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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20.75o/step快速进给速度Vmax2m/ms脉冲当量8p0.01mm/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Nd4.5kwη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n10.96n20.99所以η0.960.990.9504取η0.95η即N40.953.8(kw)又因为主传动系统效率一般为0.6~0.7之间,所以取0.65所以NC(进给效率)3.80.652.47(kw)由机械加工工艺手册得Pm31060VsFZ9.8(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FZ61202.47100151.164(Rgf)1511.64N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≈1ŋFZ0.75Kfz≈0CFZ188kg/㎜21880MpaF2的计算结果如下

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