CA4车床主轴箱的数控化改造.docVIP

毕 业 设 计 题 目：CA6140车床主传动变速箱的数控改造设计 系 别：机电工程学院 班 级： 姓 名： 指导教师： 职 称：工 程 师 日 期：2007年5月16日 目 录 前言……………………………………………………… (2) 摘要……………………………………………………… (3) 设计任务及要求………………………………………………… (4) 一 车床主传动变速箱结构分析…………………………… (5) 二 数控车床头箱结构分析……………………………………(6) 2.1 主传动系统 2.2 进给传动系统 2.3 自动回转刀架 2.4 机床尾座 三 伺服系统及步进电动机的设计和计算……………………… (7) 3.1伺服系统结构改造设计方案 3.2 进给伺服机构机械部分的设计计算 四 同步带传动设计……………………………………… (14) 4.1 同步齿形带的选择和校核 4.2 主轴组件的设计 五 数控系统驱动的电路设计…………………………… (19) 5.1硬件电路的基本组成 5.2 控制系统的功能 六 润滑系统的改造……………………………………… (22) 体会………………………………………………………… (23) 参考文献…………………………………………… (23) 前 言 本次毕业设计主要是对机床机械部分进行改造,以步进电机驱动横向进给运动、纵向进给运动以及刀架的快速换刀,使传动系统变得十分简单，传动链大大缩短,传动件数减少,从而提高机床的精度。???? 设计中，我们对有关数控机床及数控改造的相关书籍、刊物进行大量阅读,收集了很多资料,了解了数控机床的基本概念，数控机床的发展概况，数控机床的组成及其工作原理，扩大了我们的知识面。???? 随着科学技术的发展,现代机械制造要求产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量的要求也越来越高。随着社会对产品多样化要求的增强，产品品种增多,产品更新换代加速。数控机床代替普通机床被广泛应用是一个必然的趋势。同时，数控机床将向着更高的速度、精度、可靠性及完善性的功能发展。 摘要:。1.系统的运动方式与伺服系统的选择 由于改造后的经济型数控机床应具有定位、直线插补、顺、逆圆插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构、降低成本，采用步进电机开环控制系统。 2.计算机系统 根据机床要求，采用8位微机。由于MCS—51系列单片机具有集成度高，可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强，具有很高的性能价格比等特点，决定采用MCS—51系列的8031单片机扩展系统。 控制系统由微机部分、键盘及显示器、I/O接口及光电隔离电路、步进电机功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。 3.机械传动方式 为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝 杆，为保证一定的传动精度和平稳度，尽量减少摩擦量力，选用滚珠丝杆螺母副。同时，为提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。 一、CA6140车床主传动变速箱结构分析 ?主轴箱?????????机床主轴箱是一个比较复杂的传动件.表达主轴箱各传动件的结构和装配关系时常用展开图.展开图基本上 是按各传动链传递运动的先后顺序,沿轴心线剖开,并展开在一个平面上的装配图(如图1) ： 1——花键套；2——带轮；3——法兰；4——箱体；5——钢球；6——齿轮；7——销；8、9——螺母；??10——齿轮；11——滑套；12——元宝销；13——制动盘；14——制动带；15——齿条；16——拉杆；??17——拨叉；18——齿扇；19——圆键1CA6140型车床主轴箱展开图???????? 该图是沿轴IV一I一II一III(V)一VI一XI一X的轴线剖切面展开的。展开图把立体展开在一个平面上，因而 其中有些轴之间的距离拉开了。如轴IV画得III与轴V较远，因而使原来相互啮合的齿轮副分开了。读展开图时 ，首先应弄清楚传动关系。 ??????1卸荷带轮电动机经皮带将运动传至轴I 左端的带轮2（见图1的左上部分）。带轮2与花键套1用螺钉连接成一体，支承在法兰3内的两个深沟球轴承上。法兰3固定在主轴箱体4上，这样带轮2可通过花键1带动轴I旋转，皮带 的拉力则经轴承和法兰3传至箱体4。轴I 的花键部分只传递转距，从而可避免因皮带拉力而使轴I产生弯曲变 形。这种带轮是卸荷的（既把径向载荷卸给箱体）。 数控车床主运动要求速度在一定范围内