普通车床数控化改造设计说明书 .pdfVIP

第一部分

一、设计目的:

通过本课程设计的训练,使学生在学完机床数控技术及相应的机床电器及

PLC等课程之后,能够运用所学的知识独立完成数控车,数控铣和加工中心的进给

系统的自动控制系统设计,从而使学生进一步加深和巩固对所学的知识的理解和

掌握,并提高学生的实际操作能力。

⑴运用所学的理论知识,进行数控系统设计的初步训练,培养学生的综合设计

能力；

⑵掌握三相反应式步进电机进给驱动的原理和控制方法；

⑶掌握PLC控制系统设计的基本技能,具备查阅和运用标准、手册、图册等

有关技术资料的能力；

⑷基本掌握编写技术的能力。

二、设计内容和要求：

参考课程设计指导书[1]，对于普通车床数控化改造设计，纵向进给驱动由三

相感应式步进电机实现，完成其选型计算，用4位拨动开关设定转动速度，并设

计其启动停止、正反转、加减速和步数控制系统，数控系统的脉冲当量为0.01mm/

脉冲。

三、设计工作任务及工作量的要求：

⑴设计任务

①.步进电机选型计算；

②.PLC控制程序设计

⑵设计工作量要求：

①.电路接线图和电器件清单；

②.控制程序T形图及其对应的程序清单；

③.编写课程设计说明书一份。（A4不少于10页）

⑶三个同学分为一组，同学们之间可以互相讨论研究工作内容和设计方法，

但每位同学的设计任务必须各有侧重独立完成，不能有雷同现象。

四、设计参数：

设计参数包括车床的部分技术参数和车床拟实施数控化改造所需要的参数。

以CA6140型车床的改造,设计参数如下：

最大加工直径：在床面上,400mm；在床鞍上,210mm。

最大加工长度：1000mm。

行程：纵向,1000mm。

快速进给：纵向,2400mm／min

最大切削进给速度：纵向,500mm／min

溜板及刀架质量：纵向,81.63kg

主电动机功率：7.5kw

定位精度：0.04mm／全行程

重复定位精度：0.016mm／全行程

程序输入方式：增量值、绝对值通用

控制坐标数：2

脉冲当量：纵向,0.01mm／脉冲

-1-

第二部分

一、步进电机选型计算：

（一）纵向进给传动链的设计计算

1、主切削力及其切削分力计算

⑴计算主切削里F

z

已知机床主电动机的额定功率P为7.5KW,最大工件直径D=400mm,主轴计算

m

转速n=85r／min。在此转速下,主轴具有最大扭矩和功率,刀具的切削速度为

3



Dn3.144001085

vms1.78ms

6060

取机床的机械效率,则由式(2-6)得

0.8



P0.87.5

m33

F1010N3370.79N

Zv1.78

⑵计算各切削分力

走刀方向的切削分力F和垂直走刀方向的切削分力F可由式(2-4)求出：

x