CA6140普通车床的经济型数控改造回转刀架及其控制的设计

摘    要

所谓数字控制机床是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。它的优点很多,可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作，生产率显著提高等优点，但它的价格昂贵。由于我国现在使用的机床大多数为普通车床，自动化程度低,要更新现有机床需要很多资金。为了解决这个问题,也为了适应多品种中、小批量零件加工我们选择机床经济型数控改造。纵向进给机构的改造：拆去原机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座,配上滚珠丝杠及相应的安装装置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾,不占据丝杠空间。横向进给机构的改造：拆除横向丝杠换上滚珠丝杠,由步进电机带动。总体设计方案:CA6140车床主轴转速部分保留圆机床的手动变速功能。车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动。最后,根据已知条件对纵向横向伺服进给机构进行设计与计算。

关键词:数控、车床、改造

ABSTRACT

Numerical Control (NC) is any ....

Key word: Numerical Control、 machining、   information  

目    录

第一章   绪论1

1.1机床数控改造的意义3

1.2数控机床的主要改造步骤3

第二章 设计的任务及要求5

2.1 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的任务5

2.2 CA6140横向进给系统及刀架数控改造设计的要求5

第三章  改造设计的总体方案6

3.1设计参数的确定6

3.2改造方案的确定7

3.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择7

3.2.2机械传动方式7

第四章 滚珠丝杠副的设计和计算8

4.1选择脉冲当量8

4.2计算切削力8

4.2.1纵车外圆8

4.2.2横切端面8

4.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型9

4.3.1滚珠丝杠轴向进给切削力的计算9

4.3.2滚珠丝杠的平均转速计算9

4.3.3滚珠丝杠的寿命计算10

4.3.4滚珠丝杠副在高速和定工作载荷的情况下的选用10

4.3.5滚珠丝刚副在受动载荷的情况下的选用12

4.3.6按额定静载荷选用滚珠丝杠副13

4.3.7滚珠丝杠副的选型13

4.3.8滚珠丝杠副的刚度验算16

       4.3.9滚珠丝杠副的稳定性验算18

第五章  减速器的设计计算19

第六章 步进电机的选型及计算21

6.1等效转动惯量的计算21

6.2根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号22

6.2.1步距角22

6.2.2矩频特性23

6.3启动矩频特性和运行矩频特性校核26

6.3.1启动矩频校核27

6.3.2运行矩频校核28

6.4步进电机的安装尺寸30

第七章 刀架的改造设计31

7.1刀架改造的意义31

7.2自动换刀装置形式的选择31

7.3螺旋转位刀架的工作原理33

7.4对自动换刀装置的要求35

7.5自动换刀装置的主要部件设计计算及选择35

7.5.1杆、蜗轮的设计计算35

7.5.2电机的选择36

第八章  结论37

参考文献38

致   谢39