CA6150车床数控化改造设计

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陈旧落后.柔性和自动化程度低。要想在短时期内大量地更新现有设备，无论从资金还是国内机床制造厂的生产能力都很难做到。对于机床进行数控化改造投资少，见效快，是机械制造厂挖掘技改的条成功之路。对车床进行数控化改造，使其可以加工出传统机床加工不出来的曲线曲面等复杂的零件。可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高倍。加工零件的精度高，尺寸分散度小，拥有自动报警自动监控自动补偿等多种自律功能。降低了工人的劳动强度，节省了劳动力，减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。在美国日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个永恒的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国日本德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生业。从事再生业的著名公司有工程公司机床公司得宝服务集团设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装业。从事改装业的著名公司有大隈工程集团岗三机械公司千代田工机公司野崎工程公司滨田工程公司山本工程公司等。由于数控机床具有自动化程度高加工精度高,质量稳定,便于生产管理现代化等特点.数控机床的应用越来越普及,也是制造业现代化的必然趋势.如果全部淘汰旧机床而采用新的数控机床不仅所需资金太大,而且会造成原有设备的闲置和浪费.我国的再制造技术研究起步较晚.迫切需要大力发展,即能充分利用原有的旧设备资源,减少浪费又能够以较小的代价获得性能先进的设备,满足现代化生产的要求.关键词流伺服电机精度修复润滑数控系统摘要第章设计方案的论证.数控系统的选择.滚珠丝杠螺母副与电机的连接第章机械部分的改造.对机床进行恢复精度.向滚珠丝杠副和伺服电机的选择和计算滚珠丝杠副支撑方式的选择精度选择丝杠导程的确定根据类比法初步确定丝杠规格承载能力校核.切削力的计算.摩擦阻力的计算.承载能力校核交流伺服电机选择计算.加减速时扭矩初步确定伺服电机型号.最高转速校核.电机轴上的负载惯量校核.向滚珠丝杠副和伺服电机的选择和计算滚珠丝杠副支撑方式的选择精度选择丝杠导程的确定根据类比法初步确定丝杠规格承载能力校核.摩擦阻力的计算.承载能力校核.压杆稳定性校核.丝杠刚度的校核交流伺服电机选择计算.加减速时扭矩初步确定伺服电机型号.最高转速校核.电机轴上的负载惯量校核.溜板箱纵横向滚珠丝杠和导轨润滑.通过从厂家所得到的技术资料画纵向和横向滚珠丝杠装配图向和向滚珠丝杠装配图的设计过程.主轴箱和拖板箱的改造.安全防护第章数控系统的加装.数控系统的发展趋势趋势之数控系统向开放式体系结构发展趋势之二数控系统向软数控方向发展趋势之三数控系统控制性能向智能化方向发展趋势之四数控系统向网络化方向发展趋势之五数控系统向高可靠性方向发展趋势之六数控系统向复合化方向发展趋势之七数控系统向多轴联动化方向发展.交流伺服电机驱动的车床数控系统的选择.北京航天数控系统有限公司最新推出的数控系统的性能系统简介系统特点系统性能系统简介.数控自动换刀刀架的选择.电器原理图第章结论参考文献致谢附录第章设计方案的论证.数控系统的选择方案步进电机拖动的开环系统该系统的伺服驱动装置主要是步进电机功率步进电机电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。方案交直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。根据数控改造后机床要达到较高的精度，快速定位轴,轴最小移动单位轴.,轴.，并且，直流伺服电机有电刷和换向器，必须定期的维修，而交流伺服电机采用全封闭无刷机构，不需要定期的维修，交流伺服电机比直流伺服电机有更优越的性能.得到越来越广泛的应用。所以，方案比较合适。.滚珠丝杠螺母副与电机的连接方案采用齿轮连接这种方法可以降低丝杠工作台在系统中所占的比重，提高进给系统的快速性。可利用伺服电机高速底转矩的特性。在开环系统中还起到机械和电器的匹配作用。但是，传动装置结构简单降低传动效率增加噪声。传动级数的增加必将带来传动部件间隙和摩擦的增加，从而影响进给系统的性能。传动齿轮副的存在，在开环和半闭环系统中，将影响加工精度。方案采用连轴器连接直接连接这是种最简单的连接，这种形式具有扭转刚度。传动机构本身无间隙。传动精度。而且结构简单。安装方便。在输出扭矩要求在左右的中小型机床或高速加工机床中非常普遍。综上所素，由于车床属于中小型机床，控制系统采用半闭环，为了提高机床精度方案较合适。第章机械部分的改造.对机床进行恢复精度机床经长期使用后，会不同程度地在机械液压润滑清洁等方面存在缺陷，所以首先要进行全面保养。更换主轴的齿轮和轴承。根据当前国内外成品数控机床的导轨采用淬硬的合金钢材料，其耐磨性比普通铸铁导轨高至倍。据此，在改造中利用车床旧床身，采用轴承钢淬硬到制成对称三角行导轨和矩形导轨，对称三角行导轨在垂直载荷的作用下，磨损能自动补偿，不产生间隙，故导向精度高。压板还有间歇调整装置。矩形导轨结构简单，制造检验和修理方便，导轨较宽，承载能力大，刚度高，应用广泛。三角行导轨和矩形导轨组合它间有两种导轨优点，并避免了由于热变形所引起的配合变化。用螺钉和粘剂固定在铸铁床身上。粘接前的导轨工作表面采用磨削加工，表面粗糙度.，以提高粘接强度。最后，应对机床作次改前的几何精度尺寸精度测量，记录在案。.向滚珠丝杠副和伺服电机的选择和计算滚珠丝杠副支撑方式的选择向选择固定自由式，如图.。图.向支撑方式单列圆锥滚子轴承这种轴承径向和轴向刚度高，能承受重载荷，尤其能承受较强的动载荷，安装与调整性能也好。所以向固定端选择对单列圆锥滚子轴承。精度选择滚珠丝杠的精度直接影响数控机床的定位精度,在滚珠丝杠精度参数中,其导程误差对机床定位精度影响最明显。般在初步设计时设定丝杠的任意行程变动量应小于目标设定位的定位精度值的,在最后精度验算中确定。初选向三级。丝杠导程的确定丝杠导程的选择般根据设计目标快速进给的最高速度为伺服电机的最高转速及电机与丝杠的传动比来确定,基本丝杠导程应满足式.为.式中.车床改造中取，。所以取根据类比法初步确定丝杠规格关于根据类比法式中新选滚珠丝杠公称直径原机床丝杠公称直径系数所以.根据工作台向移动距离选滚珠丝杠的螺纹长，设计需要初选滚珠丝杠总长。滚珠丝杠的滚珠内循环方式时滚珠循环的回路短流畅性好效率高螺母的径向尺寸较小。选用双螺母齿差预紧式可实现定量调整即可进行精密调整，使用中调整非常方便。为了使滚珠丝杠副运转灵活，延长使用寿命，必须考虑充足的润滑条件。汉江丝杠厂已在螺母法兰外圆上考虑了润滑油孔，供顾客使用。所以初选汉江丝杠厂生产的系列。承载能力校核.切削力的计算车床的用途不同，切削条件和切削用量就不同，因此切削力就不同。對于专门用途的车床改造，应根据其切削用量按切削力计算公式计算切削力。对于变动工作用量的车床改造，用经验公式计算切削力。本车床属于变动工作用量的车床改造，所以用经验公式.计算切削力，个切削力之比为公式.，切削力方向如图.式中，为车床床身上的最大回转直径。为垂直向的切削力为进给方向上的分力为吃刀方向上的分力图.切削力方向摩擦阻力的计算溜板箱与导轨为滑动摩擦，摩擦系数.取.,因主切削力压向导轨，则由式.得.式中工作台质量承载能力校核由式.计算丝杠的最大动载荷.式中为滚珠丝杠的寿命系数单位为其中为使用寿命时间,普通车床为，数控机床及其他机电体化设备及装置仪器为，航空机械为所以取，奠基最大转速为硬度系数时为.，等于时为.，.时为.，时为.，时为.因为，所以.载荷系数平稳或轻冲击时为中等冲击时为，较大冲击时为机床属于中等冲击所以.最大动载荷.则.根据汉江丝杠厂生产的系列丝杠额定载荷所以满足使用交流伺服电机选择计算由于交流伺服电机比直流伺服电机有更优越的性能得到越来越广泛的应用。在选择电机时应考虑满足以下五项要求。以使交流伺服电机的工作性能得以充分发挥。.加减速时扭矩初步确定伺服电机型号求等效到电机轴上的转动惯量采用最不利于机床启动时速度，这里选用快速定位速度丝杠的转动惯量.设电机转子的转动惯量为.则等效到电机轴上的转动惯量为.丝杠摩擦阻力矩的计算。由于丝杠承受轴向载荷，又由于采取了定的预紧措施，故滚珠丝杠会产生摩擦阻力矩。但由于滚珠丝杠的效率高，其摩擦阻力矩相对于其他负载力矩小的多，故般不与考虑。等效负载转矩。.启动惯性阻力矩的计算。以最不利于电机启动时的快进速度计算，设启动加速或制动时间为.电机转速,取加速曲线为等加减速梯形曲线，故角加速度为.电机输出轴上总负载转矩的计算上述计算均没考虑机械系统的传动效率，并且在车削时，由于材料的不均匀等因素的影响，会引起负载转矩突然增大，为避免计算上的误差以及负载转矩突然增大等引起加工误差，可以适当考虑安全系数。安全系数般在.之间选取，取安全系数.，选择机械传动总效率.时初选三菱公司生产的系列交流伺服电机型号与之相配的伺服放大器型号其额定转矩为.大于，所以满足要求。.最高转速校核快速行程的电机转速必须严格限制在电机的最高转速之内。.式中电机最高转速,快速行程中电机转速,工作台或刀架快速行程速度,系统传动比,电机丝杠丝杠螺距所以满足要求。.电机轴上的负载惯量校核转换到电机轴上的负载惯量负载惯量应限制在.倍电机惯量之内向系列交流伺服电机型号电机转动惯量.则等效到电机轴上的转动惯量为.所以满足要求。.向滚珠丝杠副和伺服电机的选择和计算滚珠丝杠副支撑方式的选择由于固定支承适用于中等转速高精度。所以向选择固定支承式。如图.。图.滚珠丝杠副支撑方式向的固定端选择对单列圆锥滚子轴承。向支撑端选择个深沟球轴承。精度选择滚珠丝杠的精度直接影响数控机床的定位精度,在滚珠丝杠精度参数中,其导程误差对机床定位精度影响最明显。般在初步设计时设定丝杠的任意行程变动量应小于目标设定位的定位精度值的,在最后精度验算中确定。初选向四级。丝杠导程的确定丝杠导程的选择般根据设计目标快速进给的最高速度为伺服电机的最高转速及电机与丝杠的传动比来确定,基本丝杠导程应满足式.为车床改造中取，所以取所以满足要求根据类比法初步确定丝杠规格关于根据

及其他工业原料等为主要经营目标森林和灌木林，包括般用材林速生丰产林果树林薪炭林等察布查尔县所属河谷次生林将全部划为重点公益林，公顷平原人工林划分为般公益林，公顷平原人工林划分为果树林，公顷平原人工林划分为般用材林，用材林面积仅占全县林业用地面积，还有公顷为未成林造林地。因此，全县可采伐资源仅为公顷。该县乃至伊犁州木材供需矛盾极为尖锐。市场调查分析年，我国进口木浆纸和纸制品等万吨，用外汇亿美元，给我国外汇收支平衡带来了压力。按行业部分规划，年我国纸及纸板消费量将达万吨，木浆比例将提高到，消耗木材万立方米，其中若国产木浆比重提高到，需消耗木材万立方米。预计十五期间造纸材耗用量年均增长，林业将从传统林工贸经营模式转变为以林产品市场为导向贸工林模式，林纸结合使林产企业建立自己原料基地，逐步从单纯耗费木材资源向林纸互相促进转变。在新疆大规模发展杨树制浆林纸体化项目，是调整我国制浆造纸工业结构需要，又是对全国产生积极影响重大生态环境项目，纸浆工业原料林有较大市场发展潜力。在伊犁地区投资亿元建成天山新闻纸厂是个大型造纸企业，年生产木浆万吨。由于天然林停止采伐，使该厂造纸原材料极为紧缺，给企业生产带来了较大压力。另据有关资料统计，伊犁地区年木材消耗项目建设背景及建设的必要性项目建设的背景实施西部大开发战略，加快中西部地区发展是以江泽民同志为核心的党中央高瞻远瞩，统揽全局，面向新世纪做出的重大决策，也是确保我国跨入二十世纪经济可持续发展的需要。年月朱容基总理在视察伊犁时，对西部大开发这个总体的大方针下，新疆地区如何发展，伊犁州怎么开发等问题进行了认真研究，从战略高度是肯定了伊犁州在西部大开发中的重要地位和作用，指出了伊犁河流域水土资源开发的巨大潜力和深远意义。流量亿。四至九月平均流量秒，径流量亿，占全年径流量以上。大河水系为从伊犁河引水进行灌溉区域，包括察布查尔干渠伊车还有公顷为未成林造林地。因此，全县可采伐资源仅为公顷。该县乃至伊犁州木材供需矛盾极为尖锐。市场调查分析年，我国进口木浆纸和纸制品等万吨，用外汇亿美元，给我国外汇收支平衡带来了压力。按行业部分规划，年我国纸及纸板消费量将达万吨，木浆比例将提高到，消耗木材万立方米，其中若国产木浆比重提高到，需消耗木材万立方米。预计十五期间造纸材耗用量年均增长，林业将从传统林工贸经营模式转变为以林产品市场为导向贸工林模式，林纸结合使林产企业建立自己原料基地，逐步从单纯耗费木材资源向林纸互相促进转变。在新疆大规模发展杨树制浆林纸体化项目，是调整我国制浆造纸工业结构需要，又是对全国产生积极影响重大生态环境项目林业牧业和种植业发展四思路。另外察布查尔县深具内陆，森林分布不均，植被稀少，生态环境脆弱，但水土光热等自然资源非常丰富，因此，加快该县林业建设，大力营造速生丰产林，正是贯彻落实朱容基总理视察伊犁时重要讲话精神，也充分利用了该地自然资源。根据当地实际情况和特点，在土地开发利用上走条先植树造林，治理好生态环境，在逐步发展经济超常规发展道路，是发展当地经济必由之路。第二章市场调查分析林木资源状况察布查尔县全县林业用地面积公顷，活立木总蓄积立方米，其中山区林业用地面积公顷，活立木总蓄积立方米，分别占全县林业用地面积蓄积和伊犁河谷次生林面积公顷，活立木总蓄积立方米，分别占全县林业用地面积蓄积和平原人工林面积公顷，活立木总蓄积立方米，分别是占全县林业用地面积蓄积和。为了保护生态环境，维持社会经济可持续发展，国家实行了天然林保护工程，天然林采伐将全面停止。随着森林分类经营工作逐步实施，对现有林地根据其用途不同划分为公益林和商品林。生态公益林是以保护和改善人类生存环境保持生态平衡保存物种资源科学实验森林旅游国土保安等需要为主要经营目标森林和灌木林。商品林是指人工种植以生产木材薪材干鲜果口布哈渠绰霍尔渠灌溉季节历年平均引水量为秒，即径流量亿，该水系流量稳定，灌溉有保证。泉水水系年平均流量秒，年径流量亿。地下水该县在第四纪陆相沉积物所形成空间是储存地下水市场需求需要本项目所产杏鲍菇属于高档珍稀食用菌，我国目前杏鲍菇生产大部分采用在自然环境下出菇，而杏鲍菇属于中低温结实性菌类，出菇最适宜温度为，因此在自然环境下，只能季节性生产，南方只宜在晚秋至早春生产，生产时间短，产量低，不能解决常年供货需求，经济效益不能最大化。项目工厂化高产栽培技术使用，从根本上改变了以配料方式为主传统生产模式，使杏鲍菇生产和市盲目发动农民种蘑菇，就会出现要想富种蘑菇，蘑菇多了无销路菇贱伤农恶性循环现象，反而会严重阻碍食用菌产业健康发展。食用菌营养价值高，水份大，易腐坏变质，子实体内酶活动又会使菇体改变颜色，降低商品价值，所以难以长期保存。因此，本项目是从保护菇农利益和产业长期发展角度出发，通过项目建设，形成食用菌原料生产栽培加工转化产业链条，以提高产品附加值实现农民增收企业增效目标。四是调整和优化农业产业结构建设环境友好型生态农业需要中共中央国务院关于做好农业和农村工作意见中指出在调整和优化农业生产结构中，首先要扩大优质农产品，二是积极发展畜牧业，包括开发优质饲料，三是调整布局，发挥区域比较优势，要求发展农产品深加工，实现转化增值，努力开发新产品，加强专用原料品种开发，向基地化专业化方向发展。发展食用菌产业，常年提供各类档次食用菌符合农产总论项目背景项目名称年产吨杏鲍菇双孢菇及深加工综合开发二项目单位基本情况项目单位名称湖南省和盛农业开发有限公司所有制形式私有法人代表注册资金万元三项目可行性报告编制的依据中共中央国务院年山闪星锑业金信化工等骨干企业。年，全市生产总值为亿元，增长，增速比年提高了个百分点，连续年保持两位数增长态势。其中，第产业增加值亿元，增长第二产业增加值亿元，增长第三产业增及其他工业原料等为主要经营目标森林和灌木林，包括般用材林速生丰产林果树林薪炭林等察布查尔县所属河谷次生林将全部划为重点公益林，公顷平原人工林划分为般公益林，公顷平原人工林划分为果树林，公顷平原人工林划分为般用材林，用材林面积仅占全县林业用地面积，还有公顷为未成林造林地。因此，全县可采伐资源仅为公顷。该县乃至伊犁州木材供需矛盾极为尖锐。市场调查分析年，我国进口木浆纸和纸制品等万吨，用外汇亿美元，给我国外汇收支平衡带来了压力。按行业部分规划，年我国纸及纸板消费量将达万吨，木浆比例将提高到，消耗木材万立方米，其中若国产木浆比重提高到，需消耗木材万立方米。预计十五期间造纸材耗用量年均增长，林业将从传统林工贸经营模式转变为以林产品市场为导向贸工林模式，林纸结合使林产企业建立自己原料基地，逐步从单纯耗费木材资源向林纸互相促进转变。在新疆大规模发展杨树制浆林纸体化项目，是调整我国制浆造纸工业结构需要，又是对全国产生积极影响重大生态环境项目，纸浆工业原料林有较大市场发展潜力。在伊犁地区投资亿元建成天山新闻纸厂是个大型造纸企业，年生产木浆万吨。由于天然林停止采伐，使该厂造纸原材料极为紧缺，给企业生产带来了较大压力。另据有关资料统计，伊犁地区年木材消耗项目建设背景及建设的必要性项目建设的背景实施西部大开发战略，加快中西部地区发展是以江泽民同志为核心的党中央高瞻远瞩，统揽全局，面向新世纪做出的重大决策，也是确保我国跨入二十世纪经济可持续发展的需要。年月朱容基总理在视察伊犁时，对西部大开发这个总体的大方针下，新疆地区如何发展，伊犁州怎么开发等问题进行了认真研究，从战略高度是肯定了伊犁州在西部大开发中的重要地位和作用，指出了伊犁河流域水土资源开发的巨大潜力和深远意义。流量亿。四至九月平均流量秒，径流量亿，占全年径流量以上。大河水系为从伊犁河引水进行灌溉区域，包括察布查尔干渠伊车

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