CA进给系统的横向

CA6132进给系统的横向步进控制姓名：徐鹏班级：机制3班指导老师：南栋祥2●前言●普通车床数控化改造的可行性分析●总体设计方案的确定●机械改造部分的设计●数控系统的设计●数控系统的设计●横向进给步进电机的选择第一章前言1、选题的背景我国从八十年代初期开始进行机床数控化改造技术研究和推广，到现在已有二十多年的历史。这中间取得了不少经验，但失败的教训也不少。由于机床数控化改造工艺的不完善，使得改造目前大都局限在中、小型车、铣床的数控化改造上，这和工业发达国家的水平尚有很大差距。2、机床数控化改造的意义（1）机床改造针对性强，容易适宜生产的要求。（2）机床改造可以充分利用原机床的绝大部分，大大节约原材料和资金，同时见效快，改造周期短，可满足生产急需。（3）改造后的机床性能稳定可靠，机床应用范围得到扩大，适应多品种、小批量的零件生产。（4）经过数控化改造，可以有效提高工件加工精度和生产效率。（5）可以充分发挥企业现有技术力量的作用，调动技术人员的积极性;同时降低对工人技术水平的要求。3机床数控化改造的必要性和可能性数控机床在现代机械加工中起着举足轻重的作用，机床数控化率己成为衡量一个国家工业水平的重要标志。提高机床数控化率有两个途径;一是购买新的数控机床，即更新设备;二是改造旧机床，配置数控系统，把旧机床改造成数控机床。第二章普通车床数控化改造的可行性分析1、机床简介（1）数控机床的组成（2）原机床功能（3）原机床传动系统2、CA6132普通车床数控化改造的可行性论证（1）技术可行性论证（2）经济合理性论证第三章总体设计方案的确定1、经济型数控部分改造设计方案普通车床进行经济型数控化改造设计,主要包括机械部分和数控部分,机械部分结构、功能改造设计应与数控功能相适应。普通机床进行经济型数控化改造后,能通过键盘输入数控加工程序,并能通过LCD或LED显示器显示加工状态;纵向和横向进给系统能实现微型计算机控制、是能进行独立运动的伺服系统,工作台能按预先输入的加工指令进行纵向、横向运动实现切削加工;车床的刀架能根据加工需要自动转位换刀;车削螺纹时要能保证车床主轴每转一转,刀具能准确移动一个被加工螺纹的导程;改造后的系统应能控制主轴转速的快慢、启停和正反转向;车床的辅助功能如润滑、冷却、排屑、报警等能自动打开和关闭。2、车床数控改造方案及要求纵向和横向丝杠光杠、溜板箱及挂轮箱中的齿轮，用滚珠丝杠替换原有普通滑动丝杠，将选取的横向滚控化改造设计时，在满足车床总体布局的前提下要尽可能利用原来的零部件，因此确定总体改造方案如下：（1）拆除原车床的纵珠丝杠副通过托架安装在原溜板箱与床鞍连接的部位上，纵横向滚珠丝杠两端尽可能利用原固定和支承方式。为便于安装滚珠丝杠副，丝杠采用分体式，用套筒联轴器实现刚性联接；（2）横向驱动电机及齿轮减速器安装在床鞍的后部（相对操作者），纵向驱动电机及齿轮减速装置安装在机床的右端，靠近尾座的位置；（3）要实现自动换刀，需拆除原手动刀架，在小拖板上安装数控转位刀架；（4）为了使改造后的车床能够加工螺纹，需要加装主轴脉冲编码器，以实现对主轴转速的同步检测，编码器安装在挂轮箱内；（5）为使加工过程中不超程，纵横向要安装行程限位开关；（6）为实现回参考点的动作，必须在纵横向安装接近开关；（7）纵、横向齿轮箱和丝杠全部加防护罩，以防脏物、油污和切屑等进入，机床整体也要加装防护罩，以防止加工过程中的切屑飞溅伤人；（8）考虑到改造的成本，尽可能采用可靠性高的经济型数控系统。3、设计任务1．给定CA6132车床，采用微机组成经济形数控系统。2．主运动实现自动变速，纵向及横向进给系统进行数控控制，纵向（Z向）进给脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向（X向）进给脉冲当量为0.005mm/脉冲。3．驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动控制的自动转位刀架，要能自动切削螺纹。4、系统总体方案框图第四章机械改造部分的设计1、主运动部分的改造设计2、横向进给系统改造（1）主轴脉冲编码器的安装（2）进给箱（3）导轨副（4）滚珠丝杠副3、车床进给伺服系统机械部分设计计算（1）系统脉冲当量的（2）选择计算切削力（3）滚珠丝杠设计计算（4）横向进给丝杠〈1〉计算进给牵引力〈2〉计算最大动负载〈3〉选择滚珠丝杠螺母副〈4〉传动效率计算〈5〉刚度验算4、横向滚珠丝杠副几何参数5、横向进给齿轮箱传动比计算6、刀架的选型2020/7/25第五章数控系统的设计1、数控系统的硬件结构与组成2、微机数控系统电气原理图3、数控系统部分软件设(1)8031单片机(2)8255芯片(3)8155芯片(4)74LS138芯片(5)存储器与I/O芯片地址分配2020/7/25数控系统硬件结构框图微机数控系统电气原理图第六章横向进给步进电机的选择1、等效转动惯量计算2、电机力矩的计算3、计算步进电机空载起动频率和切削时的工作频率谢辞在长达五月的设计和说明书的撰写的过程中，我综合运用了大学四年所学过的课堂知识，该次毕业设计提高了我对问题分析、综合和归纳的能力。在设计、计算的过程中，我曾遇到了各种问题和困难，正是通过对这些问题和困难的逐项排除和解决，因而提高了我对问题和困难解决的实际能力。在此衷心感谢我的指导老师南栋祥老师，感谢他对我这次毕业设计的方案的确定、相关资料的查找、传动机构设计、论文撰写以及答辩等多方面所给予的帮助和指导。老师给我确定毕业设计目标与方向，使我对机床的数控化改造有了系统的认识和了解，并圆满地完成该毕业设计任务。感谢同组的同学，他们与我友好协作，共同讨论所遇到的问题，使我顺利完成该设计。最后，衷心感谢所有曾给予我指导和帮助的老师和同学们，他们的帮助使本设计能顺利完成。由于时间仓促，而且本人水平有限，论文中难免存在一些缺陷和不足，恳请老师和同学批评指正。