C623普通车床的经济数控化改造毕业设计论文
普车数控化改造
第一章前言1.1问题提出随着科学技术的迅猛发展，数控机床已经成为衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志。
采用经济型数控系统对普通机床进行数控化改造，尤其适合我国普通机床拥有量大，生产规模小的具体国情。
机电一体化技术涉及机械、电子、以及控制等多门学科，是现代工业最主要的基础技术和核心技术之一，是衡量一个国家机械装备发展水平的重要标志。
本次设计是对CA6132普通车床的数控化改造。
在国内，盛行普通车床改造成数控车床，此设计就是针对着这以目的而设计的，这就降低了生产成本，缩短了工业化的进程，同时为广大的生产厂家所接受。
购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,但是成本太高，很多工厂在短时间内都无法有那么多的资金，这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐；同时目前大多数企业还有数量众多，而且还具有较长使用寿命的普通机床，由于普通机床加工精度相对较低、不能批量生产，生产的自动化程度不高，生产自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性和转型周期，又不能马上淘汰。
而改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径，不失为一条投资少、提升产品加工精度及质量，提高生产效率的捷径，使企业提升竞争力。
1.1.1国内外数控系统发展概况由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，机床作为机械制造业的重要础装备，它的发展一直引起人们的关注，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生和发展。
目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。
数控专业毕业论文ca6132普通车床数控化改造
XXXX学院毕业设计CA6132普通车床数控化改造2012届机械工程系专业_数控技术学号 _学生姓名指导教师 _完成日期2011年12月27日前言机械制造业在国民经济中具有十分重要的地位和作用。
机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着很大的和直接的影响。
机械制造业的规模的水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志。
因而，世界各地都把发展机械制造业作为振兴和发展本国经济的战略重点之一。
数控车床作为机电液气一体化的典型产品，是现代化机械制造业中不可缺少的加工设备，在机械制造中发挥这重要的作用，能解决机械制造中的结构复杂、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。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展，就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造除呵护市场需要的产品，而产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。
目前，采用先进的数控机床，已成为我国制造技术发展的总趋势。
购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径，但因其成本过高，很多工厂在短期内无法有如此多的资金，这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐；同时目前大多数企业还有数量众多，具有较长的使用寿命的普通机床，由于普通机床的加工精度相对较低，生产的自动化程度不高，生产适应性差等缺点。
但考虑投资成本，产业的连续性和转型周期，又不能马上淘汰。
所以改造现有的旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径，减少投资、提升产品加工质量及精度，提高生产效率，不失为企业提升竞争力，使我国成为世界制造强国的一条有效的策略。
本设计以CA6132型普通车床为例，主要介绍其数控化改造的方案、改造部位的选型以及设计计算。
第一章CA6132卧式车床简介1.1机床的特点与用途CA6132型卧式车床，其结构具有典型的卧式车床布局，它的通用性程度较高。
探索C6132普通车床电气控制及数控化改造设计
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图 １信号接 口
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示接口的显示器类型为 Ｌ Ｃ Ｄ显示屏 ， ３ ２ ０ × ２ ４ ０ 的点阵图形式 ，还具有 中／ 英文双重菜单显示功能，图形界面显示的刀具轨迹为仿真图形。Ｉ ｌ ｌ １ ． １ ． ３ Ｇ代码 ２ ３ 种， 包括固定 ／ 复合循环加工、 ｚ轴钻孔攻丝代码。１ ． １ ． ４ 补偿功能两个， 有反向间隙补偿｛ ） （ 、 Ｚ￣） ０ ｍｍ～ ６ ５ ． ５ ３ ５ ｍ ｍ和刀具补偿。 刀具补偿可实现 ８ 组刀具长度补偿 。１ ． １ ． ５ 刀具功能是指固定刀刀和切 割刀 ， 在适应刀架 的过程中分为四工位和八工位两种。电动刀架排刀和 刀位信号输入模式 ： １ ～ ４ 刀位信号直接输入 ，第 ５ 至第 ８ 刀位编码输 入。 Ａ Ｔ Ｃ 类型 ： Ｔ 代码是绝对换刀或手动相对换刀前刀具 的选择 ， 若 发生逆转锁定 ，则执行刀具补偿。移动工具的修改的坐标需要选择参 数。１ ． １ ． ６ 主轴功能的控制模式设定． 失速控制或模拟控制为 ｓ ｌ 、 ｓ ２ 、 ｓ ３ 、 Ｓ ４ 直接输出， 或Ｂ Ｃ Ｄ编码输 出手动换档。 设置三档主轴模拟控制输出， 利用 ０ ～ １ ０ Ｖ电压控制主轴转速和线速切削功能， 让主轴模拟控制方式 有效地发挥作用。１ ． １ ． ７ 辅助功能是指控制主轴正转 、 反转停止、 制动启 动和停 当然冷却、 润滑启动和停止也属于这个范围。 彻 为Ｇ Ｓ ｌ 【 ５ 嘲『 Ｉ ＝ ｌ 喇¨Ｊ 囊 ｌ 出潮刚馨 呼接口圈 １ ． ２车床操作面板。Ｃ ６ １ ３ ２ 车床数控技术是一种创新 ， 车床操作员 可以完成面板设置转换能力的步骤 ， 以方便使用。 集成 Ｇ Ｓ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ 数控 图２ ＧＳ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ 输入 ／ 输出的信 号接 口图 系统面板车床的操作按钮 ， 根据操作要求完成操作， 但也可以 单独的操 过操作该按钮 ， 输人控制信号将包括—个手动控制的两个方 向 上的 ｘ 、 作车床辅助面板。车床辅助操作面板的加入是 Ｃ ６ １ ３ ２ 车床数控技术的 ｚ轴 ，利用 主轴 的反 向操作控制 ，停止控制主轴和冷却 切换控制 。 创新。 ． Ｓ Ｑ Ｉ ￣ Ｓ Ｑ ８ 是输入位置信号 ， 该位置输入信号包括切刀位、 ｘ 轴的开关 １ ． ３数控系统接 口。Ｇ Ｓ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ车床数控系统总共有 ７ 个接 口， 如 位置和减速开关的位置 ，开关 的位置是 ｚ轴方 向上的四个位置中参考 图１ 所示。Ｘ１ 到Ｘ ７ 这六种接 口分别是 Ｒ Ｓ ２ ３ ２ 接 口、 手轮接 口、 螺纹接 点和减速开关的位置。 Ｋ Ａ １ 一 Ｋ Ａ ５ 则通过输出—个控制信号来控制正向 口、 刀架接 口、 电机信号接 口、 输入信号接口和输出信号接口， 利用的针 和反向旋转的刀架， 以及主轴的反转和停 止。 座是 Ｄ Ｂ ９ 针座、 Ｄ Ｂ １ ５ 针座、 和Ｄ Ｂ ２ ５ 针座这三种。 其用途分别进行数据 结束语 的交换 、 控制坐标轴的移动 、 连接主轴编码器 、 连接车床电动刀架 、 驱动 Ｇ Ｓ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ数控系统可以改造普通车床的运动控制功能， 本文通过 装置接 口、 ｌ ６路开关量输入和 １ ６ 路开关量输出。 相关的论述 ， 对车床的加工Ｊ 陛能和分辨率提高有了很大的帮助。 并且大 ２电气控制设计 大的提高了车床的电气性能和可靠性 ，对设备的维护带来 了极大的方 ２ ． １车床电源配置 。车床的电源配置为 Ｎ Ｃ ２ ２ ０ Ｖ交流电源系统 ， 并 便 ， 最大限度的减少设备故障率 ， 产品质量和生产效率也有 了 很大的改 由Ｔ Ｍ Ｏ １ 伺服隔离变压器， 伺服隔离变压器的网格系统是为了避免在Ｘ 进， 以满足大规模生产的 要求。 轴方向 与ｚ 轴驱动单元的干扰， Ｚ Ｂ Ｔ Ｍ ０ １ 伺服隔离变压器和 Ｎ Ｃ电源之 参 考文献 间的过滤器可以防止杂乱的稳压电源， 避免 Ｉ ／ ０信号受到干扰。整个 『 １ １ 麦小波唐 梅 李庆生 基于 Ｇ Ｓ Ｋ ９ ８ ０ Ｔ 数控 系 统的数控车床的电气 设计 电工技 术 ， ２ ０ ０ ９ ， ３ ． 系统的电源配置 以保证免疫系统的性能和安全可靠。 接地线的要求需 要符合岗位的要求 。 控制变压器 Ｔ Ｃ Ｏ １ 的主轴制动功率与辅助装置需要 『 ２ ］ 郑淑芝． Ｃ ６ ５ ０型卧式车床 电气控制线路改进设计 机床电器， ２ ０ １ １ ． ３ ． 【 ３ ］ 毛好喜． Ｃ ６ １ ３ ２ Ｄ型卧式车 床 电气控制改进 机械工人． 冷加工， 整流 桥整 流 。 ． ２ － ２ 数控系统的连接。车床数控系统使用的是 Ｇ Ｓ Ｋ ９ ２ ８ Ｔ Ｅ经济数 ２ ０１ １ ， １ ２ ． ４ ］ 张兆华， 孙孟庆． Ｃ Ｋ ８ ０ １ ５型数控车床 刀架故障加工程序的调试叨． 铁道 控开关的输入和输出， 驱动单元、 手轮编码器、 微型计算机和转台控制 『 信号是界面与系统核心的重要连接部位，也是这些系统构成了整个车 机车车辆工人００ １ ０ ， １ １ ．
CQ6132普通车床进行数控化改造方案的研究毕业设计论文
摘要在数控机床发展的今天,它能够很好地适应现代产品制造的需求,主要是可以进行精确的大批量零件的生产,大大降低了劳动力。
但是旧有的普通机床仍然占据了机械中很大的比例,这已经不能满足现代生产的需求.由于购买新机床成本较高,旧有的机床处理比较困难,所以对于一些高的场合,对旧机床的改造旧成为了一个不错的选择.本课题就是通过对CQ6132普通车床进行数控化改造方案的研究来了解和实践这项技术。
关键字：车床；改造；方案设计；ABSTRACTIn NC machine tools in the development of today, it can well meet the requirement of modern manufacturing, the main is the mass production parts can be accurately, greatly reduces the labor force. But on the old machine is still occupy a great proportion in the machinery, it cannot meet the needs of modern production. Due to buy a new machine cost is higher, the old machine tool processing is difficult, so high for some occasions, the old machine tool of reforming the old becomes a good choice. This topic is based on CQ6132 ordinary lathe numerical control transformation plan of study to understand and practice the technique.Key words: lathe; transformation; plan design;目录第一章绪论............................... 错误！未定义书签。
机械c620普通车床的数控改造设计【全套图纸】学士学位论文
绪论内容摘要(CAM中的数控技术)尽管数控机床是开发实用CAM系统的关键所在，但本文描述的数控机床不能应用基于制造系统的计算机中。
必须改进传统的数控机床及自动化机床，以使信息能在监控装置及以计算机就为主的控制系统中传输。
这种改进导致了源于数控概念的三个主要发展、计算机管理数控、群集概念、新形式的适用控制。
计算机管理数控是一个包括DNC（直接数控）和CNC(计算机数控)的一般性概念DNC和CNC是用来在控制性计算机和数控机床间分配编程和计算机职责的方式，两个系统都不改进数控机床控制之外的工艺数据和命令的通讯方法。
群集概念基本上是对多种机床的计算机管理的延伸。
一系列机床（如铣床钻床磨床等），通过送料系统连接起来。
需要时，输料系统能自动向各个机床送料。
这样两级监控就成为必要。
单独的机床用计算机管理数控来控制，群集本身由协调许多群集的生产产量的中央计算机进行管理，其中的分级安排也是显而易见的。
全套图纸，加153893706适应性数控系统是CAM环境中的一部分。
中央计算机获得工艺过程信息以便检测出异常情况（如刀具破损），并加以纠正保护。
另外，也可以把适应性反馈记录下来并加以分析以便实现某一操作的高效生产。
可以从自动化和集成的角度看待在以计算机为机场的制造系统中数控机床的使用。
四级制造自动化可被定义。
独立的NC机床本身实现一个自动化操作循环。
数控加工中心则使整个制造加工过程过程自动化。
外控机床的群集则实现一个完全自动化的制造任务。
最后，CAM系统本身把所有的自动化制造工艺中的低层方法集成起来。
CAM系统的组成计算机付账制造系统的成功与否取决于在所有信息流动中起作用的硬件与软件的集成。
CAM硬件包括数控机床、检测设备，数字计算机和相关设备。
CAM软件是用来监测、处理、以及最终监控制造信息流和CAM硬件的计算机编程系统的相互联系的网络，在这里，软件部分在信息流方面受到检验。
CAM数据库基于制造系统的计算机不仅依靠实时信息，而且还要依靠存储信息，实时数据比如自动控制反馈的信息通常被立即处理，除非要求被储存，一般可以认为是瞬变的信息。
普通机床改造成数控机床毕业论文
张家界航空工业职业技术学院毕业设计题目：普通机床数控化改装系别：数控工程系专业：机电设备维护与管理姓名：宋建全学号：10353114指导老师：夏罗生二〇一三年四月二十八日摘要针对大多数企业，具有数量众多和较长使用寿命的普通机床，其加工精度较低、不能批量生产，自动化程度不高，自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性，又不能马上被淘汰，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。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展，就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品。
为此改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统，把普通机床改装成数控机床，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径，是当前许多企业对现有设备更新换代的首选办法，也是提高机床数控化率的一条有效途径。
改造后的车床属于开环控制。
由于开环系统自身固有的缺陷不容易保证加工精度。
因此，合理选择伺服系统是课题的一个中心环节。
步进电机工作原理特性和实际应用正好符合我们的这一需求，所以，改造系统选择步进电机作为双向进给驱动电动机。
步进电机是一种通过电脉冲信号控制相绕组电流实现定角转动的机电元件，与其他类型电机相比具有易于开环精确控制、无积累误差等优点，在众多领域中获得了广泛的应用。
为了得到性能优良的控制结果，出现了很多步进电机控制系统，其中采用单片机作为控制核心的控制系统得到了广泛的应用。
很多这种控制系统在步进电机的驱动上已经做的非常好，本文采用的控制电路主要由8031单片机、晶振电路、地址锁存器、译码器、EEPROM 存储器及可编程键盘／显示控制器Intel一8279等组成，单片机是控制系统的核心。
文中对整个系统的架构及硬件电路和驱动软件的实现都做了详细的设计。
本设计在对原有机床机械机构、性能、功能等进行充分研究基础上，主要针对中小型普通车床控制系统进行改造，用单片机系统实现弱电控制强电机，改造了系统的切削工艺，提高了切削精度和效率，对旧车床的数控改造有一定的指导作用，是一种新的尝试，也必将有更加广阔的应用前景。
【最新版】CA6132普通车床的数控化改造_毕业设计
CA6132普通车床的数控化改造作者：班级：指导老师：摘要随着现代科技和社会生产水平的不断提高，零件的精度要求越高，要求用于零件加工的机床有更高的精度和自动化。
考虑到机床的生产能力和成本问题，以旧车床为基础，通过数控化改造提高机床的占有率是一条节约资金而又快速有效的方法。
本文以CA6132作为研究对象，主要研究内容如下。
本文对CA6132普通车床的数控化改造进行了深入研究，包括对数控车床结构的分析、数控车床的改造方案、主传动系统的设计、主轴的形状结构的设计与计算、主电动机的选择、进给伺服电机的选用、滚珠丝杆的计算与选用。
根据机械、动力学原理，重新设计了车床的主传动系统，使车床实现变频无级调速。
结合车床工作条件加工质量，合理选择滚珠丝杆、齿轮和伺服电机。
通过以上的设计即可实现数控车床的改造，实现要求的技术参数。
关键词：机床占有率数控化改造伺服电机主传动滚珠丝杆Numerical control innovation of CA6132common latheAbstract：With the continuous improvement of modern science and technology and the level of social production, the of parts processing and automation. Considering Machine tool production capacity and cost into consideration, improving machine toolˊshare by numerical control transformation is an efficient and quick way.In this paper, the CA6132 ordinary lathe numerical control transformation was studied. That includes the analysis of the numerical control lathe structure, the retrofit scheme of numerical control lathe, the main drive system design, the shape of the spindle structure design and calculation, the choice of main motor, feed servo motor selection, calculation and selection of ball screw. The main drive system of machine tool was redesigned According to the principle of machinery and dynamics, making makes the lathe realize frequency conversion step less speed regulation. Combined lathe processing quality of working conditions, choose the ball screw, gear, and servo motor. Design of CNC lathe can be realized through the above reform, realizing technical parameters as required.Key words: machine toolˊshare numerical control transformation servo motor目录第1章绪论 (1)1.1数控技术与数控机床 (1)1.2 数控化改造的背景 (1)1.3 数控化改造的优点 (2)1.4 普通车床数控化改造的现状 (3)1.4.1数控化改造国内外发展现状 (3)1.4.2 普通机床数控化改造的趋势 (3)1.5 数控化改造的目的和内容 (4)1.5.1 数控化改造的目的 (4)1.5.2 数控化改造的内容 (5)本章小结 (5)第2章机械部分数控化改造总体方案 (5)2.1 CA6132普通车床与数控车床的参数对比 (5)2.2 数控化改造的总体设计方案 (6)2.2.1主传动系统 (6)2.2.2进给传动系统的改造 (7)2.2.3刀架的改造 (7)2.2.4 改造方案图 (8)本章小结 (9)第3章主传动系统的数控化改造 (9)3.1 主传动系统的传动方式 (9)3.2 主轴驱动与控制 (10)3.3 主轴电动机 (10)3.4 主轴组件 (11)3.4.1 主轴组件的性能要求 (11)3.4.2 主轴 (11)3.4.3 主轴轴承 (12)3.4.4 主轴组件的计算 (12)3.5 带传动设计 (14)3.5.1 带轮 (15)3.5.2 同步带的选用与计算 (15)本章小结 (16)第4章进给系统的数控化改造 (17)4.1 进给伺服系统的组成 (17)4.2 进给伺服系统的基本要求 (17)4.3 进给伺服系统的控制方式 (18)4.4 进给系统改造 (19)4.4.1 电动机的选用 (19)4.4.2 滚珠丝杆的计算与选择 (19)4.4.3 齿轮传动消隙机构 (25)本章小结 (26)第5章自动换刀装置的设计 (26)5.1 自动换刀装置的作用与要求 (26)5.2 自动换刀装置的选用 (26)本章小结 (27)结论 (27)致谢 (27)参考文献 (28)第1章绪论1.1数控技术与数控机床数控技术，简称数控(Numerical Control——NC)，是利用数字化信息对机械运动及加工过程进行控制的一种方法。
浅析普通车床的数控化毕业设计论文
毕业设计（论文）题目：浅析普通车床的数控化摘要数控系统、伺服系统在普通机床数控化改造中的选择。
机械部分的改造。
系统的组成。
机床数控改造的意义、优缺点以及发展前景。
关键词：普通机床；数控化；数控机床；伺服系统；数控系统论文类型：【基础研究】ABSTRACTOn the basis of the condition of the equipment in small enterprises or middle enterprises, in the process of restructuring the general machine tool into NC, the problems that how to select the NC system, servo system and how to restructure the structures of the machine tool and so on are introduced.KEY WORDS:General tools; NC; NC machine tool; servo system; NC system Dissertation Type:Basic Research目录第1章机床数控化改造的分类 (1)第2章控制原理 (2)2.1伺服系统的选择 (2)2.2数控系统的选择 (3)第3章机床机械部件的改造 (4)3.1主传动系统的改造 (4)3.2进给传动系统的改造 (4)3.3刀架的改造 (6)第4章系统的组成 (9)4.1接口硬件介绍及其设计 (9)4.2系统的软件部分 (11)第5章机床数控化改造的联调 (13)5.1空运转前的检查 (13)5.2各种动作试验 (13)5.3功能试验 (14)5.4空运转试验 (14)5.5试切 (15)第6章数控系统的选择 (16)6.1步进电机拖动的开环系统 (16)6.2异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统 (16)6.3交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统 (16)第7章改造的技术准备 (17)7.1改造前的技术准备充分与否，很大程度上决定着改造能否取得成功 (17)7.2改造的实施 (18)7.3验收及后期工作 (18)第8章机床数控改造的意义及发展史 (20)8.1机床数控改造的意义 (20)8.2数控系统发展简史及趋势 (20)8.3数控未来发展的趋势 (21)8.4应用自适应控制技术 (21)8.5机床数控化改造的必要性 (22)8.6宏观看改造的必要性 (22)第9章机床与生产线数控化改造的市场及优缺点 (24)9.1机床数控化改造的市场 (24)9.2进口设备和生产线的数控化改造市场 (24)9.3数控化改造的内容及优缺 (24)第10章参考文献 (28)近年来，随着各行业对机加工产品要求的不断提高和数控技术的飞速发展，数控机床以其精度高、效率高和劳动强度低等诸多普通机床无法比拟的优势，成为当今制造业的主流加工设备。
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目录摘要 (3)前言 (3)第一节原始参数 (4)第二节设计计算 (4)1. 确定脉冲当量 (4)2. 计算纵向外圆切削力 (4)3. 滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向） (5)4. 同步减速器的设计 (7)5. 步进电机的计算和选型（纵向） (10)6. 同步带传递功率的校核 (13)第三节绘制进给传动机构的装配图 (15)第四节设计小结 (16)参考文献 (16)C623普通车床的经济数控化改造设计——纵向进给机械结构设计摘要针对现有常规C623普通车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产效率。
改造过程如下：机械部分改造，主要是纵向进给方向机械结构的改造。
主要包括对滚珠丝杆螺母副及反应式步进电机的设计选择及纵向机构装配图方案的制定。
关键词：数控步进电机滚珠丝杠改造前言机电一体化系统设计课程设计是在我们学完了机电一体化之后进行的，这次通过设计让我们获得综合运用过去所学过知识，独立进行一次机电结合的设计训练，学会了进给传动系统设计计算，并且通过课程设计掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予批评指教。
第一节原始参数一、设计题目：C623普通车床的经济数控化改造设计——纵向进给机械结构设计二、设计原始资料：主轴转速： 30~2240r/min(无级)最大回转直径； 460mm最大加工长度： 1000mm溜板及刀架重量： 2000N刀架快速运动速度：纵向 8m/min 横向 6m/min最大进给速度：纵向 60mm/r 横向 45mm/r主电机功率： 7.5kW机床定位精度：±0.015mm三、设计工作内容：（1）进给传动系统设计计算（2）纵向进给系统装配图A0 1张（3）综合课程设计说明书 1份第二节设计计算1、确定脉冲当量在进行机电一体化系统设计时，一般应根据伺服进给系统所要求的定位精度来确定脉冲当量。
考虑到传动系统存在误差，脉冲当量通常要小于定位精度值【1】。
则纵向的脉冲当量取0.01mm/脉冲。
2、计算纵向外圆切削力设工件材料为碳素结构钢,选用刀具材料为硬质合金YT15；刀具几何参数为：主偏角r k =60°，前角0r =10°，刃倾 角0s 5λ=-；切削用量为：背吃刀量p a =3mm ，进给量f=0.6mm/r ，切削速度c v =105m/min 。
查表3-1[1]，得：c CF =2795,Fc x =1.0,Fc y =0.75,Fc n =-0.15；查表3-3[1]，得：主偏角Kr 的修正系数Fc k r k =0.94；刃倾角、前角和刀尖圆弧半径的修正系数值均为1.0。
由经验公式（1）fffff PP P PP C CC CC F nF cyF xF pF f F nF c yF xF p F P F nF c yF xF p F c K v fa C F K v fa C F K v fa C F ===式中 C F C 、P F C 、f F C ---与被加工材料和切削条件相关的切削力系数C F x 、C F y 、C F n 、P F x 、P F y 、P F n 、f F x 、f F y 、f F n ---分别为三个分力公式中，被吃刀量p a 、进给量f 和切削速度c v 的指数C F K 、P F K 、f F K ---当实际加工条件与经验公式的实验条件不相符时，各种影响因素对各切削分力的修正系数的乘积，即F r F F F K MF k k k k k s r ελγ0c v ---切削速度，单位为m/min算得纵向主切削力c F =2673.4N ，由经验公式p f c F F F ::=1:0.35:0.4,纵向进给切削力f F =935.69N ，背向力p F =1069.36N3、滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向）3.1工作载荷Fm 的计算)('G F f KF F z x m ++= （2） 纵向进给导轨为综合型导轨K 取1.15查表3-29； 滑动导轨摩擦系数0.15~0.18取16.0'=f ；溜板及刀架重力G=2000N ；x F =f F =935.69N ，y F =p F =1069.36N ，z F =c F =2673.4N 代入公式（2）得1.15935.690.16(2673.42000)1823.8m F N =⨯+⨯+=3.2 计算最大动负载Q F最大切削力下的纵向最大进给速度为60mm/min,丝杠导程选mm P h 6=,则滚珠丝杠的平均速度为：hsP V n 1000=（3） 数据代入公式（3）得 10000.0610/min 6n r ⨯==滚珠丝杠的使用寿命T 取15000h由61060nT L = （4）代入公式（4）得66010150009r 10L ⨯⨯== 查表3-30[1]得载荷系数w f 一般运转取1.2~1.5，则w f =1.2 再取硬度系数H f =1m H W Q F f f L F 3= (5) 代入公式（5）得1.211823.84552.4Q F N =⨯⨯=3.3 滚珠丝杆螺母副的选型根据计算出的最大动载荷，查表3-33[1]选择采用FL4006型滚珠丝杠副。
其公称直径为40mm ,基本导程为6mm,双螺母滚珠总圈数为3³2圈=6圈，精度等级取4级，额定动载荷为13200N3.4 传动效率计算()[]0arctan /arctan 6/3.1440273h P d λπ==⨯=⎡⎤⎣⎦’tan tan 273'%%97.1%tan()tan(273'10')γηγφ=⨯==++ 其中'10=ϕ3.5 刚度验算（1）纵向滚珠丝杆副的支撑，采取一端轴向固定，一端简支的方式，固定端采取一对推力球轴承，面对面组配。
左右支撑丝杆的间距a=1497mm ；钢的弹性模量52.110E MPa =⨯ ；查表3-33[1]得滚珠直径mm D w 9688.3= ，算得丝杆底径W 02D 滚珠直径公称直径-=d d =36.0312mm ，则丝杆的截面积222264.10194/0312.3614.34/mm d S =⨯==π ，即算得丝杆在工作载荷m F 作用下产生的拉/压变形量51/()1823.8149m F a E Sm m δ==⨯⨯⨯= ; （2）根据公式3)/(0-=w D d Z π （6）代入公式（6）得单圈滚珠数目Z=29，该型号丝杆为双螺母，滚珠总圈数3³2=6，则滚珠总数量174629=⨯=εZ ;丝杆及轴承均必须进行预紧，预紧力为最大轴向负荷的1/3,即/3586.6yj m F F N == ,则由公式（7）2δ= （7）得20.00119mm δ= ， 因为丝杆加有预紧力，且为轴向的1/3，所以实际变形量可减少一半，取20.000595mm δ=（3）将以上算出的21δδ和 代入21δδδ+=总 ，求得丝杆的总变形量0.012895mm δ=总由表3-27[1]知，4级精度滚珠丝杆任意300mm 轴向行程内的行程变动量允许m μ16 ，而对于跨度为1497mm 的滚珠丝杆，总的变形量为0.012895mm,故丝杆的刚度足够了。
3.6 压杆稳定性校核根据公式m k k F KaEI f F ≥=22π (8)其中压杆稳定安全系数K=3(丝杆卧式水平安装)查表3-34[1]， 取支承系数2=k f ，由丝杆底径d2=36.0312mm ，得444215.8273464/031.3614.364/mm d I =⨯==π ，代入公式（8）得N F k 50959= ,由于该临界载荷远大于工作载荷 （1759.8N ）,故丝杆不会失稳。
综上所述，初选的滚珠丝杆副满足使用要求。
4、同步减速器的设计为了减小冲击和调整步进电机的输出速度，在步进电机和丝杠之间加一个减数器。
在此只对减速器的齿轮做设计，其他部件如支承齿轮的轴和轴承等根据实际情况而定。
4.1 确定传动比由设计要求可知纵向进给系统的脉冲当量 ，滚珠丝杠的导程为6mm 。
今初选的步进电机的型号为130BYG5501，五相混合式，最大静力矩为20 N ²m ，步进角为0.720 ，脉冲当量z δ=0.01mm/脉冲，滚珠丝杆导程h P =6mm,由此可计算传动比如下：zhP i δα 360=（9）式中 α ——电动机步距角 h P ——滚珠丝杠导程z δ——Z 方向（纵向）的脉冲当量代入公式得 000.7261.23600.01i ⨯==⨯ 4.2 主动轮最高转速根据公式0max 1360/)/(αδ⨯=z z V n （10） 床鞍的最快移动速度max 8/min 8000/min z V m mm ==，代入公式（10）得1(8000/0.01)0.72500/min 360n r ︒=⨯=4.3 确定带的设计功率预选的步进电动机在转速为500r/min 时，对应的步进脉冲频率为 ()()α⨯⨯=60/36001max n f （11） 代入公式（11）得0max (500360)(600.72)4166.7f Hz ︒=⨯⨯=由图[1]64-当脉频率为4166.7时，电动机的输出转矩约为可得对应输出的功率1/9.5550018/9.55942.40.9424OUT P nT W W KW ==⨯⨯≈=今取0.9424d P KW =，查表3-18[1]得工作情况系数K=1.2,则带的设计功率1.20.9424 1.131d a P K P KW KW ==⨯= 4.4 选择带型和节距根据带的设计功率 1.131d P KW = 和主动轮最高转速1500/min n r = 由图3-14[1]中选择同步带及表3-20选择节距，型号为L ，其节距12.700b P mm = 。
4.5 确定小轮1Z 和小带轮节圆直径1d取151=Z ，则小带轮节圆直径1112.71560.673.14b P Z d mmπ⨯===。
当达到最高转速500r/min时，同步带的速度为113.1460.675001.588/601000601000d n v m sπ⨯⨯===⨯⨯ ，没有超过H 型带的极限转速35m/s 。
4.6 确定大带轮1Z 和大带轮节圆直径2d大带轮的齿数21 1.21518Z iZ ==⨯= ,节圆直径21 1.260.6772.80d id mm ==⨯=。
4.7 初选中心距0a 、带的节线长度p L 0、带的齿数b Z初选中心距0121.1()146.82a d d mm =+= ，圆整后取0a =147mm 。