C6136数控车床的改造毕业设计论文.doc

PAGE PAGE 2 C6136数控车床的改造 内容摘要 由于C6136数控车床已经使用了3年多时间，其各部分传动零件和电器部分及加工零件所要求的精度c6136都无法达到，故我们要对C6136数控车床进行升级改造使其达到生产精度要求和工艺要求。此次改造主要是对其系统，横向和纵向丝杠的改动及更换步进电机等。 关键词：数控机床改造、 滚珠丝杠 步进电机 数控系统 步进电机 绪 论 C6136数控车床的改造方案 原C6136数控车床由于使用年份比较长，使用频率比较多故其步进电机内部的磁力圈已经磨损严重导致步进电机丢步严重精度误差严重。故我们要选型更换步进电机。我们知道伺服电机的精度及工作性能要比步进电机好的多，但是为了节约成本我们还是选用步进电机。 原C6136的数控系统为GSK928TC现我们改换其升级版本GSK928TCA。GSK928TCA数控系统，采用32位高性能工业级CPU构成控制核心，实现UM级精度运动控制，系统功能及参数比较多我这里就不一一说明了。主要是性能比较稳定，界面显示直观简明，操作方便。 原数控车床的丝杆属于滑动螺旋传动，主要缺点就是机械效率低，一般仅为30~60%，与改造后的精度相差很多。数控机床除了具有较高的定位精度外，还应良好的动态间应特征，滚珠丝杠副的特点，传动效率高，一般达到90%以上，通过预紧力可消除丝杠间隙，运动平稳，传动精度高，有可靠性，磨损小，使用寿命长，但制造复杂，成本高。要使系统指令好，有能满足精度要求，本次改造采用滚动螺旋机构。 原数控车床的主轴电机功率为3.7KW，在其工作中发现其功率完全不够。车床的切削力不足不可以大刀量进给，导致加工效率不高。故这里我们选用7.5.KW的主轴电机以提高数控车床的切削力和生产效率问题。 原C6136数控车床的变频器我们用的是富凌变频器3.7KW。其缺点就是工作性能不稳定，没有自动电压调整导致主轴转速不稳及主轴启动延时比较厉害等。故我们这次选用安邦信AM100-7.5KW变频器 380V级其优点就是1具有自动电压调整，自动节能运行，自动限流对运行期间电流自己限制，防止频率过流故障跳闸等优点。 由于改动了上述部件故这里我们要考虑步进电动机距角和丝杆导程只能按标准选择，要达到0.001秒的分辨率的要求，纵﹑横向均要用错齿调隙的齿轮做减速运动。 要求改造更新后的C6136数控车床的参数如下： 最大回转直径：360MM 电机功率：7.5KW 快速进给：纵向2.4 m/min 横向1.2m/min 切削速度：纵向0.5m/min 横向0.25m/min 定位精度：0.015mm 运动部件重量：纵向800N 横向600N 脉冲当量：纵向0.01mm 横向0.005m 一 数控系统的选择 1原C6136数控车床使用的是广数GSK928TC数控车床系统，此系统由于使用时间比较长其内部的电器部分已经老化，导致机床在工作中突然停机。严重影响加工质量与人身安全。现在我们更换成GSK928TC的升级版本GSK928TCA， GSK928TCA具有以下特点： Z、X、Y三轴控制，两轴联动，可控Y轴或伺服主轴，0.001mm（即μm级）插补精度，系统切削速度可达15000 mm/min；定位最高快速速度输出可达30000 mm/min。 圆弧加工的最大半径可达1000m。 加工性能好：系统输出脉冲平稳、均匀，加工后工件表面波纹均匀细腻、衔接处无顿痕。　　 高效加工与灵活的实时检测并行执行处理机制；程序段间过渡不占时间；辅助指令与定位指令可以同步执行；灵活应用系统的语句编程功能，能有效提升综合效率和安全性。　　　　　 最大限度的安全措施：提供了多种有关安全方面的参数选项，确保安全使用；具有双重软限位保护功能等。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 具体参数这里不详细说明了，主要选择此系统是因为价格相对比较便宜，工作性能比较稳定。还有就是其系统界面与GSK928TC基本一致方便操作人员快速熟悉掌握。 一 滚珠丝杆的选型与计算 1我们现在要计算一下纵向丝杠的进给牵引力Fm： 纵向进给的综合型导轨 采用三角型或综合导轨: Fm=kFx+ (Fz+G) （3.1） 式中:Fx,Fy,Fz, —切削分力(N): G-移动部件的重量(N) —导轨上的摩擦系数,随导轨形式而不同 K考虑颠复力距影响的实验系数. f=0.16 则Fm=1.15×877.5+0.16(3510+800)=1698.75N 再计算一下最大动负载C: