机械5

目录 第一节设计任务3 1.1题目： 3 1.2任务3 第二节总体方案的确定4 第三节机械系统的改造方案5 3.1对主传动系统的改造方案5 3.2安装电动卡盘5 3.3换装自动回转刀架5 3.4螺纹编码器的安装方案6 3.5进给系统的改造与设计方案6 第四节进给传动部件的计算和选型7 4.1脉冲当量的确定7 4.2切削力的计算7 4.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型8 4.4同步带减速箱的设计10 4.5步进电动机的计算与选型12 4.6同步带传递效率的校核16 第五节绘制进给传动机构的装配图16 第六节控制系统硬件电路设计17 第七节步进电动机驱动电源的选用19 第八节控制系统的部分软件设计19 参考文献26 将一台C6140卧式车床改造成经济型数控车床。主要技术指标如下： （1）床身上最大加工直径; （2）最大加工长度； （3） X方向（横向）的脉冲当量，Z方向（纵向） ； （4） X方向最快移动速度，Z方向为； （5） X方向最快工进速度，Z方向为； （6） X方向定位精度，Z方向； （7）可以车削柱面、平面、锥面与球面等； （8）安装螺纹编码器，可以车削公/英制的直螺纹与锥螺纹，最大导程； （9）安装四工位立式电动刀架，系统控制自动选刀； （10）自动控制主轴的正转、反转与停止，并可输出主轴有级变速与无级变速信号； （11）自动控制冷却泵的启/停; （12）安装电动卡盘，系统控制工件的夹紧与松开； （13）纵、横向安装限位开关； （14）数控系统可与PC机串行通信； （15）显示界面采用LED数码管，编程采用ISO数控代码。 总体方案应考虑车床数控系统的运动方式、进给伺服系统的类型、数控系统CPU的选择，以及进给传动方式和执行机构的选择等。 1．卧式车床数控化改造后应具有单坐标定位，两坐标直线插补、圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。 2．卧式车床经数控化改造后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应结构简化，降低成本。因此，进给伺服系统采用步进电动机的开环控制系统。 3．根据技术指标中的最大加工尺寸、最高控制速度，以及数控系统的经济性要求，决定选用MCS-51系列的8位单片机作为数控系统的CPU。MCS-51系列8位机具有功能多、速度快、抗干扰能力强、性/价比高等优点。 4．根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A转换电路、串行接口电路等，还要选择步进电动机的驱动电源以及主轴电动机的交流变频器等。 5．为了达到技术指标中的速度和精度要求，纵、横向的进给传动应选用摩擦力孝传动效率高的滚珠丝杠螺母副；为了消除传动间隙提高传动刚度，滚珠丝杠的螺母应有预紧机构等。 6．计算选择步进电动机，为了圆整脉冲当量，可能需要减速齿轮副，且应有消除间隙的机构。 7．选择四工位自动回转刀架与电动卡盘，选择螺纹编码器等。