CA6140车床数控化改造设计
CA6140车床传动部分数控改装设计
CA6140车床传动部分数控改装设计作者姓名：XX专业名称：机械工程及自动化指导教师：XX摘要数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础，数控机床在当今机械制造业中发挥着巨大的作用。
购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径,但是成本高,许多企业在短时间内无法实现，这严重阻碍企业设备更新的步伐。
为此把普通机床数控化改造，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径。
本文针对CA6140车床传动部分进行数控改装设计，在简单介绍了普通车床数控改造的必要性及优点以及数控系统的产生和发展的基础上，针对CA6140车床的主要技术参数，确定了传动部分数控改造的总体方案。
对主传动系统中的各级转速、齿轮设计、电动机选择等进行了详细研究，对横向进给和纵向进给系统设计、步进电机的选择、车床横向进给丝杠螺母结构的改进等也进行了研究。
同时介绍了对机床导轨、刀架等其它部分的改造。
通过对普通机床的数控改造，在理论上提高了机床的加工精度、生产能力，减少了传动件数量，使传动系统变得简单精练，进一步扩大了机床的自动化程度。
关键词：普通车床数控改造传动部分AbstractNow numerical control technology and CNC equipment manufacturing industry is an important basis of modernization and the NC machine plays a very great role in mechanical engineering.Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency, but it may not come true to many enterprises because it cost much. Enterprises’ equipment updating steps are counteracted severely. So General lathe's numerically controlled reforming is a quick way that costs less, improve production precision and efficiency, and it can improve enterprises’ competitive power.In this pape, the transmission part of CA6140 lathe of NC transformation is reconstructed by applying NC technology. Based on introducing the necessity and advantages of using NC technique for rebuilding machine tools and the emergence and development of the NC system, we determine the overall scheme of the NC transformation according to the main technical parameters of the CA6140. The levels of main transmission system, speed, gear design, motor selection are studied. At the same time, traverse and longitudinal feeding system design, stepping motor choice, lathe traverse screw nut structure improvement, the transformation of guide way and the tool rest will be studied and introduced.Reequipped machine tools with the CNC devices, the accuracy of processing and the production capabilities of the lathe are enhanced greatly in theory. The quantity of the transmission parts is reduced and the transmission chain cycle is shorten. To further expand the automation of the machine tool, the transmission system becomes simple and concise.Keywords:engine lathe, NC transformation, transmission system目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1机床数控改造的目的 (2)1.2数控系统的产生和发展 (2)1.3数控改造的必要性 (3)1.4数控机床改造的优点 (3)1.5 CA6140数控车床主要技术参数 (3)1.6数控机床改造的设计步骤 (4)2 总体方案设计 (6)1.主轴箱的改造 (6)2.进给系统的改造 (6)3主传动系统设计 (8)3.1 转速图的拟定 (9)3.1.1 确定传动原理图 (9)3.1.2公比Φ及结构式的确定 (10)3.1.3验算传动组的变速范围 (11)3.1.4确定传动的各级转速及确定转速图 (11)3.1.5计算各轴转速 (12)3.1.6 齿轮齿数的确定 (12)3.2 主传动改造设计 (12)3.3 齿轮的设计 (14)3.4轴与轴承的改造设计 (15)3.5 主轴脉冲发生器 (16)3.6 选择电动机 (17)4进给系统设计 (18)4.1概述 (18)4.2 进给系统设计与计算 (19)4.2.1纵向进给系统的设计计算 (19)4.2.2横向进给系统的设计计算 (25)4.2.3步进电机的选择 (29)4.2.4 车床横向进给丝杠螺母结构的改进 (31)4.3 进给系统的安装调整 (33)5 其它部分的改造 (34)5.1 机床导轨的改造 (34)5.2 自动转位刀架的改造 (35)5.3可控电动尾座 (36)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)前言数控车床作为机电液气一体化的典型产品，是现代机械制造业中不可缺少的加工设备，在机械制造业中发挥着重要的作用，能解决机械制造中结构复杂、精密、批量小、零件多变的加工问题，且产品加工质量稳定，生产效率较高。
CA6140普通车床数控化改造毕业设计论文
设计目的通过本课程设计的训练，使学生在学完《数控机床结构及维修》和《数控原理与系统》课程之后，能够运用所学的知识独立完成数控车床进给传动系统的自动控制系统设计，从而使我们更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。
（1）运用所学的理论知识,进行车床数控化改造的初步训练,培养我的设计能力；（2）了解普通车床的机械部分的数控化改造与电气部分的数控化改造方法（3）掌握查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力；（4）掌握编写技术说明书的能力。
摘要数控机床的优点：具有高度柔性，加工精度高，加工质量稳定、可靠，生产率高，改善劳动条件，利于生产管理现代化。
普通机床的缺点：普通机床靠齿轮和普通丝杠螺母传动。
由于各运动副间存在间隙，加上手工操作不准确，因此重复精度较低。
普通机床测量时需停车后手工测量，测量误差较大，而且效率低下。
适合批量较小，精度要求不高，零活类零件。
它投资较数控低，但对工人的操作技能要求较高，因此工资水平高。
在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。
因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。
也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。
物竞天择，适者生存。
一些不适应社会发展在机床必将被淘汰，所以实施机床的数控化改造是机械行业在必然趋势。
通过搜集资料、实践研究等方法对机床就行改造即是用较少的成本去创造更高的价值。
而这也将极大的推动中国机械行业的发展。
经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。
所以很多企业纷纷将现有机床改造成经济型数控机床，这种做法具有投资少、见效快的特点。
事实证明：机床的数控化改造可以为企业带来可观的经济效益。
关键词：CA6140普通车床；数控化改造；数控车床目录第一节普通车床数控化改造绪论1.1 概述 (1)1.2 数控机床在我国的发展概况 (1)1.3 数控机床的发展趋势 (2)第二节机械设计部分 (3)2.1C A6140普通车床的数控化改造设计方案的拟定 (3)2.2总体方案确定 (3)2.3设计参数 (4)2.4 CA6140车床进给伺服系统机械部分设计计算 (5)2.5步进电机拖动的开环系统 (15)第三节 PLC程序设计部分 (16)3.1系统配置 (16)3.2程序设计 (16)3.3程序设计及调试运行程序 (17)第四节体会收获 (21)第五节参考文献 (22)第一节普通车床数控化改造绪论1.1 概述1．机床数控化改造的目的：用数控装置、伺服系统、滚珠丝杠副及其他辅助装置等对普通机床进行数控化改造，将其有机结合，使普通机床基本具备同类数控机床的性能的数控机床。
CA6140型普通车床数控化改造设计
7、可以采用最新的控制技术，可根据技术革新的发展速度,及时提提高生产设备自动化水平和效率，提高机床质量和档次,将旧机床改造成当今水平的机床。自动化程度高、专业性强、加工精度高、生产效率高。
8、增强了功能，如圆弧加、锥度加工，这是传统加工方法难以完成的。
9、交货期短，可满足生产急需。
六、 数控改造的设计步骤
1.旧机床的设备选型
通常对一台旧机床，是否需要进行数控化改造，首先应对该设备进行估价，这也就是设备选型。已判断该设备是否有改造价值，改造后不能满足需求，改造后的可能性等，这些都于设备的选择密切相关，所以设备选型是设备改造的重要环节，应重点考虑几个重要参数:设备的型号规格、生产厂家和国别、投产时间、目前运行状况、剩余价值(机械、电气)、改造后可达到的预期效果。数控改造应尽可能采用20世纪80年代后生产的机床，因为这类机床由于使用年限短，其几何精度相对高一些，改造效果也要好一些。
以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
（二）从宏观上看，数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是，国产数控机床与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。 我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右，差距太大，急待改造。 旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。 随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。 1984年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说，本毕业设计实例具有典型性和实用性。
CA6140车床数控化改造设计解析
CA6140车床数控化改造设计解析一、背景介绍：CA6140车床是一种常见的传统车床，它通过手动操作来控制工件加工过程，由于操作依赖于操作人员的经验和技能水平，加工效率低且容易受到人为因素的影响。
为了提高加工效率和加工精度，以及减少人为错误带来的质量问题，对CA6140车床进行数控化改造是一个重要的研究方向。
二、数控化改造的目标：1.提高加工效率：通过数字控制系统控制各个工作参数，实现工件的自动化加工，提高加工效率。
2.提高加工精度：通过数控系统的精确控制，保证工件加工的精度和一致性。
3.降低人为错误：将操作人员对机床的依赖度降低，减少人为错误对产品质量的影响。
4.增加功能灵活性：数控系统可以灵活地调整参数，以适应不同工件的加工需求。
三、设计方案：1.数控系统选型：选择一款适合CA6140车床的数控系统，该系统应具有稳定可靠的性能和完善的功能，能够满足车床加工的需求。
2.导轨和滑块改造：对原有的导轨和滑块进行改造或更换，以提高加工精度和稳定性。
3.主轴改造：对原有的主轴进行改造或更换，以提高转速控制的精度和可靠性。
4.伺服电机安装：在车床的各个轴向上安装伺服电机，由数控系统控制其运动，以实现自动化加工。
5.完善的自动化装置：设计并安装自动换刀装置、自动送料装置等，以提高加工效率和减少人为操作。
6.编程软件开发：根据数控系统的特点，开发适合CA6140车床的编程软件，以便操作人员能够方便地进行程序编写和调整。
7.操作界面设计：设计一个简洁明了的操作界面，方便操作人员进行监控和调整。
四、预期效果：1.加工效率提高：数控系统实现了工件的自动化加工，大大提高了加工效率，减少了人为操作的时间。
2.加工精度提高：通过对各个工作参数的精确控制，加工精度得到了显著的提高。
3.缩短交期：由于加工效率提高，交货期可以相应缩短，提高了客户的满意度。
4.减少人为错误：数控系统的自动化控制减少了人为错误的可能性，提高了产品的质量稳定性。
ca6140车床数控化改造设计开题报告
开题报告1、数控系统发展1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。
它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。
6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。
从此，传统机床产生了质的变化。
近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。
2、国内外发展的动向（一）国内数控机床现状近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。
在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。
2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。
但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。
近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。
出口的数控机床品种以中低档为主。
（二）国内数控机床的特点1、新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。
2、数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高。
2001年国内数控金切机床产量已达1.8万台，比上年增长28.5%。
金切机床行业产值数控化率从2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。
3、数控机床发展的关键配套产品有了突破。
3、数控系统的趋势1. 继续向开放式、基于PC的第六代方向发展基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。
CA6140普通车床数控化改造设计.
CA6140普通车床数控化改造设计摘要应用成熟的数控技术理论和成功经验，以低廉的成本对普通旧机床进行数控化改造，可以恢复甚至提高原机床的精度，适应工业高速跨越式发展的要求，为此机床数控化改造在国际国内作为新的经济增长行业获得了很大的发展。
本文以CA6140机床为研究对象，对该机床进行了数控化改造，主要研究内容如下：对数控伺服系统的工作原理进行分析研究，简单了解了数控化改造过程中数控系统的选型，分析研究了CA6140机床的数控化改造方案，重点介绍了本课题采用的GSK980TD系统。
根据机械、动力学及电气设计原理，采用交流变频电机变频调速，对数控机床的主传动系统进行了设计和校核。
根据进给系统的要求，对切削力和滚珠丝杠进行了计算，并选配了合适的齿轮和进给电机。
对CA6140车床电气控制部分进行了PLC设计，绘制了主轴及伺服系统的梯形图，编制了PLC可编程控制器工作程序；给出整机电气线路改造方案。
对改造后的机床精度进行了恢复，并给出伺服系统典型部件改造方案。
数控化改造后的机床实际应用效果良好，取得了良好的加工质量和经济效益。
此次研究，为企业技术人员实现传统CA6140型车床数控化改造提供了行之有效的科学方法，对于企业其他传统设备的技术改造也有借鉴和参考价值。
关键词：数控改造；伺服系统；PLC；CA6140车床目录绪论 .......................................................................................................................................1.1数控机床改造的背景和意义 .........................................................................................1.1.1数控机床在我国发展的现状 ................................................................................1.1.2车床数控化改造的意义 ........................................................................................1.1.3普通车床数控化的优点...........................................................1.2 车床数控化改造的内容 ............................................................. 错误!未定义书签。
CA6140车床数控化改装控制系统设计
专科毕业设计论文CA6140车床数控化改装控制系统设计作者姓名指导教师所在院系专业班级提交日期2010年8月CA6140车床数控化改装控制系统设计摘要本文介绍了普通车床的数控改造条件, 同时介绍了对CA6140车床进给传动系统等进行的数控化改造的控制系统设计的过程。
改造后的数控车床的加工能力、自动化水平和加工精度明显提高。
如今科学技术发展迅速，特别是微电子技术和计算机技术的发展更快，应用到数控系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工精度。
实践已经证明普通车床的经济型数控改造具有重大的实际价值。
本文来源于生产实践，将CA6140 型普通车床改造成经济型数控车床，实现CA6140 车床原有功能，在机床的精度、性能等方面除保持原来状况外还有所提高。
关键词：普通车床，数控系统，数控改造，生产实践目录第1章. 绪论 (1)1.1 数控系统的发展趋势 (1)1.2 数控机床的组成和工作原理 (2)1.3 数控机床改造的必要性 (6)第2章. 机床数控化改造总体方案设计 (8)2.1 数控系统运动方式的确定 (8)2.1.1 机械部分改造介绍 (8)2.1.2 数控系统部分总体设计 (9)2.1.3 进给传动系统 (11)2.2 伺服进给系统的选择要求 (12)第3章. 步进电机的计算和选用 (14)3.1 计算转矩 (14)3.2 初选步进电机型号 (14)3.3 校核步进电机转矩 (15)3.4 步进电动机的控制与驱动 (17)第4章. 微机控制系统电路设计 (19)4.1 机床硬件电路组成 (19)4.2 选择中央处理器的类型 (20)4.3 存储器扩展电路设计 (24)4.3.1 扩展对外总线 (24)4.3.2 外部程序存储器的扩展 (25)4.3.3 外部数据存储器的扩展 (27)4.4 外部I/O口的扩展 (28)4.5 键盘与LED显示管理 (30)4.5.1 选择管理芯片 (30)4.5.2 键盘管理 (33)4.5.3 LED显示控制 (37)第5章. 总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)第1章绪论1.1 数控系统的发展趋势随着微电子技术、计算机技术、紧密制造技术及检测技术的发展，数控机床性能日益完善，数控系统应用领域日益扩大。
CA6140车床数控化改造设计
确保数控系统与车床电气系统的连接 稳定可靠，包括信号线、电源线等。
数控系统功能
根据车床加工需求，选择具有插补、 补偿、固定循环等功能的数控系统。
主轴系统改造
01
02
03
主轴电机更换
根据需要，更换更高功率 和转速的主轴电机，提高 加工效率。
主轴轴承调整
优化主轴轴承配置，提高 主轴刚性和回转精度。
主轴冷却系统改造
结构简单、操作方便、加工精度高、 适用范围广。
CA6140车床工作原理
操作流程
工件固定在机床工作台上，刀具旋转并沿轴线移动，通过刀具和工件的相对运动实现切削加工。
主要结构
由主轴箱、进给系统、工作台、润滑系统等部分组成。
Hale Waihona Puke CA6140车床现有问题加工精度不足
由于机械传动链误差和 热误差，导致加工精度
通过改进车床的附件配置，拓展其加 工范围，满足更多类型零件的加工需 求。
加强环保性能
优化车床的冷却和排屑系统，减少加 工过程中的噪音和粉尘排放，提高环 保性能。
对其他车床改造的启示
重视技术升级
对于其他车床改造，应重视数控技术的升级和应用，以提高加工 精度和生产效率。
强化自动化程度
在改造过程中，应尽可能提高设备的自动化程度，减轻工人的劳 动强度。
难以保证。
自动化程度低
手动操作和调整较多， 加工效率低下，工人劳
动强度大。
维护成本高
机械部件磨损较快，维 修保养成本较高。
生产安全性差
存在机械伤害的风险， 对工人安全构成威胁。
03
数控化改造方案
数控系统选择
数控系统类型
数控系统连接
选择适合ca6140车床的数控系统，如 FANUC、SIEMENS等知名品牌。
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计算切削力
纵向切削力计算 查阅相关资料计算得： 车削时最大工作载荷 Fm KFL f ( Fv G) =1.15×1340+0.04×(5360+90×9.8) =1790.68(N) 最大动载荷 C L f F 3 = 83.5 ×1.5×1790.68=11740（N）
3 m m
•
步进电机选择原则纵向驱动电源自选择横向电机选择五、数控系统的选择
• 现在国内数控设备使用的数控系统也是有不少的
品牌和种类，大体分为国产系统和进口系统，现 在国内厂家主流系统有：广州数控，北京KND， 华兴数控，华中数控，蓝天系统等，台湾系统有： 新代系统，宝元系统等，进口系统有：三菱系统， 西门子系统，发那科系统。 但是进口系统在某些性能上的确有其过人之处， 但是价格比较昂贵。从数控化改造的经济性和系 统的稳定性及综合性能上考虑我们选用广数的 GSK 980TDb系统，作为数控改造的系统，用来控 制机床的运行。
总体方案设计图
三、机械系统的改造设计方案 1．主传动系统的改造方案 对普通车床进行数控化改造时， 一般可保留原有的主传动机构和 变速操纵机构，这样可减少机械 改造的工作量。
2．换装自动回转刀架
为了提高加工精度，实现一次装夹完成多道 工序，将车床原有的手动刀架换成自动回转 刀架，选用常州市宏达机床数控设备有限公 司生产的LD4B-CK6140型四工位立式电动 刀架。实现自动换刀需要配置相应的电路， 由数控系统完成。
CA6140普通车床改造成经济型数控车床。 主要参数如下： （1）床身上最大加工直径400 mm； （2）最大加工长度1000 mm； （3）X方向(横向)的脉冲当量δx = 0.005 mm/ 脉冲，Z方向(纵向)δz = 0.01 mm/脉冲； （4）X方向最快移动速度Vxmax = 3000 mm/min，Z方向为Vzmax = 6000 mm/min； （5）X方向最快工进速度Vxmaxf = 400 mm/min，Z方向为Vzmaxf = 800 mm/min；
选择纵向滚珠丝杠螺母副
故滚珠丝杠副的尺寸规格，相应的额定动载 荷Ca不得小于最大载荷C;因此有 Ca＞C=11740N 因此初选外循环滚珠丝杠的型号为型 CD63×8-3.5-E型 经过传动效率计算、刚度验算、压杆稳定性 验算等一系列验证此型号滚珠丝杠符合纵 向传动要求。
选择横向滚珠丝杠螺母副
• 根据最大负载Q值，可选择滚珠丝杠的型号,
进给系统改造简图
四、进给传动部件的计算和选型
纵、横向进给传动部件的计算和选型 主要包括： 1、确定脉冲当量 2、计算切削力 3、选择滚珠丝杠螺母副 4、设计减速箱 5、选择步进电动机
确定脉冲当量
• 对经济型数控机床来说，常采用的脉冲当
量为0.01mm/step和0.005mm/step,在 CA6140的技术参数中，要求纵向脉冲当量 为0.01mm/step。横向脉冲当量为 =0.005mm/step。
3．螺纹编码器的安装方案
螺纹编码器又称主轴脉冲发生器或圆光栅。 数控车床加工螺纹时，需要配置主轴脉冲发 生器，作为车床主轴位置信号的反馈元件， 它与车床主轴同步转动；通常直接安装在主 轴后端，与主轴同轴比较方便
4．进给系统的改造与设计方案
首先拆去进给箱、溜板箱、光杠；还要 对车床的床鞍进行部分的改造，拆去纵向小 拖板、 横向拖板，将丝杠换成滚珠丝杠，并 且由一端驱动的步进电机来控制。
•
GSK 980TDb系统界面
二、总体方案的确定
总体方案设计应考虑机床数控系 统的类型，传动方式和执行机构 的选择等。
（1）普通车床数控化改造后应具有单 坐标定位，两坐标直线插补、圆弧插补 以及螺纹插补的功能。因此，数控系统 应设计成连续控制型。
（2）普通车床经数控化改造后属 于经济型数控机床，在保证一定加 工精度的前提下，应简化结构，降 低成本。因此，进给伺服系统常采 用步进电动机的开环控制系统。 （3）根据普通车床改造，应在降 低成本的同时缩短改造的周期，应 选用市场上生产成熟的数控系统， 广州数控系统、华中数控系统等。
外循环插管埋入式双螺母预紧式的滚珠丝 杠，型号为2004—2.5—3左，其中额定动 载荷为14200N，所以强度够用 • 经过效率计算 、刚度验算 、稳定性等一系 列计算验证得此横向滚珠丝杠满足横向传 动要求。
减速箱设计
选择步进电机
• 为了保证步进电机的启动性能，要特别考虑负载
惯性矩。当所带负载的惯性矩增大时，由于步进 电机是按电磁铁吸力原理来动作，所以当惯性矩 增大到某一值时，就会使步进电机产生擅动就会 产生启动不良效果，所以，使用步进电机时尽量 选小的负载。在本次设计过程中我们采用减速齿 轮来联结滚珠丝杠和步进电机，以达到改变惯性 矩的目的。 同时，应该尽可能地消除配对齿轮之间的间隙， 否则就会产生使运动滞后的指示信号的误差，对 加工件的精度就会产生很大的影响。
（4）根据系统的功能要求，需要光电 隔离电路和步进电机驱动电路，此外， 系统中还应包括螺纹加工中用的光电脉 冲发生器和其他辅助电路。 （5）设计自动回转刀架及其控制电
路。 （6）纵向和横向进给是两套独立的 传动链，它们由步进电机、齿轮副、 丝杠螺母副组成，其传动比应满足 机床所要求的分辨率。
（7）为了保证进给伺服系统的传 动精度和平稳性，选用摩擦小、传 动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应 有预紧机构，以提高传动刚度和消 除间隙，齿轮副也应有消除齿侧间 隙的机构。 （8）采用贴塑导轨，以减小导轨 的摩擦力。 （9）选择四工位自动回转刀架， 选择螺纹编码器等。
（6）X向定位精度± 0.01 mm，Z向± 0.02 mm； （7）可以车削柱面、平面、锥面与球面等； （8）安装编码器，可以车削公/英制的直螺纹与 锥螺纹，最大导程为24 mm； （9）安装四工位立式电动刀架，系统自动选刀； （10）纵、横向安装限位开关； （11）数控系统可选用国产数控系统；
CA6140数控化改造方案
组员： -------------------------------------------
CA6140车床
CA6140车床结构
CA6140传动系统简图
一：数控化改造概述
CA6140型普通车床的主传动系统和进给系统 都由主轴电机控制，而改造后的车床则把主传动 系统和进给系统的运动分离开。分别由各自的步 进电机来控制，但是为保证车床在车螺纹时主传 动运动与进给运动之间的联系，所以在拆掉进给 系统的同时，必须在主轴上安装一个脉冲发生器， 来实现主轴传动和进给运动之间的联系。同时， 为了提高机床的精度和效率，用滚珠丝杠来代替 原机床的光杠，并且采用单独的步进电机来控制。 这样不仅提高了机床的性能和精度，还提高了机 床的使用性能。
横向切削力计算
• 横向进给量为纵向的 1
约为纵向的 2 ：
Z
1 1 ~ 2 3
，取 ，则切削力
1 2
• F 1 1909.44 954.72N ； 2 F • 在切断工件时： 0.5F
y
Z
0.5 954.72 477.36N
最大动载荷 Q
3
Li PfW f H 3 405 919.248 1 1.2 8161.42N