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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 論 文 設(shè)計(jì) 論文 題目 C616 型普通車床 改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 目錄 序言 3 一 設(shè)計(jì)方案的確定 4 一 設(shè)計(jì)任務(wù) 4 二 總體設(shè)計(jì)方案的確定 4 二 機(jī)械部分改造與設(shè)計(jì) 4 一 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 4 二 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算 10 三 步進(jìn)電機(jī)的選擇 13 一 步進(jìn)電機(jī)選用的基本原則 13 二 步進(jìn)電機(jī)的選擇 14 四 機(jī)床導(dǎo)軌改造 15 五 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的選用 16 六 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的選用 17 七 典型零件的工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用程序的編制 18 一 工藝分析 18 二 工作坐標(biāo)系的設(shè)定 19 2 三 手動(dòng)鉆孔 19 四 編制加工程序 19 小結(jié) 21 參考文獻(xiàn) 22 序言 畢業(yè)設(shè)計(jì)課題 C616 型普通車床改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 課題簡(jiǎn)介 本課題是圍繞將普通機(jī)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床展開(kāi)設(shè)計(jì)的 經(jīng)濟(jì)型數(shù) 控機(jī)床是指價(jià)格低廉 操作使用方便 適合我國(guó)國(guó)情的裝有簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)的 高效自動(dòng)化機(jī)床 中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn) 常希望對(duì)原有舊機(jī)床進(jìn)行改造 實(shí)現(xiàn)數(shù)控化 自動(dòng)化 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實(shí)的的生產(chǎn)實(shí)際 結(jié) 合我國(guó)國(guó)情 在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下 盡可能降低價(jià)格 價(jià)格便宜 性能價(jià)格比適中是其最主要的特點(diǎn) 特別適合在設(shè)備中占有較大比重的普通 車床改造 適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣 企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控型系統(tǒng)對(duì)設(shè) 備進(jìn)行改造后 將提高產(chǎn)品加工精度和批量生產(chǎn)的能力 同時(shí)又能保持 萬(wàn) 能加工 和 專用高效 這兩種屬性 提高設(shè)備自身對(duì)產(chǎn)品更新?lián)Q代的應(yīng)變 能力 增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力 3 利用微機(jī)改造現(xiàn)有的普遍車床 主要應(yīng)該解決的問(wèn)題是如何將機(jī)械傳動(dòng) 的進(jìn)給和手工控制的刀架轉(zhuǎn)位 進(jìn)給改造成由計(jì)算機(jī)控制的刀架自動(dòng)轉(zhuǎn)位以 及自動(dòng)進(jìn)給加工車床 即經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的改造是非常有必要的 數(shù)控機(jī)床可以很好地解決形狀復(fù) 雜 精密 小批量及多變零件的加工問(wèn)題 能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效 率 但是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用也受到其他條件的限制 如 數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴 一次性投資巨大等 因此 普通車床的數(shù)控改造 大有可為 它適合我國(guó)的 經(jīng)濟(jì)水平 教育水平和生產(chǎn)水平 已成為我國(guó)設(shè)備技術(shù)改造主要方向之一 現(xiàn)我選用 C616 普通車床為例進(jìn)行數(shù)控改造 一 設(shè)計(jì)方案的確定 C616 型車床是一種加工效率高 操作性能好 社會(huì)擁有量大的普通車床 實(shí)踐證明 把這種車床改造為數(shù)控車床 已經(jīng)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效果 一 設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì) C616 普通車床進(jìn)行數(shù)控改造 利用微機(jī)對(duì)縱橫進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控 制 縱向脈沖當(dāng)量為 0 01mm 脈沖 橫向脈沖當(dāng)量為 0 005mm 脈沖 驅(qū)動(dòng)元件采用步進(jìn) 電機(jī) 傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠副 刀架采用自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架 二 總體設(shè)計(jì)方案的確定 由于是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造 所以在考慮具體方案時(shí) 基本原則是在滿足使用要求的前 提下 對(duì)機(jī)床的改動(dòng)盡可能減少 以降低成本 根據(jù) C616 車床有關(guān)資料以及數(shù)控車床的改 造經(jīng)驗(yàn) 確定總體方案為 采用微機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理 由 I O 接口輸出步進(jìn)脈沖 經(jīng) 一級(jí)齒輪減速后 帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng) 從而實(shí)現(xiàn)縱向 橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng) 二 機(jī)械部分改造設(shè)計(jì)與計(jì)算 1 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的改造一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速驅(qū)動(dòng)絲杠 螺母固定在溜板箱上 帶 動(dòng)刀架左右移動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)的布置 可放在 4 絲杠的任意一端 對(duì)車床改造來(lái)說(shuō) 外觀不必象產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求那么高 而從改造方便 實(shí)用方面來(lái)考慮 一般把步進(jìn)電機(jī)放在縱向絲杠的右端 2 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件 工作臺(tái)重量 W 80kgf 80N 根據(jù)圖紙粗略計(jì)算 時(shí)間常數(shù) T 25ms 滾珠絲杠基本導(dǎo)程 L 0 6mm 行程 S 640mm 脈沖當(dāng)量 p 0 01mm step 步距角 0 75 step 快速進(jìn)給速度 Vmax 2mm min 1 切削計(jì)算 由 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 可知 切削功率 Nc N K 式中 N 電機(jī)功率 查機(jī)床說(shuō)明書(shū) N 4KW 主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 一般為 0 6 0 7 取 0 65 K 進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù) 取為 K 0 96 則 Nc 4 0 65 0 96 2 496KW 又因?yàn)?NC 6120vFZ FZ v 所以 式中 v 切削線速度 取 v 100m min 主切削力 FZ 152 76 kgf 1527 6 N 由 金屬切削原理 可知 主切削力 FZ CFz apx Fz fYFz KFz 5 查表得 CFz 188kgf mm21880Mpa XFz 1 YFz 0 75 KFz 1 則可計(jì)算 FZ 如表 1 所示 表 1 FZ 計(jì)算結(jié)果 ap mm 2 2 2 8 8 8 f mm 0 2 0 3 0 4 0 2 0 3 0 4 FZ N 1125 1524 1891 1687 2287 2837 當(dāng) FZ 1520N 時(shí) 切削深度 ap 2mm 走刀量 f 0 3mm 以此參數(shù)做為下面計(jì)算的依據(jù) 從 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 中可知 在一般外圓車削時(shí) FX 0 1 0 6 F Z FZ 0 15 0 7 F Z 取 FX 0 5 FZ 0 5 1527 6 763 8N FY 0 6 FZ 0 6 1527 6 916 5N 2 滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 綜合導(dǎo)軌車床絲杠的軸向力 P KFX f F Z W 式中 K 1 15 f 0 15 0 18 取為 0 16 則 P 1 15 763 8 0 16 1527 6 800 1250 8N 1 強(qiáng)度計(jì)算 壽命值 L1 60iTn n1 0f主 0Dvf 取工件直徑 D 80 mm 查表得 T I 15000h 則 n1 20r min6804 3 6 L1 186052 最大動(dòng)負(fù)載 Q HwfP31 查表得 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) fw 1 2 硬度系數(shù) fH 1 則 Q 1 2 1 1250 8 39933 6N38 根據(jù)最大動(dòng)負(fù)載 Q 的值 可選擇滾珠絲杠的型號(hào) 例如 滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠 的產(chǎn)品樣本選取 FC1B 系列 滾珠絲杠直徑為 32mm 型號(hào)為 FC1B32 6 5 E2 其額 定動(dòng)載荷是 10689N 所以強(qiáng)度足夠用 2 效率計(jì)算 根據(jù) 機(jī)械原理 的公式 絲杠螺母副的傳動(dòng)效率 為 vtg 式中 摩擦角 10 螺旋升角 3 25 則 10253 tg 3 剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠受到工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程的變化量 L 1 EF0 式中 L0 6mm 0 6cm E 20 6 166N cm2 滾珠絲杠截面積 F 2 2 3 14d8031 則 L 1 5 9 10 6 14 3 280 6 2065 滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量 L 2 很小 可忽略 即 L L 1 所以 導(dǎo)程變形總誤差 為 7 5 9 10 6 9 8 m mL 016 查表知 E 級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差 1m 長(zhǎng) 為 15 m m 故剛度足夠 4 穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于機(jī)床原絲杠直徑為 30mm 現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為 32 mm 支承方式不變 所以穩(wěn)定性不存在問(wèn)題 3 齒輪及轉(zhuǎn)距的有關(guān)計(jì)算 1 有關(guān)齒輪計(jì)算 傳動(dòng)比 i 1 25PL 36001 675 故取 Z1 32mm Z2 40 m 2mm b 20mm 20 d1 m Z1 2 32 64mm d2 m Z2 2 40 80mm d 1 d1 2ha 68mm d 2 d2 2ha 84mm 72 21d 8064 2 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J1 2W 2 80 0 468 2 p8075 01438 4 68N 2 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JS 7 8 10 4 D4L1 7 8 10 4 3 24 140 3 11 475 2 114 75N 2 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 8 JZ1 7 8 10 4 6 44 2 2 617 2 26 17 N 2 JZ2 7 8 10 4 84 2 6 39 2 63 9 N 2 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可以忽略 因此 總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J JS JZ2 JZ1 J121i 11 475 6 39 2 617 0 46825 1 14 519 2 145 19N 2 3 所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算 快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 M Mamax Mf M 0 最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M Mat Mf M 0 M t 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 M Mf M 0 式中 Mamax 空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩 Mf 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩 M0 由于絲杠預(yù)緊所引起 折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩 Mat 切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩 Mt 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩 Ma 10 4N mTJn6 9 當(dāng) n nmax 時(shí) Mamax Ma nmax 416 7r min0maxLiv25 1 Mamax 10 4 2 52N m 25 72 f 6974 9 當(dāng) n nt 時(shí) Ma Mat nt 24 88r min0Lfi主 0 1fDvi 68014 325 Mat 10 4 0 1505N m 1 536 f 25 6984 Mf iF 0iWf0 當(dāng) 0 0 8 f 0 16 時(shí) Mf 1 223 f 25 1804 326 M0 1 02 iLFX 當(dāng) 0 0 9 時(shí)預(yù)加載荷 P0 Fx 則 3 M0 0 462 f 4 62N iLX 6 1 2 25 1804 9 67 Mt 7 297 f 72 97 N i20 3 所以 快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩 M Mamax Mf M 0 25 72 1 223 0 462 27 405 f 274 05N 切削時(shí)所需力矩 M Mat Mf M0 M t 1 536 1 223 0 462 7 297 10 518 f 105 18 N 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 M Mf M 0 1 223 0 462 1 685 f 16 85 N 由以上分析計(jì)算可知 10 所需最大力矩 Mmax 發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí) Mmax 27 405 f 274 05 N 二 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 1 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單 一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動(dòng)滾珠 絲杠 使刀架橫向運(yùn)動(dòng) 步進(jìn)電機(jī)安裝在大拖板上 用法蘭盤(pán)將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大拖板連 接起來(lái) 以保證其同軸度 提高傳動(dòng)精度 2 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算 由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算與縱向類似 所用到的公式不再詳細(xì)說(shuō)明 只計(jì)算 結(jié)果 已知條件 工作臺(tái)重 根據(jù)圖紙粗略計(jì)算 W 30 f 300N 時(shí)間常數(shù) T 25ms 滾珠絲杠基本導(dǎo)程 L0 4 左旋 行程 S 190 脈沖當(dāng)量 p 0 005 step 步距角 0 75 step 快速進(jìn)給速度 vmax 1m min 1 切削力計(jì)算 橫向進(jìn)給量為縱向的 1 2 1 3 取 1 2 則切削力約為縱向的 1 2 FZ 0 5 152 76 76 38 f 763 8N 在切斷工件時(shí) Fy 0 5 FZ 0 5 76 38 38 19 f 381 9N 2 滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算 1 強(qiáng)度計(jì)算 對(duì)于燕尾型導(dǎo)軌 P KFy f F z W 取 K 1 4 f 0 2 則 P 1 4 38 19 0 2 76 38 30 11 74 74 f 747 4N 壽命值 L1 13 5610Tn605 最大動(dòng)負(fù)載 Q 213 55 f 2135 5NPfHW31 74 12 53 根據(jù)最大動(dòng)負(fù)載 Q 的值 可選擇滾珠絲杠的型號(hào) 例如 滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠 的產(chǎn)品樣本選取 FC1B 系列 滾珠絲杠公稱直徑為 20 型號(hào)為 FC1B20 4 5 E2 左 其額定動(dòng)負(fù)載為 5393N 所以強(qiáng)度足夠用 2 效率計(jì)算 螺旋升角 3 38 摩擦角 10 則傳動(dòng)效率 0 956 tg 0183 tg 3 剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程的變化量 L 1 5 96 10 6 EF0 26719 0 214 347 滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量 L 2 很小 可忽略 即 L L 1 所以導(dǎo)程變 形總誤差為 mL 9 14096 54010 查表知 E 級(jí)精度絲杠允許的螺旋誤差 1m 長(zhǎng) 為 15 m m 故剛度足夠 4 穩(wěn)定性驗(yàn)算 由于選用滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相同 而支承方式由原來(lái)的一端 固定 一端懸空 一端固定 一端徑向支承 所以穩(wěn)定性增強(qiáng) 故不再驗(yàn)算 3 齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計(jì)算 1 有關(guān)齒輪計(jì)算 傳動(dòng)比 i 67 1350 36470 pL 故取 Z1 18 Z2 30 12 m 2 b 20 20 d1 36 d2 20 d 1 40 d 1 64 a 48 2 傳動(dòng)慣量計(jì)算 工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J1 20439 13 75 01438 80 22 Wp 絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JS 7 8 10 4 D4L1 7 8 10 4 24 50 0 624 2 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 JZ1 7 8 10 4 3 64 2 0 262 2 JZ2 7 8 10 4 64 2 2 022 2 電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可以忽略 因此 總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J 0439 2 0 624 53 1122 JJiZS 1 258 2 3 所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算 nmax min 7 416350maxrLiv Mamax N m 2 23 f 28 025 698 106 944max TJ nt 33 17r min3 31001DLvfif 主 Mat 0 0174 425 6978 N m 0 1775 f 13 Mf 0 287 f 0 028 N miLF 20iWf0 58 01432 M0 0 116 f 0 011 N m 9 69 1 6 22iY Mt 1 824 f 0 182 N m 58 0432 0iLFY 所以 快速空載啟動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩 M Mamax M f M 0 2 23 0 287 0 116 2 633 f 26 33N 切削時(shí)所需力矩 M Mat Mf M0 M t 0 1774 0 287 0 116 1 824 2 404 f 24 04 N 快速進(jìn)給時(shí)所需力矩 M Mf M 0 0 287 0 116 0 403 f 4 03 N 從以上計(jì)算可知 最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí) M max 2 633 f 26 33 N 三 步進(jìn)電機(jī)的選擇 一 步進(jìn)電機(jī)的選擇的基本原則 合理選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問(wèn)題 需要根據(jù)電機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況 經(jīng)過(guò)分析后才能正確選擇 現(xiàn)僅就選用步進(jìn)電機(jī)最基本的原則介紹如下 1 步距角 步距角應(yīng)滿足 imn 式中 i 傳動(dòng)比 min 系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)部件的最小轉(zhuǎn)角 2 精度 步進(jìn)電機(jī)的精度可用步矩誤差或積累誤 14 差衡量 積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開(kāi)始 經(jīng)過(guò)任意步后 轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn) 角之差的最大值 用積累誤差衡量精度比較實(shí)用 所以選用不進(jìn)電機(jī)應(yīng)滿足 Q i s 式中 Q 步進(jìn)電機(jī)的積累誤差 s 系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件允許的角度誤差 3 轉(zhuǎn)矩 為了使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行 不失步 不越步 正常啟動(dòng)并滿足對(duì)轉(zhuǎn)速的要求 必須 考慮 1 啟動(dòng)力矩 一般啟動(dòng)力矩選取為 Mq 5 03 L 式中 Mq 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩 ML0 電動(dòng)機(jī)靜負(fù)載力矩 根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù) 啟動(dòng)力矩選取如表 2 所示 M jm 為步進(jìn)電機(jī)的最大 靜轉(zhuǎn)矩 是步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的 表 2 步進(jìn)電機(jī)相數(shù) 拍數(shù) 啟動(dòng)力矩表 相數(shù) 3 3 4 4 5 5 6 6運(yùn)行 方式 拍數(shù) 3 6 4 8 5 10 6 12 Mg Mjm 0 5 0 866 0 707 0 707 0 809 0 951 0 866 0 866 2 在要求的運(yùn)行頻率范圍內(nèi) 電動(dòng)機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動(dòng)機(jī)的靜載力力矩與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng) 慣量 包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 引起的慣性矩之和 3 啟動(dòng)頻率 由于步進(jìn)電機(jī)的啟動(dòng)頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增大而降低 因此相應(yīng)負(fù)載力 矩和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的極限啟動(dòng)頻率應(yīng)滿足 ft f cp m 式中 ft 極限啟動(dòng)頻率 fcp m 要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動(dòng)頻率 15 二 步進(jìn)電機(jī)的選擇 1 C616 縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 Mq 685 125 N 4 015270 L 為滿足最小步矩要求 電動(dòng)機(jī)選用三相六拍工作方式 查表知 M q Mjm 0 866 所以步進(jìn) 電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 Mjm 為 Mjm 791 14 N 86 0125 q 步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 fmax Hz3 01 620max pv 綜合考慮 查表選用 110BF003 型直流步進(jìn)電機(jī) 能滿足使用要求 4 C616 橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 Mq N 825 64 0132 L 電動(dòng)機(jī)仍選用三相六拍工作方式 查表知 Mq Mjm 0 866 所以 步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩 Mjm 為 Mjm N 01 768 256 0 q 步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率 fmax 3333 3 Hz05 60max pv 為了便于設(shè)計(jì)和采購(gòu) 仍選用 110BF003 型直流步進(jìn)電機(jī) 能滿足使用要求 四 機(jī)床導(dǎo)軌改造 臥式車床上的運(yùn)動(dòng)部件 如刀架 工作臺(tái)都是沿著機(jī)床導(dǎo)軌面運(yùn)動(dòng)的 導(dǎo)軌就是支 承和導(dǎo)向 即支承運(yùn)動(dòng)部件并保證運(yùn)動(dòng)部件在外力作用下 能準(zhǔn)確的沿著一定的方向運(yùn) 動(dòng) 導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度 精度保持性和低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 直接影響機(jī)床的加工精度 承載 能力和使用性能 16 數(shù)控機(jī)床上 常使用滑動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)導(dǎo)軌 滾動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小 動(dòng)靜摩擦系數(shù)接 近 因而運(yùn)動(dòng)靈活輕便 低速運(yùn)行時(shí)不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象 精度高 但價(jià)格貴 經(jīng)濟(jì)型數(shù) 控一般不使用滾動(dòng)導(dǎo)軌 尤其是數(shù)控改造 若使用滾動(dòng)導(dǎo)軌 將太大增加機(jī)床床身的改 造工作量和改造成本 因此 數(shù)控改造一般仍使用滑動(dòng)導(dǎo)軌 滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 剛性好 抗振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn) 普通機(jī)床的導(dǎo)軌一般是鑄鐵 鑄鐵或鑄鐵 淬火鋼導(dǎo)軌 這種導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是靜摩擦系數(shù)大 且動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度的變 化而變化 低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象 影響行動(dòng)平穩(wěn)性和定位精度 為克服滑動(dòng)導(dǎo)軌的上 述缺點(diǎn) 數(shù)控改造一般是將原機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行修整后貼塑 使其成為貼塑導(dǎo)軌 貼塑導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小 且動(dòng)靜摩擦系數(shù)差很小 能防止低速爬行現(xiàn)象 耐磨性 抗 咬傷能力強(qiáng) 加工性和化學(xué)性能穩(wěn)定 且 有良好的自潤(rùn)滑性和抗振性 加工簡(jiǎn)單 成本 低 目前應(yīng)用較多的聚四氟乙稀 PTEE 貼塑軟帶 如美國(guó)生產(chǎn)的 Twrcite B 和我國(guó)生 產(chǎn)的 TSF 軟帶材料 次 此種軟帶厚度為 0 8 1 6 3 2 等幾種規(guī)格 考慮承載變 形 宜厚度小的規(guī)格 如果考慮到加工余量 選用厚度為 1 6 為宜 貼塑軟帶粘貼工藝非常簡(jiǎn)單 可直接粘結(jié)在原有的滑動(dòng)導(dǎo)軌面上 不受導(dǎo)軌形式的 限制 各種組合形式的滑動(dòng)導(dǎo)軌均可粘結(jié) 粘結(jié)前按導(dǎo)軌精度要求對(duì)金屬導(dǎo)軌面進(jìn)行加 工修理 根據(jù)導(dǎo)軌尺寸長(zhǎng)度放大 3 4 切下貼塑軟帶 金屬粘結(jié)面與軟帶結(jié)面應(yīng)清洗 干凈 用特殊配制的粘合劑粘結(jié) 加壓固化 待其完全固化后進(jìn)行修整加工 作為導(dǎo)軌 面的表面 根據(jù)需要可進(jìn)行磨 銑 刮研 開(kāi)油槽 鉆孔等加工 以滿足裝配要求 五 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的選用 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的選用是普通機(jī)床數(shù)控改造機(jī)械方面的關(guān)鍵 而由數(shù)控系統(tǒng)控制的自 動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架 具有重復(fù)定位精度高 工件剛性好 性能可靠 使用壽命長(zhǎng)以及工藝性能 襖等優(yōu)點(diǎn) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的自動(dòng)刀架 在生產(chǎn)中最常用的是常州武進(jìn)機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的 系列刀架 具有重復(fù)定位精度高 工作剛性好 使用壽命長(zhǎng) 工藝性能好等優(yōu)點(diǎn)達(dá)到國(guó) 內(nèi)先進(jìn)水平 在生產(chǎn)中大量使用 現(xiàn)選用常州武進(jìn)機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的 LD4 工型系列 四工位自動(dòng)刀架 C616 適配刀架 刀架技術(shù)參數(shù) 刀位數(shù) 4 17 電動(dòng)功率 60W 電機(jī)轉(zhuǎn)速 1400r min 夾緊力 1t 上刀體尺寸 152 152 下刀體尺寸 161 171 技術(shù)指標(biāo) 重復(fù)定位精度 0 005 工作可靠性 30000 次 換刀時(shí)間 90 180 270 2 9s 3 4s 3 9s 六 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造時(shí)數(shù)控系統(tǒng)選用 數(shù)控系統(tǒng)是一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的核心 對(duì)系統(tǒng)的選擇在機(jī)床數(shù)控改造中是至關(guān)重要的 現(xiàn)從系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性選擇為開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)為 JWK 15T 現(xiàn)將該經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)性能參數(shù)列表如下 1 生產(chǎn)廠家 南京微分電機(jī)廠江南機(jī)床數(shù)控工程公司 2 用戶容量 24K 3 設(shè)定單位 X 0 005 Z 0 01 4 控制軸數(shù) X Z 兩軸 5 聯(lián)動(dòng)軸數(shù) 二軸 6 編程尺寸 9999 99 7 快速 X Z 向 316 8 G 功能 G00 G04 G22 G29 G32 G33 G36 G37 G9 G80 G92 9 M 功能 M00 M09 M20 M29 M92 M99 10 S 功能 S01 S04 S05 S10 11 T 功能 T1X T8X 12 步進(jìn)電機(jī) 220V 10 50HZ 13 控制精度 1 步 18 14 功耗 W 360 15 環(huán)境溫度 0 40 C 16 相對(duì)溫度 80 25 C 17 外形尺寸 340 400 220 18 系統(tǒng)重量 17 kg 七 典型零件的工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用程序編制 所需加工零件的材料為 45 號(hào)鋼 加工零件如下圖所示 割 槽 刀鏜 刀螺 紋 刀外 形 刀刀 具 類 型刀 號(hào) 其 余 2 45 40 5 一 工藝分析 1 該零件分七個(gè)工步來(lái)完成加工 即先用 16 的麻花鉆來(lái)鉆孔 再粗車外圓 第三 步粗鏜孔 第四步精鏜內(nèi)孔 第五步精車外圓 第六步車 M30 的細(xì)牙螺紋 螺距 F 0 75 19 最后切斷 2 較為突出的問(wèn)題是如何保證 38 18 和長(zhǎng)度 50 的尺寸公差 長(zhǎng)度方向的中間 凹槽 粗車 粗車刀的副偏角大于 45 棒料伸出三爪卡盤(pán) 65mm 裝夾工件 3 選擇 01 號(hào)車刀 副偏角大于 45 02 號(hào)螺距紋刀 03 號(hào)內(nèi)孔鏜刀 04 號(hào)割槽 刀共四把刀 4 G73 進(jìn)行外圓粗加工時(shí) 單邊粗車吃刀量 1 75 U 1 75 R 是切削次數(shù) 4 次 精 車余量 0 5mm G71 進(jìn)行內(nèi)孔粗加工時(shí) 單邊粗車吃刀量 1mm U 1 R 退刀量的值 0 5mm 精車余量 0 5mm 二 工件坐標(biāo)系的設(shè)定 選取工件的右端面的中心點(diǎn) O 為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn) 三 手動(dòng)鉆孔 夾好工件 用 16 的麻花鉆手動(dòng)鉆孔 孔深 55mm 四 編制加工程序 N001 G94G54T1 M03S700M08 N002 G00Z0X32 N003 G01X 1F30 N004 G00Z1X30 6 N005 G01Z 44F80 N006 G00X31Z1 N007 G00X27 N008 GO1Z 22 4F80 N009 G00X28Z1 N010 G00X25 N011 G01Z 22 4F80 N012 G00X26Z1 N013 G00X23 9 N014 G01Z 20 N015 G00Z1X25 N016 G00X80Z120M09M05 N017 T2M06M08M03 N018 G00Z0X24 N019 G01X2 5F30 N020 G01X23 9 CHF 2 N021 G01Z 8F80 20 N022 G01X22Z 9 6 N023 G01Z 19 8 N024 G01X24 6 N025 G01X27 N026 G01X30 5Z 38 4 N027 G01Z 44 N028 G00X31Z 8 N029 G00X24 N030 G01X23 9 N031 G01X20 8Z 9 6 N032 G01Z 19 8 N033 G02X24 6Z 22 4CR 5 6F50 N034 GO1X30 4Z 38 4 N035 G01Z 44 N036 G00X80Z100M09M05 N037 T3M06M08M03 N038 G00Z3X23 3 N039 G33Z 11K 0 75 N040 G00X25 N041 G00Z3 N042 G00X23 1 N043 G33Z 11K 0 75 N044 G00X25 N045 G00Z3 N046 G00X23 N047 G33Z 11K 0 75 N048 G00X25 N049 G00X80Z120M09M05 N050 T4M06M08M03 N051 G00Z3X0 N052 G01Z 44F15 N053 G01Z3F50 N054 G00X80Z120M09M05 N055 T5M06M08M03 N056 G00X14 2Z1 N057 G01Z 41F50 N058 GOOX14Z1 N059 GOOX14 4 N060 G01Z 41 N061 G00X14Z1 N062 G00X16Z0 N063 G01X14 4Z 8 N064 G00Z0 N065 G00X17 6 21 N066 G01X14 4Z 8 N067 G00Z1 N068 G00X80Z120M09M05 N069 T6M06M08M03 N070 G00X32Z 40 N071 G01X12F30 N072 G00X80Z120 N073 M05M09M02 小結(jié) 三年的大學(xué)學(xué)習(xí) 讓我們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面的知識(shí)有了一個(gè)系統(tǒng)而 又全新的的認(rèn)識(shí) 畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)中最后一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié) 是一 個(gè)綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)任務(wù) 它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個(gè)良好的基 礎(chǔ) 對(duì)我們掌握所學(xué)知識(shí)情況進(jìn)行了全面而又直觀的檢測(cè) 為了能夠較好的 完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì) 我投入了 萬(wàn)分的精力做了充分的準(zhǔn)備工作 首先 我先針對(duì)畢業(yè)課題來(lái)考慮 在指導(dǎo)老師的指點(diǎn)和幫助下 對(duì)所需 的資料進(jìn)行搜集和整理 根據(jù)設(shè)計(jì)的要求 再對(duì)資料做一個(gè)簡(jiǎn)單的歸類 其次 依據(jù)指導(dǎo)老師給出的設(shè)計(jì)任務(wù)要求 先制定設(shè)計(jì)的總體方案 按 照指導(dǎo)老師要求的設(shè)計(jì)進(jìn)度 一步步的完成此次的設(shè)計(jì)任務(wù) 前幾周的數(shù)控 拆裝綜合實(shí)驗(yàn) 為我此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)做了很好的鋪墊 讓我做起來(lái)沒(méi)有太多 陌生的感覺(jué) 更加得心應(yīng)手些 畢業(yè)設(shè)計(jì)雖已結(jié)束 但想想我在其中所學(xué)到的知識(shí) 所遇到的困難 仍 記憶猶新 它讓我明白了無(wú)論是設(shè)計(jì)新產(chǎn)品 還是改造原先的老產(chǎn)品 都是 一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)過(guò)程 容不得半點(diǎn)含糊 設(shè)計(jì)人員應(yīng)先明白設(shè)計(jì)的目的 了 解產(chǎn)品的價(jià)值和實(shí)用性 其次要對(duì)設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行構(gòu)思 確定總體方案 查 22 閱資料 最后編寫(xiě)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 進(jìn)行繪圖 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我獨(dú)立設(shè)計(jì)思考和分析解決問(wèn)題的能力 拓寬了 我的知識(shí)面 是一次很好的鍛煉機(jī)會(huì) 感謝指導(dǎo)老師焦主任和課外指導(dǎo)老師 鄒工對(duì)我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo) 參考文獻(xiàn) 張新義 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 余英良 機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例 機(jī)械工業(yè)出版社 何銘新 機(jī)械制圖 高等教育出版社 徐 灝 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 第 2 版 第 4 卷 機(jī)械工藝出版社