课程设计（论文）-用微机数控系统改造c616车床

《课程设计（论文）-用微机数控系统改造c616车床》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、课程设计设计题目：C616型普通车床改造为经济型数控车床学校：河北联合大学轻工学院专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：指导老师：完成时间：2011.01.11序言面对日趋激烈的竞争形势，企业只有不断开发适销对路的新产品，才能保持其旺盛的生命力，而与有高精密，柔性化，高效率的特点的现代自动化制造系统是企业开发和创新产品的保证。我国是一个工业化相对落后的地区，虽拥有大量的机械加工设备，但不能适应制造业多品种、小批量的生产方式。所以，加工中心数控系统等加工设备为大多数制造商所亲睐，但不菲的价格成为企业创新的瓶颈。目前最经济的方法就是对我国现有

2、车床进行数控改造，这样不但会大大改变现状而且成本低，而且周期短有利于加工工业的发展。设计题目：用微机数控系统改造C616车床设计内容：1、设计采用步进电机伺服机构的开环机床数控系统，控制对象为机床进给系统的x、z向工作台。2、总体方案包括机械、电机、微机部分的选择与设计。3、对纵向进给系统进行机械结构设计并画出纵向进给系统装配图。4、设计一个步进电机驱动电路包括环形分配器的选择、设计、光电耦合器和功放电路的设计及其与微机的接口电路，画出驱动电路图。5、软件设计。机床改造结构示意图机械设计部分一、机电一体化对机械部分的要求：1、低摩擦导轨（滚动摩擦

3、）精密丝杠（滚珠丝杠）。2、无传动间隙（用丝杠螺母副消除间隙）。3、高刚度4、高谐振频率5、地惯性（以提高稳定性和响应特性）。二、设计已知条件：1:、工作台重量W=800N2、起重动加速时间T=50ms3、脉冲当量δ=0.01mm/step4、快速进给速度Vmax=2m/min5、工作台行程L=640mm.6、滚珠丝杠基本导程l=6mm7、步进电机步距角α=0.75°/step三、机械设计计算：(1)切削计算由〈〈机床设计手册〉〉可知，切削功率Nc=NηK式中N--电机功率，查机床说明书，N=4KW；η--主传动系统总效率，一般为0.7～0.85

4、取η=0.75；K--进给系统功率系数，取为K=0.96。则：Nc=4×0.75×0.96=2.88KW由《金属切削原理》可知，切削功率：式中括号内第二项消耗的功率与第一项相比（一般小于1%）可忽略不计。因此可认为：若单位制取：Fz--主切削力（N）Vc--切削线速度（m/min）则：普通车床加工工件时，当采用硬质合金工具时，其最小和最大切削速度分别为100m/min和600m/min。取Vc=100m/min。则：当Kr=45°λs=0°ro≈15°时，各分力之间的近似关系为Fx=（0.1～0.6）FzFy=（0.3~0.4）FzFx=FfFy

5、=Fp取：Ff=0.5FZ=0.5×1728=864NFp=0.4FZ=0.4×1728=691.2N(2)滚珠丝杠设计计算1）最大工作载荷Fm的计算综合导轨车床丝杠的轴向力：式中Ff、Fc—切削分力G—移动部件的重量--导轨上的摩擦系数K—考虑颠覆力矩影响的实验系数对于综合导轨式中K=1.15，=0.15～0.18，取为0.16。则Fm=1.15×864+0.16×(1728+800)=1398.08N2）最大动载荷的计算由《机床设计手册》可知丝杠寿命=60nT/式中--丝杠转速T—使用寿命时数数控机床取T=15000h丝杠转速==式中--主运

6、动转速=1000r/minv—切削速度f--进给量f=0.3mm/rD—被切削工件直径D=80mm--丝杠导程=6mm则==20r/minL==18由《机械设计手册》可知最大动载荷=式中--滚珠丝杠副的寿命单位为--载荷系数由平稳或轻度冲击取=1.2--硬度系数由HRC58取=1--滚珠丝杠副的最大工作载荷则=×1.2×1×1398.08=4396.8N3）规格型号的初选初选滚珠丝杠副的规格，应使其额定动载荷当滚珠丝杠副在静态或低速状态下长时间承受工作载荷时，还应使其额定静载荷（2~3）Fm查《机械设计手册》选丝杠型号：2506-2.5CDM外循

7、环性相关参数：公称直径：外径：刚度：导程：滚珠直径：额定动载荷：额定静载荷：4）效率计算：根据〈〈机械原理〉〉的公式，丝杠螺母副的传动效率η为：η=式中摩擦角ψ=10′螺旋升角γ=，由算得：=则3)刚度验算1>丝杠的拉伸或压缩变形量式中--丝杠最大工作载荷a--丝杠两端支承间距E--丝杠材料的弹性模量，取S--丝杠按底径确定的截面积M--转矩I--丝杠按底径确定的截面惯性矩由于转矩M一般较小，原式可变为：内径丝杠拉伸取"+"，压缩取"-"所以=4.82>滚珠与螺纹滚道间的接触变形量有预紧时：式中：Dw--滚珠直径，单位为mm--滚珠总数量，圈数列

8、数Z--单圈滚珠数，（外循环）--预紧力，单位为N滚珠丝杠预紧时，取轴向预紧力，得丝杠有预紧力且预紧力达轴向工作载荷的1/3时实际变形可