CA6140普通车床的数控化改造机械CAD图纸设计.doc

摘要 普通机床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下，然后再对普通车床进行适当的机械改造，改造的内容主要包括： (1) 床身的改造，为使改造后的机床有较好的精度保持性，除尽可能地减少电器和机械故障的同时，应充分考虑机床零部件的耐磨性，尤其是机床导轨。为此，本例中采用旧床身淬火并贴膜。 (2) 拖板的改造，拖板是数控系统直接控制的对象，所以对其改造尤显重要。这中间最突出一点就是选用滚珠丝杠代替滚动丝杠，提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。 (3) 变速箱体的改造，由于采用数控系统控制，所以要对输入和输出轴以及减速齿轮进行设计，从而再对箱体进行改造。 (4) 刀架的改造，采用数控刀架，这样可以用数控系统直接控制，而且刀架体积小，重复定位精度高，安全可靠。 通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件，这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。 关键字：普通车床 数控改造 步进电机 经济型数控系统 数控刀架 目录 1.绪论 1 2.设计要求 3 2.1总体方案设计要求 3 2.2设计参数 4 2.3.其它要求 6 3. 车床改造的结构特点 7 3.1.滚珠丝杆 7 3.2导轨副 7 3.3安装电动卡盘 7 3.4脉冲发生器 7 4.进给伺服系统机械部分设计与计算 8 4.1 机械部分的改造 8 4.2进给系统机械结构改造设计 9 4.3进给伺服系统机械部分的计算与选型 10 4.3.1确定系统的脉冲当量 10 4.3.2纵向滚珠丝杠螺母副的副的型号选择雨校核步骤 10 4.3.3 横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤 14 4.3.4齿轮有关计算 16 4.3.4（1）纵向齿轮及转矩的有关计算 16 4.3.4 (2)横向齿轮及转矩的有关计算 20 5. 步进电动机的计算与选型 23 5.1步进电动机选用的基本原则 23 5.2步进电动机的选折 24 6.主轴交流伺服电机 24 6.1机床主运动电机的确定 26 6.2主轴的变速变速范围 26 6.3初选主轴电机的型号 27 6.4主轴电机的校核 27 7. 微机控制系统硬件电路设计 28 7.1控制系统的功能要求 28 7.2硬件电路的组成 28 7.3设计说明 31 8．安装调整中应注意的问题 31 8.1滚珠丝杠副的特点 31 8.2滚珠丝杠螺母副的选择 32 8.3滚珠丝杠螺母副的调整 32 8.4联轴器的安装 32 8.5主轴脉冲发生器的安装 32 结论 35 参考文献 36 1 绪论 1.1课题背景 1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。 我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6％。我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。 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（Remanufacturing）业。从事再生业的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg-Bullavd（得宝）服务集团、US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（Retrofitting）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。