兰州城市学院机电一体化系统设计课程设计..docVIP

《机电一体化系统设计》 课程设计说明书 题 目 C6140卧式车床数控化改造设计（纵向） 院 （系） 培黎工程技术学院 专 业 机械设计制造及其自动化（职教师资） 班 级 机制103 学生姓名 马 张 平 指导教师 安虎平 刘昊 完成日期 2013.12.13 兰州城市学院机电工程系 目 录 第一章 绪 论 2 第二章 设计任务 3 2.1设计任务 3 第三章 总体体方案的确定 4 3.1总体体方案的确定 4 第四章 主传动系统的改造方案 5 4.1主传动系统的改造方案 5 4.2安装电动卡盘 5 4.3换装自动回转刀架 5 4.4螺纹编码器的安装方案 5 4.5进给系统的改造与设计方案 6 第五章 进给传动部件的计算和选型 7 5.1脉冲当量的确定 7 5.2切削力的计算 7 5.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向） 7 5.4同步带减速箱的设计（纵向） 9 5.5步进电动机的计算和选型（纵向） 11 5.6同步带传递功率的校核 16 第六章 绘制进给传动机构的装配图 17 6.1绘制进给传动机构的装配图 17 第七章 控制系统硬件电路设计 18 7.1控制系统硬件电路设计 18 第八章 步进电动机驱动电源的选用 20 8.1步进电动机驱动电源的选用 20 设计心得 21 参考文献 22 绪 论 数控机床与普通机床相比,增加了功能,提高了性能,简化了结构.较好地解决形状复杂、精密、小批量及形状多变零件的加工问题。能获得稳定的加工质量和提高生产率，其应用越来越广泛，但是数控的应用也受到其他条件限制：（1）数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，中小企业常是心有力而力不足；（2）目前，各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下的机床闲置起来又会造成浪费；（3）在国内，订购新数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产急需；（4）通用数控机床对某一类具体生产项目有多余功能。 要较好的解决上述问题，应走通用机床数控改造之路。普通机床的改造就是在普通机床上增加微机数控装置，使其具有一定的自动化能力，以实现额定的加工工艺目标。 机床数控化改造的优点：（1）改造闲置设备，能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能，提高了机床的使用价值，可以提高固定资产的使用效率；（2）适应多品种、小批量零件生产；（3）自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高；（4）降低对工人的操作水平的要求；（5）数控改造费用低、经济性好；（6）数控改造的周期短，可满足生产急需。 目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到3％。用普通机床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。，前角γ0=150，刃倾角λs=-50；切削用量为： =2mm背吃刀量，进给量f=0.2mm∕r，切削速度 =120m∕min。 查表3-1，得： =1770， =1.0， =0.75， =0。 查表3-3，得：主偏角Kr的修正系数 =0.75；刃倾角、前角和刀尖圆弧半径的修正系数值均为1.0。 由经验公式算得主切削力 =1221.3N。由经验公 ：Ff ： =1：0.35：0.4，算得纵向进给切削力Ff=427.455N，背向力 =488.52N。 5.3滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向） （1）工作载荷F的计算 已知移动部件总重量G=1300N；车削力 =2673.4N， =1069.36N，Ff=935.69N 。根据 = ， = ， =Ff的对应关系，可得：=2673.4 ， =1069.36N， =935.69N。 选用矩形－三角形组合滑动导轨，查表3-29，得K=1.15，μ=0.16代人Fm=KFX ＋μ（＋G），得工件载荷F≈895N。 （2）最大动载荷FQ的计算 设本车床Z向在承受最大切削力条件下最快的进给速度v=0.8m∕min，初选丝杆基本导轨Ph=6mm，则此时丝杆转速n=1000v∕Ph ≈133r∕min。取滚珠丝杆的使用寿命T=15000h，代入L0=60nT∕106，得丝杠寿命L0=119.7。查表10-30，取载荷系数fm=1.15、硬质系数=1，代入式，求得最大动载荷。 （3）初选型号 根据计算的最大