毕业论文：C6140型普通车床改造数控机床 ㊣ 精品文档 值得下载

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。

其中公式十五当时，当ŋ，时，ŋ当ŋ时，预加荷所以，快速空载启动所需力矩快空切削时所需力矩切快速进给时所需力矩快速由以上计算可得所需最大力矩发生快速启动时快速二横向进给系统的设计与计算横向进给系统的设计经济数控车床改造的横向进给系统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，提高传动精度。

横向进给系统的设计计算，已知条件工作台重量时间常量行程步驱角度脉冲当量快速进给速度切削力的计算横向进给量约为纵向的，取则横向切削约为纵向切削力纵在切断工件时纵滚珠丝杠的计算强度的计算对于燕尾型导轨其中寿命值最大动负载其中运载系数硬定系数根据最大动负载荷的值，可选择滚珠丝杠的型号，其公称直径为，型号为左，额定动负载荷为，所以强度够用。

效率计算ŋ螺纹升角磨擦角ŋ刚度验算滚珠丝杠受工作负载，引起的导程变化量其中为滚珠丝杠的外径㎝因为滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化化量很小，可忽略不计，即，即导程变化总误差为查表知级精度丝杠允许的螺矩误差在之内为，所以刚度足够。

稳定性验算由于选用滚珠丝杠的直径与原丝杠直径相等，而支承方式由原来的端固定，端悬空变为端端固定，端径向支承，所以稳定性增强，故不再验算。

齿轮及转矩的相关计算减速器为般机器，没有什么特殊要求，从降低成本，减小结构尺寸和易于取材等原则出发，决定小齿轮选用钢调质，齿面硬度为大齿轮选用钢正火齿面硬度为传动比其中表示步驱角表示脉冲当量所以，取啮合角为小齿轮齿宽为大齿轮齿宽为。

齿轮传动精度计算齿轮圆周速度根据圆周速度和对噪音的要求确定齿轮精度等级及侧隙分别为小齿轮大齿轮传动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的传动惯量丝杠转动惯量㎝齿轮的传动的惯量㎝㎝由于电机传动惯量很小，可以忽略不计，因此总的转动惯量㎝所需转动力矩的计算其中，η时所以，快速空载启动时所需转矩误差是指转子从任意位置开始，经过任意步后，转子的实际转角与理论转角之差的最大值，用积累误差衡量精度比较实用，所选用的步进电机应满足。

式中步进电机的积累误差。

系统对步进电机驱动部分允许的角度误差。

三转距为了使步进电机正常运行不失步不越步正常启动并满足对转速的要求，必须考虑启动力矩，般启动力矩选取为式中电机启动力矩电机静负载力矩在要求在运行频率范围内，电机运行力矩应大于电动机的静载力矩与电动机的转动惯量包含负载的转动惯量引起的惯性矩之和。

四启动频率由于步进电机的启动频率随负载力矩和转动惯量的增大而降低，因此相应负载力矩和转动惯量的极限启动频率应满足其中极限启动频率要求步进电机最高启动频率二步进电机的选型纵向进给系流步进电机的确定取参数为为了满足最小步距要求，电动机选用三相六拍工作方式。

查手册得知，所以步进电机最大静转矩为综合考虑，查表选用型直流步进电机能满足使用要求。

二横向进给系流步进电机的确定电动机选用三相六拍工作方式查手册得步进电机的最高工作频率综合考虑，查表选用型直流步进电机，能够满足使用要求。

三型直流步进电机主要技术参数电机型号相数步驱角电压相电流最大转矩最高空载启动率运行频率转子转动惯量线圈电阻分配方式重量外径长度轴径三相六拍参考价原型号四型直流步进电机主要技术参数电机型号相数步驱角电压相电流最大转矩最高空载启动率运行频率转子转动惯量线圈电阻分配方式重量外径长度轴径三相六拍参考价原型号第三章经济型数控系统选型用数控机床工工件时，首先应编制零件加工程序。

这是数控机床的工作指令。

将加工程序输入数控装置，再由数控装置控制机床主动的变速启动停止进给运动的方向速度和位移量，以及刀具选择交换，工件装夹和冷却润滑的开关等动作，使刀具与被加工零件以及其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序运行轨迹和运行参数进行工作，从而达到加工出符含合要求零件的目的。

数控车床改造后联动轴数为二轴联动且传动精度要求比较高，主要有系统和两种系统。

经过实际比较分析，系统的核心是系列的单片微机，其采用国际标准数控代码编程，能自动完成车削端面内外圆倒角等功能，并配有完备的功能。

该系统尔采用模块化设计，内部有计算机等四种模块。

更换维修方便快速。

系统结构简单，集成度高，工艺先进，性能稳定，可维修性很大。

根据实际生产需要，以及数控系统的要求，经过实际比较分析，选用系列。

其中又以型系统应用最广功能较强操作使用更方便。

所以，决定使用型数控系统。

主要性能参数如下生产厂家南京微分电机厂江南机床数控工程公司型号用户容量设定单位，控制轴数联动轴数二轴编程尺寸快速向功能功能，功能步进电机工作电源控制精度步功耗环境温度相对湿度外形尺寸系流重量第四章电动刀架的选型自动转位刀架的设计是普通机床，数控改造的关键。

它要求刀架要具有抬起回转下降定位和压紧这系功能。

尽管其结构复杂，各方面要求不，但它保持了原本床工件最大回转直径的条件下，提供选用的多把刀的可能性。

电动刀架的安装较方便，只要将原车床上的刀架拆下将电动刀架装即可但要注意两点电动刀台的两侧面应与车床的横向进给方向平行。

电动刀台与系统的连线建议如下安装沿横向工作台右侧面先走线到车床后面，再沿车床后导轨下方拉出的铁丝滑线，走线到系统。

其好处在于避免走线杂乱无章，而使得加工时切屑冷却液以及其它杂物磕碰电动刀架系统。

综合各方面因素，选用常州武进机床数控设备厂生产的型系列四工位自动刀架。

机床型号刀位数电机功率电机转速夹紧力切体尺寸下刀体尺型刀架技术指标配车床型号重复定位精度工作可靠性次换刀时间秒秒秒第五章编制零件工序及数控程序实例机床改造参数的选择车床纵向运动由向步进电动机控制型直流步进电动机配套丝杠螺距为泳冲当量改造后的泳冲当量二车床横向运动由向步时电动机控制型步进电动机配套丝杠螺距为脉冲当量改造后的脉冲当量二程序设计数控机床参数及约定脉冲当量向横向为向纵向为坐标原点为点加工起点为点安装方法零件装夹于床头主轴与尾座顶尖之间。

采用专用芯轴方式定位。

使用方法专用组合车刀切刀加工工序说明此工序为精车加工，零件外部形状尺寸全部成型。

零件各部分尺寸预留精车余量二编程参数说明加工编程中以球头车刀圆心与加工起点相重合外圆处侄角计算，见图。

因为所以见立体图三编制程序型数控装置零件加工程序如下总结毕业设计是对我们三年学知识的次总结和应用，是对我们自身能力的次检验，通过这次检验，能让我们知道自己的不足，在以后的工作生活中，不断的改进学习以原野高自己的综合能力。

三年专业知识的学习，其间也做过课程设计，对所学课程进行过知识的系统运用，但各课程综合运用较少。

本次设计，让我们对三年的知识有了总体的综合运用，提高了我们综合能力和灵活运用所学的基础理论的能力。

各科之间的联系有了清晰的认识。

机械专业虽然是门很成熟的专业，然而对我们来说，我们懂得知识还很有限。

要在这方面有所提高。

我们还必须在基础理论上下功夫，以理论联系实际，才能使我们的知识有个量变到质变的飞跃。

以后的学习道路还很长，人生就是在不断地学习中提高自己，而毕业设计也给了我们自信，让我们相信以后会做得更好。

在这次的毕业设计中，由于首先接触这灯课题的设计和设计的资料准备不足，时间的紧迫可能在设计中出现很大的问题。

尽管在指导老师的全力指导下，也再所难免，这样，让我有了次知识的重新积累。

参考文献实用数控加工技术作者实用数控加工技术编委会出版社北京兵器工业出版社年实用数控机床技术手册作者实用数控加工技术编委会出版社北京出版社年机床数控改造设计与实例作者余英良出版社机械工业出版社年数控加工程序编制作者范炳炎出版社航空工业出版社年经济型数控系统设计作者张新义出版社机械工业出版社年机床设计手册作者机床设计手册编委会出版社机械工业出版社年毕业设计指导书作者李恒权出版社青岛海洋大学出版社年数控机床技术手册作者李福生出版社北京出版社年习题精解作者姜勇出版社人民邮电出版社年机床数控技术应用作者李宏胜出版社高等教育出版社年机械制造工艺设计简明手册作者李益民出版社哈尔滨工业大学普通车床改造数控正文第章设计方案的确定型普通车床是种加工效率高，操作性能好，并且社会拥有量较大的普通型车床。

经过大量实践证明，将其改造为数控机床，无论是经济上还是技术都是确实可行了。

般说来，如果原有车床的工作性能良好，精度尚未降低，改造后的数控车床，同时具有数控控制和原机床操作的性能，而且在加工精度，加工效率上都有新的突破。

本设计主要是对普通型车床进行数控改造，用微机对纵横进给系统进行控制。

系统可采用开环控制和闭环控制，开环控制虽然有不稳定振动等缺点，但其成本较低，经济性较好，车床本身所进行的加工尺寸是粗半精加工。

驱动原件采用步进电动机。

系统传动主要有滑动丝杠螺母传动和滚珠丝杠螺母传动两种，经比较分析前者传动效率及精度较低，后者精度和效率高，但成本高，考虑对车床的性能要求，故采用滚珠丝杠螺母传动。

刀架性能要求是准确快速的换刀，因此采用自动转位刀架。

总体设计方案的确定由于是对车床进行数控改造，所以在考虑具体方案时，基本原则是在满足使用前提下，对同床的改动尽可能少，以降低成本。

根据这原则，决定数控系统采用开环控制传动系统采用滚珠丝杠螺母传动驱动元件采用步进电动机数控系统采用型系统刀架采用自动转位刀架。

这样车床既保留原有功能，又减少了改造数量。

二机械部分的改造设计与计算将普通车床改造成数控机床，除了增加控制系统外，机械部分也应进行相应的改造，其中包括纵向和横向进给系统的设计选型，以及自动转位刀架的选型。

纵向进给系统的设计选型经济数控车床的改造，采用步进电动驱动纵向进给，有两种方案种是步进电机驱动丝杠螺母固定在溜板箱上第二种是纵丝杠固定电机安装在溜板箱上，驱动螺母传动。

对于车床的改造而言，采用第种方案