CA6140型普通车床改造成经济型数控车床的设计

CA6140型普通车床改造成经济型数控车床的设计任务书学院学生姓名专业班级设计（论文）题目CA6140型普通车床改造成经济型数控车床的设计主要研究目标应用数控技术对CA6140普通车床进行自动化和精密化的改造，改造技术主要为：在车床上附加数控装置和执行元件，选择合适的机床伺服系统和计算机系统等。结果表明：经改造后的机床完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生产效率，降低了劳动强度采用数控技术改造的有效途径。主要研究内容应用数控技术对CA6140普通车床进行自动化和精密化的改造。研究方法通过AutoCAD及Protel等绘图软件为工具，结合数控技术和机床改装技术等知识，对CA6140普通车床进行经济型的改造。说明书（论文）的要求说明书1份，约2万字，格式按学校统一规定。必须包括的内容为：1．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，由步进电机带动。2．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。3．数控装置硬件电路的设计，及软件部分零件图程序的编制。4．AutoCAD出图：滚珠丝杠装配图，数控装置硬件电路图等。5．相关文献规定数量的英文翻译。图纸的要求滚珠丝杠装配图A1图纸1张；数控装置硬件电路图A2图纸1张零件图A3图纸1张；模块流程图A3图纸1张主要参考文献[1]张磊，陈榕林.机床改装技术（第一版）.北京：机械工业出版社，1993年10月[2]文怀兴，夏田.数控机床系统设计.北京：化学工业出版社，2005年6月，P232--242[3]余英良.机床数控改造设计与实例.北京：机械工业出版社，1998年5月，P1—57起止时间自2008年3月3日至6月20日指导教师签字：年月日系主任意见签字：年月日院长意见签字：年月日注：任务书的具体内容可依据各系要求进行修正。另，学生所做毕业设计(论文)的工作的研究成果归河北理工大学所有，学生不能向第三方泄露有关成果内容和技术秘密。第1页共71页1毕业设计指导老师评阅书指导老师评语(①基础理论及基本技能的掌握;②独立解决实际问题的能力;③研究内容的理论依据和技术方法;④取得的主要成果及创新点;⑤工作的态度及工作量;⑥总体评价及建议成绩;⑦存在问题;⑧是否同意答辩等):成绩:指导老师签字:年月日第2页共71页2毕业设计评阅教师评阅书评阅老师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;④工作量的大小;⑤取得的主要成果及创新点;⑥写作的规范程度;⑦总体评价及建议成绩;⑧存在问题;⑨是否同意答辩等):成绩:评阅老师签字:年月日第3页共71页3毕业设计评阅教师评阅书评阅老师评语(①选题的意义;②基础理论及基本技能的掌握;③综合运用所学知识解决实际问题的能力;④工作量的大小;⑤取得的主要成果及创新点;⑥写作的规范程度;⑦总体评价及建议成绩;⑧存在问题;⑨是否同意答辩等):成绩:评阅老师签字:年月日第4页共71页4答辩情况提出问题回答问题正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答答辩委员会评语及建议成绩:答辩委员会主任签字:年月日学院领导小组综合评定成绩:学院领导小组负责人:年月日第1页共71页1摘要普通机床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下，然后再对普通车床进行适当的机械改造，改造的内容主要包括：(1)床身的改造，为使改造后的机床有较好的精度保持性，除尽可能地减少电器和机械故障的同时，应充分考虑机床零部件的耐磨性，尤其是机床导轨。为此，本例中采用旧床身淬火并贴膜。(2)拖板的改造，拖板是数控系统直接控制的对象，所以对其改造尤显重要。这中间最突出一点就是选用滚珠丝杠代替滚动丝杠，提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。(3)变速箱体的改造，由于采用数控系统控制，所以要对输入和输出轴以及减速齿轮进行设计，从而再对箱体进行改造。(4)刀架的改造，采用数控刀架，这样可以用数控系统直接控制，而且刀架体积小，重复定位精度高，安全可靠。通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件，这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。关键字：普通车床数控改造步进电机经济型数控系统数控刀架第1页共71页1目录1.绪论..........................................................................................................................12.设计要求..........................................................................................................................32.1总体方案设计要求.................................................................................................32.2设计参数.........................................................................................................42.3.其它要求.................................................................................................................63.车床改造的结构特点................................................................................................73.1.滚珠丝杆..........................................................................................................73.2导轨副........................................................................................................................73.3安装电动卡盘...........................................................................................................73.4脉冲发生器......................................................................................................74.进给伺服系统机械部分设计与计算...................................................................84.1机械部分的改造..................................................................................................84.2进给系统机械结构改造设计.......................................................................94.3进给伺服系统机械部分的计算与选型..........................................................104.3.1确定系统的脉冲当量....................................................................................104.3.2纵向滚珠丝杠螺母副的副的型号选择雨校核步骤.............................104.3.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤......................................144.3.4齿轮有关计算..................................................................................................164.3.4（1）纵向齿轮及转矩的有关计算........................................................164.3.4(2)横向齿轮及转矩的有关计算................................................................205.步进电动机的计算与选型..................................................................................235.1步进电动机选用的基本原则......................................................................235.2步进电动机的选折..............................................................................................246.主轴交流伺服电机.....................................................................................................246.1机床主运动电机的确定..............................................................................26第2页共71页26.2主轴的变速变速范围............................................................................................266.3初选主轴电机的型号............................................................................................276.4主轴电机的校核............................................................................................277.微机控制系统硬件电路设计...............................................................................287.1控制系统的功能要求............................................................................................287.2硬件电路的组成............................................................................................287.3设计说明.............................................