CA6140普通車床的經濟型數控改造回轉刀架及其控制的設計

摘    要

所謂數字控制機床是按照含有機床(刀具)運動信息程序所指定的順序自動執行操作的過程。而計算機數控機床就是數控機床在計算機監控下進行工作。它的優點很多,可以在同一機床上一次裝夾可完成多個操作，生產率顯著提高等優點，但它的價格昂貴。由于我國現在使用的機床大多數為普通車床，自動化程度低,要更新現有機床需要很多資金。為了解決這個問題,也為了適應多品種中、小批量零件加工我們選擇機床經濟型數控改造。縱向進給機構的改造：拆去原機床的溜板箱、光杠與絲杠以及安裝座,配上滾珠絲杠及相應的安裝裝置，縱向驅動的步進電機及減速箱安裝在車床的床尾,不占據絲杠空間。橫向進給機構的改造：拆除橫向絲杠換上滾珠絲杠,由步進電機帶動。總體設計方案:CA6140車床主軸轉速部分保留圓機床的手動變速功能。車床的縱向和橫向進給運動采用步進電機驅動。最后,根據已知條件對縱向橫向伺服進給機構進行設計與計算。

關鍵詞:數控、車床、改造

ABSTRACT

Numerical Control (NC) is any ....

Key word: Numerical Control、 machining、   information  

目    錄

第一章   緒論1

1.1機床數控改造的意義3

1.2數控機床的主要改造步驟3

第二章 設計的任務及要求5

2.1 CA6140橫向進給系統及刀架數控改造設計的任務5

2.2 CA6140橫向進給系統及刀架數控改造設計的要求5

第三章  改造設計的總體方案6

3.1設計參數的確定6

3.2改造方案的確定7

3.2.1系統的運動方式與伺服系統的選擇7

3.2.2機械傳動方式7

第四章 滾珠絲杠副的設計和計算8

4.1選擇脈沖當量8

4.2計算切削力8

4.2.1縱車外圓8

4.2.2橫切端面8

4.3滾珠絲桿螺母副的計算和選型9

4.3.1滾珠絲杠軸向進給切削力的計算9

4.3.2滾珠絲杠的平均轉速計算9

4.3.3滾珠絲杠的壽命計算10

4.3.4滾珠絲杠副在高速和定工作載荷的情況下的選用10

4.3.5滾珠絲剛副在受動載荷的情況下的選用12

4.3.6按額定靜載荷選用滾珠絲杠副13

4.3.7滾珠絲杠副的選型13

4.3.8滾珠絲杠副的剛度驗算16

       4.3.9滾珠絲杠副的穩定性驗算18

第五章  減速器的設計計算19

第六章 步進電機的選型及計算21

6.1等效轉動慣量的計算21

6.2根據脈沖當量和最大靜轉矩初選電機型號22

6.2.1步距角22

6.2.2矩頻特性23

6.3啟動矩頻特性和運行矩頻特性校核26

6.3.1啟動矩頻校核27

6.3.2運行矩頻校核28

6.4步進電機的安裝尺寸30

第七章 刀架的改造設計31

7.1刀架改造的意義31

7.2自動換刀裝置形式的選擇31

7.3螺旋轉位刀架的工作原理33

7.4對自動換刀裝置的要求35

7.5自動換刀裝置的主要部件設計計算及選擇35

7.5.1桿、蝸輪的設計計算35

7.5.2電機的選擇36

第八章  結論37

參考文獻38

致   謝39