CA6140车床进给系统设计.docx

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1、机电一体化课程设计计算说明书题目：CA6140车床进给系统设计院系：专业:班级学号：姓名：指导老师：摘要针对大多数企业,具有数量众多和较长使用寿命的普通机床，其加工精度较低、不能批量生产，自动化程度不高，自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性，又不能马上被淘汰。数控机床作为机电液气一体化的典型产品，能解决机械制造中结构复杂、精密、批量、零件多变的问题，加工质量稳定，生产效率较高。购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径，但是成本高，许多企业在短时间内无法实现，这严重阻碍企业设备更新的步伐。为此把普通机床数控化改造，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径，提升企业竞争力，在我国成

2、为制造强国的进程中，占有一席之地。本文的主要内容有：1 .对普通车床数控化改造经济性评价详细论证，确定普通车床数控化改造方案；2 .对进给系统的滚珠丝杠型号选择与装配设计，支承方式的设计与轴承型号选择，步进电机选择等进行了详细研究；3 .对常用进口数控装置系统和国产数控装置系统进行仔细比较，根据所改造的性能和精度指标来选配数控装置系统和自动刀架型号，提出选择方法；4 .根据普通车床CA6140电气控制系统和原理图与普通车床数控化改造CJK6140-A的数控系统对比分析，形成普通车床数控化改造完整的电气控制技术图；5 .为保持切削螺纹的功能，仔细研究了在主轴上安装脉冲发生器的选型，脉冲发生器直接

3、与主轴间连接方法，并形成了相应的技术图；6 .拆卸普通机床，甩掉原有进给箱等，对主传动系统的进行大修，滑板贴塑与铲刮调试，对机床相关部件和参数进行测绘、测量；7 .绘出相应的零件图和装备图；8 .给出普通车床数控化改造的安装、调试方法。关键词：普通车床、数控、改造AbstractFormostenterprises,withalargenumberofandlongservicelifeofordinarymachinetools,itsprocessingaccuracyislow,cannotmassproduction,thedegreeofautomationisnothigh,poo

4、radaptability,butconsideringtheinvestmentcost,thecontinuityoftheindustry,andcannotbeimmediatelyeliminated.Asatypicalproductofmechanicalandelectricalliquidandgasintegration,CNCmachinetoolcansolvetheproblemsofcomplexstructure,precision,batchandchangeablepartsinmechanicalmanufacturing,withstableprocess

5、ingqualityandhighproductionefficiency.ThepurchaseofnewCNCmachinetoolsisanimportantwaytoimproveproductqualityandefficiency,butthecostishigh,manyenterprisescannotachieveinashorttime,whichseriouslyhindersthepaceofenterpriseequipmentupdate.Therefore,theCNCtransformationofordinarymachinetoolscanberegarde

6、dasashortcuttolessinvestment,improveproductqualityandproductionefficiency,enhancethecompetitivenessofenterprises,intheprocessofbecomingamanufacturingpower,occupyaplace.Themaincontentsofthisarticleareasfollows:Detaileddemonstrationofeconomicevaluationofnumericalcontroltransformationofgenerallathe,det

7、erminethenumericalcontroltransformationschemeofgenerallathe;Themodelselectionandassemblydesignofballscrew,designofsupportingmodeandbearingmodelandselectionofsteppermotorofthefeedingsystemarestudiedindetail;Thecommonlyusedimportednumericalcontroldevicesystemanddomesticnumericalcontroldevicesystemarec

8、arefullycompared,accordingtothemodifiedperformanceandaccuracyindextoselectthenumericalcontroldevicesystemandautomaticknifeframemodel,putforwardtheselectionmethod;AccordingtothecomparativeanalysisofordinarylatheCA6140electricalcontrolsystemandschematicdiagramandordinarylatheCNCtransformationCJK6140-A

9、,formAcompleteordinarylatheCNCtransformationelectricalcontroltechnologydiagram;Inordertomaintainthefunctionofcuttingthread,theselectionofthepulsegeneratorinstalledonthespindleiscarefullystudied,thepulsegeneratorisdirectlyconnectedwiththespindle,andthecorrespondingtechnicaldiagramisformed;Disassemble

10、theordinarymachinetool,getridoftheoriginalfeedingbox,etc.,overhaulthemaintransmissionsystem,skateboardpasteandshovelscrapingdebugging,mapandmeasuretherelatedpartsandparametersofthemachinetool;Drawthecorrespondingpartsdrawingandequipmentdrawing;Theinstallationanddebuggingmethodofnumericalcontroltrans

11、formationofordinarylathearegiven.Keywords：ordinarylathe,numericalcontrol,transfbrmatio目录摘要abstract结论1第一章CA6140普通车床数控改造总体方案的设计要求21.1 总体方案21.2 进给传动链间隙补偿41.3 主传动系统和进给系统的改造4第二章进给伺服系统机械部分设计与计算52.1进给系统机械结构改造设计52.2进给伺服系统机械部分的计算与选型52.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤11第三章CA6140数控改造步进电机的设计153.1 步进电机的工作方式153.2 步进电机的选择15第四

12、章CA6140车床数控化改造的数控系统184.1数控车床及数控系统概述184.2微机控制系统硬件电路设计204.3单板机控制系统的设计214.4存储器扩展电路设计21第五章结论24致谢25参考文献：26绪论机床作为机械制造业的重要基础装备它的发展一直引起人们的关注由于计算机技术的兴起促使机床的控制信息出现了质的突破导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床数控机床的诞生和发展.计算机的出现和应用为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。数控机床以其优异的性能和精度、灵捷

13、而多样化的功能引起世人瞩目并开创机械产品向机电一体化发展的先河。第一章CA6140普通车床数控改造总体方案的设计要求1.1总体方案总体方案设计应考虑机床数控系统的类型，计算机的选择，以及传动方式和执行机构的选择等。(1)普通车床数控化改造后应具有定位、纵向和横向的直线插补、圆弧插补功能，还要求能暂停，进行循环加工和螺纹加工等，因此，数控系统选连续控制系统。(2)车床数控化改装后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下应简化结构、降低成本，因此，进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。(3)根据普通车床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及经济性要求，经济型数控机床一般采用8位微机。在8位微

14、机中，MCSHl系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强、具有很高的性价比，因此，可选MCS51系列单片机扩展系统。(4)根据系统的功能要求，微机数控系统中除了CPU外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器、I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器，包括光电隔离电路和步进电机驱动电路，止匕外，系统中还应包括螺纹加工中用的光电脉冲发生器和其他辅助电路。(5)设计自动回转刀架及其控制电路。(6)纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杠螺母副组成，其传动比应满足机床所要求的分辨率。(7)为了保证进给伺服系统的

15、传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙，齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。(8)采用贴塑导轨，以减小导轨的摩擦力。(9)原机床的主要结构布局基本不变，尽量减少改动量，以降低成本缩短改造周期。(10)机械结构改装部分应注意装配的工艺性，考虑正确的装配顺序，保正安装、调试、拆卸方便，需经常调整的部位调整应方便。1.2设计要求将C6140普通车床改造成经济型数控车床。要求该车床具有切削螺纹的功能，纵向和横向具有直线和圆弧插补功能。系统分辨率纵向：0.0Imm,横向：0.005mmo设计参数如下:最大加工直径:在床面上在床鞍上最大加工长度：快进速度纵向横向400mm210mm1OOOmm2.4mmin1.2mmin最大切削进给速度纵向横向代码制脉冲分配方式输入方式控制坐标数0.5mmin0.25mminISO逐点比较法增量值、绝对值通用2最小指令值纵向O.OInml/pulse横向0.005mmpulse刀具补偿量099.99mm进给传动链间隙补偿量纵向0.15mm横向0.075mm自动升降性能有1. 3主传动系统和进给系统的改造CA6140型普通车床的主传动系统和进给系统都由主轴电机控制，而改造后的车床则把主传动系统和进给系统的运动分离