ca6140車床的數控化改造畢業論文-預覽頁

　

【正文】 求不高，零活類零件。 摘 要數控機床的優點：具有高度柔性，加工精度高，加工質量穩定、可靠，生產率高，改善勞動條件，利于生產管理現代化。普通機床測量時需停車后手工測量，測量誤差較大，而且效率低下。因此，數控機床適用于零件頻繁更換的場合。通過搜集資料、實踐研究等方法對機床就行改造即是用較少的成本去創造更高的價值。所以很多企業紛紛將現有機床改造成經濟型數控機床，這種做法具有投資少、見效快的特點。本文以車床的數控改造為例，介紹了機床數控改造的方法，包括其結構的改造設計，性能與精度的選擇以及最后改造方案的確定。二、有利于企業經濟開支的節約數控化改造一般用戶都能承擔的起,這為資金緊張的中小型企業的技術改造開辟了新路,也對實力雄厚的大型企業產生了較大的吸引力。因此得到了用戶廣泛的應用,機床的數控化改造已成為滿足市場需求的主要補充手段,對中、小型企業來說是十分理想的選擇。六、有利于企業的多方面發展數控技術用于機床的改造是建立在微電子技術與傳統技術相結合的基礎上，具有高可靠性、柔性強，易于實現機電一體化、經濟性可觀等特點。由計算機控制的電動機直接帶動傳動絲杠來實現。二、改造原則確定具體改造方案的基本原則是：在滿足使用要求的前提下對機床的改動盡可能少，以降低成本、增強抗干擾性。四、進給系統改造的要求具有較高的定位精度、有良好的動態響應特性，即系統跟蹤指令信號的響應要好、穩定性要好，為了確保數控機床進給的傳動精度和工作穩定性。主軸通過前端的卡盤或者花盤帶動工件完成旋轉作主運動，也可以安裝前尖頂通過撥盤帶動工件旋轉。尾座 尾座3可沿其導軌縱向調整位置，其上可安裝頂尖支撐長工件的后段以加工長圓柱體，也可以安裝孔加工刀具加工孔。床身上安裝著機床的各部件，并保證它們之間具有要求的相互準確位置。也可以進行鉆孔、擴孔、鉸孔、攻螺紋、套螺紋和滾花等工作。車床的工藝范圍又較廣泛，因此CA6140車床使用十分廣泛。4 在車削加工過程中切屑和刀具之間的劇烈擠壓和摩擦，以及刀具與工件之間的摩擦，產生了大量的切削熱，但大部分熱量被切屑帶走，所以CA6140在加工過程中一般可以不使用切削液。M向右結合，由z50與Ⅰ軸一起轉動，z50通過Ⅶ軸z34傳動Ⅱ軸上的z30實現主軸反轉。車螺紋傳動鏈運動平衡式為：=L 式中U為主軸至絲杠間全部傳動機構的總傳動比；L絲為機床絲杠的導程，CA6140型車床的絲杠導程L絲=12mm；L為工件螺紋的導程（mm）。從主軸VI至進給箱軸XVII上滑移齒輪Z28處于左位，使 脫開，從而切斷進給箱與絲杠的聯系。以同樣傳動路線傳動時，橫向進給量為縱向進給量的一半。第四章 設計進給系統第一節 設計縱向進給系統縱向進給系統主要分為切削力的計算、滾珠絲杠副的選擇、減速齒輪的設計、步進電機的確定等。3065選擇脈沖當量 根據機床精度要求選擇脈沖當量，縱向：，橫向為縱向的一半。為防止滾珠在工作過程中從螺母兩端掉出，在螺母的螺紋滾道4上裝有擋滾珠器2（又叫回珠器或反向器）。③可預緊 經預緊后可消除軸向間隙。因為滾珠絲杠副具有這些優點，所以進給系統我選擇滾珠絲杠副（2）、 滾珠絲杠副的缺點是：①制造工藝復雜，成本高 滾珠絲杠、螺母、反向器等零件的加工精度和表面粗糙要求高，故制造成本高。滾珠絲杠的安裝 為提高傳動剛度，選擇合理的支承結構并正確安裝很重要。滾珠絲杠的承載能力的計算選擇縱向進給為綜合導軌，計算絲杠的最大軸向進給切削里Fm又因為Fm=KFf+f’(Fc+w)式中Ff、Fp、Fc——切削分力（N）K——顛覆里矩影響取K=F’——導軌上的摩擦因數取f’=W——移動部件的重量（N）代入式中：Fm=kFf+f’(fc+w)=+(2808+800)=（1）、壽命L 最大切削里F的進給速度Vs可取最高進給速度的1/2——1/5（取為1/2），,絲杠導程Lo=6mm，則絲杠轉速為：n=絲杠使用壽命時間一般為15000h，則絲杠的計算壽命L為L=（2）、載荷Cm 當量動載荷Cm選用滾珠絲杠直徑do時，必須保證絲杠工作時，在一定的軸向載荷作用下，絲杠在運轉10轉后，在它的滾珠上下產生疲勞點濁現象。式中 E——絲桿材料彈性量，對綱E=10N/mL——絲杠兩支承端距離（m），L=。由于兩端均采用角接觸球軸承且絲杠又進行了預緊，故其拉壓剛度端固定的絲杠提高四倍。減速齒輪的設計i根據機床設計的要求，滾珠絲杠導程L=6mm，傳動比為因為I5,故可為一級齒輪傳動。 J——負載慣量（），即進給系統（傳動軸、齒輪、工作臺等）折算到伺服電動機上全部負載轉動慣量。但還得考慮電機起動頻率特性和運行矩頻特性。㎝），直接使用會產生失步現象，所以必須采取升降速控制（可用軟件實現），將起動頻率降到1000HZ時，起動扭矩可增高到588N改造步驟：保留原手動機構，用于微機進給和機床刀具對空操作；保留原有的支承機構；步進電機、齒輪箱體安裝在機床后側，為了便于安裝滾珠絲杠。這個軸向負載的最大值Cm，即為滾珠絲杠桿副所能承受的最大當量動載荷Cm式中：——運轉系數——精度系數 ∴==根據CCm的原則，查 《機械設計手冊》化學出版社出版，第三章第3卷，選取滾軸絲桿的型號為：，坐標直徑為25mm，即外循環，齒差調隙式。式中 E——絲桿材料彈性量，對綱E=10N/mL——絲杠兩支承端距離（m），L=。其實際變形為。因橫向留板空間限制，不宜再加大滾珠絲杠直徑，故采取貼速導軌減小摩擦力，從而取減小最大牽引力。其實際變形為。I==因進給運動齒輪受力不大。但還得考慮電機起動頻率特性和運行矩頻特性。a) 起動矩頻特性 b)運行矩頻特性圖6 150BF002步進電機起動矩頻特性 當快速運動和切削進給時，由150BF002步進電機起動矩頻特性圖18（b）知該電動機能滿足要求，根據上述計算綜合分析，縱向進給系統采用150BFOO2步進電動機能滿足要求。正轉或反轉命令通過面板操作寫在程序中，由PLC輸出端口控制正轉繼電器（KAZ）或反轉繼電器（KAF），使接觸器KM1和KM2動作，完成主軸的正反轉切換，為減小主軸電機的起動電源，使用了KMKMKM5三個接觸器來完成電機的Y△切換。能把機械轉角轉變成電脈沖，是數控機床上使用廣泛的位置控制裝置。抗污染能力差，容易損壞。保證主軸每轉一周，刀具準確地移動一個導程。三、編碼器的選擇根據加工精度的要求，選擇了長春第一光學儀器廠leelf型編碼器（每轉脈沖數為1200個）。二、刀架的選擇 經過比較，選用常州宏達機床設備廠生產的LD4—C0625型四工位電動刀架。三、刀架的工作原理 在加工過程中，選刀時在程序中輸入被選刀具的的TXX（刀具號）和DXX（刀沿號）。機床的加工精度和使用壽命很大程度上取決于機床導軌的質量。無論在空載或切削狀態下都應有足夠的導向精度。（3）、足夠的剛度 導軌受力變形會影響部件之間的導向精度和相對位置，故要求導軌應有足夠的剛度。（6）、而對于數控機床進給運動導軌則應有更高要求。 第五節 坐標系的建立X、Z軸的限位和參考返回電路 一、機床坐標系是機床固有的坐標系：它是其它坐標系（如工件坐標系、編程坐標系）的基準CA6140車床的坐標原點，M定在卡盤基座與主軸中心的交點上，如圖23所示，數控系統是通過檢測參考點的具體位置來確定機床坐標系的，我們選用兩個接進開關，X軸方向與Z軸方向各安裝一個在床身上，用于建立參考點，當移動刀架，兩個接近開關都有信號輸出時，刀架的當前位置即為參考點R，測量XR及ZR，并將它們寫入機床數據314000（參考點位置值），即可在數控系統中建立機床坐標系。限位輸入端采用負邏輯需對系統的相關參數進行修改。現代數控系統其控制邏輯由邏輯電子線路實現，不會出現以上問題，本次數控改造使用的數控西門子802D數控系統，實現負邏輯輸入要軟件，硬件兩方面配合才能實現。當正常情況下SQ1是閉合的。軟件設置 負邏輯需要把邏輯“1”改為無效狀態而邏輯“0”為有效狀態。西門子的SINUMERIK 802S數控系統既有此功能。光點耦合器的工作壽命大于10萬小時，以每臺機床每天工作10小時計，可以保證機床正常工作20多年，對機床壽命也不會造成影響。二、變頻器的安裝圖10 611UE與安川變頻器的硬件連接圖在主軸電路上安裝主軸變頻器，通過在程序中指令設定，調整變頻器輸出頻率，從而達到改變運行頻率和速度的目的，采用的變頻器的型號是CIMRG7A4015D 安川變頻器裝置。按照安裝步驟，首先是機床總體安裝，然后是線路連接。對于機床調試我們主要針對以下幾個部分：系統檢查。 檢查顯示及風機運轉狀況。查編輯功能并聯機調試。這些對于我以后的工作或學習都會起到很大的促進作用！具體的來說，在畢業設計中我知道了如何從接到一個新課題到一步一步分析，提出解決方案。在做設計的過程中，我學會運用AutoCAD軟件，并按時完成了所要完成的任務。 參考文獻[1].《機床設計手冊》.[2].《機械設計手冊》. [3].《機電一體化設計手冊》. [4]. 隋明陽.《機械設計》.機械工業出版社 [5]. 中國機械工業教育協會組編.《數控技術》.機械工業出版社 .2005[6]. 中國機械工業教育協會組編.《機械制造基礎》.[7]. 丁樹模主編.《機械工程學》.機械工業出版社. 2005[8]. 鄭曉峰主編.《數控原理與原理》.[9]. 陳富安主編.《數控原理與原理》.[10]. 李雪梅主編.《數控機床》.