用微機數(shù)控系統(tǒng)改造C6132型車床設計

摘  要

數(shù)控機床在機械加工行業(yè)中的應用越來越廣泛。數(shù)控機床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡單實用的經(jīng)濟型數(shù)控機床，具有自動加工的基本功能，操作維修方便。經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開環(huán)步進控制系統(tǒng)，功率步進電機為驅動元件，結構簡單，系統(tǒng)的定位精度較高。普通車床刀架的縱向和橫向進給運動是由主軸回轉運動經(jīng)掛輪傳遞而來，通過進給箱變速后，由光桿或絲桿帶動縱溜板、橫溜板的移動。進給參數(shù)要靠手工預先調整好，改變參數(shù)時要停車進行操作，刀架的縱向進給運動和橫向進給運動不能聯(lián)動，切削次序也由人工控制。

對普通車床進行數(shù)控化改造，主要是將縱向和橫向進給系統(tǒng)改造成為微機控制的，能獨立運動的進給系統(tǒng)，刀架改造為能自動換刀的回轉刀架。這樣，利用數(shù)控裝置，車床就可以按預先輸入的加工指令進行切削加工。由于切削過程中切削參數(shù)，切削次序和刀具都會按程序自動運行，調節(jié)和更換，再加上縱向和橫向聯(lián)動的功能，數(shù)控改裝后的車床就可以加工出各種形狀復查的回轉零件，并能實現(xiàn)多工序自動加工車削，從而提高了生產(chǎn)效率和加工精度，也能適合小批量多品種復查零件的加工。

C6132車床改造屬于經(jīng)濟型數(shù)控車床的改造，主要針對進給系統(tǒng)進行數(shù)控化改造，利用數(shù)控系統(tǒng)對縱、橫向進給系統(tǒng)進行開環(huán)控制，驅動元件采用步進電動機，車床通過步進電動機帶動滾珠絲杠轉動。

關鍵詞：微機控制；伺服系統(tǒng)；回轉刀架；自動車削

ABSTRACT

The numerical control engine bed is....

Key words：the computer controls; servo system; turn the knife rest round; automatic turning

目  錄

1 前  言1

2 設計方案3

2.1 總體方案的確定3

2.1.1 系統(tǒng)的運動方式與伺服系統(tǒng)的選擇3

2.1.2 計算機系統(tǒng)3

2.1.3 機械傳動方式3

2.2 系統(tǒng)運動方式的確定3

2.3 伺服系統(tǒng)的選擇3

2.4 執(zhí)行機構傳動方式的確定4

2.5 計算機的選擇4

2.6 總體方案框圖繪制4

3 橫向進給伺服系統(tǒng)機械部分計算與校核5

3.1 計算切削力5

3.2 滾珠絲桿螺母副的設計、計算、選型5

3.2.1 計算進給牽引力5

3.2.2 計算最大動負載C6

3.2.3 滾珠絲桿螺母副的選型6

3.2.4 傳動效率計算7

3.2.5 剛度驗算7

3.2.6 穩(wěn)定性校核8

3.2.7 橫向滾珠絲桿副的幾何參數(shù)9

3.3 齒輪傳動比計算10

3.4 橫向步進電機計算和選型11

3.4.1 初選步進電機11

3.4.2 校核步進電機轉矩12

3.5 橫向進給伺服系統(tǒng)機械部分結構設計17

3.5.1 橫向進給伺服系統(tǒng)總圖設計17

3.5.2 進給伺服系統(tǒng)的裝配圖18

4 縱向進給伺服系統(tǒng)機械部分計算與校核20

4.1 計算切削20

4.2 滾珠絲桿螺母副的計算和造型20

4.2.1 計算進給牽引力20

4.2.2計算最大動負載C21

4.2.3 滾珠絲桿螺母副的選型21

4.2.4 傳功效率計算：21

4.2.5 剛度驗算22

4.2.6 穩(wěn)定性校核23

4.2.7縱向滾珠絲桿副幾何參數(shù)23

4.3 齒輪傳動比計算24

4.3.1 進給齒輪箱傳比計算24

4.4 步進進電機的計算和選型25

4.4.1 初選步進電機25

4.4.2 校核步進電機轉矩27

4.5 縱向進給伺服系統(tǒng)機械部分結構設計31

4.5.1 縱向進給伺服系統(tǒng)總圖設計32

4.5.2進給伺服系統(tǒng)的裝配圖32

5 微機數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設計34

5.1硬件電路一般要求34

5.2控制系統(tǒng)的組成及功能34

5.2.1 CPU、存儲器、I/O接口電路擴展34

5.2.2控制系統(tǒng)的功能36

5.3步進電機控制電路36

5.3.1步進電機開環(huán)驅動原理36

5.3.2脈沖分配37

5.3.3驅動電路37

5.3.4其他輔助電路38

6 微機控制系統(tǒng)的軟件設計39

6.1 監(jiān)控程序39

6.2 直線圓弧插補程序設計39

6.3升降速處理軟件41

6. 4步進電機的軟件控制及轉程序設計43

7 機床的加工程序編制46

致  謝49

參考文獻50

附   錄51