ca6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-07-30 08:38本頁面
【正文】 方案的確定總體方案應(yīng)考慮車床數(shù)控系統(tǒng)的運動方式、進給伺服系統(tǒng)的類型、數(shù)控系統(tǒng)CPU的選擇，以及進給傳動方式和執(zhí)行機構(gòu)的選擇等。因此，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計成連續(xù)控制型。因此，進給伺服系統(tǒng)采用步進電動機的開環(huán)控制系統(tǒng)。MCS51系列8位機具有功能多、速度快、抗干擾能力強、性/價比高等優(yōu)點。5． 為了達到技術(shù)指標中的速度和精度要求，縱、橫向的進給傳動應(yīng)選用摩擦力小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副；為了消除傳動間隙提高傳動剛度，滾珠絲杠的螺母應(yīng)有預(yù)緊機構(gòu)等。7． 選擇四工位自動回轉(zhuǎn)刀架與電動卡盤，選擇螺紋編碼器等。主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止可由數(shù)控系統(tǒng)來控制。 改造C6140車床時，若采用有級變速，可選用浙江超力有限公司生產(chǎn)的YD系列變級多速三相異步電動機，實現(xiàn)檔變速；若采用無級變速，應(yīng)加裝交流變頻器，推薦型號為：F100G0075T3B,適配電動機，生產(chǎn)廠家為煙臺惠豐電子有限公司?？ūP的夾緊與松開由數(shù)控系。實現(xiàn)自動換刀需要配置相應(yīng)的電路，由數(shù)控系統(tǒng)完成。數(shù)控車床加工螺紋時，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車床主軸信號的反饋元件，它與車床主軸同步。考慮到編碼器的輸出有相位差的A、B相信號，可用A、B異或后獲得個脈沖（一轉(zhuǎn)內(nèi)），這樣編碼器的線數(shù)可降到線（A、B信號）?；谏鲜鲆螅x擇螺紋編碼器的型號為：ZLF1200Z05VO15CT。螺紋編碼器通常有兩種安裝形式：同軸安裝和異軸安裝。異軸安裝是指將編碼器安裝在床頭箱的的后端，一般盡量裝在與主軸同步旋轉(zhuǎn)的輸出軸，如果找不到同步軸，可將編碼器通過一對傳動比為的同步齒形帶與主軸連接起來。（1） 拆除掛輪架所有齒輪，在此主軸的同步軸，安裝螺紋編碼器。（3） 拆除溜板箱總成與快走刀的齒輪齒條，在縱溜板的下面安裝縱向滾珠絲杠的的螺母座與螺母座托架。（5） 拆除橫溜板下的滑動絲桿螺母副，將滑動絲桿靠刻度盤一段（長，見圖一）鋸斷保留，拆掉刻度盤上的手柄，保留刻度盤附近的兩個推力軸承，換上滾珠絲杠副。（7） 拆去三桿（絲桿、光桿與操縱桿），更換絲桿的右支承。第四節(jié) 進給傳動部件的計算和選型 縱、橫向進給傳動部件的計算和選型主要包括：確定脈沖當(dāng)量、計算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、設(shè)計減速箱、選擇步進電動機等。（1）縱向切削力算設(shè)工件為碳素結(jié)構(gòu)鋼，；選用刀具材料為硬質(zhì)合金YT15；刀具幾何參數(shù)為：主偏角，前角，刃傾角；切削用量為：背吃刀量，進給量，切削速度。由經(jīng)驗公式：，算得主切削力。（2）橫向切削力計算橫向主切削力為縱向的一半，所以橫向主切削力由經(jīng)驗公式,求得橫向進給切削力，背向力。根據(jù)，的對應(yīng)關(guān)系，可得：。取滾珠絲杠的使用壽命，代入,得絲杠壽命系數(shù)。(3) 初選型號 根據(jù)計算出的最大動載荷，查表，選擇啟東潤澤機床附件有限公司生產(chǎn)的FL4006型滾珠絲杠副。(4) 傳動效率的計算將公稱直徑，基本導(dǎo)程，代入，得絲杠螺旋升角。(5) 剛度的驗算 1） 縱向滾珠絲杠的支承，采取一端軸向固定，一端簡支的方式，見圖二。絲杠加上兩端接桿后，左、右支承的中心距離約為；鋼的彈性模量；查表得滾珠直徑，算得絲杠底徑公稱直徑滾珠直徑。2）根據(jù)公式，求得單圈滾珠數(shù)目,該型號絲杠為雙螺母，滾珠總?cè)?shù)為，則滾珠總數(shù)量。則由式,求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量。3）將以上算出的和代入，求得絲杠總變形量（對應(yīng)跨度）。(6) 壓桿穩(wěn)定性校核根據(jù)式計算失穩(wěn)時的臨界載荷。代入式，得臨界載荷,遠大于工作載荷，故絲杠不會失穩(wěn)。為了滿足脈沖當(dāng)量的設(shè)計要求和增大轉(zhuǎn)矩，同時也為了使傳動系統(tǒng)的負載慣量盡可能地減小，傳動鏈中常采用減速傳動。設(shè)計同步帶減速箱需要的原始數(shù)據(jù)有：帶傳動的功率；主動輪轉(zhuǎn)速和傳動比；傳動系統(tǒng)的位置和工作條件等。初選電動機型號為130BYG5501,五相混合式，最大靜轉(zhuǎn)矩，十拍驅(qū)動時步距角為。（3） 確定帶的設(shè)計功率 預(yù)選的步進電動機在轉(zhuǎn)速為時，對應(yīng)的步進脈沖頻率為。取，,代入式，得出.（4） 選擇帶型和節(jié)距 根據(jù)帶的設(shè)計功率和主動輪最高轉(zhuǎn)速，選取同步帶的型號為L型節(jié)距。當(dāng)達到最高轉(zhuǎn)速時，同步帶速度為，沒有超過L型帶的極限速度。（7） 初選中心距、帶的節(jié)線長度、帶的齒數(shù) 初選中心距，圓整后取。查表選取標準節(jié)線長度，相應(yīng)齒數(shù)。（9） 校驗帶與小帶輪的的嚙合齒數(shù) ，嚙合齒數(shù)比6大，滿足要求。（10） 計算基準額定功率 所選型號同步帶在基準寬度下所允許傳遞的額定功率：，式中 表示帶寬為時的許用工作壓力，查表得；表示帶寬為時的單位長度的質(zhì)量，查表得；表示同步帶的帶速，由上述（5）知。由上式算得，再根據(jù)表選取標準帶寬。經(jīng)計算得,而,滿足。（1） 計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量已知：滾珠絲杠的公稱直徑，總長（帶接桿），導(dǎo)程，材料密度；縱向移動部件總重量；同步帶減速箱大帶輪寬度，節(jié)徑，孔徑，輪轂外徑，寬度；小帶輪寬度，節(jié)徑，孔徑，輪轂外徑，寬度；傳動比。在設(shè)計減速箱時，初選的縱向步進電動機型號為130BYG5501，查表得該型號電動機轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動慣量。（2） 計算加在步進電動機轉(zhuǎn)軸上的等效負載轉(zhuǎn)矩分快速空載起動和承受最大工作負載兩種情況進行計算。因為滾珠絲杠副傳動效率很高，根據(jù)式可知，相對于和很小，可以忽略不計。其中： （43） 式中 表示縱向空載最快移動速度，任務(wù)書指定為；表示縱向步進電動機步距角。將以上各值帶入式（43），算得。則由式（44）得：，最后由式（41），求得快速空載起動時電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩為： (45)2） 最大工作負載狀態(tài)下電動機轉(zhuǎn)軸所承受的負載轉(zhuǎn)矩由式可知，包括三部分：折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大工作負載轉(zhuǎn)矩、移動部件運動時折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩、滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。則有： （46）其中，折算到電動機轉(zhuǎn)軸上的最大工
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