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ca6140車床的電氣化改造-進給系統的改造畢業論文(編輯修改稿)

2026-07-16 08:30 本頁面

　

【文章內容簡介】脈沖發生器，是為了保證車螺紋時嚴格的運動關系，在主抽上安裝GD7072光電脈沖發生器，通過主軸—脈沖發生器—數控系統—步進電機的信息交換系統，實現主軸轉一圈，刀架縱向進給一個螺紋導程的車螺紋運動。3 進給系統的改造取消原進給箱，將原絲杠換成滾珠絲杠，并在其尾端聯結一對齒輪進行減速, 然后與步進電機相聯。普通車床的進給傳動多半為齒輪傳動，隨著進給變換級數的增多，齒輪對數和操縱機構顯著增加。傳動鏈的增長，不僅使進給箱結構復雜，還因齒輪間隙的多個累積，反向間隙增大，急驟地降低了反向定位精度。進給系統的改造主要是減少進給箱內的齒輪對數，縮短進給傳動鏈。所以一般改造時，是去掉進給箱。用滾珠絲杠副代替普通絲杠副是因為滾珠絲杠副具有傳動精度高、效率高、運動平穩、壽命長以及可以預緊以消除間隙并提高系統剛度，反向定位精度高等特點。4 導軌副設計在導軌上粘接軟帶。滑動導軌的靜摩擦因數大，動摩擦因數隨速度變化而變化，摩擦損失大，在低速時易出現爬行現象，直接影響運動部件的定位精度。在原移動部件的導軌L粘接聚四氟乙烯軟帶，該軟帶具有下述優點：摩擦因數小，動、靜摩擦因數差別小，部件運行平穩，無爬行現象，定位精度高。沒有振動，提高了工件表面加工質量，延長了刀具使用壽命。軟帶耐磨損，且嵌入性能好，與其配合的金屬導軌面不會拉傷。軟帶有自潤滑性，當機械潤滑系統出現故障時，導軌不會拉傷。5 刀架選型綜上所述，CA6140 普通車床數控化改造后的總圖如下：圖23 CA6140 車床數控化改造方案圖3 進給系統主要設計計算縱向(Z)進給絲杠改用滾珠絲杠，其基本導程l0＝6mm；縱向溜板箱及橫向工作臺與刀架等可移動部件的總質量為400kg(實際設計時應根據圖紙進行計算或拆卸稱量)；／step,(δ應根據被加工零件的最高精度的尺寸公差來選定，一般取其公差的二分之一)。這里取工進速度為V溜＝60mm/min；快進速度取為V溜＝2m/min；。/step。縱向進給運動的負載分析步進電機的負載有外力負載(切削力)、摩擦負載和慣性負載，所選步進電機必須克服這些負載才能作正常的進給驅動。 (1) 切削負載。假設采用的切削用量范圍：v＝／s；ap＝5mm；f＝，則其主切削力(可根據切削原理近似公式計算)Fz＝3000N(垂直向)，取Fx＝ Fz＝1800N(縱向)，Fy＝ Fz＝1500N(橫向)(根據機床設計手冊在一般車外因時只，Fx＝(～) Fz，F、＝(～) Fz。設計時，也可根據主電機的功率來計算能承受的最大主切削力Fzmax。但這樣計算，Fzmax往往很大，因原機床主電機功率是按最大原則選取的。還可根據機床的限用最大切削用量進行計算。 (2) 摩擦阻力。當溜板箱導軌為滑動摩擦時，取其摩擦系數＝，因主切削力壓向導軌，則摩擦阻力F 摩＝(400l0十3000)＝700N(g＝10m／s2時)，(其它摩擦阻力這里未計算)。 (3) 等效轉動調量計算。根據理論力學公式計算進給系統中各回轉零部件的轉動損量。設減速比為i，則 i＝l0/360δ=6/360=故可取Z1＝Z 2＝25。 m＝(模數)，b＝20(mm)＝2(cm)(齒寬)，＝20。；df1＝mZ1=30(mm)，df2＝mZ2＝(mm)，de1＝df1十26＝33(mm)，de2＝df2十2h＝(mm)。則齒輪的轉動慣量分別為(齒輪為45號鋼，并將齒輪近似看作圓柱體) JZ1＝b104=2104=(Kgcm2)=10 5(Kgm2)JZ2＝b104=2104=10 5(Kgm2) 若根據類比法，選用CMFZD406——C3／(鋼材)，直徑d0＝40mm，則絲杠的轉動慣量近似為 JZ＝44120104＝(Kgcm2)＝103(Kgm2)104 (Kgm2)(當等效到電機軸上的負載轉動慣量大于電機轉子轉動調量一個數量級時，可以忽略，但當等效到電機軸上的負載慣量較小時，就不能輕易地忽略它。現預選電機為110BF003，104 (Kgm2)* 根據文獻【1】式(6—4)可知 [J]k=1/42i(Vi/nk)2+j(nj/nk)2式中Vi采用最不利于機床起動時速度，這里選用快進給速度V溜＝2m／min；則nk=nm(電機)＝V溜／(360δ)＝4l (r／min)；Mi＝400Kg(全部直線運動部件的總質量)；nz1＝nm；nz2＝nz1/i＝(r／min)。則[J]m＝1/42400(2／)2十Jz1十Jm十(Jz2十Js)／i2 ＝105十(103)／＝l03(Kgm2)(4) 絲杠摩擦阻力矩(Tsm)的計算。由于絲杠承受袖向載荷，又由于采取了一定的預緊措施，故滾珠絲杠會產生摩擦阻力矩。但由于滾珠絲杠的效率高，其摩擦阻力矩相對于其它負載力矩小得多，故一般不予考慮。(5) 等效負載轉矩[T] m。由文獻【1】式(6—8)得 [T] m＝(F

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