C616车床纵轴数控化改造课程设计

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1、 班级：班级：XXXX 学号：学号：XXXXXXX 姓名：姓名：XXXXXX 导师：导师：XXXXX 目录目录 绪论绪论 3 机械设计部分机械设计部分. 4 电器设计部分电器设计部分. 14 心得体会心得体会. 27 参考资料参考资料. 28 设计题目：用微机数控系统改造设计题目：用微机数控系统改造 C616 车床车床 设计内容： 1、设计采用步进电机伺服机构的开环机床数控系统，控制对象为机床进给系统的 x、z 向工作台。 2、总体方案包括机械、电机、微机部分的选择与设计。 3、对纵向进给系统进行机械结构设计并画出纵向进给系统装配图。 4、设计一个步进电机驱动电路包括环形分配器的选择、设计、光

2、电耦合器和功放电路的设计及其与 微机的接口电路，画出驱动电路图。 5、软件设计。 绪绪 论论 数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机 械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高 生产效率。但从目前企业面临的情况看，因数控机床价格较贵，一次性投资较大使企业心有余而力不 足。 我国作为机床大国， 对普通机床数控化改造不失为一种较好的良策。 尤其对一些中小型企业来说， 面对周转资金不足、而企业又要发展。可以说时代在呼唤一些专业人员能够对企业里面原有的机床进 行数控改造。本文针对目前企业现状，以 C616 普通

3、车床为例,提出简易型经济数控改造思路和设计方 法。 机械设计部分机械设计部分 经济型数控机床的改造一般是步进电机经减速驱动丝杠，螺母固定在溜板箱上，带动刀架左右移 动，步进电机的位置可放在丝杠的任一端。对车床改造来说，外观不能像产品设计要求的那么高，从 而改造方便。从实用方便来考虑，一般都把步进电机放在纵向丝杠的左端。 一、机电一体化对机械部分的要求： 1、低摩擦导轨（滚动摩擦）精密丝杠（滚珠丝杠） 。 2、无传动间隙（用丝杠螺母副消除间隙） 。 3、高刚度 4、高谐振频率 5、低惯性（以提高稳定性和响应特性） 。 二、设计已知条件： 1:、工作台重量 W=800N 2、起重动加速时间 T=5

4、0ms 3、脉冲当量=0.01mm/step 4、快速进给速度 Vmax=2m/min 5、工作台行程 L=640mm. 6、切削进给速度 0.6/ m invm 7、主轴电机功率 p=4KW 三、机械设计计算： (1)切削力的计算 最大切削功率 Ec PP 式中： E P -主电动机的功率 -主传动系统总效率 （一般为 0.70-0.85）这里取 =0.8 则 kwkwPc2.38.04 切削功率应接各种情况下经常遇到的量大切削力（或转矩）和最大切削速度（或转速）来计算。 即 60 10 3 vF P Z c 式中： Z F主切削力（N） v-最大切削速度（m/min）取v=120m/min

5、 则 33 6010603.210 1600 120 c Z P FN v 由机床设计手册可知， (0.1 0.6) XZ FF (0.15 0.7) YZ FF 取纵向切削分力 ZX FF5.0，横向切削分力 ZY FF6.0，则 0.50.51600800 0.60.61600960 XZ YZ FFNN FFNN (2)滚珠丝杠的计算与选型 1）最大工作载荷 Fm 的计算 综合导轨车床丝杠的轴向力： cFmkFf ， （ F +G） 式中 Ff、Fc切削分力 G移动部件的重量 ， -导轨上的摩擦系数 K考虑颠覆力矩影响的实验系数 对于综合导轨 式中 K=1.15， ， =0.150.18

6、，取为 0.16。 则 1.158000.16(1600800)1304 m FNN 2)最大动载荷 Q F的计算 由机床设计手册可知 丝杠寿命 0 60nT /L 6 10 式中n 丝 -丝杠转速 T使用寿命时数 数控机床取 T=15000h 丝杠转速 n 丝 = 0 nf L = 0 1000 DL vf 式中n 主 -主运动转速 n 主 =1000r/min v切削速度 v=100mm/min f-进给量 f=0.3mm/r D被切削工件直径 D=80mm 0 L-丝杠导程 0 L=6mm 则 n 丝 = 10000.3 6 =50r/min 0 L= 6 605015000 10 =45 由机械设计手册可知最大动载荷 Q F= 0 3 wm ff