机械5

摘要 所谓数字控制机床是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。它的优点很多,可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作，生产率显着提高等优点，但它的价格昂贵。由于我国现在使用的机床大多数为普通车床，自动化程度低,要更新现有机床需要很多资金。为了解决这个问题,也为了适应多品种中、小批量零件加工我们选择机床经济型数控改造。纵向进给机构的改造：拆去原机床的熘板箱、光杠与丝杠以及安装座,配上滚珠丝杠及相应的安装装置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾,不占据丝杠空间。横向进给机构的改造：拆除横向丝杠换上滚珠丝杠,由步进电机带动。总体设计方案:CA6140车床主轴转速部分保留圆机床的手动变速功能。车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动。最后,根据已知条件对纵向横向伺服进给机构进行设计与计算。 关键词:数控、车床、改造 目录 摘要Ⅰ ABSTRACT Ⅱ 目录Ⅲ 第一章绪论1 1.1机床数控改造的意义2 1.2数控机床的主要改造步骤2 第二章计的任务及要求4 2.1 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的任务4 2.2 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的要求4 第三章改造设计的总体方案5 3.1设计参数的确定5 3.2改造方案的确定6 3.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择6 3.2.2机械传动方式6 第四章丝杠副的设计和计算8 4.1选择脉冲当量8 4.2计算切削力8 4.2.1纵车外圆8 4.2.2横切端面8 4.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型9 4.3.1滚珠丝杠轴向进给切削力的计算9 4.3.2滚珠丝杠的平均转速计算10 4.3.3滚珠丝杠的寿命计算10 4.3.4滚珠丝杠副在高速和定工作载荷的情况下的选用10 4.3.5滚珠丝刚副在受动载荷的情况下的选用12 4.3.6按额定静载荷选用滚珠丝杠副13 4.3.7滚珠丝杠副的选型13 4.3.8滚珠丝杠副的刚度验算16 4.3.8.1丝杠副的轴向变形量16 4.3.8.2滚珠与螺纹滚道间接接触变形16 4.3.8.3支承滚珠丝杠副轴承的轴向变形17 4.3.9滚珠丝杠副的稳定性验算19 第五章减速器的设计计算20 第六章步进电机的选型及计算22 6.1等效转动惯量的计算22 6.2根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号23 6.2.1步距角23 6.2.2矩频特性24 6.2.2.1空载启动所需力矩24 6.2.2.2快速移动时所需力矩26 6.2.2.3最大切削负载时所需力矩26 6.3启动矩频特性和运行矩频特性校核28 6.3.1启动矩频校核28 6.3.1.1突跳启动28 6.3.1.2升速启动28 6.3.2运行矩频校核29 6.3.2.1快速进给运行矩频校核29 6.3.2.2工进运行矩频特性校核30 6.4步进电机的安装尺寸31 第七章刀架的改造设计32 7.1刀架改造的意义32 7.2自动换刀装置形式的选择32 7.3螺旋转位刀架的工作原理34 7.4对自动换刀装置的要求36 7.5自动换刀装置的主要部件设计计算及选择36 7.5.1杆、蜗轮的设计计算36 7.5.1.1杆、蜗轮材料的选择36 7.5.1.2杆、蜗轮传动基本参数的选择36 7.5.2电机的选择38 第八章结论39 参考文献41 致谢42