C6140车床数控化改造设计.ppt

一、C6140普通车床数控化改造设计 二、总体方案的确定 三、机械系统的改造设计方案 1．主传动系统的改造方案 2．安装电动卡盘 3．换装自动回转刀架 4．螺纹编码器的安装方案 5．进给系统的改造与设计方案 四、进给传动部件的选型 1．脉冲当量的确定 2．滚珠丝杠螺母副的选型（纵向） 3. 同步带减速箱的设计（纵向） 五、步进电动机驱动电源的选用 六、进给伺服系统机械部分设计 车床数控化改造，顾名思义就是在车床上增加微型计算机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺要求。 1、确定系统的脉冲当量 脉冲当量是指一个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量,它是衡量数控机 床加工精度的一个基本参数。因此,脉冲当量应根据机床精度的要求来确定。2、纵向滚珠丝杠螺母副的副的型号选择 （1）滚珠丝杠螺母副 滚珠丝杠副是在丝杠和螺母间以钢球为滚动体的螺旋传动元件。滚珠丝杠副的结构原理示意图如图所示 3、横向滚珠丝杠螺母副的型号选择 　　　经济型数控改造的横向进给的设计比较简单，一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。 4滚珠丝杠螺母副的精度等级： 数控机床根据定位精度的要求通常选用1---5级精度的滚珠丝杠，1---5级精度丝杠的行程公差数值如下表所示：  4．螺纹编码器的安装方案 它与车床主轴同步转动。 5．进给系统的改造与设计方案 （1）拆除挂轮架所有齿轮，在此寻找主轴的同步轴，安装螺纹编码器。（2）拆除进给箱总成，在此位置安装纵向进给步进电动机与同步带减速箱总成。（3）拆除溜板箱总成与快走刀的齿轮齿条，在纵溜板的下面安装纵向滚珠丝杠的螺母座与螺母座托架。（4）拆除四方刀架与上溜板总成，在横溜板上方安装四工位立式电动刀架。 （5）拆除横溜板下的滑动丝杆螺母副，将滑动丝杆靠刻度盘一段（长216 mm）锯断保留，拆掉刻度盘上的手柄，保留刻度盘附近的两个推力轴承，换上滚珠丝杠副。（6）将横向进给步进电动机通过法兰座安装到横溜板后部的纵溜板上，并与滚珠丝杠的轴头相联。（7）拆去三杆（丝杆、光杆与操纵杆），更换丝杆的右支承。 其公称直径为40 mm，基本导程为6 mm，双螺母滚珠总圈数为3 × 2 = 6 圈，精度等级取4级，额定动载荷为13200 N，满足要求。 初选型号 四、进给传动部件的计算和选型 控制系统的操作面板布置如图所示。面板设置了48个微动按键，三个船形开关，一只急停按钮，显示器包括1组数码显示管和7只发光二极管。 图 车床数控系统操作面板布置图 六、控制系统硬件电路设计 螺纹编码器通常有两种安装形式：同轴和异轴安装。  X向步进电机的型号110 BYG 5802，Z向步进电机的型号为130 BYG 5501. 七、步进电动机驱动电源的选用 为5相混合式，5线输出，电机供电电压DC120～310V，电流5A，驱动器型号BD5A  1、进给系统机械结构改造设计　　　挂轮架系统：全部拆除，在原挂轮主动轴处安装光电脉冲发生器。　　　进给箱部分：全部拆除，在该处安装纵向进给步进电机与齿轮减速箱总成丝杠、光杠和操作杠拆去，齿轮箱连接滚珠丝杠，滚珠丝杠的另一端支承座安装在车床尾座端原来装轴承座的部分。　　　溜板箱部分：全部拆除，在原来安装滚珠丝杠中间支撑架和螺母以及部分操作按钮。　　　横溜板箱部分：将原横溜板的丝杠的、螺母拆除，改装横向进给滚珠丝杠螺母副、横向进给步进电机与齿轮减速箱总成安装在横溜板后部并与滚珠丝杠相连。　　　刀架：拆除原刀架，改装自动回转四方刀架总成。 八、进给伺服系统机械部分设计与计算 2、进给伺服系统机械部分的计算与选型进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括：确定脉冲当量、计算切削力滚珠丝杠螺母副的设计、计算与选型、齿轮传动计算、步进电机的计算和选型等。计算简图如下图所示： * * * * * * * * * * 成都纺织高等专科学校 机械工程学院 C6140车床数控化改造设计 班级：机设112班 姓名：蒲显东、李纯伟、杨伟林、杨启东、杜卿玮 引 言 普通车床（如C616/C6132、C618/C6136、C620/C6140、C630等）是金属切削加工最常用的一类机床。当工件随主轴回转时，通过刀架的纵向和横向移动，能加工出内外圆柱面、