jīng)受的最大動(dòng)負(fù)載c ，可用下式估計(jì)： c = mwFfL3 L =61060 Tn?? 01000L un s?? 式中 0L 滾珠絲杠類型，原發(fā)性 = 6 毫米； su — 在最大切削力下的進(jìn)給速率，能夠取的最高無上進(jìn)給速度的 ( 21 ～ 31 ),這里 su =； T — 使用壽命 ,按 15000h。 L 壽命，以 106 轉(zhuǎn)為 1個(gè)單位。 4）傳動(dòng)效率計(jì)算 滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率如下式： η =)( ????tgtg 把公稱直徑0d=25mm，導(dǎo)程 0L =6㎜，代進(jìn) ? =arctan[ 0L /(?0d)]，得出絲三江學(xué)院 2020屆本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 杠螺旋升角 ? = 224??。1039。224 ??? ?tg tg 5）剛度驗(yàn)算 定位精度和進(jìn)給系統(tǒng)的活動(dòng)和軸向滾珠絲杠的變形影響的城市，所以多個(gè)觸發(fā)器的軸向變形下的數(shù)字：螺旋拉伸或收縮變形；滾珠和羅紋滾道間的打仗變形；反向滾珠絲杠變形的鉛量的變化引起的；變形和螺母座與軸承座。 于是滾珠絲杠副剛度的驗(yàn)算緊要前三種的變形量，它們的和該當(dāng)不大于機(jī)床精度請(qǐng)求容許變形量的一半，不然，就該思考采用比擬大直徑的滾珠絲杠副。最大牽引力是 2224 N，軸承支持間距為 L =658mm，絲杠螺母和軸承均要舉行預(yù)緊，預(yù)緊力是最大軸向負(fù)荷的 31 。其鋼的彈性模量 E為 510MPa。絲杠在預(yù)緊時(shí)，取得軸向預(yù)緊力為 NFFYJ 7 4 13/m ?? 。 因?yàn)橛蓄A(yù)緊力的螺絲，和 1 / 3 的軸向載荷，因此可以減少一半可以變形的實(shí)際，從 = 。 橫向進(jìn)給絲杠 1）計(jì)算進(jìn)給牽引力 ?mF 橫向?qū)к壥茄辔残?,計(jì)算如下式所示 : 由前所 知： ?XF =915 N ?Y