摘要 在该次的设计中，参照传统的普通车床CA6140，对进给系统进行了数控改造，目的在于提高车床的数控化，提高加工效率。在进给系统的数控改造中，主要内容有改造方案的分析、伺服电机的选择、齿轮的设计、导轨的设计以及滚珠丝杠螺母的选择。而在对进给系统数控化改造时，需要对原有的一部分结构进行拆卸。例如拆除原车床的进给箱、熘板箱、丝杠、刀架等，换成由步进电机带动丝杠螺母副做回转运动。滚珠丝杠带动托板在导轨上运动，从而完成工作台在X、Y方向的直线运动。 在设计中，通过对主要结构的设计计算，选择出合理的零件，再根据结构画出了横纵向的装配图，完成说明书的书写和整理。 关键词：普通车床；数控；改造 目录 摘要..I Abstract ..II 第1章绪论...................................................................................................................1 1.1车床（机床）现状..........................................................................................1 1.1.1对普通车床改造的意义..........................................................................1 1.1.2车床的发展现状......................................................................................1 1.2车床的发展趋势..............................................................................................2 1.2.1高速度、高精度化................................................................................2 1.2.2数控系统小型化以及编程自动化..........................................................2 1.2.3智能化和多功能化..................................................................................3 1.3课题要达到的设计目的.................................................................................3 第2章CA6140进给传动系统数控改造设计方案设计及可行性论证.....................4 2.1外加数控系统局部和整体改造......................................................................4 2.1.1方案1对原有结构的拆除与新结构的添加..........................................4 2.1.2方案2布局设计......................................................................................5 2.1.3方案3步进电机连接设计.......................................................................6 2.2 CA6140进给传动系统数控改造方案可行性论证......................................6 2.2.1方案1评价...............................................................................................6 2.2.2方案2评价...............................................................................................7 2.2.3方案3评价...............................................................................................7 2.3方案确定.....................................................................................................7 第3章进给系统设计计算..........................................................................................9 3.1纵向进给伺服进给结构设计..........................................................................9 3.1.1确定脉冲当量...........................................................................................9 3.1.2切削力的计算...........................................................................................9 3.2滚珠丝杠螺母副的计算和选型...................................................................10 3.2.1精度的选择.............................................................................................10 3.2.2丝杠导程的确定.....................................................................................11 3.2.3最大工作载荷的计算.............................................................................11 3.2.4最大动载荷的计算.................................................................................11 3.2.5滚珠丝杠螺母副的选型.........................................................................12 3.2.6滚珠丝杠副的支承方式.........................................................................12 3.2.7传动效率的计算.................................................................................... 13 3.2.8刚度的验算.............................................................................................13 3.2.9稳定性校核..................................................................................... .......14 3.2.10临界转速的验证...................................................................... .... .......14 3.3齿轮传动的计算............................................................................................15 3.3.1传动选择......................................................................................................15 3.3.2初步计算传动主要尺寸..............................................................................16 3.4步进电动机的选择......................................................................................... ...19 3.4.1相关转动惯量计算......................................................................................19 3.4.2所需转动力矩计算......................................................................................20. 3.4.3纵向进给系统步进电机的确定..................................................................21 3.5导轨的设计与选择........................................................................................ ....22. 3.5.1导轨的特点................................................................................................. 22. 3.5.2导轨的设计..................................................................................................22 3.6横向进给伺服进给结构设计.............................................................................26 3.6.1切削力的计算..............................................................................................26 3.7滚珠丝杠螺母副的计算和选型.........................................................................26 3.7.1最大工作载荷的计算..................................................................................26 3.7.2最大动载荷的计算......................................................................................26 3.7.3滚珠丝杠螺母副的选型..............................................................................27 3.7.4滚珠丝杠副的支承方式..............................................................................28 3.7.5传动效率的计算..........................................................................................28 3.7.6刚度的验算..................................................................................................28 3.7.7稳定性校核..................................................................................................29 3.7.8临界转速的验证..........................................................................................29 3.8进给伺服系统传动计算.....................................................................................30 3.8.1确定传动比..................................................................................................30 3.8.2齿轮参数的计算..........................................................................................30 3.8.3初步计算传动主要尺寸..............................................................................31 3.9步进电机的计算和选用.....................................................................................34 3.9.1转动惯量的计算..........................................................................................34 3.9.2丝杠传动时折算到电机轴上的总传动惯量..............................................34 3.9.3电机力矩的计算..........................................................................................35 3.9.4步进电机的选择..........................................................................................37 3.10箱体设计及润滑与密封选择....................................................................... ...38 3.10.1箱体的设计................................................................................................38 3.10.2密封的选择................................................................................................38 3.11环境保护和可持续发展方面的思考...............................................................38 3.11.1绿色制造、保护环境................................................................................38 3.11.2坚持可持续发展、积极响应政策进行安全生产....................................39 第4章产品使用与维护.................................................................................................40 4.1车床的使用.........................................................................................................40 4.2车床维护.............................................................................................................41 第5章设计特色专题.............................................................................................42 结论...................................................................................................................................45 参考文献..........................................................................................................................46 致谢...............................................................................................................................48