CW6163×2000普通车床数控化改造总体设计及四工位自动刀架设计.doc

CW61632000普通车床数控化改造总体设计及四工位自动刀架设计数控车床为了能在工件的 一次装夹中完成多工序加工，缩短辅助时间，减少多次安装所引起的 加工误差，必须带有自动回转刀架。 自动回转刀架在结构上必须具有良好的 强度和刚性，以承受粗加工时的 切削抗力。为了保证转位具有高的重复定位精度，自动回转刀架还 要选择可靠的定位方案和 合理的 定位 结构。自动回转刀架自动换刀时 由控制系统和驱动电路来实现。 关键词：自动回转刀架；蜗轮蜗杆副一 绪论 （一）概论数控机床是一种高效自动加工机床，是一种典型的基地啊一体化产品，数控机床有着普通机床难以具备的特点。正因为特点使它得到广泛的应用。具有广泛的适应性和较大的灵活性、高的生产效率、高的加工精度、稳定的加工质量、复杂零件的加工能力、工序集中等特点，是实现柔性制造系统的必要装备。（二）数控机床的发展现状数控机床正在向精密、高速、复合、智能、环保的方向发展。精密和高速加工对传动及其控制提出了更高的动态特性和控制精度，更高的进给速度和加速度，更低的振动噪声和更小的磨损二、设计任务与总体方案的确定（一）系统总体方案设计将CW6163普通车床改造成采用闭环控制的经济型数控车床，要求该车床进给两坐标联动并且能够实现直线插补和圆弧插补并增配自动回转刀架和主轴脉冲发生器，能车削螺纹。数控系统总体方案设计的内容包括：系统运动方式的确定，执行机构及传动方案的确定，伺服电机类型及调速方案确定，计算机控制系统的选择等。图1 CW6163x2000普通车床三、主传动系统的改造 （一）主传动系统普通车床进行数控化改造时，为了减少工作量一般保留原有的主传动机构和变速操纵机构。改造后使其主运动和进给运动分离，主电机的作用仅为带动主轴旋转，主轴的正转、反转和停止由数控系统来控制。采用交流变频器实现主轴电机的无极变速，本设计选用F1000-G0110T3C型变频器，该型号适配电机11KW，额定输出电流为23A。 （二）主轴脉冲发生器的安装主轴脉冲发生器是为了加工螺纹而安装的主轴检测装置，微机从主轴脉冲发生器中取出与螺距相应的脉冲数，使主轴旋转角度与进给量保持一定关系，确保螺距的准确性。四、进给系统的改造 （一）进给系统的机械改造拆除挂轮架所有齿轮并寻找主轴，安装主轴脉冲发生器；拆除原机床进给箱、溜板箱、滑动丝杠、光杆、操纵杆、齿条等；在纵溜板、横溜板的下面丝杠螺母座托架；在原进给箱位置安装纵向伺服电机与减速箱总成，在横溜板后部安装横向伺服电机与减速箱总成；拆除四方刀架及上溜板总成，在横溜板上方安装电动刀架。五、换装自动回转刀架 （一）总体结构设计 对刀架的传动方式，电机的选型，减速装置锁紧定位装置和刀架起降装置进行设计。 （二）自动刀架的工作原理该装配图为螺旋升降式四方回转刀架，其工作原理见图：1、刀架抬起 当数控装置发出换刀指令喉，电机正转，并经联轴器，带动蜗杆轴转动，从而带动蜗轮旋转，蜗轮通过键带动轴旋转使上端齿盘与下端齿盘分开，完成刀架抬起动作。2、刀架转位 刀架抬起后，轴套仍在继续转动，同时带动上刀架转过90度。3、刀架压紧 刀架转位后，由微动开关发出的信号使电机反转，压缩弹簧推动定位销，定位销伸出，使上刀架定位而不随轴套回转，于是刀架在重力的作用下向下移动，上下端齿盘合拢压紧。蜗杆继续转动则产生轴向位移，压缩弹簧，套筒的外圆曲面压缩开关使电机停止旋转，从而完成一次转位。图2 自动回转刀架剖视图 图3 刀架转位过程中销的位置六、数控系统的选择安装 （一）概述由于车床是“x”“z”坐标联动，由于经济所以我们选择广泰的“GTC2E”系统，它适用于各类仪表车床及其他二坐标联动机床及数控改造。 （二）系统的技术特征对数控系统的组成、系统的参数、功能和工作环境做了说明。七、结论通过几个月的努力，本课题的学习终于圆满的结束，开始拿到毕业设计题目的时候我几乎什么都不知道，不知道怎么下手，在老师指导下终于慢慢的有了怎么设计的思路，做毕业设计的过程中学到了很多以前在课本上遗忘的的知识，这次设计是对大学四年来学习的一次总结。八、致谢 在毕业设计的这段时间里，十分感老师在选题和毕设过程中给我的耐心帮助和真诚的教导。老师以严谨的治学态度以及他的平易近人、和蔼可亲都给我留下了深刻的印象。经过这次长达十四周的毕业设计，与老师长时间的接触，使我明白了什么事都要有明确的目标，干什么事都要靠自己的努力，面对困难要勇敢地去解决，而不是等着，老师们给予我帮助，他们细心的指导、热情工作态度，都给我留下了深刻的印象，在这里，我也衷心感谢他们！参考文献1李洪.实用机床设计手册.北京：机械工业出版社，19972刘书华.数控机床与编程.北京：机械工业出版社，20013王傧实.机床电气控制.北京：机械工业出版社，2000 4戴曙. 金属切削机床. 北京：机械工业出