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普通 车床 改造 经济 数控车床

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陕西理工大学毕业设计论文 C616普通车床转换为经济数控车床 [摘要] 数控机床是自动化不可缺少的一部分，根据我国国情对旧机床进行数控改造是一种经济有效的方法。我国大部分有300万台通用机床。特别是地方中小企业拥有普通设备的数量大，CNC改造的前景相当大。在C616车床的CNC改造设计中，建议使用单片机作为中央微处理器，改造后大大提高了原机床的自动化水平和生产率，其成本仅为全功能数控车床的1/3到1/4。 【关键词。【】 数控石英晶体机械汽车螺钉 model c616 lathe CNC lathe transformation of economy Abstract: CNC machine tools is an integral part of automated processing，According to Chinas national conditions on the transformation of the old NC machingwith over 3 million units ma Chine tools，most of which common tools，in particular，local SMEs，the amount of ordinary device has HUS key words: CNC converted machine threading 1序言 这是以将经济型数控机床转换为经济型数控机床的工作为中心的设计。经济型数控机床是一种高效的自动化机器，包括价格低廉、操作方便、适合我国国情的简单数控系统。中小企业为了发展生产，经常想改造现有的旧机床，实现数控化、自动化。经济型数控机床系统是结合现实的生产实际情况，结合我国国情，在满足系统基本功能的同时，尽量降低价格。主要特点是价格便宜、性能比适中，特别适合在设备中占很大比重的普通车床改造，适合在生产一线向大面积推广。企业应用经济型CNC系统改造设备，不仅提高了产品的加工精度和批量生产能力，还保持了“万能加工”和“专用高效”两个属性，提高了设备本身的产品更换弹性，提高了企业的竞争力。 利用计算机改造现有的普遍车床，主要要解决的问题是机械驱动器的输送和手动控制刀架转发、计算机控制刀架自动转发、自动转移加工车床，即经济型数控车床。 数控机床的变形是非常必要的。数控机床可以很好地解决复杂形状、精密、小布局和各种零件的加工问题。可以稳定加工质量，提高生产效率，但其他条件也适用于数控机床的使用。数控机床价格昂贵，一次性投资也巨大，普通车床的数控改造大有可为。适合我国的经济水平、教育水平、生产水平，成为我国设备技术创新的主要方向之一。 现在，您选择了C616普通车床作为CNC转换。 1.1概述 C616车床改造为数控技术，不仅可以提高机床的精度，提高生产率，还可以大大减少工人的劳动强度，减少对工作设备的投资和数量，适合我国的国情。 1.2 C616机械修改 C616的机械改造主要在主传动系统、输送系统和刀架部分进行。 1.2.1修改主驱动系统 为了在加工过程中自动变速，原C616主驱动系统进行了如下改造： 取消原来的变速器，用四段感应电动机更换主电动机。在原始主轴箱中保持后轮机构。 通过计算机控制多速度电动机变速和手动控制轮机构变速，实现主轴转速高、低两级共8级速度，每个齿轮有4级速度，在机械加工过程中可以自动转换。 1.2.2修正馈送系统 经过改造，通过齿轮驱动滚珠丝杠实现了简单结构，均匀步进，连续性好，NC容易的步进电机，提高了传输精度和传输效率。滚珠丝杠选择单圆弧流道截面、外回路方法和精确f级。 选择2片薄齿轮齿隙、可调拉伸弹簧结构，以消除齿轮传动内的间隙，通过微调自动补偿提高传动精度。 1.2.3刀架部分 刀架部分是机床的重要功能部件，主要为多刀控股自动索引。常州武进机械数控设备厂生产的LD4-I型四位置自动转塔改变了原来的转塔。该刀架的特点是重复位置精度高，刚度好，寿命长，工艺性好。 1.2.4主轴脉冲发生器 为了确保汽车螺纹之间严格的运动关系，在主轴箱中安装GD7072光电脉冲发生器，通过主轴——脉冲发生器—— CNC系统——步进电机信息转换系统输入主轴旋转，螺纹引线汽车螺纹运动的刀柄纵向输入。 1.3 C616数控系统 南京差动电动机厂制造的JWK-15T数控系统。该系统由TP8031单板计算机、驱动电源设备和包含110BF003类型、110BC380B电源步进电动机等的开环控制系统组成。 主要技术特性： 您可以控制车削端点、内部和外部圆、圆锥、螺纹、球面和球面逼近的曲面。有17段进给率。线性、圆弧插补功能，可以在程序中提供一定的延迟；具有自动循环、间隙补偿、程序暂停、点移动、报警功能和自动转塔转发，以及对主轴正向、反转、可变速度、停止等设备的控制。 2确定设计方案 C616型车床是加工效率高、操作性好、社会拥有量大的普通车床。实践证明，这种车床改装成数控车床已经取得了良好的经济效果。 2.1设计工作 此设计工作是C616普通车床的数值控制。利用计算机进行纵横输送系统的开环控制。长方向脉冲当量为0.01mm/脉冲，侧脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动元件为步进电动机，驱动系统为滚珠丝杠副，刀架使用自动索引转塔。 2.2确定总体设计计划 因为是经济型CNC转换，考虑具体方案的基本原则是，满足使用要求，最小化机床的变更，降低成本。根据C616车床相关数据和CNC车床转换经验，整个方案由I/O接口输出步进脉冲3360通过微机计算数据来确定。一级齿轮减速后，驱动滚珠丝杠，实现纵向和横向进给运动。 3机械零件转换设计计算 3.1纵向进给系统设计 经济型数控车床的改造一般是步进电机减速驱动螺杆，螺母固定在滑差箱上，使刀架左右运动。步进电动机布置可以放置在螺钉的任一端。车床改造的情况下，外观不必像产品设计要求那样高，在改造的方便实用方面，一般将步进电机放在纵向螺丝的右端。 3.1.1纵向输送系统的设计计算 已知条件： 工作台重量：W=80kgf=80N(根据图形粗略计算) 时间常数：T=25ms毫秒 滚珠螺杆基本引线：L0=6mm 笔划：S=640mm 脉冲当量：p=0.01mm/step 步长角度：=0.75/step 快速进给率：Vmax=2mm/min (1)切削计算 切削功率可在《机械设计指南》中找到 NC=nsK N——电动机电源，检查机器手册，n=4千瓦； 3354主驱动系统的总效率，一般为0.6 ~ 0.7=0.65； K——进给系统功率系数，设定为K=0.96。 以下选项之一： Nc=40.650.96=2.496KW 也因为这个缘故 NC= FZ= 所以 V=100m/min的中心v——切削线速度。 主切削力 FZ=152.76(kgf)=1527.6(N) 在金属切削原理中，可以知道主切削力 FZ=CFz APX Fz fYFz KFz 表：CFz=188kgf/mm21880Mpa Xfz=1 yyz=0.75 kfz=1 可以计算FZ，如表3.1所示 表3.1 FZ计算结果 Ap(mm) 2 2 2 8 8 8 F(mm) 0.2 0.3 0.4 0.2 0.3 0.4 FZ(N) 1125 1524 1891 1687 2287 2837 如果FZ=1520N，则切削深度ap=2mm，走刀数量f=0.3mm将用作下面计算的基础。 正如《机械设计指南》所示，在典型的外部圆形车削中： Fx=(0.1至0.6) FZ FZ=(0.15至0.7) FZ 醉意： Fx=0.5 FZ=0.5127.6=763.8 n FY=0.6 FZ=0.61527.6=916.5N (2)滚珠丝杠的设计计算 集成导轨架螺钉的轴向力： P=KFX f'(FZ W) 通常，K=1.15，f'=0.15到0.18，0.16。 邮报 p=1 . 15763 . 8 0 . 16(1527 . 6 800)=1250 . 8n 强度计算： 寿命值L1= N1== 工件直径D=80 mm，查寻表T I=15000h 以下选项之一： N1==20r/min L1==18 最大动态负载Q= 表格：运动系数fw=1.2经度系数fH=1 邮报 Q=1.211250.8=39933.6N 根据最大动态载荷q的值，可以选择滚珠丝杠的模型。例如，滚珠丝杠参考了滚珠丝杠工厂的产品样品，选择了FC1B系列，滚珠丝杠的直径为32mm，模型为fc1b 326-5-E2，额定功率载荷为10689N，因此具有足够的强度。 效率计算：根据机械原理公式，螺杆螺母对的传递效率为： = 中摩擦角=10 '螺旋上升角=325 " 邮报 = 刚性检查：工作负载p对滚珠丝杠的铅变化量 L1= 样式l0=6mm=0.6cm E=20.6166N/cm2。 滚珠螺杆剖面面积F=()2=()23.14 邮报 L1==5.910-6 扭矩引起的滚珠丝杠的簧片变化量L2可以忽略，L=L1。于是： 簧片变形中的总错误为 ==5.910-6=9.8m/m 调查表格知道e级精确度螺杆的容许节距误差(1m长度)为15m/m，因此具有足够的刚性。 稳定性检查：由于机器原始螺钉直径为30mm，滚珠螺钉直径为32 mm，并且支承方式不变，因此稳定性没有问题。 3.1.2计算齿轮和旋转距离 (1)齿轮计算传动比 I===1.25 因此，Z1=32mm Z2=40 M=2mm b=20mm =20 D1=m Z1=232=64mm D2=m Z2=240=80mm D 1=D1 2ha *=68m D2=d2 2ha*=84mm ===72 惯性矩计算 表格质量会转换为马达轴的惯性矩。 J1=() 2w=() 280=0.468位 =4.68 n平方米2 螺钉的惯性矩： js=7.810-4d4l 1=7.810-43 . 24140 . 3 =11 . 475 72=114 . 75n 72 齿轮的惯性矩： JZ 1=7 . 810-46 . 442=2 . 617 \ 2=26 . 17n \\32;2 jz2=7.810-4842=6.39 \ 2=63.9n \\32;2 您可以忽略马达惯性矩。 因此，总惯性矩为： J=(JS JZ2) JZ1 J1 =(11.475 6.39) 2.617 0.468 =14.519 K2=145.19n KK2 (2)计算所需的转动力矩 快速空载启动时所需的力矩 M=mamax MF m0 最大切削载荷时所需的力矩 M=mat MF m0 mt 快速进给时所需的力矩 M=MF m0 空载启动时转换为电动机轴的Mamax ——加速度力矩样式； 转换为Mf ——电机轴的摩擦力矩； M0 ——螺杆预紧转换为电机轴的附加摩擦

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