卧式车床经数控化改造毕业论文

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1、 1 摘要. 2 第一章、车床横向进给系统存在的问题分析 . 3 第二章、机械系统的改造设计方案 . 5 1、主传动系统的改造方案 5 2、安装电动卡盘 5 3进给系统的改造与设计方案 . 6 第三章、进给传动部件的计算和选型 7 1脉冲当量的确定 . 7 2 切削力的计算 . 7 3.同步带减速箱的设计(横向) . 10 4.步进电动机的计算与选型（横向）. 12 5.同步带传递功率的校核 16 第四章、绘制进给传动机构的装配图 17 第五章、控制系统硬件电路设计. 18 第六章、步进电动机驱动电源的选用 21 结论. 22 参考资料 23 致谢. 24 2 摘要摘要 此设计是经济型中档精度

2、数控车床横向进给系统 。面对我国目前机床数量 少、工业生产规模小的特点，突出的任务是用较少的资金迅速改变机械工业落后 的面貌。而数控车床（及其系统）已经成为现代机器制造业中不可缺少的组成部 分。所以，实现这一任务的有效的、基本的途径就是普及应用经济型数控机床。 进给系统是由伺服电机经滚珠丝杠拖动工作台来完成的所以设计涉及伺服 电机的选择，滚珠丝杠设计等。目前绝大部分的机床的横向进给均是采用滚珠丝 杠来传递运动的，传动的精确性主要取决于丝杠支承形式，丝杠与伺服电机的联 接方式。在设计中充分考虑到这两个问题，并且，设计精度须达原始数据。 卧式车床经数控化改造后属于经济型数控机床， 在保证一定加工精

3、度的前提 下，降低成本。因此，进给伺服系统常采用步进电机的开环控制系统。 根据技术指标中的最大加工尺寸、最高控制速度，以及数控系统的经济性要 求，MCS-51 系列的 8 位单片机作为数控系统的 CPU。MCS-51 系列 8 位机具有功 能多、抗干扰能力强、性/价比高等优点。 3 第一章第一章、车床横向进给系统存在的问题分析车床横向进给系统存在的问题分析 C6140 车床横向进给系统在连续的使用过程中，由于磨损等原因，使丝杠与 丝母间隙过大，产生轴向窜动，影响进给精度。通过调整可消除丝杠与丝母间的 间隙，但实践证明，这种调整方法只消除了丝母的磨损间隙，而没有消除丝杠的 磨损间隙。如果按丝杠磨

4、损较大部位调整丝母，则在丝杠磨损较小部位可能因间 隙过小而使进给手柄转动太沉。 经过长期的观察和实践， 发现几乎所有的机床都在很大程度上存在着进给机 构精度因磨损而严重下降的问题。 普通车床的横向进给机构因其使用频繁且承受 很大的切削力，所以，磨损程度较其它机床严重，如果能够有效地解决车床的进 给精度问题对其它类似的机构都有指导意义。 几十年来，国内外车床一直采用上述的传统结构，操作者在使用过程中必须 经常进行调整， 并把这项工作列入一级保养内容。 因此， 增加了工人的劳动强度， 降低了设备的利用率，即使这样也不能很好地保证设备的精度。 常见改进方案及存在问题常见改进方案及存在问题 针对普通车

5、床横向进给机构的进给精度问题国内外专家多采用以下三种解 决方案。 1.在中修或项修过程中，更换新的横向进给丝母。必要时，对横向进给丝杠 进行修复，然后再配作丝母，这种办法并没有从根本上解决横向定位精度问题。 机床只是在修复后最初阶段能够保障横向进给精度， 数月后就进人反复调整阶段. 而且加大了维修成本。 2.有的专家试图用改进横向进给丝杠支承结构或减小丝杠变形的方法来解 决问题。 这种方案仅提高了丝杠的刚度， 虽然能够间接地减缓丝杠和丝母的磨损， 但仍然没有从实质上解决问题。这种方法的缺点是改造的成本和维修费用很大。 3.80 年代中期，随着电子技术的进步与发展，国内外的专家们纷纷采用数 控或

6、数显技术对机床进行改造。采用数控技术改善机床进给机构精度，尤其是采 4 用闭环控制，很好地解决了进给精度问题。但是这种技术改造成本太高，一般企 业无法承受。采用数显技术改善机床进给精度的实例在国内比较多，虽然这种方 案比数控技术改造投资小，但考虑到投资收益比，也不适合普通车床这类造价较 低的设备改造，一般企业仅把这项技术应用于精、大、稀设备的改造，最常见的 是造价几十万元的镗铣床改造。 5 第二章第二章、机械系统的改造设计方案、机械系统的改造设计方案 1 1、主传动系统的改造方案、主传动系统的改造方案 卧式车床进行数控化改造时，一般可保留原有的主传动机构和变速操纵机 构，这样减少改造的工作量。主轴的正转、反转和停止可由数控系统来控制。 提高车床的自动化程度，需要在加工中自动变换转速，可用 24 速的多速电 机和单速主电动机；当多速电动机仍不能满足要求时，可用交流变频器来控制主 轴实现无级变速（工厂使用情况表明，使用变频器时，若工作频率低于 70Hz， 原频率可以不更换，但所选变频器得功能应比电动机大） 。 其中， 当采用有级变速时， 可选用浙超力电机有限公