CA6140普通车床数控化改造[机]【3张CAD图纸和说明书】

摘要

普通车床CA6140的数控化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) 机床导轨部分的改进，

对数控车床来说，导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和润滑。又因为贴塑比较实惠，效果优良。为此，本设计采用贴塑。

(2) 机床进给部分的改造，

机床的进给部分在加工精度方面起到决定性的作用，原来的进给主要是由滚动丝杠带动的，但因其功率损失过大，灵敏性不好，所以在数控化改造过程中必须改成滚珠丝杠。因为滚珠丝杠能大部分弥补滚动丝杠所带来的不足。

（3）在电机与丝杠传动增加齿轮减速箱

经济型数控车床的脉冲当量是一不可改变的值，为了实现多脉冲当量的任意选择，我们可在电机与滚珠丝杠间加一个减速机构，为了保证传动精度，数控机床上需要使用的精度等级较高的齿轮，在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。

关键字：普通车床， 数控改造， 导轨， 进给，丝杠， 

目录

摘要………………………………………………………………………2

绪论………………………………………………………………………4

数控系统的介绍和选择…………………………………………………6

2.1数控系统的介绍和选择……………………………………………6

机械部分改造……………………………………………………………7

3.1主轴箱………………………………………………………………7

3.2机床导轨……………………………………………………………7

3.3机床进给机构的改造………………………………………………7

滚珠丝杆副的设计与选择………………………………………………9

4.1 纵向滚珠丝杆副的选择与校核……………………………………9

齿轮减速箱的设计………………………………………………………14

5.1齿轮减速箱箱体设计………………………………………………14

5.2轴承的选择…………………………………………………………19

5.3丝杠轴承的选择与校核……………………………………………20

结束语……………………………………………………………………24

参考文献…………………………………………………………………25

1.绪论

数控机床与普通机床相比,增加了功能,提高了性能,简化了结构.较好地解决形状复杂、精密、小批量及形状多变零件的加工问题。能获得稳定的加工质量和提高生产率，其应用越来越广泛，但是数控的应用也受到其他条件限制：（1）数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，中小企业常是心有力而力不足；（2）目前，各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下的机床闲置起来又会造成浪费；（3）在国内，订购新数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产急需。

要较好的解决上述问题，应走通用机床数控改造之路。普通机床的改造就是在普通机床上增加微机数控装置，使其具有一定的自动化能力，以实现额定的加工工艺目标。这一工作早在20世纪60年代已经在开始迅速发展，并有专门企业经营这门业务。目前，国外已发展成为一个新兴产业部门，从美国、日本等工业化国家的经验看，机床的数控化改造也必不可少，如日本的大企业中有26%的机床经过数控化改造，中小企业则达74%。在美国有许多数控专业化公司为世界各地提供数控化改造业务。中国是拥有300多万台机床的国家，其中大部分是多年积累生产的普通机床，自动化程度低。要想在近几年用自动和精密设备更新现有机床，不论是资金还是中国机床制造厂的能力都是办不到的，因此，普通机床的数控化改造大有可为，它适合中国的经济水平、生产水平和教育水平，已成为中国设备技术改造的主要方向之一。

机床数控化改造的优点：（1）改造闲置设备，能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能，提高了机床的使用价值，可以提高固定资产的使用效率；（2）适应多品种、小批量零件生产；（3）自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高；（4）降低对工人的操作水平的要求；（5）数控改造费用低、经济性好；（6）数控改造的周期短，可满足生产急需。因此，我们必须走数控改造之路。

普通车床（如C616，C618，CA6140）等是金属切削加工最常用的一类机床。普通机床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杠或丝杠带动溜板箱、纵溜箱、横溜板移动。进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作。刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动，切削次序也由人工控制。

对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改为用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统；刀架改造成为能自动换刀的回转刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，从而提高了生产效率和加工精度，也能适应小批量多品种复杂零件的加工。

2．数控进给伺服系统控制方式的选取

2.1数控进给伺服系统控制方式的的选择

数控系统主要有三种类型，改造时，应根据具体情况进行选择。

(1)步进电机拖动的开环系统

系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称该之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。