C6140普通车床的数控化改造.doc

邓之伟：C6140普通车床的数控化改造 2009届机械设计制造及其自动化专业毕业设计 总共20页第 PAGE 2页 总共20页第 PAGE 1页 1 目录 第一章 设计方案的确定…………………………………………………………………...1 1.1 总体方案的确定………………………………………………………...………...……...1 1.2 机械部分的改造设计与计算…………………………………………………...…...…...1 1.2.1 纵向进给系统的设计选型………………………………………………………..…1 1.2.2 横向进给系统的设计与计算………………………………………………….………..….6 第二章 控制系统的改造…………………………………………………………………….10 2.1 步进电动机选择原则…………………………………………….…………………...…10 2.2 步进电动机的选型………………………….………………………………………...…10 2.2.1 C6140纵向进给系流步进电机的确定………………………………………………..10 2.2.2 C6140横向进给系流步进电机的确定………………………………………………..11 2.2.3 110BF003型直流步进电机主要技术参数…………………………………………….11 2.2.4 110BF004型直流步进电机主要技术参数…………………………………………….11 第三章 经济型数控系统选型……………………………………………………………...12 第四章 电动刀架的选型…………………………………………………………………...13 第五章 编制零件工序及数控程序实例……………………………………………….…..14 5.1 机床改造参数的选择…………………………………………………………14 5.1.1车床纵向运动由Z向步进电动机控制………………………………………………..14 5.1.2 车床横向运动由X向步时电动机控制…………………………………………….…14 5.2 程序设计…………………………………………………………………………………14 5.2.1 数控机床参数及约定……………………………………………………………….…14 5.2.2 编程参数说明……………………………………………………………………...…..14 5.2.3编制程序……………………………………………………………………………..…16 体会…………………………………………………………………………...………………18 参考文献……………………………………………………………………………………...19 附录…………………………………………………………………………………………...21 第一章 设计方案的确定 C6140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。 本设计主要是对C6140普通型车床进行数控改造，用微机对纵、横进给系统进行控制。系统可采用开环控制和闭环控制，开环控制虽然有不稳定、振动等缺点，但其成本较低，经济性较好，车床本身所进行的加工尺寸是粗、半精加工。驱动原件采用步进电动机。系统传动主要有：滑动丝杠螺母传动和滚珠丝杠螺母传动两种，经比较分析：前者传动效率及精度较低，后者精度和效率高，但成本高，考虑对车床的性能要求，故采用滚珠丝杠螺母传动。刀架性能要求是准确快速的换刀，因此采用自动转位刀架[1]。（图1-1） 1.1 总体设计方案的确定 由于是对车床进行数控改造，所以在考虑具体方案时，基本原则是在满足使用前提下，对车床的改动尽可能少，以降低成本。根据这一原则，决定数控系统采用开环控制；传动系统采用滚珠丝杠螺母传动；驱动元件采用步进电动机；数控系统采用JWK型系统；刀架采用自动转位刀架。这样车床既保留原有功能，又减少了改造数量。 1.2 机械部分的改造设计与计算[2] 将普通车床改造成数控机床，除了增加控制系统外，机械部分也应进行相应的改造，其中包括：纵向和横向进给系统的设计选型，以及自动转位刀架的选型[3]. 1.2.1 纵向进给系统的设计选型（图1-2） （1）经济数控车床的改造，采用步进电动驱动纵向进给，有两种方案：一种是步进电机驱动丝杠