用CNC改装C6140车床系统设计书

1、更多资料请访问.(.) HYPERLINK ./ 更多企业学院：./Shopp/中小企业管理理全能版183套讲座+897000份资料./SShop/440.shttml总经理、高层层管理49套讲座+116388份份资料./SShop/338.shttml中层管理学院院46套讲座+66020份资料./SShop/339.shttml国学智慧、易易经46套讲座./SShop/441.shttml人力资源学院院56套讲座+227123份份资料./SShop/444.shttml各阶段员工培培训学院77套讲座+ 324份资料./SShop/449.shttml员工管理企业业学院67套讲座+ 8720份

2、份资料./SShop/442.shttml工厂生产管理理学院52套讲座+ 139200份资料./SShop/443.shttml财务管理学院院53套讲座+ 179455份资料./SShop/445.shttml销售经理学院院56套讲座+ 143500份资料./SShop/446.shttml销售人员培训训学院72套讲座+ 4879份份资料./SShop/447.shttml课程设计说明书书课程名称： 课课程设计 题 目：用CNC改改装C61440车床的进进给系统学 院： 南昌大学科科学技术 系： 机电 专 业： 机械设计计制造及其自自动化 班 级： 0822班 学 号： 70111208088

3、4 学学生姓名： 谭辉 起起讫日期： 20111.11.292011.112.16 指导教师： 胡庭蔚 职称： 教师 系分管主任： 审核日期： 目 录 HYPERLINK l _Toc68922963 设计任务书前言1.1概述.1.2控机床的的特点及其组组成1.3可行性论论证1.4改造方案案的拟定课程设计的主要要参数给伺服系统机械械部分的设计计计算1.7、滚珠丝丝杆螺母传动动副的设计计计算及选型1.8、滚球丝丝杆螺母副的的设计计算与与选型1.9、关于传传动设计计算算心得体会.参考文献.致谢. 前前 言计算机技术和先先进制造技术术的发展，推推动了机械加加工在各方面面的变革和进进步。典型的的数控机

4、床已已成为现代加加工器械的鲜鲜明代表。考考虑到企业的的生产效率和和投资成本，普普通车床的数数控化改造将将是一个极为为有意义的课课题。在过去的几十年年，虽然金属属切削的基本本原理变化不不大，但随着着社会生产力力的发展，要要求制造业向向自动化和精精密化方向发发展，而刀具具材料和电子子技术的几部部，特别是微微电子技术、电电子计算机技技术的进步，运运用到控制系系统中，技能能帮助机床的的自动化又能能提高加工精精度，这些都都要求对旧机机床进行改造造，另外，在在经济方面，用用机床的数控控改造比更新新设备节约550%的资金金。再加上市市场的原因，由由于目前机床床市场供给无无法满足大量量的机床设备备的更新要求求

5、，因此更显显示出机床数数控化改造的的必要性。数控改造相对于于购置机床来来说，能充分分发挥设备的的潜力，改造造后的机床比比传统机床有有很多的突出出优点。由于于数控机床的的计算机有很很高的运算能能力，可以准准确的计算出出每个坐标轴轴的运动量，加加工出较复杂杂的曲面和曲曲线。而且计计算机有很强强的记忆和储储存能力，可可以将输入的的程序记忆和和储存下来，然然后按程序规规定的顺序自自动去执行，从从而实现自动动化。数控机机床只要更换换一个程序就就可以实现另另一工件的加加工，从而实实现“柔性自动化化”。改造后的的机床不像新新购买的机床床不了解加工工精度，而改改造的机床可可以精确的计计算出加工能能力。另外，数

6、数控改造可以以充分利用现现有地基，还还可以根据技技术革新发展展的速度,及及时的提高生生产设备的自自动化水平。数控技术改造机机床是以微电电子技术和传传统技术相结结合为基础，不不但技术上还还有先进性同同时在应用上上臂其他传统统的自动化改改造方案有较较大的通用性性和可用性。而而且投入费用用低，。由于于自投入以来来取得了显著著的技术经济济效益，已成成为我国设备备技术改造中中主要方向之之一也为我国国传统技术制制造技术朝机机电一体化方方向过渡的主主要任务之一一。普通车床数控化化改造的设计计是机电一体体化系统课程程设计的主要要内容，通过过综合运用所所学的机械、电电子、自动控控制、计算机机等知识，进进行一次机

7、电电结合的全面面训练，已培培养学生的独独立分析问题题、解决问题题和进行机电电一体化系统统初步设计的的能力。本人人将在3个星星期内，在胡胡廷蔚老师的的指导下，对对CA61440数控车床床进行开环控控制纵向进给给的改造。1.1、概述整个人类社会的的文明史，就就是制造技术术不断演变和和发展的历史史。任何国家家的制造业都都是国民经济济的基础产业业，也是国民民经济的主要要来源。没有有发达的制造造业，就不可可能有国家真真正的繁荣和和强大。制造造技术是制造造业的技术支支柱，是一个个国家科技水水平、综合国国力的重要体体现，制造技技术的发展是是一个国家经经济增长的根根本动力。而而制造业中机机床是其基础础装备。我

8、国国是一个机床床大国，有三三百多万台普普通机床。但但机床的素质质差，性能落落后，单台机机床的平均产产值只有先进进工业国家的的1/10左左右，差距太太大，急待改改造。旧机床的数数控化改造，顾顾名思义就是是在普通机床床上增加微机机控制装置，使使其具有一定定的自动化能能力，以实现现预定的加工工工艺目标。随着数控机机床越来越多多的普及应用用，数控机床床的技术经济济效益为大家家所理解。在在国内工厂的的技术改造中中，机床的微微机数控化改改造已成为重重要方面。许许多工厂一面面购置数控机机床一面利用用数控、数显显、PC技术术改造普通机机床，并取得得了良好的经经济效益。我我国经济资源源有限，国家家大，机床需需要

9、量大，因因此不可能拿拿出相当大及及。的资金去去购买新型的的数控机床，而而我国的旧机机床很多，用用经济型数控控系统改造普普通机床，在在投资少的情情况下，使其其既能满足加加工的需要，又又能提高机床床的自动化程程度，比较符符合我国的国国情。19884年，我国国开始生产经经济型数控系系统，并用于于改造旧机床床。到目前为为止，已有很很多厂家生产产经济型数控控系统。可以预料，今今后机床的经经济型数控化化改造将迅速速发展和普及及。 1.2、数控机机床的特点及及其组成数控机床的操作作和监控全部部在这个数控控单元中完成成，它是数控控机床的大脑脑。与普通机机床相比，数数控机床有如如下特点： 1加工精度高高，具有稳

10、定定的加工质量量； 2可进行多坐坐标的联动，能能加工形状复复杂的零件； 3加工零件改改变时，一般般只需要更改改数控程序，可可节省生产准准备时间；4机床本身的的精度高、刚刚性大,可选选择有利的加加工用量，生生产率高（一一般为普通机机床的355倍）； 5机床床自动化程度度高，可以减减轻劳动强度度；6对操作人员员的素质要求求较高，对维维修人员的技技术要求更高高。 数控机床一一般由下列几几个部分组成成： 1主机，他是是数控机床的的主题，包括括机床身、立立柱、主轴、进进给机构等机机械部件。他他是用于完成成各种切削加加工的机械部部件。 2数控装置，是是数控机床的的核心，包括括硬件（印刷刷电路板、CCRT显

11、示器器、键盒、纸纸带阅读机等等）以及相应应的软件，用用于输入数字字化的零件程程序，并完成成输入信息的的存储、数据据的变换、插插补运算以及及实现各种控控制功能。 3驱动装置，他他是数控机床床执行机构的的驱动部件，包包括主轴驱动动单元、进给给单元、主轴轴电机及进给给电机等。他他在数控装置置的控制下通通过电气或电电液伺服系统统实现主轴和和进给驱动。当当几个进给联联动时，可以以完成定位、直直线、平面曲曲线和空间曲曲线的加工。 4辅助装置置，指数控机机床的一些必必要的配套部部件，用以保保证数控机床床的运行，如如冷却、排屑屑、润滑、照照明、监测等等。它包括液液压和气动装装置、排屑装装置、交换工工作台、数控

12、控转台和数控控分度头，还还包括刀具及监控检检测装置等。 5编程及其他他附属设备，可可用来在机外外进行零件的的程序编制、存存储等。 自从19522年美国麻省省理工学院研研制出世界上上第一台数控控机床以来，数数控机床在制制造工业，特特别是在汽车车、航空航天天、以及军事事工业中被广广泛地应用，数数控技术无论在硬件件和软件方面面，都有飞速速发展。1.3、可行性性论证根据自动化制制造系统，可可行性论证使使用户建造自自动化制造系系统项目前所所进行的技术术和经济性分分析报告，是是上级主管部部分审定和批批准立项的基基本依据。同同样，在进行行普通车床的的经济型数控控改造之前进进行公道的、科科学的可行性性论证是必

13、要要的。 根据传统统的论证方法法，普通车床床的经济型数数控改造的可可行性论证应应围绕以下几几个方面进行行，即企业生生产经营现状状及存在的题题目分析，企企业生产经营营目标，改造造的基础条件件、目标、技技术方案、投投资概算、效效益分析，改改造后车床的的实施计划，结结论等。1、目标：数控控机床要有较较高的质量、较较高的效率、较较低的成本、较较低的劳动强强度2、 对于普普通车床的经经济型数控改改造，在考虑虑总体设计方方案时，应遵遵循的原则是是：在满足设设计要求的前前途下，对机机床的改动应应尽可能的少少，以降低本本钱。3、机床的CNNC改造要能能带来经济效效益于此同时时降低成本。符符合我国的基基本国情和

14、需需要。4、结论：对普普通车床作经经济型数控改改造适合我国国国情，是国国内企业提高高车床的自动动化能力和精精密程度的有有效选择。它它具有一定的的典型性和实实用性。1.4、改造方方案的拟定1、关于主运动动（主轴的旋旋转）保留原原有的主运动动结构系统、考考虑改造成本本和周期。缺缺点：不能实实现无极变速速。2、关于进给系系统： aa将原机床的的挂轮机构、进进给箱、溜板板箱、滑动丝丝杠、光杠等等全部拆除。b纵向、横向进进 给与与步进电动机机作为驱动元元件经一级齿齿轮减速后，由由滚珠丝杆传传动。3、关于刀架：将手动改为为四工自动回回转刀架。4、导轨：滚动动导轨都采用用贴塑导轨。1.5、课程设设计的主要技

15、技术参数 题目目：用CNCC技术改造CC6140型型卧式车床的的进给传动系系统 最大加工直径径（mm）： 4400 最大加工长度度（mm）：1000 滑板板及刀架架重量（N）： 纵向： 9900 横向： 6600 刀架快移速度（m/min）： 纵向向： 22.2 横向向： 11.1 最大进给速度（m/min）： 纵向向： 00.6 横向向： 00.3 定位精度（mmm）： +0.0225到-0.025 主电机功率（KKW）： 5.5 起动加速时间（ms）： 35必须完成的工作作量：1、机械结构装装配图， A0 1张张2、专用零件图图（箱体）AA1 1张1.6、进给伺伺服系统机械械部分的设计计计

16、算1、关于脉冲当当量纵向：脉冲当量量为0.011mm脉冲冲横向：脉冲当量量为：0.0005 mmm脉冲2、关于切削力力a、经验公式：F=0.667Dmaxx(1.5次次方)=0.67X4000（1.55次方）=55360N式中：Dmaxx-车床最大大车削直径（mmm） 按下下列比例关系系求F轴和FF径 F主：F轴:FF径=1:00.25:00.4=53360:13340:21144得：F轴=13340N 、 F径=22144Nb、根据主电动动机的功率计计算切削时的切削功功率P切=PP主*n(主主传动系统的的总传动效率率)式中：P主-主主电动机功率率 n-主传传动系统的总总传动效率总传动效率可以

17、以取两种第一一种n=0.8 另一种种n=0.775:根据P切求主轴轴的扭矩Mnn=95500P切/njj(N/m)取n=0.0.75P主=5.5KKW n=0.8 P切=55.5X0.75=4.125KWWMn=95500P切/njj=95500X4.1225/63=625.298（N/m）式中：P切-切切削功率 nj-机床床主轴的计算算转速（r/min）数 据 选 择择最大车削直径nj(r/miin)D(mm)320801754006321050050280 根据主轴扭矩矩求住切削力力：纵向：F主=22Mn/d X10000=2X6225.2988/210XX1000=5955.219（NN

18、）根据比例例计算F轴=1488.804X（NN）d车床床鞍上上的最大车削削直径 F径=23382.0888（N）：1.7、滚珠丝丝杆螺母传动动副的设计计计算及选型a牵引力计算：纵向：Fm=KKF轴+f(F主+G)式中：K:导轨轨实验系数，取取K=1.115 F径径=切削径向向分力（N） f为导轨面上上的摩擦系数数（贴塑f=0.030.05）取0.03 F主主切削削力 F轴轴切削轴向分分力 G移动件重量量（N）计算过程 纵向向：f=0.03 G=900N Fm=KKF轴+f(F主+G)=1.155X14888.804+0.03XX(59555.219+900)=1918(N)最大动负载Q的的计算

19、公式：Q=fwFFm 式中：L丝杆杆的寿命单位位以10的66次方为单位位 式中：n丝杆的转速速r/minn, 式中:Vs最最大切削力条条件下的进给给速度(m/min) 一般般Vs取最大大进给速度的的1/21/3(取112)取Vs=0.44 L。丝杆导成（mmm）一般L。=5或6（mmm） T丝杠的使使用寿命（hh）取T=155000hfw丝杆运转转系数：取ffw=1.22 Fm牵引力计算过程：L。=5，Vss=0.5VVmax(见见任务书)，TT=150000h, ffw=1.22 n=60rr/min L=54 所以最大动负载载纵向：Q=fwwFm= XX 1.2 X 19118=86999

20、.5022 1.8、滚球丝丝杆螺母副的的设计计算与与选型A牵引力B最大动负荷QQ计算C初选丝杆副选择最大大动负荷W11L30055 丝杆公称称直径d。=30，导程程L。=5mmm,滚珠直直径dw=33.175mmmD丝杆的刚度验验算：先确定定两个问题：第一个丝杆杆的支撑方式式。第二个丝丝杆的长度。纵纵向：变形的的长度，车削削长度+400mmm 丝杆的拉伸（压压缩）变形量（mmm）1L=/(FFmL。/EEA)式中：L单位位导程所产生生的变形量（mmm） FFm丝杆的牵引引力（N） LL。丝杆的导程程（mm） EE丝杆材料的的弹性模量，EE=20.66104N/mm22 AA丝杆的横截截面积，按

21、内内径计算： AA=3.144（d内）22/4，d内内=d。11.02dww，式中：dd。丝杆的公称称外径，dww滚珠的直径径计算过程：丝杆总长度的拉拉伸（压缩）变形量（mmm）11=LL/L。=+/-（FmLL/EA）式中：L丝杆受力的的总长度d内=d。11.02dww=26.77615mmm, A=33.14 XX（d内）2/4=3.114 X 226.761152 /4=562.12mm22Fm=19188 N，1=LL/L。=+/-（FmLL/EA）=19181400/220.6100000562.112=8.9989/10000=0.023199 mm（2）丝杆精度度等级的选择择精度

22、等级共七级级：1、2、33、4、5、77、10；常常用的15级任意300mmm内行程变动动量（um）V300P精 度 等 级级1234568121623刚度条件：11+ V3000P=定位精度+-0.0225算过程如下：0.023199+V300PP=+-00.025得得到V3000P=0.0019= 1.9umm没有符合要要求的精度等等级，若初选的丝杆不不满足刚性要要求，解决方方法：A、加加粗丝杆这种方法比比较笨 一般般不采用B、丝丝杆径预拉伸伸刚度提高四四倍采取丝杆预拉伸伸使刚度提高高四倍1=0.022319/44=0.00058得到V300P=0.01992=19.2um 所以选四级精度

23、度.1.9、关于传传动设计计算算A、总传动比的的确定（n被被：n主=zz主：z被=传动比）U=360oP /Q。LL。式中：P系系统的脉冲当当量（mm/脉冲）纵向向取0.011 QQ。步进电机的的步距角 0.75oo/脉冲 LL。丝杠导程（mmm）5mmmU=360oP/Q。L。=3600.01/00.755=0.996 B、传动比分配配采用前大后小的的原则分配；由于接近11所以取一级级传动C、齿轮间隙的的消除方法：心得体会本次的课程设计计题目是CNNC改装C66140车床床的传动系统统，在此过程中中我不仅运用了了以前所学的的各个学科方方面的知识，而且学到了课本以外的知识。在此次设计过程中遇到

24、了不少问题，也走了不少弯路，通过此次设计实践让我学会虚心求教，细心体察，大胆实践。任何能力都是在实践中积累起来的，都会有一个从不会到会，从不熟练到熟练的过程，人常说“生活是最好的老师”就是说只有在生活实践中不断磨练，才能提高独立思考和解决问题的能力；同时也培养了自己优良的学风、高尚的人生、团结和合作的精神；学会了勤奋、求实的学习态度。 勤奋就是要发奋努力、不畏艰难。唐代思想家韩愈有句名言：业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。优良的学业是辛勤汗水的结晶，成就只有通过刻苦的学习和拼搏才能获得。马克思说过：“在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。”求实就是

25、脚踏实地，求真务实，谦虚谨慎、介骄介躁、对知识的掌握要弄通弄懂，对技术的掌握要严守规范、严谨细致、精益求精。一个人的力量是有限的，团结合作的力量是无穷的，通过对各个设计环节的确定让我明白：一粒沙虽小，但无数粒却能汇成无限的沙漠；水滴虽小，却你汇成辽阔的海洋；你的一个思想、一个方法，他的一个思想和方法，相互交流互换就有了两个思想和方法，当今社会竞争日益激烈，而我们现在就应该学会与他人合作。 当然，在设计实践过程中，我们也收获了快乐、与同学的快乐、与老师的快乐。因为每当自己或自己和同学完成了此次设计时，或多或少有些欣慰，会感到开心，同时和老师的交流也是一种快乐。虽然设计的时间和水平有限，但对我今后

26、的学习有很大帮助。这只是起点，终点离我们还有一定的距离，所以还是需要我们继续努力去走以后的路。而我们要把握好每一次的机会，错过了就再也找不回来了。参考文献 参考文献献1、 张新新义主编经经济型数控机机床系统设计计北京：机械工工业出版社，119982、 余英良主编编机床数控控改造设计与与实例北京京：机械工业业出版社，119943、 王贵明主编编数控实用用技术北京京：机械工业业出版社，220014、 张建纲、胡胡大锋主编数控技术武汉：华中中科技大学出出版社，200005、 张建明主编编机电一体体华系统控制制北京：高高等教育出版版社，200016、 邓邓星钟主编机电传动控控制武汉：华中科技大大学出版社，220017、 王爱玲