c625普通车床的经济数控化改造设计.doc

课程设计 题 目：C625普通车床的经济数控化改造设计 ——纵向进给机械结构设计 系 别： 专业（含班级）： 学 号： 姓 名： 指导教师： 2011年11月11日 目录 摘要…………………………………………………………………………3 前言……………………………………………………………………………4 设计任务……………………………………………………………………4 总体方案的确定……………………………………………………………4 机械系统的改造设计方案 ……………………………………………… 5 设计计算 ………………………………………………………………… 6 1. 确定脉冲当量 ………………………………………………………………6 2. 计算纵向外圆切削力 ………………………………………………………6 3. 滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向）……………………………………7 4. 同步减速器的设计 ………………………………………………………10 5. 步进电机的计算和选型（纵向）………………………………………… 13 6. 同步带传递功率的校核 …………………………………………………19 第五节 绘制进给传动机构的装配图 ……………………………………………20 第六节 设计小结………………………………………………………………… 20 参考文献 ……………………………………………………………………………21 C625普通车床的经济数控化改造设计 —— 纵向进给机械结构设计 摘 要 针对现有常规C625普通车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产效率。 改造过程如下：机械部分改造，主要是纵向进给方向机械结构的改造。主要包括对滚珠丝杆螺母副及反应式步进电机的设计选择及纵向机构装配图方案的制定。 关键词：数控 步进电机 滚珠丝杠 改造 前言 机电一体化系统设计课程设计是在我们学完了机电一体化之后进行的，这次通过设计让我们获得综合运用过去所学过知识，独立进行一次机电结合的设计训练，学会了进给传动系统设计计算，并且通过课程设计掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。 由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予批评指教。 第一节 设计任务 一、设计题目：C625普通车床的经济数控化改造设计 ——纵向进给机械结构设计 二、设计原始资料： 主轴转速： 53~2800r/min(无级) 最大回转直径； 500mm 最大加工长度： 1000mm 溜板及刀架重量： 1800N 刀架快速运动速度：纵向 8m/min 横向 6m/min 最大进给速度： 纵向 0.6m/min 横向 0.3m∕min 主电机功率： 7.5kW 机床定位精度： ±0.015mm 三、设计工作内容： （1）进给传动系统设计计算 （2）纵向进给系统装配图A0 1张 （3）综合课程设计说明书 1份 第二节 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. 卧式车床经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. 卧式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，降低成本。因此，进给伺服系统常采用步进电机的开环控制系统。 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，MCS-51系列的8位单片机作为数控系统的CPU。MCS-51系列8位机具有功能多、抗干扰能力强、性/价比高等优点。 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、D/A转换电路、串行接口电路等；还要选择步进电机的驱动电源以及主轴交流变频器等。 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的滚珠丝杆螺母副；为了消除传动间隙、提高传动刚度，滚珠丝杆的螺母应有预紧。 计算选择步进电机，为了