ca6140橫向進(jìn)給系統(tǒng)及刀架數(shù)控改造圖我設(shè)計(jì)

的過程而計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床就是數(shù)控機(jī)床在計(jì)算機(jī)下進(jìn)行工作它的優(yōu)點(diǎn)很多,可以杠及相應(yīng)的安裝裝置，縱向驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)及箱安裝在車床的床尾,不占據(jù)絲杠空NumericalControl(NC)isanymachiningprocessinwhichtheoperationsareexecutedautomaticalluinsequencesasspecifiedbytheprogramthatcontainstheinformationforthetoolmovement.WhenNumericalControlisperformedundercomputersupervision,itiscalledComputerNumericalControl(CNC).CNCmachineshavemanyadvantagesoverconventionalmachines.Forexample,thereisapossibilitylfperformingoperationsonthesamemachineinonesetupandproductionissignificantlyincreased.Oneofitsdisadvantagesisthattheyarequiteexpensive.Inourcountryconventionalmachineisusedwidely.Soifthemachinesarereced,thereisgoingtoneedalargemoney.Inordertoagreewiththedevelopmentofoureconomy,wecanreformtheconventionalmachines.Thereformationoftheverticalmechanism:wedemolishthecurrentsmoothleading,leadingscrewandinstallingstand.Thenrecetheballleakingtotherelevantposition.Thereformationofthehorizontalmechanism:wemakethehorizontalballleadscrewinsteadoftheconventionalscrew.AndSteppermotordrivesthescrew.Theoverallmasterdesign:thespindle’sgearshiftoftheCA6140mechanismcontrolledbytheformeroperatinglever.Themovingoftheverticaltableandthehorizontaltableisdrovebytheballscrew,whichisdrovebytheSteppermotors.Thelast,wedesigntheverticalandhorizontalmechanismonthebasisofknownnumbers.KeywordNumericalControlmachining、第一章緒論Ⅰ122第二章42.1CA614042.2CA61404第三章改造設(shè)計(jì)的總體方案55666第四章絲杠副的設(shè)計(jì)和計(jì)算88888994.3.3滾珠絲杠的計(jì)算第五章器的設(shè)計(jì)計(jì)算.2.1 啟動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性校 突跳啟 升速啟 步進(jìn)電機(jī)的安裝尺 第七章刀架的改造設(shè) 刀架改造的意 自動(dòng)換刀裝置形式的選 螺旋轉(zhuǎn)位刀架的工作原 對(duì)自動(dòng)換刀裝置的要 自動(dòng)換刀裝置的主要部件設(shè)計(jì)計(jì)算及選 第八章結(jié) 第一 緒隨著電子的發(fā)展，世界機(jī)床業(yè)已進(jìn)入了以數(shù)字化制造技術(shù)為的機(jī)電一的重要基礎(chǔ)它為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門提供裝備和具有無限放大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效應(yīng)。目前，歐、美、日等工業(yè)化國(guó)家已先后完成了數(shù)控機(jī)床進(jìn)程。我國(guó)數(shù)控技術(shù)的發(fā)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，“十五”期間，中國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)實(shí)現(xiàn)了速發(fā)展。其產(chǎn)量2001年主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)3％。用普通機(jī)床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、床是機(jī)電的典型代表，其機(jī)械結(jié)構(gòu)同普通的機(jī)床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代的對(duì)局部加以改進(jìn)而成（那些受等條件限制，而將傳統(tǒng)機(jī)床改裝成建議數(shù)控機(jī)床的另一、節(jié)約成本。機(jī)床的數(shù)控改造同購(gòu)置新機(jī)床相比一般可節(jié)省60%左右的費(fèi)用，1/3。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級(jí)也只需花費(fèi)新機(jī)床60%的費(fèi)用并可以利用現(xiàn)有地基四、設(shè)計(jì)風(fēng)險(xiǎn)小。對(duì)普通的舊機(jī)床改造，即使改造失敗，也不會(huì)造成較大損失。工作效率，提升設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改造成水平的機(jī)床。35倍。對(duì)復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不九、更有利于使用和六、調(diào)試必須按事先確定的步驟和要求進(jìn)行。調(diào)試人員應(yīng)頭腦冷靜，隨時(shí)記錄，在本次改造中以CA6140普通車床為例，重點(diǎn)將放在車床的橫向進(jìn)給系統(tǒng)和刀架，CA6140本次設(shè)計(jì)要求是將CA6140型普通數(shù)控車床的橫向進(jìn)給系統(tǒng)改造步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，掉電保護(hù)、越位、急停、復(fù)位等輔助功能第三章機(jī)床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛性。第二，改造的費(fèi)用要合適，經(jīng)濟(jì)性好。在改裝車床前，要對(duì)機(jī)床的性能指標(biāo)做出決定。改裝后的車床能加工工件的最大回轉(zhuǎn)直徑以及最大長(zhǎng)等基本上仍決定于機(jī)床本身原有水平。主要有下述性能和精度的選擇需要在改裝前確定。車床身上 車床鞍上 最大加工長(zhǎng)度 縱 橫 縱 橫

縱 橫 脈沖分配方式：逐點(diǎn)比較法 機(jī)床定位精度：±0.015縱向 橫向 自動(dòng)生降速性能：有起動(dòng)加速時(shí)間：主電機(jī)功率：，數(shù)控改造技術(shù)已經(jīng)日趨成熟化的機(jī)床數(shù)控改造系統(tǒng)所具備的性能和功能一般均能，價(jià)比。本次改造設(shè)計(jì)要求就是根據(jù)這一原則。根據(jù)設(shè)計(jì)要求、依據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)及 消除傳動(dòng)過程的沖擊，機(jī)構(gòu)采用一級(jí)傳動(dòng)，從動(dòng)輪采用雙薄片錯(cuò)位消除間隙。刀架部分則是拆除原車的普通刀架，換上設(shè)計(jì)的自動(dòng)換刀裝置的步距角b(脈沖，每脈沖代表電機(jī)一定的轉(zhuǎn)角。這個(gè)轉(zhuǎn)角經(jīng)齒輪副和滾珠絲杠使工率。記為p，單位mm/脈沖。是0.015mm,根據(jù)該精度要求可以確定縱向傳動(dòng)系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量為0.01mm。又因?yàn)?.005mm主切削力Fz（N）按經(jīng)驗(yàn)估算zFz

0.67

（4—FzFxFx53600.25

10.250.4

Fy53600.4

zF'0.5zF'

（4— FF'F

F10.250.4 Fy'26800.25Fy

xF'26800.4x

定靜載荷Ca

(其轉(zhuǎn)速n10r/min)和額定動(dòng)載荷

(其轉(zhuǎn)速n10rmin)dc0生產(chǎn)廠家都在他們所制定的結(jié)構(gòu)系列表中列出了其各型號(hào)滾珠絲剛副的的額定靜載荷和額定動(dòng)載荷值。n1000r/min）下工作時(shí)，應(yīng)按其使用選則基本尺寸，并校核其載荷能力是否超過額定動(dòng)載荷。當(dāng)滾珠死杠副在低速（一般轉(zhuǎn)速n30rmin）下工作時(shí)，應(yīng)按其使用因?yàn)闄M向?qū)к墳檠辔残螌?dǎo)軌，所以可用 計(jì)算 KFf'(FG)KF'f'(F' 1.156700.17(2680

（4—試中K——考 力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，燕尾形導(dǎo)軌取f'f'=0.15～0.180.17G——溜板及刀架重力最大切削力下的進(jìn)給速度

(r/min),1/2～1/3(1/2),0.3m/min,ph6mm,

10000.30.5/25r/

滾珠絲杠的使用取T20000h，則滾珠絲杠的為L(zhǎng)

602520000

研究表明，滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷與使用的關(guān)系為： L a

F式中Ca——FLg——滾珠絲杠副的額 ，106由上式可見，對(duì)于選定的滾珠絲杠副而言，它的使 與其所承受的軸向載的三次方成反比，即它所承受的軸向載荷越大則其使用越短對(duì)于在轉(zhuǎn)速，和工作時(shí)間T一定的條件下，滾珠絲杠副的總轉(zhuǎn)速N為N6025

（4—式 n——平均轉(zhuǎn)速，r/T——使用時(shí)間，

Lg

00000030106

（4—ggLh

60

式 Lh——工 要求，可以參照下表4—gL——額 ，106gL（h）由上表和知選中的滾珠絲杠 是合乎要求的

Lg所對(duì)應(yīng)的計(jì)算動(dòng)載荷值

/

F /33 333301328.11.2/

（4—式 fw——fa——3Ca

化，這些都會(huì)對(duì)滾珠絲杠副的產(chǎn)生影響，所以應(yīng)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算。在此情況下Caj Kh FKKn

（4—式 Kh— 系數(shù)，參照表4—1選取。此處選KhKnKnKF——4—2KF=1.2F——軸向工作載荷，N4—2

5—3硬度其額定動(dòng)載荷值Ca應(yīng)等于或大于計(jì)算動(dòng)載荷值Caj，即應(yīng)滿足下列條件：Ca

Kn

KFKHFm

滾珠絲杠副在低速（n10r

滾珠表面產(chǎn)生較大的塑性變形。而滾珠絲杠副抵抗塑性變形的能力用額定靜載荷Cao10r/min時(shí)，則應(yīng)按額定靜載荷選用滾珠絲杠副的尺寸系列。其計(jì)算靜載荷值Caoj應(yīng)按下式計(jì)算： KK' 1.21.67

（4—Cao大于或等于計(jì)算靜載荷值Caoj。即應(yīng)滿足下式： KK'

（4— 式 KF——4—2KH'——5—3KH應(yīng)該的是按上述3種情況選用的滾珠絲杠副的主要尺寸和預(yù)緊力Fp對(duì)滾珠d0和——————根據(jù)上述的計(jì)算和分析結(jié)合滾珠絲杠副的尺寸系列或產(chǎn)品樣本就可以初選滾珠絲—S90%～95%34—5的滾珠絲杠副的產(chǎn)品樣本。表4— 171912絲杠的軸承的軸向接觸變形31phl0.000051

（4—式 ph

Fmph

1328.178.5

（4—E——E

N/4倍左右。所以其實(shí)際變形量為： 1

10.00264

dFZ dFZ

（4—式 db——db0.60

0.60

（4—ZZZ

j

1933

（4—jZZ

33.1425

19d03

FdQZ

（4—式 F——軸承的軸向載荷ZdQ 1

（4—間接接觸變形和支承滾珠絲杠副軸承的軸向變形三者之和不大于滾珠絲杠副傳動(dòng)精度所允許精度的一半。即：12

（4—' 0.000650.00030.84—29、4—30、4—31

（4—（4—第五章器的設(shè)計(jì)計(jì)由設(shè)計(jì)要求可知橫向進(jìn)給系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量p0.005m/步6mm,0.75。ib

0.753602式 b——電動(dòng)機(jī)步距L0p

（5—HBS220～2506

iZ2中要盡量減小器的重量和合適的外觀尺寸。綜合考慮下做出如下選擇Z1Z2aa1m(ZZ)2(16

（5—d1Z1m162

d2Z2m402

da1(Z12)m

da

(Z22)m

df1(Z12.5)m

（5—df

(Z22.5)m

（5—0.2b2dd1

（5—②可以開環(huán)控制，也可閉環(huán)控制，控制靈活。開環(huán)控制不需要位置或速度的檢測(cè)③輸出轉(zhuǎn)角（步距角）J

(Z1)2(J

Js)JG

（6—2式中Jkg2J1kgJ2kgJskgcm2JGkgcm2J0.78D4L

（6—1J0.781043.241

（6—2 7.8104842

（6—s 7.81043.24s3.68kg

（6—

(L0)2 (0.6)26000.55kg

（6— 4.70.17(16)2(5.113.68 11.388kg

（6—中查出步距角b0.75或b1.5。從式5—1可知，步距角、比、脈沖當(dāng)量和絲杠導(dǎo)程有如下關(guān)系b

（6—5—1可以確定電動(dòng)機(jī)的步距角為1.5/(0。Mkq

Mka

式 Mka——空載啟動(dòng)時(shí)運(yùn)行部件由靜止升速到最大快進(jìn)速度折算到電機(jī)軸M

Mo——由于絲杠預(yù)緊折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩 J

2nmax

11.38823.1450060

198.7N

（6—式 J——傳動(dòng)系統(tǒng)各部件慣量折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣rad

1200360

（6—500r/t——為運(yùn)動(dòng)部件從靜止啟動(dòng)家加速到最大快速進(jìn)給所需要的時(shí)間（一30ms）vmaxpb——電機(jī)步距角Gf'LM

(2680600)0.60.1726.64N23.140.82

（6—式 f'iL0 FPL0(1n2 23.140.82

（6—3.84N式 FF11328.11 6—106—126—136—9Mkq

Mka

M198.726.643.84229.18N

（6—Mkj

M26.643.8430.48NMkjMkfNMo

（6—

M0Mt26.643.84(2680600)23.140.82

（6—187.16N式

N

MfNMtMt

107223.140.8

（6—26.64NFtFtFx1072N，因?yàn)檐嚨栋惭b在拖110FB003Mj

MmqMjmax6Mmq/MjMmq

Mj

0.866

（6—Mkq

Mmq

（6—6—18110BF003MkqMmqMjmax，這僅僅是指初選步進(jìn)電機(jī)后檢查電機(jī)的最大在零時(shí)刻（t10fqfmax6—1

fq

fmax6—2步進(jìn)電機(jī)從靜止?fàn)顟B(tài)開始逐漸升速，在零時(shí)刻（t10

fq0

fmax，即當(dāng)tat1

fq

fmax走的步數(shù)與應(yīng)該完成的輸入指令脈沖總數(shù)相等。升速時(shí)間t1足夠長(zhǎng)，啟動(dòng)過程緩慢，MkqMka就不會(huì)很大，一般就不會(huì)出現(xiàn)丟步現(xiàn)象，但是降低了工作效率。升速時(shí)間t1過短，則步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)力矩中的加速力矩就會(huì)很大，就容6—3110BF003，6—3Mkq值找出對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)啟動(dòng)頻率fyq。

6—4110BF003229.18Ncm，對(duì)應(yīng)的啟動(dòng)頻率fq1300Hzfq

f

（6—由步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)參數(shù)表可以看出型號(hào)為100BF003電機(jī)的允許啟動(dòng)頻率為1500HZfq就必須采用適當(dāng)?shù)慕邓俅胧?，如延長(zhǎng)升速時(shí)間t1，

fyq

10001.760

（6—Ma可按下式計(jì)算（6—Mkj

M

30.48N

（6—6—46—5110BF0036000Hz率fkj應(yīng)小于允許的快進(jìn)頻率，即：fkj

f

（6—fGJ

100060

（6—式中

MGJ（6—

M0M

187.16N6-5M

3Ncm，110BF003

止扣直徑

d3L1D

螺孔、通孔49LBB1/4907—49986，65（1802703601.軸2.3456.7.891011.121314.16.174.25.810819有足夠的刀具量7—4ZCu