数控车床设计说明书.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：目录第一章系统总体方案的分析与拟订41.1系统总体改造方案的确定41.2机械传动系统的改造方案的确定41.3设计参数4第二章进给传动系统传动方案设计62.1进给系统的概论62.2进给伺服系统机械部分的结构改造设计方案6第三章运动设计83.1机床主传动设计及参数的确定8第四章丝杆螺母机构的选择和计算134.1计算主切削力极其切削力计算134.2导轨摩擦力的计算144.4确定滚珠丝杠副的导程14第五章向步进电动机的计算和选型165.1等效转动惯量计算16第六章丝杆螺母刚度计算206.1杠抗压刚度206.2支承轴承组合刚度20第七章数控系统设计257.1数字控制系统257.2数控系统的硬件特点：257.3控制系统图及芯片的选择267.4I/O接口的扩展267.5存储器及系统扩展设计。277.6键盘及键盘接口设计297.7显示器接口设计307.8步进电机控制电路32参考文献38致谢39摘要本文介绍了普通数控机床中CA6140车床进给系统的设计过程主要为机械元件的设计包括滚珠丝杠、轴承、步进电机、和齿轮传动比的计算、选择与应用。针对现有常规CA6140普通车床的数控改装方案纵向、进给系统进行数控控制并要求达到纵向最小运动单位为0.01mm每脉冲刀架要是自动控制的自动转位刀架要能自动切削螺纹。关键词：齿轮；进给丝杠；步进电机；前言我国目前机床总量为380万余台而其中数控机床总数只有11.34万台这说明我国机床数控化率不到3%。我们大多数制造业和企业的生产、加工设备大多数是传统机床而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、成本高等缺点因此这些产品在国际、国内市场上缺乏竞争了这直接影响了企业的生存和发展。所以必须提高机床的数控化率。对于我国的实际情况大批量的购置数控机床是不现实也是不经济的只有对现有的机床进行数控改造。数控改造相对于购置数控机床来说能充分发挥设备的潜力改造后的机床比传统机床有很多突出优点由于数控机床的计算机有很高的运算能力可以准确的计算出每个坐标轴的运动量加工出较复杂的曲线和曲面。其计算机有记忆和存储能力可以将输入的程序记忆和存储下来然后按程序规定的顺序自动去执行从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序就可以实现另一工件的加工从而实现“柔性自动化”。改造后的机床不象购买新机那样要重新了解机床操作和维修也不了解能否满足加工要求。改造可以精确计算出机床的加工能力另外由于多年使用操作者对机床的特性早已了解操作和维修方面培训时间短见效快。另外数控改造可以充分利用现有地基不必像购入新机那样需要重新构筑地基还可以根据技术革新的发展速度及时地提高生产设备的自动化水平和档次将机床改造成当今水平的机床。数控技术改造机床是以微电子技术和传统技术相结合为基础不但技术上具有先进性同时在应用上比其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性且投入费用低用户承担得起。由于自投入使用以来取得了显著的技术经济效益已成为我国设备技术改造中主要方向之一也为我国传统机械制造技术朝机电一体化技术方向过渡的主要内容之一。第一章系统总体方案的分析与拟订1.1系统总体改造方案的确定目前在机械加工工业中绝大多数是旧式机车如果改用微机控制实现机电一体化的改造会使机床适应小批量、复杂零件的加工不但提高加工精度和生产率而且成本低、周期短适合我国国情。利用微机实现机车的机电一体化改造的方法有两种：一种是以微机为中心设计控制部分；另一种是采用标准的步进电机数字控制系统作为主要控制装置。后者选用国内标准化的微机数控系统比较简单。这种标准的微机数控系统通过采用单片机、驱动电源、步进电机及专用的控制程序组成开环控制系统。起结果简单、价格低廉。对机床的控制过程大多是由单片机按照输入脉冲的加工程序进行插补运算产生进给由软件或硬件实现脉冲分配输入一系列脉冲经功率放大、驱动刀架、纵横轴运动的步进电机实现刀具按规定的轮廓轨迹运动。微机进行插补运算的速度较快可以让单片机每完成一次插补、进给就执行一次延时程序由延时程序控制进给速度。1.2机械传动系统的改造方案的确定在熟悉原机床的操作过程及传动系统后根据设计要求确定系统的机械传动系统改造方案。(1)工作台工作面尺寸（宽度长度）确定为520mm1200mm。(2)工作台的导轨采用矩形导轨在与之相配的动导轨滑动面上贴聚四氟乙烯(pt-fe)导轨板。同时采用斜镶条消除导轨导向面的间隙在背板上通过设计偏心轮结构来消除导轨背面与背板的间隙并在与工作台导轨相接触的斜镶条接触面上和背板接触面上贴塑。(3)对滚珠丝杆螺母副采用