车床数控化改造设计毕业设计答辩解说.ppt

南京理工大学 南京理工大学 题目:普通车床的数控技术改造及横向机构设计 三、课题研究的主要内容 3.1 普通车床介绍 C--类代号(车床类机床) W--结构特性代号 6--组代号(落地及卧式车床组) 1--系代号(卧式车床系) 63--主参数(最大工件回转直径的1/10) 三、课题研究的主要内容 普通车床各部分功能介绍 主轴箱是支撑主轴并带动工件作回转运动。 进给箱是进给传动系统的变速机构。 交换齿轮箱是用来将主轴的回转运动传递到进给箱。 溜板箱是接受光杆传递的运动，驱动床鞍和中、小滑板及刀架实现车刀的纵横进给运动。 主要结构及运动特点 主轴变速箱 功能： 支承主轴和传动其旋转 进给箱： 变换被加工螺纹的种类和导程，以及获得所需的各种进给量 溜板箱： 将丝杠或光杠旋转运动变为溜板和车刀的直线进给运动 CXXX卧式车床的功能 三、课题研究的主要内容 3.2 总体方案的确定 CXXX型普通车床是一种加工效率高，操作性能好，并且社会拥有量较大的普通型车床。经过大量实践证明，将其改造为数控机床，无论是经济上还是技术都是确实可行了。一般说来，如果原有车床的工作性能良好，精度尚未降低，改造后的数控车床，同时具有数控控制和原机床操作的性能，而且在加工精度，加工效率上都有新的突破。总体方案设计应考虑机床数控系统的类型，计算机的选择，以及传动方式和执行机构的选择等。 三、课题研究的主要内容 普通车床数控化改造后应具有定位、纵向和横向的直线插补、圆弧插补功能，还要求能暂停，进行循环加工和螺纹加工等，因此数控系统选连续控制系统。 车床数控化改装后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下应简化结构、降低成本，因此，进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。 三、课题研究的主要内容 纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杠螺母副组成，其传动比应满足机床所要求的分辨率。 为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙，齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。 采用贴塑导轨，以减小导轨的摩擦力。 三、课题研究的主要内容 3.3 机械系统的改造设计方案 进给系统的改造与设计方案。 主传动系统的改造方案 。 自动回转刀架设计 二、总体方案的确定总体方案应考虑车床数控系统的运动方式、进给伺服系统的类型、数控系统CPU的选择，以及进给传动方式和执行机构的选择等。（1）普通车床数控化改造后应具有单坐标定位，两坐标直线插补、圆弧插补以及螺纹插补的功能。因此，数控系统应设计成连续控制型。 （2）普通车床经数控化改造后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。因此，进给伺服系统常采用步进电动机的开环控制系统。（3）根据技术指标中的最大加工尺寸、最高控制速度，以及数控系统的经济性要求，决定选用MCS-51系列的8位单片机作为数控系统的CPU。MCS-51系列8位机具有功能强、速度快、抗干扰、性/价比高等优点。 （4）根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、I/O接口电路、D/A转换电路、串行接口电路等；还要选择步进电动机的驱动电源以及主轴电动机的交流变频器等。（5）为了达到技术指标中的速度和精度要求，纵、横向的进给传动应选用摩擦力小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副；为了消除传动间隙提高传动刚度，滚珠丝杠的螺母应有预紧机构等。 （6）计算选择步进电动机，为了圆整脉冲当量，可能需要减速轮副，且应有消除间隙机构。（7）选择四工位自动回转刀架与电动卡盘，选择螺纹编码器等。 三、机械系统的改造设计方案1．主传动系统的改造方案 对普通车床进行数控化改造时，一般可保留原有的主传动机构和变速操纵机构，这样可减少机械改造的工作量。主轴的正转、反转和停止可由数控系统来控制。 若要提高车床的自动化程度，需要在加工中自动变换转速，可用2～４速的多速电动机代替原有的单速主电动机；当多速电动机仍不能满足要求时，可用交流变频器来控制主轴电动机，以实现无级变速。 ?2．安装电动卡盘为了提高加工效率，工件的夹紧与松开采用电动卡盘，选用呼和浩特机床附件总厂生产的KD11250型电动三爪自定心卡盘。卡盘的夹紧与松开由数控系统发信控制。 3．换装自动回转刀架为了提高加工精度，实现一次装夹完成多道工序，将车床原有的手动刀架换成自动回转刀架，选用常州市宏达机床数控设备有限公司生产的LD4B-CK6140型四工位立式电动刀架。实现自动换刀需要配置相应的电路，由数控系统完成。 4．螺纹编码器的安装方案 螺纹编码器又称主轴脉冲发生器或圆光栅。数控车床加工螺纹时，需要配置主轴脉冲发生器，