普通车床的经济型数控改造(有全套图纸）.doc

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目录
1.绪论 1
2.设计要求 3
2.1总体方案设计要求 3
2.2设计参数 4
2.3.其它要求 6
3. 车床改造的结构特点 7
3.1.滚珠丝杆 7
3.2导轨副 7
3.3安装电动卡盘 7
3.4脉冲发生器 7
4.进给伺服系统机械部分设计与计算 8
4.1 机械部分的改造 8
4.2进给系统机械结构改造设计 9
4.3进给伺服系统机械部分的计算与选型 10
4.3.1确定系统的脉冲当量 10
4.3.2纵向滚珠丝杠螺母副的副的型号选择雨校核步骤 10
4.3.3 横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤 14
4.3.4齿轮有关计算 16
4.3.4（1）纵向齿轮及转矩的有关计算 16
4.3.4 (2)横向齿轮及转矩的有关计算 20
5. 步进电动机的计算与选型 23
5.1步进电动机选用的基本原则 23
5.2步进电动机的选折 24
6.主轴交流伺服电机 24
6.1机床主运动电机的确定 26
6.2主轴的变速变速范围 26
6.3初选主轴电机的型号 27
6.4主轴电机的校核 27
7. 微机控制系统硬件电路设计 28
7.1控制系统的功能要求 28
7.2硬件电路的组成 28
7.3设计说明 31
8．安装调整中应注意的问题 31
8.1滚珠丝杠副的特点 31
8.2滚珠丝杠螺母副的选择 32
8.3滚珠丝杠螺母副的调整 32
8.4联轴器的安装 32
8.5主轴脉冲发生器的安装 32
结论 35
参考文献 36

摘要

普通机床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下，然后再对普通车床进行适当的机械改造，改造的内容主要包括：
(1) 床身的改造，为使改造后的机床有较好的精度保持性，除尽可能地减少电器和机械故障的同时，应充分考虑机床零部件的耐磨性，尤其是机床导轨。为此，本例中采用旧床身淬火并贴膜。
(2) 拖板的改造，拖板是数控系统直接控制的对象，所以对其改造尤显重要。这中间最突出一点就是选用滚珠丝杠代替滚动丝杠，提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。
(3) 变速箱体的改造，由于采用数控系统控制，所以要对输入和输出轴以及减速齿轮进行设计，从而再对箱体进行改造。
(4) 刀架的改造，采用数控刀架，这样可以用数控系统直接控制，而且刀架体积小，重复定位精度高，安全可靠。
通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件，这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。

关键字：普通车床 数控改造 步进电机 经济型数控系统 数控刀架

1 绪论
1.1课题背景
1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。
我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％感觉。
通过这最后的毕业设计，我从一开始的只要完成任务的心态到后来的主动去学习，去努力的学习态度，这是一个不小的进步，并且把以前学过的知识融会贯通，看到了自己的许多不足之处。老师在我们设计中也给我们提出了很高的要求，它要求我们每一个零部件都要按照标准去查手册。另外，我们也学会了互相帮助，互相学习，合作的团体精神，严格要求自己，形成严谨治学的学习态度，这将会带到我们以后的工作中去。

参考文献
１． 吴振彪主编．机电综合设计．指导．中国人民大学出版社.2000．
２． 余英良主编．机床数控改造设计与实例．机械工业出版社．1997．
３． 《机床设计手册》编写组编．机床设计手册第一，三，四册．机械工业出版社．1998．
４． 明兴祖主编．数控加工技术．化学工业出版社．2001．
５． 胡占齐，杨莉主编．机床数控技术．机械工业出版社．1986．
６． 黄调，赵松年主编．机电一体化技术基础及应用．机械工业出社．1999．
７．杨有君主编．数字控制技术与数控机床．机械工业出版社．1999．
８．王先逵主编．机械制造工艺学．机械工业出版社．2002．
９．廖念钊，古莹庵主编．互换性与技术测量．中国计量出版社．2000．
10. 中国机械工程学会，中国设计大典编委会　李壮云主编．《中国机械设计大典》第五卷　江西科学技术出版社，2002．
11．陈碧秀等主编．实用中小电机手册。辽宁科学技术出版社．2000．
12 王槐德主编. <<机械制图新旧标准代换教程>>.中国标准出版社.2003.
13 普通CA6140车床的说明书.
14 The Numerial Control Engine Bed Trasforms.
15 邱宣怀主编.<<机械设计>>.高等教育出版社.2002.
16 薛严成<公差配合与技术测量>>.上海科学技术出版社.1999.

附表
附表 1
说明书中各符号一览表
名称
符号
单位
步进电机的步距角
b
(°)/脉冲
脉冲当量
p
mm
滚珠丝杠导程
L。
mm
转动惯量
J
千克/米平方
车床的切削功率
Pm
kW
机床电机功率
Pe
KW
进给方向载荷
Fl,Fx
N
拖板上垂直方向载荷
Fv,Fz
N
拖板上横向方向载荷
Fc,Fy
N
扭矩
M
N.m
传动效率

变形量

mm
临界载荷
Fk
N
稳定系数
nk

最大静转矩
Mjmax
N.cm
名义启动转矩
Mnq
N.cm
空载启动转矩
Mkq
N.cm
最大动负载
C
N
额定静载荷
Coa
N
额定动载荷
Ca
N
最大工作载荷
Fm
N
主轴恒功率调速范围
Rnp

电动机恒功率调速范围
Rp

致谢
在本设计即将结束之际,我衷心地感谢指导老师韩老师对我的谆谆教诲.在这过程中每当我遇到问题时,不论何时找到老师,他总能耐心地给出详尽的解答,这使我感激不尽,铭记于心.在此我衷心地祝愿韩老师事业蒸蒸日上,家庭美满幸福.
设计的过程就是将四年知识串联起来.所以在此要感谢徐州工程学院机电系的领导和老师,感谢他们在这四年中对我的培养,这使我在这期间积累了扎实的专业理论基础知识,同时也形成了积极的世界观和人生观.
在此我也感谢徐州工程学院为我提供的良好的生活和学习环境.

郭二迎
2006.04.29

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