传统机械加工设备的机电一体化改 造分析与设计.pptx

会计学;第一节 传统机械加工机床机电改造分析 第二节 微机控制系统的设计分析 ;一、 机械传动系统的改造设计方案分析 1.车床机械传动系统的改造设计方案析 C620-1 车床改造方案;一、 机械传动系统的改造设计方案分析 1.车床机械传动系统的改造设计方案析 C620-1 车床改造方案 改造方案：将原机床进给丝杠尾部加装减速箱 和步进电机（图中A和B） ;一、 机械传动系统的改造设计方案分析 1.车床机械传动系统的改造设计方案析 CA6140车床的改造方案 将原机床进给丝杠尾部加装减速箱和步进??机（A和B）。若原刀架换为自动转位刀架，则可以由微机控制自动转换刀具，否则仍由手动转动刀架。如需加工螺纹，则要在主轴外端或其他适当位置安装一个脉冲发生器C检测主轴转位。 ;CA6140车床的改造方案;一、 机械传动系统的改造设计方案分析 2、铣床机械传动系统改造设计方案分析 X52K立式铣床传动系统改造方案分析 改造方案：为实现零件的自动铣削加工，可将工作台升降、工作台x、y轴进给运动、或将主轴升降和工作台的x、y轴的进给运动、或仅将工做台的x、y轴进给运动改为微机控制实现三轴或二轴的开环同步控制或非同步控制。 方案一：工作台较重，升降所需步进电机转矩大，功率损失大，改造成本高。 方案二：较容易实现，成本较低，多被采用。 方案三：二轴控制，不能自动铣削三维曲面零件，改造意义不大。 ;;;一、 机械传动系统的改造设计方案分析 2、铣床机械传动系统改造设计方案分析 X52K立式铣床传动系统改造方案分析 方案二改动原理： 保留保留原机床主轴传动系统； 机床工作台x、y轴进给系统，脱开离合器6、7。去掉手轮，将滑动丝杠副换为滚珠丝杠副，改装减速齿轮箱、减速齿轮、步进电机； 主轴垂直升降进给运动：拆去原手动锥齿轮副及丝杠副，更换滚珠丝杠副或采用滑动丝杠副，并将丝杠上的锥齿轮改为圆柱齿轮。安装一个采用偏心轴支撑的中间轮，设计并安装减速箱，将电动机15安装在减速箱偏心套上。 ;二、机械传动系统的简化 以车床为例，不考虑手动，机械系统简化为： 挂轮架系统：全部拆除。 进给齿轮箱：箱体内零件全部拆除，原丝杠端加一个轴承套 溜板齿轮箱：拆去箱体部分光杠、操作杠，增加滚珠丝杠支撑架和螺母座。 横向拖板：安装步进电机，通过减速齿轮、连轴器将电动机轴与横向滚珠丝杠连接起来。 刀架体：采用???动转位刀架或根据需要加装纵、横向微调装置。 ;二、机械传动系统的简化 ;二、机械传动系统的简化 四工位自动转位刀架结构原理 ;三、 机床机电改造的性能及精度选择 主轴 主轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数控制动停车等。 进给运动 进给速度：z向(8~400mm/min);x向(2~100mm/min) 快速移动：z向(1.2~4m/min);x向(1.2~5m/min) 脉冲当量：在0.005~0.01mm内选取，通常z向为x向的2倍 加工螺距范围：一般螺距在10mm以内。 刀架、刀具补偿、间隙补偿、显示、诊断;四、机床进给系统的匹配选择计算 设某车床，其纵向(z)进给丝杠改用滚珠丝杠，基本导程Ph=6mm;纵向溜板箱及横向工作台与刀架等可移动部件的总质量为400kg；脉冲当量为0.01mm/脉冲。工进速度60mm/min,快进速度2m/min。步进电机的步距角为0.75°/step;16;四、机床进给系统的匹配选择计算 1、纵向进给运动的负载分析 设计时，可根据主轴电动机的功率来计算能承受的最大主切削力，但往往与实际需要不匹配。 (1)切削负载 切削用量范围：v=1.75m/s; ap=5mm; f=0.3mm/r 主切削力：Fz=3000N(垂直向);Fx=0.6Fz=1800N(纵向); Fy=0.5Fz=1500N(横向) *一般车外圆时，Fx=(0.1~0.6)Fz; Fy=(0.15~0.7)Fz (2)摩擦阻力：当溜板箱导轨为滑动摩擦时，取摩擦系数μ=0.1,因主切削力压向导轨，摩擦阻力 F摩=(400×10+3000)×0.1N=700N(g=10m/s2) ;四、机床进给系统的匹配选择计算 1、纵向进给运动的负载分析 (3)等效转动惯量计算 减速比： 取：z1=20, z2=25; m=1.5mm(模数); b=20mm=2cm(齿宽), α=20°;df1=mz1=30mm,df2=mz2=37.5mm,de1=df1+2h=33mm, de2=df2+2h=40.5mm 齿轮转动惯量：Jz1=7.8de14b×10-4=7.8×3.34×2×10-4kg·cm2 =0.185kg·