CW6163車床數(shù)控改造-橫向進給說明書

XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：CW6163型臥式車床的數(shù)控化改造總體設(shè)計及橫向進給設(shè)計院（系）：專業(yè)：班級：學(xué)生姓名：導(dǎo)師姓名：職稱：起止時間：摘要眾所周知，制造業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)和支柱產(chǎn)業(yè)，是推動國家技術(shù)進步的力量。我國制造業(yè)較落后，想要改變此現(xiàn)狀就必須提高制造業(yè)裝備水平，特別是機床的數(shù)控化率。數(shù)控機床是屬于高新技術(shù)集成的機電一體化機械加工設(shè)備，受到世界各工業(yè)發(fā)達(dá)國家的高度重視。成為當(dāng)今世界機械加工設(shè)備中最引人注目的產(chǎn)品，但其價格昂貴。因此，普通車床的數(shù)控化改造成為熱點。本次設(shè)計是對普通車床CW6163的數(shù)控化改造。在這個團隊主要包括:主傳動系統(tǒng)的改造、縱向進給系統(tǒng)的改造、橫向進給系統(tǒng)的改造。而我主要是針對橫向進給系統(tǒng)進行機械改造。這次畢業(yè)設(shè)計對設(shè)計工作的基本技能的訓(xùn)練，提高了分析和解決工程技術(shù)問題的能力，并為進行一般機械的設(shè)計創(chuàng)造了一定條件。數(shù)控改造主要傳動系統(tǒng)的機械改造。由于對經(jīng)濟型數(shù)控機床的加工精度要求不高，為簡化結(jié)構(gòu)、降低成本。通過控制橫進給系統(tǒng)，保證改造后的車床具有定位、直線插補、圓弧插補、暫停等功能。為實現(xiàn)機床所要求的傳動效率，采用步進電機經(jīng)聯(lián)軸器再傳動絲杠；為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。關(guān)鍵詞：車床數(shù)控改造聯(lián)軸器滾珠絲杠AbstractAsweallknow,manufacturingisthebasicofeconomyindustriesandpillarindustries,isthepowertopromotetheprogressoftechnologicaloftheState.China'smanufacturingindustryhasfallenbehind，ifwewanttochangethissituationwemustimprovethelevelofequipmentmanufacturingindustry,especiallyinCNCmachinetoolsrate.High-techCNCmachinetoolsareintegratedmechatronicsmechanicalprocessingequipment,theworld'sindustrializedcountriesarehighlyvaluedofit.Ithasbecometheworld'smostremarkablemechanicalprocessingequipmentproducts,butthepriceisveryexpensive.Therefore,thelathe’sTransformationofNChasbecomeahot.ThisdesignisaboutthecommonLatheCW6163transformationofNC.Maintasksare:thetransformationofthemaintransmissionsystem,thetransformationoftheverticalfeedingsystem,horizontalfeedsystemreform.WhileIwasmainlyaimatthelateralfeedingsystemmechanicaltransformation.Thegraduationprojectonthedesignofthebasicskillstraininghasimprovedtheanalysisandtheabilitytosolveengineeringproblems,andcreateacertainconditionforgeneralmechanicaldesign.NCtransformationismainlyatransformationofmechanicaldrivesystem.BecauseoftheeconomylessprecisionCNCmachining,itisordertosimplifythestructureandreducecosts.Bycontrollingthecross-feedsystem,itensuresthemodifiedlathewithpositioning,linearinterpolation,circularinterpolation,andpause.Requiredfortherealizationofthetransmissionefficiencyofmachinetool,weshouldusasteppingmotordriveandthenscrewthroughthecoupling.Toensureacertaindegreeofdrivingaccuracyandstabilityandminimizefriction,aballscrewpairisneeded.Keywords:lathe,NCTransformation,Coupling,BallScrew引言…………………..……11.緒論…………………..……………21.1數(shù)控機床優(yōu)勢概述……………………..…….…②當(dāng)n=（為切削時電動機轉(zhuǎn)速）時，=且D——機床實驗工件的直徑。取D=70mm；v——切削線速度m/min。代入數(shù)據(jù)得，=56.87r/min則：=0.05N.m2）折算到電機軸上的摩擦力矩：式中：——導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，滑動導(dǎo)軌靜摩擦系數(shù)0.4～0.2，動摩擦因素為0.2～0.1，取0.2；W——移動導(dǎo)軌的重量，取300N=30kg.f；——垂直方向的切削力；——傳動效率，一般=0.7～0.85，取0.8。代入數(shù)據(jù)得：=0.48N.cm=0.00483)絲杠折算到電機軸上的附加摩擦力矩：式中：——為滾珠絲杠預(yù)加載荷；——滾珠絲杠未預(yù)加載荷時的效率一般取0.9。代入數(shù)據(jù)得：0.53N.cm=0.0053N.m4)折算到電機軸上的切削負(fù)載力矩:式中：——進給方向的最大切削力代入數(shù)據(jù)得：8.36N.cm=0.0836N.m綜上所述，快速空載啟動所需力矩：=1.31+0.0048+0.0053=1.32N.m切削時所需的力矩：=0.05+0.0048+0.0053+0.0836=0.14N.m快速進給時所需的力矩：=0.0048+0.0053=0.01N.m對數(shù)控機床而言，因為動態(tài)性能要求較高，所以電動機例句主要是用來產(chǎn)生加速度的，而負(fù)載荷力矩占得比例很小。一般都是小于電動機的力矩的10%-30%,所以通過選擇點機，要使快速空載啟動力矩小于電動機的最大力矩，M<,為電機電動機最大輸出轉(zhuǎn)矩，=，大慣性伺服電機=10。.由以上分析計算可知，所需最大力矩發(fā)生在快速啟動的時候：=13.2N.m2.9.3步進電動機的選擇換算成功率：由上式得：

P=2πnM/60

其P為功率單位為瓦，n為每分鐘轉(zhuǎn)速，M為力矩單位為牛頓·米根據(jù)以上力矩及功率計算結(jié)果，可知所選電機滿足要2.10橫向滾動直線導(dǎo)軌2.10.1滑動導(dǎo)軌的特點滑動導(dǎo)軌的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便和抗振性良好；缺點是磨損快。為了提高耐磨性，國內(nèi)外主要采用鑲鋼滑動導(dǎo)軌和塑料滑動導(dǎo)軌?；瑒訉?dǎo)軌常用材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料等。1．鑄鐵鑄鐵有良好的耐磨性、抗振性和工藝性。常用鑄鐵的種類有：（1）灰鑄鐵一般選擇HT200，用于手工刮研、中等精度和運動速度較低的導(dǎo)軌，硬度在HB180以上；（2）孕育鑄鐵把硅鋁孕育劑加入鐵水而得，耐磨性高于灰鑄鐵；（3）合金鑄鐵包括：含磷量高于0.3％的高磷鑄鐵，耐磨性高于孕育鑄鐵一倍以上；磷銅鈦鑄鐵和釩鈦鑄鐵，耐磨性高于孕育鑄鐵二倍以上；各種稀土合金鑄鐵，有很高的耐磨性和機械性能；鑄鐵導(dǎo)軌的熱處理方法，通常有接觸電阻淬火和中高頻感應(yīng)淬火。接觸電阻淬火，淬硬層為0.15~0.2mm。硬度可達(dá)HRC55。中高頻感應(yīng)淬火，淬硬層為2~3mm，硬度可達(dá)HRC48~55，耐磨性可提高二倍，但在導(dǎo)軌全長上依次淬火易產(chǎn)生變形，全長上同時淬火需要相應(yīng)的設(shè)備。2．鋼鑲鋼導(dǎo)軌的耐磨性較鑄鐵可提高五倍以上。常用的鋼有：9Mn2V、CrWMn、GCr15、T8A、45、40Cr等采用表面淬火或整體淬硬處理，硬度為52~58HRC；20Cr、20CrMnTi、15等滲碳淬火，滲碳淬硬至56~62HRC；38CrMoAlA等采用氮化處理。3．有色金屬常用的有色金屬有黃銅HPb59-l，錫青銅ZCuSn6Pb3Zn6，鋁青銅ZQAl9-2和鋅合金ZZn-Al10-5，超硬鋁LC4、鑄鋁ZL106等，其中以鋁青銅較好。4．塑料鑲裝塑料導(dǎo)軌具有耐磨性好(但略低于鋁青銅)，抗振性能好，工作溫度適應(yīng)范圍廣(-200~+260℃)，抗撕傷能力強，動、靜摩擦系數(shù)低、差別小，可降低低速運動的臨界速度，加工性和化學(xué)穩(wěn)定件好，工藝簡單，成本低等優(yōu)點。目前在各類機床的動導(dǎo)軌及圖形發(fā)生器工作臺的導(dǎo)軌上都有應(yīng)用。塑料導(dǎo)軌多與不淬火的鑄鐵導(dǎo)軌搭配。導(dǎo)軌的使用壽命取決于導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)、材料、制造質(zhì)量、熱處理方法、以及使用與維護。提高導(dǎo)軌的耐磨性，使其在較長時期內(nèi)保持一定的導(dǎo)向精度，就能延長設(shè)備的使用壽命。常用的提高導(dǎo)軌耐磨性的方法有：采用鑲裝導(dǎo)軌、提高導(dǎo)軌的精度與改善表面粗糙度、采用卸荷裝置減小導(dǎo)軌單位面積上的壓力(即比壓)等2.10.2滑動導(dǎo)軌的設(shè)計：一．作用力合作用點位置，作用力方向和作用點的位置唏噓合理安置。一邊導(dǎo)軌傾斜的力矩盡量小。否則會使導(dǎo)軌中的摩擦力增大，磨加劇，從而降低導(dǎo)軌的靈活性和導(dǎo)向精度。嚴(yán)重時甚至還可能卡死，不能正常工作。作用在運動件上的推力有三種情況：1.推力通過運動件在軸線2.推力作用點在運動件的軸線上。但推力的方向與軸線成一夾角3.推力平行于運動件的軸線上對于第一種情況，導(dǎo)軌鎮(zhèn)南關(guān)的摩擦力只受到載荷及運動件本身重量的影響，推力不會產(chǎn)生附加摩擦力。猶豫結(jié)構(gòu)上的限制，實際的結(jié)構(gòu)中往往出項第二第三中情況。為了保證導(dǎo)軌的靈活性，要對導(dǎo)軌進行驗算，在已知的條件先，確定各部分的集合尺寸。推力F與運動件軸線組成夾角a,如圖所示推力F的作用將使運動件產(chǎn)生傾斜，從而使運動件與承導(dǎo)體的倆點處壓緊，設(shè)正壓力分別為.，相應(yīng)摩擦力，，作用間的距離為L，軸向阻力為根據(jù)靜力平衡條件,運動件的直徑較小時，上式中含有d的各項可以略去?？山獾茫河苿舆\動件，則必須使若要保證不卡死的條件是：由此，可得到當(dāng)推力F與運動件有一夾角a時，運動件正常工作的條件是為當(dāng)量摩擦系數(shù)在燕尾形和三角形導(dǎo)軌中:--滑動摩擦系數(shù)--眼尾輪廓角與三角底角二．選與運動件軸線與軸線相距h，圖中為軸向阻力和為反作用力，為當(dāng)量摩擦系數(shù)，根據(jù)靜力平衡條件解得：推動運動件則必須：保證運動件不卡死條件即：為了保證運動靈活，可取值當(dāng)取f=0.25時，則有：對圓柱形導(dǎo)軌：對矩形導(dǎo)軌：對燕尾形或三角形導(dǎo)軌：在本設(shè)計的導(dǎo)軌中：h=200mmL=360因此：符合相關(guān)要求.結(jié)論本次設(shè)計的是橫向進給機械部分改造，完成了尺寸計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對其進行一系列的校核，各項性能指標(biāo)完全滿足要求，說明設(shè)計的結(jié)構(gòu)是合理的。然后選擇軸承和電機。由于專業(yè)知識的限制，無法對復(fù)雜的數(shù)控系統(tǒng)進行設(shè)計，但是，通過選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)，進行選購即可。數(shù)控機床是促進國民經(jīng)濟發(fā)展的巨大源動力，它給機械制造業(yè)帶來了高倍率的效益增長和現(xiàn)代化的生產(chǎn)方式。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，高品質(zhì)，高可靠性，高性價比的CNC系統(tǒng)具有豐富的功能，為數(shù)控技術(shù)的發(fā)展提供了充足的物質(zhì)技術(shù)條件。同時，也給數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)提出了更高的要求。因此，研究一臺數(shù)控車床對現(xiàn)代加工具有重要的意義。數(shù)控車床具有結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、故障率低、維修簡單方便、效率高、操作編程簡單等諸多優(yōu)點，所以數(shù)控車床在很多加工行業(yè)都會成為應(yīng)用的主體，隨著數(shù)控技術(shù)和機床行業(yè)的發(fā)展，數(shù)控車床將有著廣闊的發(fā)展前景。致謝眨眼間，四年的大學(xué)生活就在本論文的完成之際即將宣告結(jié)束。四年的不斷學(xué)習(xí)，不僅是為了今天的畢業(yè)設(shè)計，也是為今后走上工作崗位作了準(zhǔn)備。在設(shè)計成過程中，感謝很多人的幫助和指點，首先我要感謝我的母?！獜V西工學(xué)院的辛勤培育，感謝院系各位老師四年來的諄諄教誨，感謝他們四年來默默的栽培我。本次設(shè)計是在我的導(dǎo)師李健教授的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，李老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，在此，謹(jǐn)向鄧朝暉教師表示衷心的感謝和崇高的敬意！。此外，在畢業(yè)設(shè)計過程中，也得到了其他老師和同學(xué)的幫助，設(shè)計任務(wù)一直在很好的氛圍中進行，在這里，也向他們表示真誠的感謝！再次向設(shè)計中所有提供過幫助的人表示感謝！參考文獻(xiàn)[1]文懷興、夏田主編，《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社2010[2]黃英、肖平陽等主編，《畫法幾何及機械制圖》[M]，北京：高等教育出版社，2006.12[3]王昆、汪信遠(yuǎn)等主編，《機械設(shè)計機械設(shè)計基