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C616数控车床改造设计及典型零件数控编程设计（全套完整有CAD）

计.横向进给系统的设计经济型数控改造的横向进给系统的设计比较简单，般是步进电机经减速后驱动滚珠丝杠，使刀架横向运动。步进电机安装在大拖板上，用法兰盘将步进电机和机床大拖板连接起来，以保证其同轴度，提高转动精度，如图所示。.横向进给系统的设计计算由于横向进给系统的设计计算与纵向类似，所用到的公式不在详细说明，只计算结果。已知条件工作台重量时间常数滚珠丝杠基本导程左旋行程脉冲当量.步距角.快速进给速度切削力计算横向进给量为纵向的，取，则切削力约为纵向的。.在切断工件时滚珠丝杠设计计算强度计算对于燕尾型导轨取则..寿命值最大动负载根据最大动负荷的值，可选择滚珠丝杠的型号。例如，滚珠丝杠参照汉江机床厂的产品样本选取系列，滚珠丝杠公称直径为，型号为左，其额定动负荷为，所以强度足够用。效率计算螺旋升角ˊ，摩擦角ˊ则传动效率由公式得刚度验算由公式得滚珠丝杠受工作负载引起的导程的变化量.滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量很小，可忽略，即所以，导程变形总误差为.查表知级精度丝杠允许的螺距误差长为，故刚度足够。稳定性验算由于选用滚珠丝杠的直径与原丝杠直径相同，而支承方式由原来的端固定端悬空，变为端固定，端径向支承，所以稳定性增强，故不再验算。齿轮及转矩有关计算有关齿轮计算传动比故取转动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的转动惯量丝杠的转动惯量齿轮的转动惯量电机转动惯量很小可忽略，因此，总的惯量所需转动力矩计算所以，快速空载启动所需转矩.切削时所需力矩取滚珠丝杠设计计算.滚珠丝杠副传动的特点传动效率高，摩擦损失小。滚珠丝杠副传动的效率为，比常规的丝杠螺母副提高倍滑动丝杠效率为。因此，功率消耗只相当于常规丝杠螺母副的。给予适当预紧，可消除丝杠和螺母的螺纹间隙，反向时就可以消除空程死区，定位精度高，刚度好。启动力矩小，运动平稳，无爬行现象，传动精度高，同步性好。有可逆性，可以从旋转运动换为直线运动，也可以从直线运动转换为旋转运动，即丝杠和螺母都可以作为主传动。磨损小，使用寿命长，精度保持好。不能自锁。特别是对于垂直丝杠，由于重力的作用，下降时当传动切断后，不能立刻停止运动，故常需添加制动装置。.滚珠丝杠副的精度与代号根据机械工业部标准滚珠丝杠副精度的规定，滚珠丝杠副按其使用范围及要求分为六个等级，即,级，级精度最高，其余次逐级降低各种类型数控机床对滚珠丝杠副精度的要求如表表滚珠丝杠副精度要求表机床种类坐标方向开环系统数控压力机标准级标准级数控绘图机标准级标准级数控车床标准级精密级标准级数控磨机精密级精密级数控线切割机精密级精密级数控钻床标准级普通级标准级数控铣床标准级标准级标准级数控镗床精密级精密级精密级标准级数控坐标镗床精密级超精密级精密级超精密级精密级超精密级精密级自动换刀数控机床精密级超精密级精密级超精密级精密级超精密级标准级坐标镗床螺纹磨床精密级超精密级精密级超精密级精密级超精密级精密级普通机床通用机床普通级普通级普通级滚珠丝杠副的精度包括各元件的精度和装配后的综合精度，其中包括导程误差，丝杠大径对螺纹轴线的径向圆跳动，丝杠和螺母表面粗糙度，由预加载荷时螺母安装端面对丝杠螺纹轴线的圆跳动，有预加载荷时螺母安装端面对丝杠螺纹轴线的径向圆跳动以及滚珠丝杠公称直径尺寸变动量等。在开环数控机床和其他精度机床中，滚珠丝杠的精度直接影响定位精度和随动精度。对于闭环系统的数控机床，丝杠的制造误差使得它在工作时负载分布不均匀，从而降低承载能力和接触刚度，并使预紧力和驱动力矩不稳定，因此传动精度始终是滚珠丝杠的最重要的质量指标。.综合导轨车床丝杠的轴向力式中.，，取为.。则.强度计算寿命值取工件直径，查表得则控落地镗铣床及数控锻压设备等多个系列多个品种的数控配套产品。国外数控机床状况分析.国际机床市场的消费主流是数控机床年世界机床进口额中大部分是数控机床，美国进口机床的数控化率达，我国为。目前世界数控机床消费额趋势已从初期以数控电加工机床数控车床数控铣床为主转向以加工中心专用数控机床成套设备为主。.国外数控机床的网络化随着计算机技术网络技术日益普遍运用，数控机床走向网络化集成化已为必然的趋势和方向，互联网进入制造工厂的车间只是时间的问题。从另角度来看，目前流行的即工厂信息化对于制造业来说，仅仅局限于通常的管理部门人财物产供销或设计开发等等上层部分的信息化是远远不够的，工厂车间的最底层加工设备数控机床不能够连成网络或信息化就必然成为制造业工厂信息化的制约瓶颈，所谓的就比较“虚”没有能够真正地解决制造工厂的最关键的问题。所以，对于面临日益全球化竞争的现代制造工厂来说，第是要大大提高机床的数控化率，即数控机床必须达到起码的数量或比例第二就是所拥有的数控机床必须具有双向高速的联网通讯功能，以保证信息流在工厂车间的底层之间及底层与上层之间通讯的畅通无阻。以和为代表的数控系统生产厂商已在几年前推出了具有网络功能的数控系统，在这些系统中，除了传统的接口外，还备有以太网，为数控机床联网提供了基本条件。由于国外企业的发展水平，数控机床的网络接口功能被定义为用于远程监控远程诊断。数控机床的发展预测.数控机床推广应用逐步由经济型为主普及型为主转变据预测分析，到年我国机床的数控化率为，到年将达到。经济型所占比重继续减少，普及型所占比重继续增长，高级型的需求缓慢增长。.数控金切机床的构成比逐渐趋于合理数控机床工序集中的加工特点，将使具有复合功能的高效数控机床的需求增长，这将导致数控机床拥有量和市场消费量中各类数控机床的构成比不同于传统的机床构成比。.数控机床的应用由单机向单元系统方向发展目前欧美日等国应用已很普遍，柔性制造单元已占数控机床销售量的以上。而我国和的拥有量不足套，相当于日本年代的水平，占数控机床消费额不到。.出口前景良好年及前几年我国机床工具的出口额徘徊在亿美元左右，年上升到.亿美元，随着东南亚经济复苏和我国出口多极化市场的形成和巩固，以及我国加入，今后几年我国机床出口将实现平稳持续增长。预计到年出口创汇可达到亿美元。.本文的选题及主要研究内容本文的选题对型车床进行数控化改造主要研究内容.机械部分改造.电气部分改造.软件设计编程机械部分改造.设计方案的确定利用数控装置对纵横进给系统进行开环控制，以步进电机为驱动元件，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架，对普通车床进行技术改造就可以组成个经济型数控车床，实现微机控制下的自动加工。改造后的车床把车床的主运动和进给运动分离开来。主电机的作用仅仅是带动工件旋转，而刀架的进给运动则是由步进电机直接带动车床的纵横丝杠来实现。控制等部分组成。数控装置控制机床的动作可概括为机床主运动，包括主轴的启动停止转向和速度选择等机床的进给运动，如点位直线圆弧循环进给的选择，坐标方向进给速度的选择等刀具的选择和刀具的补偿长度半径其它辅助运动，如各种辅助操作，工作台的锁紧和松开，工作台的旋转与分度和冷却泵的开停等。.伺服系统它是数控系统的执行部分，包括驱动机构和机床移动部件，它接受数控装置发来的各种动作命令，驱动受控设备运动。伺服电动机可以是步进电机电液马达直流伺服电机或交流伺服电机。.机床它是用于完成各种切削加工的机械部分，是在普通机床的基础上发展来的，但也做了很多改进和提高，它的主要特点是由于大多数数控机床采用了高性能的主轴和伺服传动系统，因此数控机床的机械传动结构得到了简化，传动链较短为了适应数控机床连续地自动化加工，数控机床结构具有较高的动态刚度阻尼精度及耐磨性，热变形较小更多的采用高效传动部件，如滚珠丝杠副直线滚动导轨等不少数控技术还采用了刀库和自动换刀装置以提高机床各种效率。三计算机控制系统的工作原理.输入输入给数控系统的有零件加工程序控制参数和补偿数据等。.译码输入的程序段含有零件的轮廓信息起点终点直线还是圆弧等要求的加工速度以及其它的辅助信息换刀换档冷却液开关等。计算机依靠译码程序来识别这些符号，将加工程序翻译成计算机内部能识别的语言。.数据处理数据处理程序般包括刀具半径补偿速度计算是解决该加工数据段以什么样的速度运动的问题。加工速度的确定也是个工艺问题。数控系统仅仅是保证这个编程速度的可靠实现。另外，辅助功能如换刀换档等亦在这个程序中实现。.插补即根据给定的曲线类型如直线圆弧或高次曲线起点终点以及速度，在起点和终点之间进行数据点的密化。计算机数控系统的插补功能主要由软件来实现，目前主要有两类插补方法是脉冲增量插补，它的特点是每次插补运算结束产生个进给脉冲二是数字增量插补，它的特点是插补运算在每个插补周期进行次，根据指令进行速度计算出个微小的直线数据段。.伺服控制将计算机送出的位置进给脉冲或进给速度指令，经变换和放大后转化为伺服电机步进电机或交直流伺服电机的转动，从而带动机床工作台移动。.管理程序当个数据段开始插补时，功能程序即着手准备下个数据段的读入译码数据处理。即由它调用各个功能子程序，且保证个数据段加工过程中将下个程序段准备就绪。旦本数据段加工完成，即开始下个数据段的插补加工。整个零件加工就是在这种周而复始的工程中完成。机床数控系统的分类机床数控系统的种类很多，为了便于了解和研究，可以从不同的角度对其分类。可以按伺服系统的控制方式，机床的运动轨迹，数控系统功能水平分类。环境市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，多我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。二发展战略从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机如量大面广的数控技术铣床高速高精高性能数控机床典型数字化机械重点行业关键设备等带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件数字化伺服系统与电机高速电主轴系统和新型装备的附件等的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。在高精尖装备研发方面，要强调产学研以及最终用户的紧密结合，以“做得出用得上买得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业装备制造业乃至整个制造业