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C6140型普通车床改造数控机床设计说明书.doc

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C6140型普通车床改造数控机床设计说明书.doc

1目录第一章设计方案的确定3一总体设计方案的确定3二机械部分的改造设计与计算3(一)纵向进给系统的设计选型3二横向进给系统的设计与计算9第二章步进电动机的选择13一步进电动机选用原则13二步进电机的选型14(一)C6140纵向进给系流步进电机的确定14(二)C6140横向进给系流步进电机的确定14(三)110BF003型直流步进电机主要技术参数14(四)110BF004型直流步进电机主要技术参数15第三章经济型数控系统选型15第四章电动刀架的选型16第五章编制零件工序及数控程序实例17一机床改造参数的选择17(一)车床纵向运动由Z向步进电动机控制17(二)车床横向运动由X向步时电动机控制17二程序设计17(一)数控机床参数及约定172二编程参数说明17参考文献22体会233第一章设计方案的确定C6140型普通车床是一种加工效率高,操作性能好,并且社会拥有量较大的普通型车床。经过大量实践证明,将其改造为数控机床,无论是经济上还是技术都是确实可行了。一般说来,如果原有车床的工作性能良好,精度尚未降低,改造后的数控车床,同时具有数控控制和原机床操作的性能,而且在加工精度,加工效率上都有新的突破。本设计主要是对C6140普通型车床进行数控改造,用微机对纵、横进给系统进行控制。系统可采用开环控制和闭环控制,开环控制虽然有不稳定、振动等缺点,但其成本较低,经济性较好,车床本身所进行的加工尺寸是粗、半精加工。驱动原件采用步进电动机。系统传动主要有滑动丝杠螺母传动和滚珠丝杠螺母传动两种,经比较分析前者传动效率及精度较低,后者精度和效率高,但成本高,考虑对车床的性能要求,故采用滚珠丝杠螺母传动。刀架性能要求是准确快速的换刀,因此采用自动转位刀架。一总体设计方案的确定由于是对车床进行数控改造,所以在考虑具体方案时,基本原则是在满足使用前提下,对同床的改动尽可能少,以降低成本。根据这一原则,决定数控系统采用开环控制;传动系统采用滚珠丝杠螺母传动;驱动元件采用步进电动机;数控系统采用JWK型系统;刀架采用自动转位刀架。这样车床既保留原有功能,又减少了改造数量。二机械部分的改造设计与计算将普通车床改造成数控机床,除了增加控制系统外,机械部分也应进行相应的改造,其中包括纵向和横向进给系统的设计选型,以及自动转位刀架的选型。(一)纵向进给系统的设计选型1、经济数控车床的改造,采用步进电动驱动纵向进给,有两种方案一种是步进电机驱动丝杠螺母固定在溜板箱上;第二种是纵丝杠固定、电机安装在溜板箱上,驱动螺母传动。对于车床的改造而言,采用第一种方案显然简单易行。所以步进电机的布置,可放在丝杠的任意一端。从改装方便,实用等方面考虑,所以将步进电机放在丝杠的左端。2、纵向进给系统的设计计算,已知条件工作台重量W80KGF800N时间常量T25MS行程S640MM步驱角2075O/STEP快速进给速度VMAX2M/MS脉冲当量8P001MM/8TEP(1)切削力的计算由机床设计手册得公式NONDΗ(公式一)4其中NO为传动件的额定功率ND主电机的额定功率,见使用说明书得ND45KWΗ从电机到所计算的传动轴的传动效率(不含轴承的效率)从电机到传动轴经过皮带轮和齿轮两种传动件传动,所以ΗN1N2由机床设计手册得N1096N2099所以Η09609909504取Η095Η即N409538(KW)又因为主传动系统效率一般为06~07之间,所以取065所以NC(进给效率)38065247(KW)由机械加工工艺手册得PM31060VSFZ98(公式二)≈6120VSFZ式中VS切削速度,设当其为中等转速,工件直径为中等时,如D40MM时,取VS100M/MIN主切削力FZ6120247100151164(RGF)151164N由机床设计手册得主切削力FZCFZAPXFXFYFZKFZ经验公式CFZAPXFXFYFZKFZ公式三对于一般切削情况,切削力中的指数XFX≈1ŊFZ075KFZ≈0CFZ188KG/㎜21880MPAF2的计算结果如下

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