（定稿）用微机数控系统改造C6132型车床的设计（全套下载）

电机转矩的计算机床在不同的工况下，其所需转矩不同，下面分别按各阶段计算快速空载起动转矩在快速空载起动阶段，加速转矩占的比例较大，具体计算如下式中快速空载起动转矩空载起动时折算到电机轴上的摩擦转矩折算到电机轴上的摩擦转矩由于丝杆预紧时折算到电机轴上的附加摩擦转矩在采用丝杆螺母副传动时，上述各种转矩可用下式计算式中传动系统折算到电机轴上的总等效转动惯量电机最大角速度电机最大转速运动部件最快速度脉冲当量步进电机的步距角运动部件从停止到起动加速到最大快进速度所需时间起动加速时间折算到电机轴上的摩擦转矩式中导轨的摩擦力丝杆导程.垂直方向的切削力运动部件的总重量导轨摩擦系数，取.齿轮降速比传动链总效率，般可取附加摩擦转矩式中滚珠丝杆预加负荷，般取，为进给牵引力.滚珠丝杆导程.滚珠丝杆未预紧时的传动效率，般取取.上述三项合计快速移动时所需转矩最大切削负载时所需要的转矩式中折算到电机轴上的切削负载转矩从上面计算看出三种工况下，以快速空载所需转矩最大，即以此项作为校核步进电机转矩的依据。

从综合作业指导书表查出，当步进电机为五相十拍时为则最大静转矩为查表中型步进电机最大转矩为.，大于所需最大转静转矩，可以满足要求。

Ⅱ校核步进电机起动矩频特性和运行矩频特性。

已计算出机床最大快移时需步进电机的最高起动频率为，切削进入时所需步进电机运行频率为.。

从综合作业指导书表中查出型步进电机允许的最高空载起动频率为，运行频率为，再从综合作业指导书图，查出步进电机起动矩频特性和运行矩频特性曲线如图所示，当步进电机起动时，时，.，不能满足此机床所要求的空载起动力矩.。

直接使用则会施行失步现象，所以必须采取开降进控制用软件实现，将起动频率到起动转矩可增高到，然后电路上再采用高低压驱动电路，可将电机输出转矩扩大倍左右。

当快速运动和切削进给时，型步进电机运行矩频特性图完全可以满足要求如图图电机运行矩频特性.纵向进给伺服系统机械部分结构设计机械部分结构设计的任务是画出进总体图上还画出此车床上加工螺纹的部件光电编码器在数控车床上，利用光电编码器装在主轴或主轴箱中与主轴保持定传动比的伸出轴上，当主轴旋转圈时，光电编码器就发出定数量的脉冲，输入到计算机中，经过计算机的运算控制步进电机，带动滚珠丝杆，使刀架进给定的螺距。

而附录中光电编码器用弯板装在主轴箱左端面，通过弹性联轴器与主轴箱中伸出轴相连。

因伸出轴不可能与弹性联轴器孔的尺寸完全致，故还要设计个中间过渡套。

控制面板上有数码显示，按键各种指示灯及开关，注意设计时要与硬件电路图致。

进给伺服系统的装配图经过计算，已知横向进给系统采用型步进电机。

经过二对齿轮减速，齿轮齿数。

齿轮模数，滚珠丝杆直径为，滚珠丝杆螺母选用的是外循环沟槽式垫片调隙。

进行应保证足够应考虑以上问题Ⅰ设计应保证足够的行程，经济型数控车床，在床面上加工最大尺寸为，横向进给行程至少为，图中设计了两对减速齿轮，减小了齿轮箱体的高度，使横向拖板运动时，防尘盖不致和箱体上盖干涉，从图中可以看出横向拖板最大运动距离为，另外还需注意从横向拖板装刀架的中心到主轴中心的距离必须大于等于行程与方刀架见方及刀头伸出度之和，设计时应注意，主轴中心与床身中心并不重合，车床此尺寸为。

车床刀架见方为，刀头伸出长度为左右。

Ⅱ滚珠丝杆与横向导程的平行度应小于.，为达到此要求，可在镗床上对床鞍两边的装轴承孔在次装卡中镗出。

Ⅲ为保证滚珠丝杆转动轻快灵活，无阻滞现象，必须使滚珠螺母与两端轴承同轴。

在本设计中，滚珠螺母与横向拖板之间装有垫片，通过水平面内滚珠螺母，在垂直面内与两端支承同轴，在通过内六角螺钉的过孔，调整水平面内滚珠螺母与两端支承同轴，调整好以后，打入定位销。

Ⅳ滚珠丝杆左右各采用对径向轴承，在右端又采用对止推轴承，以承受轴向力。

当丝杆受到向右的轴向力时，通过丝杆台阶传给止推轴承动圈，经钢珠传给止推轴承不动圈，再通过挡圈，对径向轴承的外圈传给法兰盘再传到床鞍上。

丝杆受到向左的轴向力通过丝杆右端的圆螺母传给止推轴承的动圈钢珠，经不动圈传给法兰盘床鞍，此处必注意丝杆所受的轴向力必须传到床鞍等固定体上。

另外，要注意止推轴承不动圈和轴颈之间必须画出间隙。

Ⅴ双片消隙齿轮的中间开有三个月牙形的槽放入压簧，并用三个内六角螺钉固定断面和断面，这种消隙齿轮的装配顺序首先将双片齿轮相对转过个齿距，使双片齿轮的齿对齐，弹簧受压，上紧螺钉，装入箱体后将螺钉松开，弹簧将双片齿轮沿周向错开，以消除与齿轮的间隙，此时在将螺钉上紧因而在设计时，箱壁上要留有可伸入六角扳手的孔，弹簧两端用削扁的销子压住此设计中应注意箱体中留足够的扳手空间，双片齿轮用二个六角螺钉固紧，六角扳手可以齿轮箱体上端面伸入端给速度的取丝杆导程初选为使用寿命，对于数控机床取运转系数，查表般取滚珠丝杆螺母副的选型查阅综合作业指导书附表，可采用外循环垫片调整紧的双螺母滚珠丝杆副，列.圈，其额定动负载为，精度等级按表选为级。

传动效率计算式中螺旋升角，摩擦角取滚动摩擦系数刚度验算横向进给丝杆支承方式图所示，最大牵引力.，支承间距，因丝杆长度较短，不需预紧螺母及轴承预紧。

计算如下Ⅰ丝杆的拉伸或压缩变形量查阅综合作业指导书图，根据.，查出可算出图横向进给丝杆支承方式Ⅱ滚珠与螺纹滚道间接触变形量查图得系列列.圈滚珠和螺纹滚道接触变形量因进行了预紧Ⅲ支承滚珠丝杆的轴承的轴向接触变形采用推力球轴承查阅机床设计手册.表.滚动体直径.，数量综合以上几项变形量之和定位精度稳定性校核计算临界负载式中材料弹性模量截面惯性矩丝杆两轴承端距离丝杆支承方式系数，从表.中查出，端固定，端简支为.般，所以此滚珠丝杆不会产生失稳。

横向滚珠丝杆副的几何参数其参数如表表滚珠丝杠几何参数参数名称符号关系式螺纹滚道公称直径导程接触角钢球直径.滚道法面半径.偏心距.螺纹升角螺杆外径.内径.接触直径.螺母螺纹直径.内径齿轮传动比计算已确定横向脉冲当量，滚珠直径导程，初选步进电动机步距角可计算传动比考虑到结构上的原因不使大齿轮直径太大，以免影响到横向溜板有行程，故此处可采用两级齿轮降速。

因进给运动齿轮受力不大，模数取，有关参数参照表表传动齿轮几何参数齿数分度圆齿顶圆齿根圆齿宽中心距.横向步进电机计算和选型初选步进电机计算步进电机负载转矩查阅综合作业指导书页式中脉冲当量，取进给牵引力步距角，初选双拍制为电机丝杆传动效率为齿轮轴承丝杆效率之积分别为估算步进电机起动转矩根据负载转矩除以定的安全系数来估算步进电机起动转矩.般横向进给伺服系统取计算最大静转矩查表如取五相十拍，则计算步进电机运行频率和最高启动频率式中最大切削进给速度最大快移速度脉冲当量，取初选步进电机型号根据估算出的最大静转矩在表中查出最大静转矩为.可以满足经济型数控机床有可能使用较大的切削用量，应该选用稍大转矩的步进电机，以留有定余量，另方面与国内同类型机床进行类比的要求。

决定采用，但从综合作业指导书页查出，步进电机最高空载启动频率为，满足空载时.的要求。

校核步进电机转矩前面所述初选步进电机的转矩计算，均为估算，初选后，应该进行校核计算。

型刀具，还能加工各种回转表面。

普通车床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杆或丝杆带动纵溜板横溜板的移动。

进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作，刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动，切削次序也由人工控制。

对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改造成为微机控制的，能独立运动的进给系统，刀架改造为能自动换刀的回转刀架。

这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。

由于切削过程中切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动运行，调节和更换，再加上纵向和横向联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复查的回转零件，并能实现多工序自动加工车削，从而提高了生产效率和加工精度，也能适合小批量多品种复查零件的加工。

毕业设计是学生在校学习阶段的最后个教学环节，也是学生完成工程师基本训练的重要环节。

其目的是培养学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决本专业般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。

毕业设计说明书不只反映了设计的思想内容，方法和步骤，而且还反映了学生的文理修养和作风。

本说明书介绍了此次设计的任务，将普通卧式车床改造为经济型数控车床有关经济型数控车床改造总体方案确定及框图进给伺服系统机械部分设计计算及校核数控系统硬件电路的设计加工程序编制。

设计方案.总体方案的确定系统的运动方式与伺服系统的选择由于改造后的经济型数控车床应具有定位直线插补顺圆和逆圆插补暂停循环加工公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。

考虑到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构降低成本，采用步进电机开环控制系统。

计算机系统根据机床要求，采用位微机。

由于系列单片机具有集成度高，可靠性好功能强速度快抗干扰能力强性能价格比高等特点，决定采用系列的单片机扩展系统。

控制系统由微机部分键盘及显示器接口及光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。

为了保证定的传动精度跟平稳性，尽量减少摩擦力。

选用滚珠丝杆螺母副。

同时，为了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。

微机，数控系统，改造车床，设计，毕业设计，全套，图纸，下载摘要数控机床在机械加工行业中的应用越来越广泛。

数控机床的发展，方面是全功能高性能另方面是简单实用的经济型数控机床，具有自动加工的基本功能，操作维修方便。

经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统，功率步进电机为驱动元件，结构简单，系统的定位精度较高。

普通车床刀架的纵