TOP25【毕业设计】CA6140车床主轴箱的数控化改造设计.doc文档免费在线阅读

硬件组成系统的基础，其性能的好坏，直接影响到系统的工作性能。

有了硬件，软件才能有效地运行，是可工作的控制系统。

机床数控系统的硬件电路概括起来由以下四部分组成。

中央处理器。

总线，包括数据总线地址总线和控制总线。

存储器，包括只读可编存储器和随机读写存储器。

输入输出接口电路。

其中是数控系统的核心，是控制其它各部分协调工作的大脑，其作用是进行数据运算处理和控制各部分电路协调工作。

存储器用于存放系统软件应用程序监控程序和运行中所需的各种数据。

接口是系统与外界进行信息交换的桥梁。

三总线则是与存储器接口以及其它转换电路联接的纽带，是与外界进行信难适应负载的变化情况。

当负载大时，弹簧弹力显小，起不到消除间隙之目的当负载小时，弹簧弹力又显大，则加速齿轮的磨损。

因此，采用定期人工调整螺钉紧固的办法消除间隙。

纵向齿轮箱和溜板箱均加外罩，以保持机方式。

这样可减少改装工作量，并由于滚珠丝杠的摩擦系数小于原丝杠，且外径比原先的大，从而使纵向进给整体刚度只可能增大。

纵向进给机构都采用了级齿轮减速。

双片齿轮间没有加弹簧自动消除间隙。

因为弹簧的弹力很减速箱和滚珠丝杠螺母副。

为了提高支承刚度，采用向心推力球轴承对加止推轴承支承方式。

齿轮间隙采用双薄片调隙方式。

利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装齿轮箱体。

滚珠丝杆仍安置在原来的位置，两端仍采用原固定床的改造的方向。

三机床进给伺服系统机械部分以及步进电动机的设计和计算进给伺服系统机械部分的结构改造设计方案纵向进给机械结构改造方案拆除原机床的进给像溜板箱滑动丝杠光杠等，装上步进电机齿轮效率。

按照回转刀架的回转轴相对于机床主轴的位置，可分为立式和卧式回转刀架。

立式回转刀架卧式回转刀架机床尾座如右图所示为数控车床出厂时配置的标准尾座结构简图。

从它上面我们可以看出，对车转式刀架上回转头各刀座用于安装或支持各种不同用途的刀具，通过回转头的旋转﹑分度和定位，实现机床的自动换刀。

回转刀架分度准确，定位可靠，重复定位精度高，转位速度快，夹紧性好，可以保证数控车床的高精度和高的快速移动和进给移动为同条传动路线。

如图所示，数控车床的进给传动系统分为轴进给传动和轴进给传动。

自动回转刀架数控车床的刀架是机床的重要组成部分，其结构直接影响机床的切削性能和工作效率。

回摩擦力，提高传动精度和刚度，消除传动间隙以及减少运动件的惯量等。

为使全功能型数控车床进给传动系统要求高精度快速响应低速大转矩，般采用交直流伺服进给驱动装置，通过滚珠丝杠螺母副带动刀架移动。

刀架传动系统图。

进给传动系统数控车床进给传动系统是用数字控制坐标轴的直接对象，工件最后的尺寸精度和轮廓精度都直接受进给运动的传动精度灵敏度和稳定性的影响。

为此，数控车床的进给传动系统应充分注意减少结构分析数控车床的典型结构。

主传动系统数控车床主运动要求速度在定范围内可调，有足够的驱动功率，主轴回转轴心线的位置准确稳定，并有足够的刚性与抗振性。

如下图所示为济南第机床厂生产的型数控车床的箱体上，这样带轮可通过花键带动轴旋转，皮带的拉力则经轴承和法兰传至箱体。

轴的花键部分只传递转距，从而可避免因皮带拉力而使轴产生弯曲变形。

这种带轮是卸荷的既把径向载荷卸给箱体。

二数控车床头箱来相互啮合的齿轮副分开了。

读展开图时，首先应弄清楚传动关系。

卸荷带轮电动机经皮带将运动传至轴左端的带轮见图的左上部分。

带轮与花键套用螺钉连接成体，支承在法兰内的两个深沟球轴承上。

法兰固定在主轴床主轴箱展开图如上图所示。

该图是沿轴的轴线剖切面展开的。

展开图把立体展开在个平面上，因而其中有些轴之间的距离拉开了。

如轴画得与轴较远，因而使原图花键套带轮法兰箱体钢球齿轮销螺母齿轮滑套元宝销制动盘制动带齿条拉杆拨叉齿扇圆键型车动变速箱结构分析主轴箱的结构分析机床主轴箱是个比较复杂的传动件表达主轴箱各传动件的结构和装配关系时常用展开图展开图基本上是按各传动链传递运动的先后顺序，沿轴心线剖开，并展开在个平面上的装配图如图电机经齿轮减速再传动丝杆，为保证定的传动精度和平稳度，尽量减少摩擦量力，选用滚珠丝杆螺母副。

同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。

齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。

车床主传及显示器接口及光电隔离电路步进电机功率放大电路等组成。

系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。

机械传动方式为实现机床所要求的分辨率，采用步进电及显示器接口及光电隔离电路步进电机功率放大电路等组成。

系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。

机械传动方式为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杆，为保证定的传动精度和平稳度，尽量减少摩擦量力，选用滚珠丝杆螺母副。

同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。

齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。

车床主传动变速箱结构分析主轴箱的结构分析机床主轴箱是个比较复杂的传动件表达主轴箱各传动件的结构和装配关系时常用展开图展开图基本上是按各传动链传递运动的先后顺序，沿轴心线剖开，并展开在个平面上的装配图如图图花键套带轮法兰箱体钢球齿轮销螺母齿轮滑套元宝销制动盘制动带齿条拉杆拨叉齿扇圆键型车床主轴箱展开图如上图所示。

该图是沿轴的轴线剖切面展开的。

展开图把立体展开在个平面上，因而其中有些轴之间的距离拉开了。

如轴画得与轴较远，因而使原来相互啮合的齿轮副分开了。

读展开图时，首先应弄清楚传动关系。

卸荷带轮电动机经皮带将运动传至轴左端的带轮见图的左上部分。

带轮与花键套用螺钉连接成体，支承在法兰内的两个深沟球轴承上。

法兰固定在主轴箱体上，这样带轮可通过花键带动轴旋转，皮带的拉力则经轴承和法兰传至箱体。

轴的花键部分只传递转距，从而可避免因皮带拉力而使轴产生弯曲变形。

这种带轮是卸荷的既把径向载荷卸给箱体。

二数控车床头箱结构分析数控车床的典型结构。

主传动系统数控车床主运动要求速度在定范围内可调，有足够的驱动功率，主轴回转轴心线的位置准确稳定，并有足够的刚性与抗振性。

如下图所示为济南第机床厂生产的型数控车床的传动系统图。

进给传动系统数控车床进给传动系统是用数字控制坐标轴的直接对象，工件最后的尺寸精度和轮廓精度都直接受进给运动的传动精度灵敏度和稳定性的影响。

为此，数控车床的进给传动系统应充分注意减少摩擦力，提高传动精度和刚度，消除传动间隙以及减少运动件的惯量等。

为使全功能型数控车床进给传动系统要求高精度快速响应低速大转矩，般采用交直流伺服进给驱动装置，通过滚珠丝杠螺母副带动刀架移动。

刀架的快速移动和进给移动为同条传动路线。

如图所示，数控车床的进给传动系统分为轴进给传动和轴进给传动。

自动回转刀架数控车床的刀架是机床的重要组成部分，其结构直接影响机床的切削性能和工作效率。

回转式刀架上回转头各刀座用于安装或支持各种不同用途的刀具，通过回转头的旋转﹑分度和定位，实现机床的自动换刀。

回转刀架分度准确，定位可靠，重复定位精度高，转位速度快，夹紧性好，可以保证数控车床的高精度和高效率。

按照回转刀架的回转轴相对于机床主轴的位置，可分为立式和卧式回转刀架。

立式回转刀架卧式回转刀架机床尾座如右图所示为数控车床出厂时配置的标准尾座结构简图。

从它上面我们可以看出，对车床的改造的方向。

三机床进给伺服系统机械部分以及步进电动机的设计和计算进给伺服系统机械部分的结构改造设计方案纵向进给机械结构改造方案拆除原机床的进给像溜板箱滑动丝杠光杠等，装上步进电机齿轮减速箱和滚珠丝杠螺母副。

为了提高支承刚度，采用向心推力球轴承对加止推轴承支承方式。

齿轮间隙采用双薄片调隙方式。

利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装齿轮箱体。

滚珠丝杆仍安置在原来的位置，两端仍采用原固定方式。

这样可减少改装工作量，并由于滚珠丝杠的摩擦系数小于原丝杠，且外径比原先的大，从而使纵向进给整体刚度只可能增大。

纵向进给机构都采用了级齿轮减速。

双片齿轮间没有加弹簧自动消除间隙。

因为弹簧的弹力很难适应负载的变化情况。

当负载大时，弹簧弹力显小，起不到消除间隙之目的当负载小时，弹簧弹力又显大，则加速齿轮的磨损。

因此，采用定期人工调整螺钉紧固的办法消除间隙。

纵向齿轮箱和溜板箱均加外罩，以保持机床原外观，起到美化机床的效果，在溜板箱上安装了纵向快速进给和急停按钮，以适应机床调整时的操作需要和遇到意外情况时的急停处理需要。

横向进给机械结构改造方案拆除原中拖板丝杆，安装滚珠丝杆副，为提高横向进给系统刚度，支承方式采用两端装止推轴承。

步进电机齿轮箱安装于机床后侧，为了使减速机构不影响走刀，同时消除传动过程的冲击，减速机构采用二级传动，从动轮采用双薄片错位消除间隙。

二进给伺服机构机械部分的设计计算选择脉冲当量根据机床精度要求确定脉冲当量，纵向步，横向步半径计算切削力纵车外圆主切削力按经验公式估算。

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按切削力各分力比例横切端面主切削力ˊ可取纵颈为级，甚至更高。

在力学性能上由于主轴在工作时，应力集中在主轴心部，而车床主轴采用空心形状大大减小了应力的集中，使轴的刚度有很大提高。

主轴支撑是主轴组件的重要组成部分，主轴支撑是指主轴轴承支撑座及其相关零件的组合体，其中核心元件是轴承。

滚动轴承的主要优点是适应转速和载荷变动的范围大能在零间隙或负间隙条件下稳定运转，具有教高的旋转精度和刚度轴承润滑容易，维修供应方便，摩擦因数小等。

主轴悬伸量的确定