CW61100普通车床数控化改造Z向

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1、西飞工学院毕业设计说明书题目：CW61100普通车床数控化改造Z向专业：数控技术班级：07107004学生姓名：耿召指导教师：年月日-13-目录CW61100普通车床改造的原因…………………………………………………（2）改造方案的确定……………………………………………………………………（2）机械部分改造………………………………………………………………………（3）安装调整过程中应注意的问题……………………………………………………（6）数控系统及伺服系统的改造………………………………………………………（7）功能的确定

2、及分布…………………………………………………………………（9）机床的调试及验收…………………………………………………………………（9）改造后取得的效果…………………………………………………………………（11）设计小结……………………………………………………………………………（11）参考资料……………………………………………………………………………（12）-13-一、CW61100普通车床改造的原因数控机床与普通机床相比较的特点：1、能完成很多普通机床难以加工、或者根本不能加工的复杂型面零件的加工。2、采用数控机床

3、，可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。3、可以提高生产率，采用数控机床比普通机床可提高生产率2～3倍，对复杂零件的加工，生产率可提高十几倍甚至几十倍。4、具有柔性，只需更换程序，就可适应不同品种及尺寸规格零件的自动加工。5、大大减轻了工人的劳动强度。可以看出，数控机床是一种高效率、高精度、能保证加工质量，解决工艺难题，而且又具有一定柔性的生产设备。数控机床的广泛使用，将给机械制造业的生产方式、产品结构和产业结构带来深刻的变化，其技术水平高低和拥有量的多少，是衡量一个国家工业现代水平的重要标志。CW61100普

4、通车床是我国天津机床厂1974年生产的大型车床，在贵阳车辆厂已使用近30年。主要用于加工机车轮毂的外圆、端面、多曲率圆弧处，由于该设备使用近30年，机械精度已严重下降，加之多情曲率圆弧处的加工质量要靠样板修整来保证，工人的劳动强度大，已难以保证产品的加工质量。随着新机车的发展，对机车轮毂的要求越来越高，多曲率圆弧处的曲率变化也越来越多。先使用的普通车床已无法满足生产加工要求，必须更新设备，经多方面比较、认为对CW61100普通车床进行数控化改造比重新购买新设备可节约资金近10万元。因此决定对CW61100普通车床

5、进行数控化改造，以满足新型机车轮毂的加工要求。二、改造方案的确定1、新型机车轮毂的外形特点及加工要求：新型机车轮毂的外形有多曲率圆弧处、外圆和端面及倒角做、组成，并且多曲率变化圆弧处加工精度要求高，加工难点主要是多曲率变化圆弧处；因此要求该设备改造后，该设备的Z向必须具有联动功能，由于该零件较大、重约500KG，因此对主轴转速要求不高，要求主轴以一定的转速旋转固定不变。2、数控化改造方案的确定-13-数控化改造方案的内容：系统运动方式的确定；数控控制系统的选择；伺服系统的选择；执行机构的结构；机械传动方式确定及机

6、械精度的修复等内容。应根据设计任务和要求进行调研，查阅技术资料，提出该造的总体方案，并对方案进行分析比较和论证。①控制系统的选择根据新型机车轮毂的外型特点及加工要求，经对西门子数控系统比较，确定选择西门子802C控制系统，对该设备的Z向进行控制；并实现Z向的联动。②伺服系统的选择根据改造后该设备加工零件的精度要求，确定选择编码器半闭环控制系统。③执行机构的结构的选择执行机构的结构选择西门子伺服控制电机。④机械传动方式的确定机械传动方式采用滚珠丝杠副加一级同步带减速装置进行运动和力的传递。⑤机械精度的修复机械精度的

7、修复主要指Z向导轨精度的修复。三、机械部分改造1、Z向进给机构的改造。拆除原机床的进给箱，利用原机床进给箱的安装孔和销孔安装滚珠丝杠丝母固定支撑架。滚珠丝杠仍安装在原丝杠的位置，两端采用固定方式支撑，中间加辅助支撑，以提高滚珠丝杠的刚性。动力传动采用伺服控制电机加同步带减速装置传递给滚珠丝杠副，实现Z向进给运动。伺服电机安装在机床的尾部。由于滚珠丝杠的摩擦系数小于原丝杠，从而使Z向进给整体刚性略优于未改造前。2、电动刀架的安装利用原小刀架位置通过垫板安装电动机刀架，以保证刀具刀点和主轴中心处于同一平面。-13-3

8、、机械部分改造设计部分与相关计算（1）Z坐标传动最快运行速度Vmax计算：电机最快转速：r=2000转/min传动减速比：n=3滚珠丝杠螺距：p=10mm根据公式：Vmax=r×p/n得Vmax=2000×10×O.OO1/3=6.67m/min由于X向滚珠丝杠螺距为5mm，故Z轴最大进给速度为6.67m/min；（2）负载转动惯量的估算：由于Z坐标的传动减速比都是n=3