CA6140横向进给系统及刀架的数控改造

摘要

所谓数字控制机床是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。它的优点很多,可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作，生产率显著提高等优点，但它的价格昂贵。由于我国现在使用的机床大多数为普通车床，自动化程度低,要更新现有机床需要很多资金。为了解决这个问题,也为了适应多品种中、小批量零件加工我们选择机床经济型数控改造。纵向进给机构的改造：拆去原机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座,配上滚珠丝杠及相应的安装装置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾,不占据丝杠空间。横向进给机构的改造：拆除横向丝杠换上滚珠丝杠,由步进电机带动。总体设计方案:CA6140车床主轴转速部分保留圆机床的手动变速功能。车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动。最后,根据已知条件对纵向横向伺服进给机构进行设计与计算。

关键词:数控、车床、改造

ABSTRACT

..

Key word: Numerical Control、 machining、   information  

目录

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

目录 Ⅲ

第一章  绪论 1

1.1机床数控改造的意义 2

1.2数控机床的主要改造步骤 2

第二章  计的任务及要求 4

2.1 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的任务 4

2.2 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的要求 4

第三章  改造设计的总体方案 5

3.1设计参数的确定 5

3.2改造方案的确定 6

3.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择 6

3.2.2机械传动方式 6

第四章  丝杠副的设计和计算 8

4.1选择脉冲当量 8

4.2计算切削力 8

4.2.1纵车外圆 8

4.2.2横切端面 8

4.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型 9

4.3.1滚珠丝杠轴向进给切削力的计算 9

4.3.2滚珠丝杠的平均转速计算 10

4.3.3滚珠丝杠的寿命计算 10

4.3.4滚珠丝杠副在高速和定工作载荷的情况下的选用 10

4.3.5滚珠丝刚副在受动载荷的情况下的选用 12

4.3.6按额定静载荷选用滚珠丝杠副 13

4.3.7滚珠丝杠副的选型 13

4.3.8滚珠丝杠副的刚度验算 16

4.3.8.1丝杠副的轴向变形量 16

4.3.8.2滚珠与螺纹滚道间接接触变形 16

4.3.8.3支承滚珠丝杠副轴承的轴向变形 17

4.3.9滚珠丝杠副的稳定性验算 19

第五章 减速器的设计计算 20

第六章 步进电机的选型及计算 22

6.1等效转动惯量的计算 22

6.2根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号 23

6.2.1步距角 23

6.2.2矩频特性 24

6.2.2.1空载启动所需力矩 24

6.2.2.2快速移动时所需力矩 26

6.2.2.3最大切削负载时所需力矩 26

6.3启动矩频特性和运行矩频特性校核 28

6.3.1启动矩频校核 28

6.3.1.1突跳启动 28

6.3.1.2升速启动 28

6.3.2运行矩频校核 29

6.3.2.1快速进给运行矩频校核 29

6.3.2.2工进运行矩频特性校核 30

6.4步进电机的安装尺寸 31

第七章 刀架的改造设计 32

7.1刀架改造的意义 32

7.2自动换刀装置形式的选择 32

7.3螺旋转位刀架的工作原理 34

7.4对自动换刀装置的要求 36

7.5自动换刀装置的主要部件设计计算及选择 36

7.5.1杆、蜗轮的设计计算 36

7.5.1.1杆、蜗轮材料的选择 36

7.5.1.2杆、蜗轮传动基本参数的选择 36

7.5.2电机的选择 38

第八章  结论 39

参考文献 41

致   谢 42