ca6410车床数控改造

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1、课程设计说明书题目：CA6140车床横向进给轴的数控化改造院、系：机电工程学院学科专业：机械设计制造及其自动化学生：蒋葳学号：110210106指导教师：王沁2014年7月机电系统设计课程设计任务书（2013—2014学年第2学期）课题名称CA6140车床横向进给轴的数控化改造适用专业机械设计制造及自动化班级110209课程设计时间2014年6月23日起2014年7月4日止1．课题内容简介及要求本课程设计要求学生在熟悉典型车床（CA6140）进给机构的基础上，对其进行数控化改造。使机床适应小批量、多品种、复杂零件的加工，由此

2、不但可以提高加工精度和生产率，而且成本低、周期短。具体要求如下：（1）在综合考虑资金投入、车床性能的基础上，将普通车床的横向进给轴进行数控改造，确定系统改造方案；（2）按照系统改造方案，应用提供的设计参数，选择、校核驱动电机、滚珠丝杠和传动齿轮，并对其他相关机械结构进行设计，设计完成时要求绘制出横轴的装配图，并撰写设计说明书。注意：横轴结构设计要考虑与CA6140主体的安装问题。2.主要设计参数滑架重量300N;直线脉冲当量0.01mm/p;最大工进速度：0.3m/min；最快移动速度1.0m/min;工作载荷1000N;摩

3、檫系数：0.1;横向最大行程：300mm.驱动元件采用步进电机，运动转换元件采用滚珠丝杠副。3进度安排①设计准备0.5天(包括题目讲解说明2小时)②总体方案设计2天(包括资料搜集、系统分析与方案设计)③伺服系统设计5.5天(包括伺服机械传动系统计算，选型，校核、装配图绘制)④编写设计说明书1天⑤、答辩1天4.工作量要求①说明书字数：1.2万字②图纸工作量：1张A1图纸指导教师王沁2014年6月23日摘要1第一章课题研究背景及其意义1第二章、总体方案设计42.1功能分析法42.1.1总功能的抽象化42.1.2功能元52.1.3

4、形态学矩阵62.1.4方案选择与评价62.2改造方案11第三章机械传动部件的计算与选型123.1切削力的计算123.2直线贴塑滑动导轨选型133.3滚珠丝杆副的计算与选型143.3.1最大工作载荷Fm的计算143.3.2最大动工作载荷FQ的计算143.3.3初选型号153.3.5刚度验算163.3.6稳定性校核193.3.7滚珠丝杠支撑及预紧方式选用203.3.8轴承选用223.3.9轴承寿命计算223.4步进电动机减速箱选用233.5步进电动机的计算与选用273.5.1计算加在步进电机转轴上的总转动惯量273.5.2计算加

5、在步进电动机转轴上的等效负载转矩293.5.3步进电动机最大静转矩的选定323.6联轴器37结束语38致谢39摘要应用成熟的数控技术理论和成功经验，以低廉的成本对普通旧机床进行数控化改造，可恢复甚至提高原机床的精度，适应工业高速跨越式发展的要求，为此机床数控化改造在国际国内作为新的经济增长方式行业获得了很大的发展。本文以CA6140机床为研究对象，对该机床进行了数控化改造，主要研究内容如下：对数控伺服系统的工作原理进行分析研究，简单了解了数控化改造过程中数控系统的选型，分析研究了CA6140机床的数控化改造方案，根据进给系统

6、的要求，对切削力和滚珠丝杠进行了计算，并选配了合适的齿轮减速器和步进电机。对改造以后的机床精度进行了恢复，并给出伺服系统典型部件改造方案。此次研究，为企业技术人员实现传统CA6140型车床数控化改造提供了行之有效的科学方法，对于企业其他传统设备的技术改在也有借鉴和参考价值。关键词：数控改造;伺服系统;CA6140车床第一章课题研究背景及其意义1.1课题背景1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类

7、进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。44我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，44即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6％。我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是

8、传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床