C6140车床数控化改造课程设计

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1、C6140 车床数控化改造设计 第 1 页 共 23 页 目目 录录 第一节 设计任务 2 1.1 题目：. 2 1.2 任务 2 第二节 总体方案的确定 3 第三节 机械系统的改造设计方案 3 3.1 主轴系统的改造方案. 3 3.2 安装电动卡盘. 4 3.3 换装自动回转刀架. 4 3.4 螺纹编码器的安装方案. 4 3.5 进给系统的改造与设计方案. 5 第四节 进给传动部件的计算和选型 5 4.1 脉冲当量的确定. 5 4.2 切削力的计算. 5 4.3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型. 6 4.4 同步带减速箱的设计. 8 4.5 步进电动机的计算与选型. 10 4.6 同步带传递效率

2、的校核. 14 第五节 绘制进给传动机构的装配图 14 第六节 控制系统硬件电路设计 15 第七节 步进电动机驱动电源的选用 17 第八节 控制系统的部分软件设计 18 参考文献 22 C6140 车床数控化改造设计 第 2 页 共 23 页 第一节第一节 设计任务设计任务 1.1 设计方案的确定设计方案的确定： C6140 普通车床数控化改造设计。 C6140 型普通车床是一种加工效率高，操作性能好，并且社会拥有量较大的 普通型车床。经过大量实践证明，将其改造为数控机床，无论是经济上还是技术 都是确实可行了。 一般说来，如果原有车床的工作性能良好，精度尚未降低，改造后的数控车 床，同时具有数

3、控控制和原机床操作的性能，而且在加工精度，加工效率上都有 新的突破。 本设计主要是对 C6140 普通型车床进行数控改造，用微机对纵、横进给系 统进行控制。系统可采用开环控制和闭环控制，开环控制虽然有不稳定、振动等 缺点，但其成本较低，经济性较好，车床本身所进行的加工尺寸是粗、半精加工。 驱动原件采用步进电动机。系统传动主要有：滑动丝杠螺母传动和滚珠丝杠螺母 传动两种，经比较分析：前者传动效率及精度较低，后者精度和效率高，但成本 高，考虑对车床的性能要求，故采用滚珠丝杠螺母传动。刀架性能要求是准确快 速的换刀，因此采用自动转位刀架。 1.2 任务任务 将一台 C6140 普通车床改造成经济型数

4、控车床。主要技术指标如下： （1） 床身上最大加工直径mm400; （2） 最大加工长度mm1000； （3） X 方向（横向）的脉冲当量脉冲/005.0mm x ，Z 方向（纵向） 脉冲/01.0mm z ； （4） X方向最快移动速度min/3000 max mmv x ， Z方向为min/6000 max mmv x ； （5） X方 向 最 快 工 进 速 度min/400 max mmv fx ， Z方 向 为 min/800 max mmv fx ； （6） X 方向定位精度mm01.0，Z 方向mm02.0； （7） 可以车削柱面、平面、锥面与球面等； （8） 安装螺纹编码器，可以车削公/英制的直螺纹与锥螺纹，最大导程mm24； （9） 安装四工位立式电动刀架，系统控制自动选刀； （10）自动控制主轴的正转、反转与停止，并可输出主轴有级变速与无级变速信 号； C6140 车床数控化改造设计 第 3 页 共 23 页 （11）自动控制冷却泵的启/停; （12）安装电动卡盘，系统控制工件的夹紧与松开； （13）纵、横向安装限位开关； （14）数控系统