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（定稿）C616数控车床改造设计及典型零件数控编程设计（全套下载）

丝杠直径选为，型号为，其额定动载荷是，所以强度足够用。效率计算根据机械原理的公式，丝杠螺母副的传动效率为式中摩擦角ˊ螺旋升角ˊ则.刚度验算滚珠丝杠受工作负载引起的导程的变化量式中..滚珠丝杠截面积则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。稳定性验算由于机床原丝杠直径为，支承方式不变，所以稳定性不存在问题，不在验算。齿轮及转矩的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，总的转动惯量所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩最大切削负载时所需力矩快速进给时所需力矩式中空载启动时折算到电机轴上的加速力矩折算到电机轴上的摩擦力矩由于丝杠预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩切削时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的切削负载力矩。当时当时....当时当.时预加载荷则.....所以，快速空载启动其改造后结构原理示意图如图所示。图型车床的数控化改造结构原理图操作时，根据零件的加工工艺，按数控系统的规定的方式编制零件的加工程序，通过数控装置上的键盘输入微机，微机对加工程序处理后发出系列脉冲信号，经过功率放大器放大后驱动台步进电机，按规定的方向速度和位移量，完成刀架纵横两个方向的进给，使车刀实现直线或圆弧的切削。在加工螺纹时，通过主轴脉冲发生器发生进给运动，从而加工出各种标准螺纹。换刀时，微机发出换刀信号，刀架控制箱继电器动作，电机正转，通过减速机构和升降机构，将上刀体上升至定位置，带动刀体旋转到所选刀位，然后定位，完成换刀动作。.机械部分改造纵向进给系统的计算与设计.纵向进给系统的设计经济型数控车床的改造般是步进电机经减速驱动丝杠，螺母固定在溜板箱上，带动刀架左右移动。步进电机的布置，可放在丝杠的任意端。对车床改造来说，外观不必像产品设计要求的那么高，而从改造方便，实用方面来考虑。般都把步进电机放在纵向丝杠的右端，如图所示。图数控改造的总体方案示意图.纵向进给系统的设计计算已知条件工作台重量时间常数滚珠丝杠基本导程行程脉冲当量.步距角.快速进给速度.切削力计算由机床设计手册可知，切削功率式中电机功率，查机床说明书主传动系统总效率，般为取进给系统功率系数，取为.。则.又因为所以式中切削线速度，取。主切削力.由金属切削原理可知，主切削力查表得.则可计算如表所示表计算结果当时，切削深度，走刀量.，以此参数作为下面计算的依据。从机床设计手册中可得知，在般外圆车削时般地，按伺服系统的控制方式进行分类。伺服系统包括驱动机构和机床移动部件，它是数控系统的执行部分，按其控制原理可分为以下三类。.开环控制系统典型的开环伺服系统如图所示，是采用步进电机的伺服系统。对于数控装置发来的每个进给脉冲经驱动线路放大并驱动步进电机转动个步距即个固定的角度，如.，再经减速齿轮带动丝杠旋转，并通过丝杠螺母副传东工作台的移动。可以看出工作台的移动量与进给脉冲的数量成正比。显然这种开环系统的精度完全依赖于步进电机的步距精度及齿轮丝杠的传动精度。它没有测量反馈矫正措施，所以对高精度的数控机床往往不能满足要求，但开环系统的结构简单调试容易造价低，在数控机床的发展过程中占有定的重要地位，现在仍普遍采用。图开环伺服系统方框图.半闭环控制系统如图所示，采用装在丝杠上的角位测量丝杠或电机轴的转动量间接地测量工作台的移动量。它的优点就是不论工作台位移的长短，角位移测量元件制成可循环使用。图半闭环伺服系统方框图半闭环的意思就是用丝杠或电机轴的转动量与数控装置的命令相比较闭环，而另部分丝杠螺母工作台的位移量不受闭环控制开环，故称为半闭环。显然，从理论上讲，半闭环的精度低于闭环，但半闭环调试方便，稳定性好，角位移的测量元件简单价廉，所以配备传动精度较高的齿轮丝杠的半闭环系统得到广泛应用。.闭环控制系统如图所示，采用直线位移测量元件，测量机床移动部件工作台主轴箱的位置并将测量结果送回与数控装置命令的移动量相比较，二者不相等而有差值时，将此差值放大外控制伺服电机带工作太继续移动直至测量值与命令值相等差值为零或接近于零时停止移动。从理论上讲，闭环伺服系统的精度取决于测量工作台的精度，但实际上机床的结构传动装置以及传动间隙等非线形因素都会影响精度，严重的还会使闭环伺服系统的品质下降甚至引起振荡。图闭环伺服系统方框图国内数控机床的特点.新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位例如全长公里的上海磁悬浮快速列车线，是“十五”期间国家重点建设项目，其中组成列车线的根轨道梁是整个工程的最关键部分，对加工轨道梁的精度提出了相当高的要求。前年年初，沈阳机床集团机床股份有限公司中捷友谊厂以工期个月标的万元在磁悬浮轨道专用数控机床项目公开招标中折挂，并于月低将次性验收合格的台数控镗铣床组成的轨道梁生产线次试车成功，目前这套铣镗加工中心已加工出轨道梁根，确保了轨道梁的加工精度和速度，为实现今年年底试车打下了良好了基础。.数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高年国内数控金切机床产量已达.万台，比上年增长.。金切机床产值数控化率从年的.提高到年的.。.数控机床发展的关键配套产品有了突破今年来通过政府的支持，数控机床配套生产得到了快速发展，如北京航天机床数控系统集团公司建立了具有自主知识产权的新代开放式数控系统平台烟台第二机床附件厂开发了为数控龙门镗铣床的对象是多种多样的，但数控机床是最早应用数控技术的控制对象，也是最典型的数控化设备。数控机床是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。国际信息处理联盟第五技术委员会对数控机床作了如下定义数控机床是种装了程序控制系统的机床。该系统能逻辑地处理具有使用号码或其它符号编码指令规定的程序。定义中所提的程序控制系统，就是数控系统。数控系统是种控制系统，它自动输入载体上事先给定数字量，并将其译码，在进行必要的信息处理和运算后，控制机床动作和加工零件。最初的数控系统是由数字逻辑电路构成的专用硬件数控系统。随着微型计算机的发展，硬件数控系统已逐渐被淘汰，取而代之的是计算机数控系统简称。系统是由计算机承担数控中的命令发生器和控制器的数控系统。由于计算机可完全由软件来确定数字信息的处理过程，从而具有真正的“柔性”，并可以处理硬件逻辑电路难以处理的复杂信息，使数字控制系统的性能大大提高。二数控机床的组成数控机床是典型的数控化设备，它般由信息载体计算机数控系统伺服系统和机床四部分组成，如图所示图数控机床的组成.信息载体信息载体又称控制介质，用于记录数控机床加工个零件所必需的各种信息，如零件加工位置数据工艺参数等，以控制机床的运动，实现零件的机械加工。常用的信息载体有穿孔带穿孔卡磁带磁盘等，并通过相应的输入装置将信息输入到数控系统中。数控机床也可采用操作面板上的按钮和键盘将加工信息直接输入，或通过窜行口将计算机上编写的加工程序输入到数控系统。高级的数控系统可能还包括套自动编程机或者系统。由这些设备实现编制程序输入程序输入数据以及显示模拟显示存储和打印等功能。.计算机数控系统计算机数控系统是数控机床的核心，它的功能是接受载体送来的加工信息，经计算和处理后去控制机床的动作。它由硬件和软件组成。硬件除计算机外，其外围设备主要包括光电阅读机键盘棉板机床接口等。光电阅读机是输入系统程序和零件加工程序供显示和监控用键盘用于输入操作命令及编辑修改程序段，也可输入零件加工程序操作面板可供操作人员改变操作方式输入整定数据启停加工等机床接口是计算机和机床之间联系的桥梁，机床接口包括伺服驱动接口及机床输入输出接口。伺服驱动接口主要是进行数模转化，以及对反馈元件的输出进行数字化处理并记录，以供计算机采样机床输入输出接口是用于处理辅助功能。软件由管理软件和控制软件组成。管理软件主要包括输入输出显示诊断等程序控制软件包括译码刀具补偿速度控制插补运算位置,数控车床,改造,设计,典型,零件,数控,编程,毕业设计,全套,图纸目录绪论.数控设备与技术现状数控设备数控技术对我国数控技术和产业化发展的战略思考.数控机床发展概况数控机床的般原理机床数控系统的分类国内数控机床的特点国外数控机床状况分析数控机床的发展预测.本文的选题及主要研究内容本文的选题主要研究内容机械部分改造.设计方案的确定纵向进给系统的计算与设计横向进给系统的计算与设计电气部分改造.步进电机选用的基本原则.步进电机的选择纵向进给系统步进电机的确定横向进给系统步进电机的确定.数控系统的硬件电路设计数控系统基本硬件组成单片机控制系统的设计.功率放大电路参考文献附录软件编程致谢绪论.数控设备与技术现状数控设备近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。年，我国机床工业产值已进入世界第名，机床消费额在世界排名上升到第位，达.亿美元，仅次于美国的.亿美元，消费额比上年增长。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，年进口机床跃升至世界第位，达.亿美元，比上年增长.。近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床数控磨床数控特种加工机床数控剪板机数控成形折弯机数控压铸机等，普通机床有钻床锯床插床拉床组合机床液压压力机木工机床等，出口的数控机床品种以中低档为主。数控技术装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业如信息技术及其产业生物技术及其产业航空航天等国防工业产业的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于生产什么，而在于怎样生产，有什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用的数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展提高