《CA6140型普通车床改造成经济型数控车床的设计ntx.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CA6140型普通车床改造成经济型数控车床的设计ntx.docx（105页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、CA61140型型普通车车床改造造成经济济型数控控车床的的设计任务书学院学生姓名名专业班级级设计（论论文）题题目CA61140型型普通车车床改造造成经济济型数控控车床的的设计主要研究目标应用数控控技术对对C AA 61140普普通车床床进行自自动化和和精密化化的改造造，改造造技术主主要为：在车床床上附加加数控装装置和执执行元件件，选择择合适的的机床伺伺服系统统和计算算机系统统等。结结果表明明：经改改造后的的机床完完全能实实现加工工外圆、锥锥度、螺螺纹、端端面等的的自动控控制，提提高了原原机床的的生产效效率，降降低了劳劳动强度度采用数数控技术术改造的的有效途途径。主要研究内容应用数控控技术对对C
2、 AA 61140普普通车床床进行自自动化和和精密化化的改造造。研究方法法通过AuutoCCAD及及Prootell等绘图图软件为为工具，结结合数控控技术和和机床改改装技术术等知识识，对CC A 61440普通通车床进进行经济济型的改改造。说明书（论论文）的的要求说明书11份，约约2万字字，格式式按学校校统一规规定。必必须包括括的内容容为：1纵向向进给机机构的改改造：拆拆去原机机床的溜溜板箱，光光杠与丝丝杠以及及安装座座，配上上滚珠丝丝杠及相相应的安安装装置置，纵向向驱动的的步进电电机及减减速箱安安装在车车床的床床尾，由由步进电电机带动动。2横向向进给机机构的改改造：拆拆除横向向丝杠换换上滚珠
3、珠丝杠，由由步进电电机带动动。3数控控装置硬硬件电路路的设计计，及软软件部分分零件图图程序的的编制。4AuutoCCAD出出图：滚滚珠丝杠杠装配图图，数控控装置硬硬件电路路图等。5相关关文献规规定数量量的英文文翻译。图纸的要求滚珠丝杠杠装配图图 AA1图纸纸1张； 数控控装置硬硬件电路路图 A2图图纸1张张零件图 A33图纸11张； 模模块流程程图 A33图纸11张 主要参考文献1张张磊，陈陈榕林.机床改改装技术术（第一一版）.北京：机械工工业出版版社，119933年100月2文文怀兴，夏夏田.数数控机床床系统设设计.北北京：化化学工业业出版社社，20005年年6月，PP2322-22423余
4、余英良.机床数数控改造造设计与与实例.北京：机械工工业出版版社，119988年5月月，P1157起止时间间自 20008年3月月3日至6月200日指导教师师签字： 年月 日日系主任意见 签字字： 年 月 日日院长意见见签字： 年 月 日注：任务务书的具具体内容容可依据据各系要要求进行行修正。另另，学生生所做毕毕业设计计(论文文)的工工作的研研究成果果归河北北理工大大学所有有，学生生不能向向第三方方泄露有有关成果果内容和和技术秘秘密。毕业设计计指导老老师评阅阅书指导老师师评语 ( 基础理理论及基基本技能能的掌握握; 独立解解决实际际问题的的能力;研究内内容的理理论依据据和技术术方法; 取得的的主
5、要成成果及创创新点; 工作的的态度及及工作量量; 总体评评价及建建议成绩绩; 存在问问题; 是否同同意答辩辩等 ):成绩: 指指导老师师签字:年月日毕业设计计评阅教教师评阅阅书评阅老师师评语( 选题的的意义; 基础理理论及基基本技能能的掌握握; 综合运运用所学学知识解解决实际际问题的的能力; 工作量量的大小小; 取得的的主要成成果及创创新点;写作的的规范程程度; 总体评评价及建建议成绩绩; 存在问问题; 是否同同意答辩辩等):成绩: 评评阅老师师签字:年月日毕业设计计评阅教教师评阅阅书评阅老师师评语( 选题的的意义; 基础理理论及基基本技能能的掌握握; 综合运运用所学学知识解解决实际际问题的的
6、能力; 工作量量的大小小; 取得的的主要成成果及创创新点;写作的的规范程程度; 总体评评价及建建议成绩绩; 存在问问题; 是否同同意答辩辩等):成绩: 评评阅老师师签字:年月日答 辩 情 况况提 出出 问问 题题回 答答 问问 题题正确基本正确确有一般性性错误有原则性性错误没有回答答答辩委员员会评语语及建议议成绩: 答辩辩委员会会主任签签字: 年 月 日日学院领导导小组综综合评定定成绩: 学院院领导小小组负责责人: 年 月 日6第 6 页 共 105 页摘要普通机床床的经济济型数控控改造主主要是在在合理选选择数控控系统的的前提下下，然后后再对普普通车床床进行适适当的机机械改造造，改造造的内容容
7、主要包包括：(1) 床身的的改造，为为使改造造后的机机床有较较好的精精度保持持性，除除尽可能能地减少少电器和和机械故故障的同同时，应应充分考考虑机床床零部件件的耐磨磨性，尤尤其是机机床导轨轨。为此此，本例例中采用用旧床身身淬火并并贴膜。(2) 拖板的的改造，拖拖板是数数控系统统直接控控制的对对象，所所以对其其改造尤尤显重要要。这中中间最突突出一点点就是选选用滚珠珠丝杠代代替滚动动丝杠，提提高了传传动的灵灵敏性和和降低功功率步进进电机力力矩损失失。(3) 变速箱箱体的改改造，由由于采用用数控系系统控制制，所以以要对输输入和输输出轴以以及减速速齿轮进进行设计计，从而而再对箱箱体进行行改造。(4)
8、刀架的的改造，采采用数控控刀架，这这样可以以用数控控系统直直接控制制，而且且刀架体体积小，重重复定位位精度高高，安全全可靠。通过对机机床的改改造并根根据要求求选用步步进电机机作为驱驱动元件件，这样样改造后后的机床床就能基基本满足足现代化化的加工工要求。关键字：普通车车床 数控改改造 步进电电机 经济型型数控系系统 数控刀刀架目录1.绪论论12.设计计要求32.1总总体方案案设计要要求3 2.22设计参参数4 2.3.其其它要求求63. 车车床改造造的结构构特点7 3.11.滚珠珠丝杆77 3.2导轨轨副73.3安安装电动动卡盘77 3.44脉冲发发生器774.进给给伺服系系统机械械部分设设计与
9、计计算84.1 机械部部分的改改造8 4.2进给给系统机机械结构构改造设设计9 44.3进进给伺服服系统机机械部分分的计算算与选型型104.3.1确定定系统的的脉冲当当量104.3.2纵向向滚珠丝丝杠螺母母副的副副的型号号选择雨雨校核步步骤104.3.3 横向滚滚珠丝杠杠螺母副副的型号号选择与与校核步步骤144.3.4齿轮轮有关计计算164.3.4（11）纵向向齿轮及及转矩的的有关计计算164.3.4 (2)横横向齿轮轮及转矩矩的有关关计算205.步进进电动机机的计算算与选型型23 5.1步进进电动机机选用的的基本原原则23 5.22步进电电动机的的选折246.主轴轴交流伺伺服电机机246.1
10、机机床主运运动电机机的确定定26 6.2主轴轴的变速速变速范范围266.3初初选主轴轴电机的的型号27 6.4主轴轴电机的的校核277. 微微机控制制系统硬硬件电路路设计287.1控控制系统统的功能能要求28 7.22硬件电电路的组组成28 7.3设计计说明318安装装调整中中应注意意的问题题31 8.11滚珠丝丝杠副的的特点31 8.2滚珠珠丝杠螺螺母副的的选择328.3滚滚珠丝杠杠螺母副副的调整整328.4联联轴器的的安装32 8.5主轴轴脉冲发发生器的的安装32结论335参考文献献36谢谢朋友友对我文文章的赏赏识，充充值后就就可以下下载说明明书，我我这里还还有一个个压缩包包，里面面有相应
11、应的woord说说明书和和CADD图纸。下载后请留上你的邮箱号或QQ号或给我的QQ留言：1459919609。我可以将压缩包送给你。欢迎朋友下次光临！1 绪论论1.1课课题背景景19466年诞生生了世界界上第一一台电子子计算机机，这表表明人类类创造了了可增强强和部分分代替脑脑力劳动动的工具具。它与与人类在在农业、工工业社会会中创造造的那些些只是增增强体力力劳动的的工具相相比，起起了质的的飞跃，为为人类进进入信息息社会奠奠定了基基础。66年后，即即在19952年年，计算算机技术术应用到到了机床床上，在在美国诞诞生了第第一台数数控机床床。我国目前前机床总总量3880余万万台，而而其中数数控机床床总
12、数只只有111.344万台，即即我国机机床数控控化率不不到3。近近10年来来，我国国数控机机床年产产量约为为0.660.88万台，年年产值约约为188亿元。机机床的年年产量数数控化率率为6。我我国机床床役龄110年以以上的占占60以以上；110年以以下的机机床中，自自动/半自动动机床不不到200，FMMC/FFMS等等自动化化生产线线更屈指指可数（美美国和日日本自动动和半自自动机床床占600以上上）。可可见我们们的大多多数制造造行业和和企业的的生产、加加工装备备绝大数数是传统统的机床床，而且且半数以以上是役役龄在110年以以上的旧旧机床。用用这种装装备加工工出来的的产品普普遍存在在质量差差、品
13、种种少、档档次低、成成本高、供供货期长长，从而而在国际际、国内内市场上上缺乏竞竞争力，直直接影响响一个企企业的产产品、市市场、效效益，影影响企业业的生存存和发展展。所以以必须大大力提高高机床的的数控化化率。在美国、日日本和德德国等发发达国家家，它们们的机床床改造作作为新的的经济增增长行业业，生意意盎然，正正处在黄黄金时代代。由于于机床以以及技术术的不断断进步，机机床改造造是个永恒的课题题。我国国的机床床改造业业，也从从老的行行业进入入到以数数控技术术为主的的新的行行业。在在美国、日日本、德德国，用用数控技技术改造造机床和和生产线线具有广广阔的市市场，已已形成了了机床和和生产线线数控改改造的新新
14、的行业业。在美美国，机机床改造造业称为为机床再再生（RRemaanuffactturiing）业业。从事事再生业业的著名名公司有有：Beertsschee工程公公司、aaytoon机床床公司、Devlieg-Bullavd（得宝）服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装（Retrofitting）业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。1.2机机床改造造的内容容及意义义1.2.1研究究意义企业要在在当前市市场需求求多变，竞竞争激烈烈的环境境中生存存和发展展就需要要迅速地地更
15、新和和开发出出新产品品，以最最低价格格、最好好的质量量、最短短的时间间去满足足市场需需求的不不断变化化。而普普通机床床已不适适应多品品种、小小批量生生产要求求，数控控机床则则综合了了数控技技术、微微电子技技术、自自动检测测技术等等先进技技术，最最适宜加加工小批批量、高高精度、形形状复杂杂、生产产周期要要求短的的零件。当当变更加加工对象象时只需需要换零零件加工工程序，无无需对机机床作任任何调整整，因此此能很好好地满足足产品频频繁变化化的加工工要求。普通车床床经过多多次大修修后，其其零部件件相互连连接尺寸寸变化较较大，主主要传动动零件几几经更换换和调整整，故障障率仍然然较高，采采用传统统的修理理方
16、案很很难达到到大修验验收标准准，而且且费用较较高。因因此合理理选择数数控系统统是改造造得以成成功的主主要环节节。数控机床床在机械械加工行行业中的的应用越越来越广广泛。数数控机床床的发展展，一方方面是全全功能、高高性能；另一方方面是简简单实用用的经济济型数控控机床，具具有自动动加工的的基本功功能，操操作维修修方便。经经济型数数控系统统通常用用的是开开环步进进控制系系统，功功率步进进电机为为驱动元元件，无无检测反反馈机构构，系统统的定位位精度一一般可达达0.01至至0.002mmm，已能能满足CCW61140车车床改造造后加工工零件的的精度要要求。1.2.2主要要研究内内容及技技术路线线(1)纵纵
17、向和横横向滚珠珠丝杠的的选型及及校核。(2)纵纵向和横横向步进进电机的的选择。(3)主主轴交流流伺服电电机的选选择与校校核。(4)其其他元件件的选择择。1.3 机床的的经济型型数控化化改造主主要解决决的问题题(1) 恢复原原功能，对对机床、生生产线存存在的故故障部分分进行诊诊断并恢恢复。(2) NC化，在在普通机机床上加加数显装装置，或或加数控控系统，改改造成NNC机床床、CNNC机床床。(3) 翻新，为为提高精精度、效效率和自自动化程程度，对对机械、电电气部分分进行翻翻新，对对机械部部分重新新装配加加工，恢恢复原精精度；对对其不满满足生产产要求的的CNCC系统以以最新CCNC进进行更新新。(
18、4) 技术更更新或技技术创新新，为提提高性能能或档次次，或为为了使用用新工艺艺、新技技术，在在原有基基础上进进行较大大规模的的技术更更新或技技术创新新，较大大幅度地地提高水水平和档档次的更更新改造造。2 数控控系统的的选择数控系统统主要有有三种类类型，改改造时，应应根据具具体情况况进行选选择。22.1步步进电机机拖动的的开环系系统系统的伺伺服驱动动装置主主要是步步进电机机、功率率步进电电机、电电液脉冲冲马达等等。由数数控系统统送出的的进给指指令脉冲冲，经驱驱动电路路控制和和功率放放大后，使使步进电电机转动动，通过过齿轮副副与滚珠珠丝杠副副驱动执执行部件件。只要要控制指指令脉冲冲的数量量、频率率
19、以及通通电顺序序，便可可控制执执行部件件运动的的位移量量、速度度和运动动方向。这这种系统统不需要要将所测测得的实实际位置置和速度度反馈到到输入端端，故称称该之为为开环系系统，该该系统的的位移精精度主要要决定于于步进电电机的角角位移精精度，齿齿轮丝杠杠等传动动元件的的节距精精度，所所以系统统的位移移精度较较低。该该系统结结构简单单，调试试维修方方便，工工作可靠靠，成本本低，易易改装成成功。22.2异异步电动动机或直直流电机机拖动，光光栅测量量反馈的的闭环数数控系统统该系统与与开环系系统的区区别是：由光栅栅、感应应同步器器等位置置检测装装置测得得的实际际位置反反馈信号号，随时时与给定定值进行行比较
20、，将将两者的的差值放放大和变变换，驱驱动执行行机构，以以给定的的速度向向着消除除偏差的的方向运运动，直直到给定定位置与与反馈的的实际位位置的差差值等于于零为止止。闭环环进给系系统在结结构上比比开环进进给系统统复杂，成成本也高高，对环环境室温温要求严严。设计计和调试试都比开开环系统统难。但但是可以以获得比比开环进进给系统统更高的的精度，更更快的速速度，驱驱动功率率更大的的特性指指标。可可根据产产品技术术要求，决决定是否否采用这这种系统统。2.3交/直流伺伺服电机机拖动，编编码器反反馈的半半闭环数数控系统统半闭环系系统检测测元件安安装在中中间传动动件上，间间接测量量执行部部件的位位置。它它只能补补
21、偿系统统环路内内部部分分元件的的误差，因因此，它它的精度度比闭环环系统的的精度低低，但是是它的结结构与调调试都较较闭环系系统简单单。在将将角位移移检测元元件与速速度检测测元件和和伺服电电机作成成一个整整体时则则无需考考虑位置置检测装装置的安安装问题题。当前生生产数控控系统的的公司厂厂家比较较多，国国外著名名公司的的如德国国SIEEMENNS公司司、日本本FANNUC公公司；国国内公司司如中国国珠峰公公司、北北京航天天机床数数控系统统集团公公司、华华中数控控公司和和沈阳高高档数控控国家工工程研究究中心。选选择数控控系统时时主要是是根据数数控改造造后机床床要达到到的各种种精度、驱驱动电机机的功率率
22、和用户户的要求求,所以以依据改改造的具具体要求求选用上上海通用用数控公公司KTT4000-T经经济型车车床数控控系统和和KT3300步步进驱动动装置.3 机机械部分分的改造造为了充分分发挥数数控系统统的技术术性能，保保证改造造后的车车床在系系统控制制下重复复定位精精度，微微机进给给无爬行行，使用用寿命长长、外型型美观，机机械部分分作了如如下改动动。(1) 床身身为了使改改造后的的机床有有较高的的开动率率和精度度保持性性，除尽尽可能地地减少电电器和机机械故障障的同时时，应充充分考虑虑机床零零件、部部件的耐耐磨性，尤尤其是机机床导轨轨的耐磨磨性。增增加耐磨磨性的方方法有11，增加加导轨的的表面强强
23、度如：淬火；2，降降低摩擦擦系数等。当前国内内外数控控机床的的床身等等大件多多采用普普通铸铁铁。而导导轨则采采用淬硬硬的合金金钢材料料，其耐耐磨性比比普通铸铸铁导轨轨高5至至10倍倍。据此此，在改改造中利利用旧床床身，采采用淬火火制成导导轨，贴贴塑用螺螺钉和粘粘剂固定定在铸铁铁床身上上。粘接前的的导轨工工作表面面采用磨磨削加工工，表面面粗糙度度Ra00.8mmm，以以提高粘粘接强度度。(2) 主轴变变速箱选用数控控系统,主运动动方式和和传统机机床一样样都要求求有十分分宽广的的变速范范围（11166）来保保证加工工时选择择合理的的切速，从从而获得得较高的的生产率率和表面面质量,所以要要根据具具体
24、情况况对主轴轴边速箱箱进行改改造。(3) 拖板拖板是数数控系统统直接控控制的对对象，不不论是点点位控制制还是连连续控制制，对被被加工零零件的最最后坐标标精度将将受拖板板运动精精度、灵灵敏度和和稳定性性的影响响。对于于应用步步进电机机作拖动动元件的的开环系系统尤其其是这样样。因为为数控系系统发出出的指令令仅使拖拖板运动动而没有有位置检检测和信信号反馈馈，故实实际移动动值和系系统指令令值如果果有差别别就会造造成加工工误差。因因此，除除了拖板板及其配配件精度度要求较较高外，还还应采取取以下措措施来满满足传动动精度和和灵敏度度要求。在传动动装置的的布局上上采用减减速齿轮轮箱来提提高传动动扭矩和和传动精
25、精度(分分辨率为为0.001mmm)。传传动比计计算公式式为： （3-1）式中：为步进进电机的的步距角角(度)；p为为丝杠螺螺距，mmm；为脉冲冲当量，即即要求的的分辨率率，mmm。在在齿轮传传动中，为为提高正正、反传传动精度度必须尽尽可能的的消除配配对齿轮轮之间的的传动间间隙，其其方法有有两种，柔柔性调整整法和刚刚性调整整法。柔柔性调整整法是指指调整之之后的齿齿轮侧隙隙可以自自动补偿偿的方法法，在齿齿轮的齿齿厚和齿齿距有差差异的情情况下，仍仍可始终终保持无无侧隙啮啮合。但但将影响响其传动动平稳性性，而且且这种调调整法的的结构比比较复杂杂，传动动刚度低低。刚性性调整法法是指调调整之后后齿轮侧侧
26、隙不能能自动补补偿的调调整方法法，它要要求严格格控制齿齿轮的齿齿厚及齿齿距误差差，否则则传动的的灵活性性将受到到影响。但但用这种种方法调调整的齿齿轮传动动有较好好的传动动刚度，而而且结构构比较简简单。在在设备改改造中应应用的配配对齿轮轮侧隙方方法是刚刚性调整整法。采用滚滚珠丝杠杠代替原原滑动丝丝杠，提提高传动动灵敏性性和降低低功率、步步进电机机力矩损损失。(4) 自动换换刀装置置为了满足足在一台台机床上上一次装装夹完成成多工序序加工，可采用自动刀架。自动刀架不但可代替普通车床手动刀架，还可用作数控机床微机控制元件。刀架体积小，重复定位精度高，适用于强力车削并安全可靠。(5) 拖板板箱采用数控控
27、系统控控制。拆拆除原拖拖板箱，利利用此位位置安装装新拖板板箱，新新拖板箱箱除固定定在滚珠丝丝杠的螺螺母上。挂轮轮箱、走走刀箱拆拆除，在在此两个个位置分分别装控控制螺纹纹加工的的主轴脉脉冲编码码器和拖拖板轴向向伺服元元件功率率步进电电机及减减速箱。使使改造后后的机床床外型美美观、合合理。改改造后机机床的启启动、停停机均由由数控系系统完成成，故拆拆除原机机床操纵纵杆，变变向杠、立立轴等杠杠杆零件件。3.1 滚珠珠丝杠的的选择3.1.1滚珠珠丝杠副副的特点点滚珠丝杠杠副具有有与滚动动轴承相相似的特特征。与与滑动丝丝杠副或或液压缸缸传动相相比，有有以下主主要特点点：（1） 传动效率率高 滚珠丝丝杠的传
28、传动效率率可达885%98%，为滑滑动丝杠杠副的224倍，由由于滚珠珠丝杠副副的传动动效率高高，对机机械小型型化，减减少启动动后的颤颤动和滞滞后时间间以及节节约能源源等方面面，都具具有重要要意义。（2） 运动平稳稳 滚珠丝丝杠副在在工作过过程中摩摩擦阻力力小，灵灵敏度高高，而且且摩擦系系数几乎乎与运动动速度无无关，启启动摩擦擦力矩与与运动时时的摩擦擦力矩的的差别很很小。所所以滚珠珠丝杠副副运动平平稳，启启动时无无颤动，低低速时无无爬行。（3） 传动可逆逆性 与滑动动丝杠副副相比，滚滚动丝杠杠副突出出的特点点是具有有运动的的可逆性性。正逆逆传动的的效率几几乎可高高达988%。滚滚珠丝杠杠副具有有
29、运动的的可逆性性，但是是没有象象滑动丝丝杠副那那样运动动具有自自锁性。因因此，在在某些机机构中，特特别是垂垂直升降降机构中中使用滚滚珠丝杠杠副时，必必须设置置防止逆逆转的装装置。（4） 可以预紧紧 通通过对螺螺母施加加预紧力力能消除除滚珠丝丝杠副的的间隙，提提高轴向向接触刚刚度，但但摩擦力力矩却增增加不大大。（5） 定位精度度和重复复定位精精度高 由于于滚珠丝丝杠副具具有传动动效率高高，运动动平稳，可可以预紧紧等特点点，所以以滚珠丝丝杠副在在工作过过程中温温升较小小，无爬爬行。并并可消除除轴向间间隙和对对丝杠进进行预紧紧拉伸以以补偿热热膨胀，能能获得较较高的定定位精度度和重复复定位精精度。（6
30、） 同步性好好 用用几套相相同的滚滚珠丝杠杠副同时时驱动相相同的部部件和装装置时，由由于反应应灵敏，无无阻滞，无无滑移，其其启动的的同时性性，运行行中的速速度和位位移等，都都具有准准确的一一致性，这这就是所所谓同步步性好。（7） 使用寿命命长 滚珠丝丝杠和螺螺母的材材料均为为合金钢钢，螺纹纹滚道经经过热处处理，并并淬硬至至HRCC58-62,经磨削削达到所所需的精精度和表表面粗糙糙度。实实践证明明，滚珠珠丝杠副副的使用用寿命比比普通滑滑动丝杠杠副高556倍。（8） 使用可靠靠，润滑滑简单，维维修方便便 与与液压传传动相比比，滚珠珠丝杠副副在正常常使用条条件下故故障率低低，维修修保养也也极为方方
31、便；通通常只需需进行一一般的润润滑与防防尘。在在特殊使使用场合合，如核核反应堆堆中的滚滚珠丝杠杠副，可可在无润润滑状态态下正常常工作。3.1.2. 纵向向滚珠丝丝杠螺母母副的型型号选择择与校核核步骤(1)最最大工作作载荷计计算 滚珠丝杠杠上的工工作载荷荷Fm (N) 是指指滚珠丝丝杠副的的在驱动动工作台台时滚珠珠丝杠所承受受的轴向向力，也也叫做进进给牵引引力。它它包括滚滚珠丝杠杠的走刀刀抗力及及与移动动体重力力和作用用在导轨轨上的其其他切削削分力相相关的摩摩擦力。由于原普普通CAA61440车床床的纵向向导轨是是三角形形导轨，则则用公式式3-22计算工工作载荷荷的大小小。（3-22）1）车削削
32、抗力分分析 车削削外圆时时的切削削抗力有有Fx、FFy、FFz，主主切削力力Fz与与切削速速度方向向一致，垂垂直向下下，是计计算车床床主轴电电机切削削功率的的主要依依据。且且深抗力力Fy与与纵向进进给方向向垂直，影影响加工工精度或或已加工工表面质质量。进进给抗力力Fx与与进给方方向平行行且相反反指向，设设计或校校核进给给系统是是要用它它。 纵纵切外圆圆时，车车床的主主切削力力Fz可可以用下下式计算算： （3-3）=53660(NN)由知: FFz:FFx:FFy=11:0.25:0.44 (3-44)得 Fx=13440(NN) Fyy=21144(N)因为车刀刀装夹在在拖板上上的刀架架内，车
33、车刀受到到的车削削抗力将将传递到到进给拖拖板和导导轨上，车车削作业业时作用用在进给给拖板上上的载荷荷Fl、FFv和FFc与车车刀所受受到的车车削抗力力有对应应关系，因因此，作作用在进进给拖板板上的载载荷可以以按下式式求出：拖板上的的进给方方向载荷荷 Fl=Fx=13440(NN)拖板上的的垂直方方向载荷荷 Fv=Fz=53660(NN)拖板上的的横向载载荷 FFc=FFy=221444(N)因此，最最大工作作载荷 =1.11513340+0.004(553600+9009.88) =17990.668(NN)对于三角角形导轨轨 K=11.155 ，ff =0.030.005,选选f =0.00
34、4(因因为是贴贴塑导轨轨)，GG是纵向向、横向向溜板箱箱和刀架架的重量量，选纵纵向、横横向溜板板箱的重重量为775kgg,刀架架重量为为15kkg.(2)最最大动载载荷C的的计算滚珠丝杠杠应根据据额定动动载荷CCa选用用，可用用式3-5计算算：C=， (3-55) L为工工作寿命命，单位位为100r,LL=600nt/10;n为丝丝杠转速速（r/minn）,nn=;vv为最大大切削力力条件下下的进给给速度（mm/miin）,可取最最高进给给速度的的1/221/33;L00为丝杠杠的基本本导程，查查资料得得L。=12mmm；ffm为运运转状态态系数，因因为此时时是有冲冲击振动动，所以以取fmm=
35、1.5。V纵向=1.559mmm/r 14000r/minn=22226mmm/mminn纵向=v纵向向1/22 /LL。=2222661/22 /112=992.775r/minnL=600nt/10=60922.755150000 /100=833.5则 CC= =1.5517990.668=1117440(NN) 初选滚珠珠丝杆副副的尺寸寸规格，相相应的额额定动载载荷Caa不得小小于最大大动载荷荷C:因因此有CaCC=1117400N.另外假如如滚珠丝丝杠副有有可能在在静态或或低速运运转下工工作并受受载，那那么还需需考虑其其另一种失效效形式-滚珠接接触面上上的塑性性变形。即即要考虑虑滚珠
36、丝丝杠的额额定静载载荷Cooa是否否充分地地超过了了滚珠丝丝杠的工工作载荷荷Fm,一般使使Coaa/Fmm=23.初选滚珠珠丝杠为为：外循循环，因因为内循循环较外外循环丝丝杠贵，并并且较难难安装。考考虑到简简易经济济改装，所所以采用用外循环环。 因此此初选滚滚珠丝杠杠的型号号为CDD638-33.5-E型，主主要参数数为Dw=44.7663mmm,L。=8mmm,dmm=633mm,=219，圈数数列数33.511 (3) 纵向向滚珠丝丝杠的校校核1)传动动效率计计算 滚珠丝丝杠螺母母副的传传动效率率为= tgg/tgg(+)= tg 219/tgg(219+100)=992% (3-6)2)
37、刚度度验算 滚珠珠丝杠副副的轴向向变形将将引起导导程发生生变化，从从而影响响其定位位精度和和运动平平稳性，滚珠丝杠杠副的轴轴向变形形包括丝丝杠的拉拉压变形形，丝杠杠与螺母母之间滚滚道的接接触变形形，丝杠杠的扭转转变形引引起的纵纵向变形形以及螺螺母座的的变形和和滚珠丝丝杠轴承承的轴向向接触变变形。1_丝杠杠的拉压压变形量量11=FFmL / EEA (33-7)=17990.66822280 / 220.6610(311.5)= 0.00664mmm2 滚珠珠与螺纹纹滚道间间的接触触变形量量2 采用有有预紧的的方式，因此用公公式 2= 0.000133(3-8) = =0.00228mmm在这里
38、=1/33Fm=1/3317990.668=5597NNZ= dm/Dw=3.114633/4.7633=411.533 Z=411.5333.551=1145.36丝杠的总总变形量量=1+2=00.00064+0.000288=0.00992mmm44所以丝杠杠很稳定定。3.1.3横横向滚珠珠丝杠螺螺母副的的型号选选择与校校核步骤骤(1)型型号选择择1)最大大工作载载荷计算算由于导向向为贴塑塑导轨，则则：k=1.44 ff=0.05 ，Fll为工作作台进给给方向载载荷，Fl=221444N ， FFv=553600N ， Fcc=13340NN ，GG=600kg ， tt=1550000h
39、，最大工作作载荷：F mm=kFFl+ f (Fvv+2FFc+GG) =1.421144+0.005(553600+2113400+9.8755) =34452.6N2)最大大动负载载的计算算v横=114000r/mmin 0.779mmm/r = 111066 mmm/miinn横丝= v横横1/22 / L。纵纵=1110611/2 / 55 =1110.6r/minnL=600nt/10=110061110.66150000 /100=999.544C =ffmFmm=999.5441.5533552.66=2332833.8NN初选滚珠珠丝杠型型号为:CD5506-33.5-E其基本
40、参参数为 Dww =33.9669mmm ，=211，L。=6mmm，dmm=500mm，圈圈数列数数3.551(2)横横向滚珠珠丝杠的的校核1)传动动效率计计算=tgg /tgg (+)=ttg211/tgg(211+100)=993%2)刚度度验算1丝杠的的拉压变变形量1=FmL/EA = 33552.663200/200.611025 =0.000266mm2滚珠与与螺纹滚滚道间的的接触变变形量2=00.00013 =0.000133 = 00.00099mmm 在这里里 FFyj=11118NNZ=dmm/Dww=3.14550/33.9669=339.556Z=339.5563.51=1388.488丝杠的总总变形量量=11+2=00.00026+0.000999=0.01225mmm0.0015mmm查表知EE级精度度丝杠允允许的螺螺距误差差为0.0155mm,故所选选丝杠合合格。3.2 减速速器箱体体的设计计一般机床床数控改改造后，经经济型数数控车床床的脉冲冲当量是是一不可可改变的的值，为