c616型普通車床數(shù)控化改造課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目：C616型普通車床</p><p>　　改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床</p><p>　　系 別：-------------</p><p>　　專 業(yè)：-----------------</p><p>　　班 級：------------

2、------</p><p>　　姓 名：-------------------</p><p>　　學(xué) 號(hào)：--------------------</p><p>　　指導(dǎo)老師：---------------</p><p>　　完成時(shí)間：--------------- </p><p><b>　　目錄

3、</b></p><p>　　序言 --------------------------------------------------------------------------------------3</p><p>　　設(shè)計(jì)方案的確定-----------------------------------------------------------------4&

4、lt;/p><p>　　設(shè)計(jì)任務(wù)------------------------------------------------------------------------4</p><p>　　總體設(shè)計(jì)方案的確定---------------------------------------------------------4</p><p>　　二、機(jī)械部分改造

5、與設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------4</p><p>　　縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算------------------------------------------------4</p><p>　　橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算-------------------------------------

6、-----------10</p><p>　　三、步進(jìn)電機(jī)的選擇------------------------------------------------------------------13</p><p>　　（一）步進(jìn)電機(jī)選用的基本原則---------------------------------------------------13</p><p

7、>　?。ǘ┎竭M(jìn)電機(jī)的選擇---------------------------------------------------------------14</p><p>　　四、機(jī)床導(dǎo)軌改造---------------------------------------------------------------------15</p><p>　　五、自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的選用---

8、---------------------------------------------------------16</p><p>　　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</p><p>　　七、典型零件的工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用程序的編制------------------------------------18&

9、lt;/p><p>　　（一）工藝分析------------------------------------------------------------------------18</p><p>　?。ǘ┕ぷ髯鴺?biāo)系的設(shè)定------------------------------------------------------------19</p><p>

10、　?。ㄈ┦謩?dòng)鉆孔------------------------------------------------------------------------19</p><p>　?。ㄋ模┚幹萍庸こ绦?-----------------------------------------------------------------19</p><p>　　小結(jié)------------

11、---------------------------------------------------------------------------21</p><p>　　參考文獻(xiàn)---------------------------------------------------------------------------------22</p><p><b>　　序

12、言</b></p><p>　　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</p><p><b>　　課題簡介：</b></p><p>　　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，適合我國國情的裝有簡易數(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)，常希望對原有

13、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)合我國國情，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“萬能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設(shè)備自身對產(chǎn)品更新?lián)Q代的應(yīng)變能力，增強(qiáng)企業(yè)的競爭能力。&

14、lt;/p><p>　　利用微機(jī)改造現(xiàn)有的普遍車床，主要應(yīng)該解決的問題是如何將機(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。</p><p>　　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

15、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。它適合我國的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國設(shè)備技術(shù)改造主要方向之一。</p><p>　　現(xiàn)我選用C616普通車床為例進(jìn)行數(shù)控改造。</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)方案的確定</b></p><p>　　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

16、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。</p><p><b>　　設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)任務(wù)是對C616普通車床進(jìn)行數(shù)控改造。利用微機(jī)對縱橫進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開環(huán)控制?？v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。</p&g

17、t;<p>　　(二)總體設(shè)計(jì)方案的確定</p><p>　　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)。</p><p>　

18、　二、機(jī)械部分改造設(shè)計(jì)與計(jì)算</p><p><b>　　縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　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，可放在絲杠的任意一端。對車床改造來說，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)用方面來考慮，一般把步進(jìn)電機(jī)放在縱向絲杠的右端。</p>&l

19、t;p>　　縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件： </p><p>　　工作臺(tái)重量： W=80kgf=80N(根據(jù)圖紙粗略計(jì)算)</p><p>　　時(shí)間常數(shù)： T=25ms</p><p>　　滾珠絲杠基本導(dǎo)程：L0=6mm</p><p>　　行程： S=640mm</p>

20、;<p>　　脈沖當(dāng)量： δp=0.01mm/step</p><p>　　步距角： α=0.75°/step</p><p>　　快速進(jìn)給速度： Vmax=2mm/min</p><p>　　(1)切削計(jì)算 由〈〈機(jī)床設(shè)計(jì)手冊〉〉可知，切削功率</p><p><b&

21、gt;　　Nc=NηK</b></p><p>　　式中 N——電機(jī)功率，查機(jī)床說明書，N=4KW； </p><p>　　η——主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，一般為0.6～0.7取η=0.65； </p><p>　　K——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為K=0.96。</p><p>　　則： </p&g

22、t;<p>　　Nc=4×0.65×0.96=2.496KW</p><p><b>　　又因?yàn)?lt;/b></p><p><b>　　NC=</b></p><p><b>　　FZ=</b></p><p>　　所以 &l

23、t;/p><p>　　式中 v——切削線速度，取v=100m/min。</p><p><b>　　主切削力</b></p><p>　　FZ =152.76(kgf)=1527.6(N)</p><p>　　由〈〈金屬切削原理〉〉可知，主切削力</p><p>　　FZ=CFz apx Fz f

24、YFz KFz</p><p>　　查表得： CFz=188kgf/mm21880Mpa</p><p>　　XFz=1 YFz=0.75 KFz=1</p><p>　　則可計(jì)算FZ 如表（1）所示： </p><p>　　表（1） FZ計(jì)算結(jié)果</p><p

25、>　　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)。</p><p>　　從〈〈機(jī)床設(shè)計(jì)手冊〉〉中可知，在一般外圓車削時(shí)：</p><p>　　FX =（0.1～0.6）FZ FZ=(0.15～0.7) FZ</p><p><b>　　取： </b></p>

26、<p>　　FX=0.5 FZ=0.5×1527.6=763.8N</p><p>　　FY=0.6 FZ=0.6×1527.6=916.5N</p><p>　　(2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　綜合導(dǎo)軌車床絲杠的軸向力： </p><p>　　P=KFX+f′(FZ+W)</p>

27、<p>　　式中 K=1.15，f′=0.15～0.18，取為0.16。</p><p><b>　　則</b></p><p>　　P=1.15×763.8+0.16×(1527.6+800)=1250.8N</p><p><b>　　強(qiáng)度計(jì)算：</b></p><p

28、>　　壽命值 L1=</p><p><b>　　n1==</b></p><p>　　取工件直徑 D=80 mm,查表得T I=15000h</p><p><b>　　則：</b></p><p>　　n1==20r/min</p><p>

29、<b>　　L1==18</b></p><p>　　最大動(dòng)負(fù)載 Q=</p><p>　　查表得： 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) fw=1.2 硬度系數(shù) fH=1</p><p><b>　　則</b></p><p>　　Q=×1.2×1×1250.

30、8=39933.6N</p><p>　　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φ32mm,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。</p><p>　　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η為：</p><p>&l

31、t;b>　　η=</b></p><p>　　式中 摩擦角ψ=10′　　螺旋升角γ=3°25′</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　η=</b></p><p>　　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

32、 </p><p><b>　　△L1=±</b></p><p>　　式中 L0=6mm=0.6cm；</p><p>　　E=20.6×166N/ cm2。</p><p>　　滾珠絲杠截面積 F=(

33、)2π=（）2×3.14</p><p><b>　　則</b></p><p>　　△L1=±=±5.9×10-6㎝</p><p>　　滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量△L2很小,可忽略,即：△L=△L1。所以：</p><p><b>　　導(dǎo)程變形總誤差△為</

34、b></p><p>　　==×5.9×10-6=9.8μm/m</p><p>　　查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15μm/m，故剛度足夠。</p><p>　　4）穩(wěn)定性驗(yàn)算：由于機(jī)床原絲杠直徑為φ30mm，現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為φ32 mm，支承方式不變，所以穩(wěn)定性不存在問題。</p><p>　

35、　(3)齒輪及轉(zhuǎn)距的有關(guān)計(jì)算</p><p><b>　　1）有關(guān)齒輪計(jì)算</b></p><p><b>　　傳動(dòng)比</b></p><p><b>　　i===1.25</b></p><p>　　故取 Z1=32mm Z2=40</p>&

36、lt;p>　　m=2mm b=20mm α=20°</p><p>　　d1=m Z1=2×32=64mm</p><p>　　d2= m Z2=2×40=80mm</p><p>　　dα1 =d1 +2ha*=68mm</p><p>　　dα2=d2+2ha*=84mm<

37、/p><p><b>　　α===72㎜</b></p><p><b>　　轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</b></p><p>　　工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</p><p>　　J1=()2W=()2×80=0.468㎏·㎝2</p><p><b>

38、;　　=4.68N·㎝2</b></p><p><b>　　絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</b></p><p>　　JS=7.8×10-4×D4L1=7.8×10-4×3.24×140.3</p><p>　　=11.475㎏·㎝2=114.75N·㎝2<

39、/p><p><b>　　齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</b></p><p>　　JZ1=7.8×10-4×6.44×2=2.617㎏·㎝2=26.17 N·㎝2</p><p>　　JZ2=7.8×10-4×84×2=6.39㎏·㎝2=63.9 N·㎝2&l

40、t;/p><p>　　電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可以忽略。</p><p>　　因此,總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</p><p>　　J=(JS+JZ2)+ JZ1+ J1</p><p>　　=(11.475+6.39)+2.617+0.468</p><p>　　=14.519㎏·㎝2=145.19N·㎝2</p&

41、gt;<p>　　3）所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算</p><p>　　快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩</p><p>　　M=Mamax＋Mf＋M0</p><p>　　最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩</p><p>　　M=Mat＋Mf＋M0＋Mt</p><p><b>　　快速進(jìn)給時(shí)所需力矩</b>&l

42、t;/p><p><b>　　M= Mf＋M0</b></p><p>　　式中 Mamax ——空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩；</p><p>　　Mf ——折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩；</p><p>　　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；</p>

43、<p>　　Mat ——切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩；</p><p>　　Mt ——折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。</p><p>　　Ma=×10-4N·m</p><p>　　當(dāng)n=nmax時(shí) Mamax =Ma</p><p>　　nmax===416.7r/min<

44、;/p><p>　　Mamax=×10-4=2.52N·m=25.72㎏f·㎝</p><p>　　當(dāng)n=nt時(shí) Ma=Mat</p><p>　　nt====24.88r/min</p><p>　　Mat=×10-4=0.1505N·m=1.536㎏f·㎝</p>&

45、lt;p><b>　　Mf ==</b></p><p>　　當(dāng)η0=0.8 f′=0.16時(shí)</p><p>　　Mf ==1.223㎏f·㎝</p><p>　　M0 =(1-η02)</p><p>　　當(dāng)η0=0.9時(shí)預(yù)加載荷P0=Fx則：</p><p>　　

46、M0===0.462㎏f·㎝=4.62N·㎝</p><p>　　Mt===7.297㎏f·㎝=72.97 N·㎝</p><p>　　所以, 快速空載啟動(dòng)時(shí)所需力矩：</p><p>　　M=Mamax＋Mf＋M0</p><p>　　=25.72＋1.223＋0.462=27.405㎏f·

47、㎝</p><p>　　=274.05N·㎝</p><p><b>　　切削時(shí)所需力矩：</b></p><p>　　M=Mat＋Mf＋M0＋Mt</p><p>　　=1.536＋1.223＋0.462＋7.297=10.518㎏f·㎝</p><p>　　=105.18

48、N·㎝</p><p>　　快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：</p><p>　　M= Mf＋M0=1.223＋0.462=1.685㎏f·㎝</p><p>　　=16.85 N·㎝</p><p>　　由以上分析計(jì)算可知：</p><p>　　所需最大力矩Mmax發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)，</p&g

49、t;<p>　　Mmax=27.405㎏f·㎝=274.05 N·㎝</p><p>　　(二)橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　1. 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</p><p>　　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，用法蘭盤將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大

50、拖板連接起來，以保證其同軸度，提高傳動(dòng)精度。</p><p>　　2．橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算</p><p>　　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)說明，只計(jì)算結(jié)果。</p><p><b>　　已知條件：</b></p><p>　　工作臺(tái)重（根據(jù)圖紙粗略計(jì)算） W=30㎏f=300N<

51、;/p><p>　　時(shí)間常數(shù) T=25ms</p><p>　　滾珠絲杠基本導(dǎo)程 L0=4㎜ 左旋</p><p>　　行程 S=190㎜</p><p>　　脈沖當(dāng)量 δp=0.005㎜/

52、step</p><p>　　步距角 α=0.75°/ step</p><p>　　快速進(jìn)給速度 vmax=1m/min</p><p>　　(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</p><p>　　F

53、Z=0.5×152.76=76.38㎏f=763.8N</p><p><b>　　在切斷工件時(shí)：</b></p><p>　　Fy=0.5 FZ=0.5×76.38=38.19㎏f=381.9N</p><p>　　(2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　1）強(qiáng)度計(jì)算：對于燕尾型導(dǎo)軌：</

54、p><p>　　P=KFy＋f′(Fz＋W)</p><p>　　取K=1.4 f′=0.2</p><p><b>　　則</b></p><p>　　P=1.4×38.19＋0.2(76.38＋30)</p><p>　　=74.74㎏f=747.4N</p><

55、;p><b>　　壽命值 </b></p><p><b>　　L1===13.5</b></p><p><b>　　最大動(dòng)負(fù)載</b></p><p>　　Q===213.55㎏f=2135.5N</p><p>　　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，

56、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φ20㎜，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。</p><p>　　2）效率計(jì)算：螺旋升角γ=3°38′，摩擦角ψ=10′　　</p><p><b>　　則傳動(dòng)效率</b></p><p><b>　　η

57、===0.956</b></p><p>　　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</p><p>　　△L1=±=±=±5.96×10-6㎝</p><p>　　滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量△L2很小，可忽略，　即：△L=△L1所以導(dǎo)程變形總誤差為</p><p><

58、;b>　　△=</b></p><p>　　查表知E級精度絲杠允許的螺旋誤差（1m長）為15μm/m，故剛度足夠。</p><p>　　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。</p><p>　　(3)齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計(jì)算</p>

59、<p><b>　　1）有關(guān)齒輪計(jì)算</b></p><p>　　傳動(dòng)比 i=</p><p>　　故取 Z1=18 Z2=30</p><p>　　m =2㎜ b=20㎜ α=20°</p><p>　　d1=36㎜ d2=20㎜</p

60、><p>　　dα1 =40㎜ dα1=64㎜</p><p><b>　　a=48㎜</b></p><p><b>　　2)傳動(dòng)慣量計(jì)算</b></p><p>　　工作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</p><p><b>　　J1=㎏·㎝2<

61、;/b></p><p><b>　　絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</b></p><p>　　JS=7.8×10-4×D4L1=7.8×10-4×24×50=0.624㎏·㎝2</p><p><b>　　齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</b></p><p&g

62、t;　　JZ1=7.8×10-4×3.64×2=0.262㎏·㎝2</p><p>　　JZ2=7.8×10-4×64×2=2.022㎏·㎝2</p><p>　　電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小可以忽略。</p><p>　　因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：</p><p><b&g

63、t;　　J=</b></p><p>　　=1.258㎏·㎝2</p><p>　　3）所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算</p><p><b>　　nmax=</b></p><p>　　Mamax=N·m=2.23㎏f·㎝</p><p>　　nt==33.17r/m

64、in</p><p>　　Mat==0.0174 N·m=0.1775 f·㎝</p><p>　　Mf===0.287㎏f·㎝=0.028 N·m</p><p>　　M0=0.116㎏f·㎝=0.011 N·m</p><p>　　Mt=1.824㎏f·㎝=0.182

65、N·m</p><p>　　所以，快速空載啟動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　M=Mamax＋Mf＋M0</p><p>　　=2.23＋0.287＋0.116=2.633㎏f·㎝=26.33N·㎝</p><p><b>　　切削時(shí)所需力矩：</b></p><p&g

66、t;　　M=Mat＋Mf＋M0＋Mt</p><p>　　=0.1774＋0.287＋0.116＋1.824</p><p>　　=2.404㎏f·㎝=24.04 N·㎝</p><p>　　快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：</p><p>　　M= Mf＋M0=0.287＋0.116</p><p>　　=0

67、.403㎏f·㎝=4.03 N·㎝</p><p>　　從以上計(jì)算可知：最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在快速啟動(dòng)時(shí)，Mmax=2.633㎏f·㎝=26.33 N·㎝</p><p><b>　　三、步進(jìn)電機(jī)的選擇</b></p><p>　　(一) 步進(jìn)電機(jī)的選擇的基本原則</p><p>　　合理

68、選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問題，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：</p><p>　　步距角α　步距角應(yīng)滿足：α≤</p><p>　　式中 i——傳動(dòng)比</p><p>　　αmin——系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)部件的最小轉(zhuǎn)角。</p><p><b>　　精

69、度</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)的精度可用步矩誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開始，經(jīng)過任意步后，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</p><p><b>　　△Q≤i[△θs]</b></p><p>　　式中 △Q——步進(jìn)電機(jī)的積累誤差；</

70、p><p>　　[△θs]——系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件允許的角度誤差。</p><p><b>　　3．轉(zhuǎn)矩 </b></p><p>　　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)并滿足對轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮：</p><p>　　1）啟動(dòng)力矩 一般啟動(dòng)力矩選取為：</p><p><

71、;b>　　Mq≥</b></p><p>　　式中 Mq——電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)力矩；</p><p>　　ML0——電動(dòng)機(jī)靜負(fù)載力矩。</p><p>　　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。Mjm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。</p><p>　　表(2) 步進(jìn)電機(jī)相數(shù)、拍數(shù)、啟動(dòng)力矩

72、表</p><p>　　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。</p><p><b>　　啟動(dòng)頻率 </b></p><p>　　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：</p>

73、<p><b>　　ft≥[fcp]m</b></p><p>　　式中 ft——極限啟動(dòng)頻率；</p><p>　　[fcp]m——要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動(dòng)頻率。</p><p>　?。ǘ┎竭M(jìn)電機(jī)的選擇</p><p>　　1．C616縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定</p><p>　

74、　Mq = 685.125 N·㎝</p><p>　　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：Mq/Mjm=0.866所以步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為：</p><p>　　Mjm=791.14 N·㎝</p><p>　　步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率</p><p><b>　　fmax=Hz<

75、;/b></p><p>　　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。</p><p>　　C616橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定</p><p><b>　　Mq = N·㎝</b></p><p>　　電動(dòng)機(jī)仍選用三相六拍工作方式，查表知：</p><p&g

76、t;　　Mq/Mjm=0.866</p><p>　　所以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為：</p><p><b>　　Mjm= N·㎝</b></p><p>　　步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率</p><p>　　fmax==3333.3 Hz</p><p>　　為了便于設(shè)計(jì)和采購，仍選用11

77、0BF003型直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。</p><p><b>　　四、機(jī)床導(dǎo)軌改造</b></p><p>　　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。</

78、p><p>　　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。</p><p>　　滑動(dòng)導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單，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

79、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。</p><p>　　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 有良好的自潤滑性和抗振性，加工簡單，成本低。</p>&l

80、t;p>　　目前應(yīng)用較多的聚四氟乙稀（PTEE）貼塑軟帶，如美國生產(chǎn)的Twrcite—B和我國生產(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。</p><p>　　貼塑軟帶粘貼工藝非常簡單，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)軌精度要求對金屬導(dǎo)軌

81、面進(jìn)行加工修理。根據(jù)導(dǎo)軌尺寸長度放大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、開油槽、鉆孔等加工，以滿足裝配要求。</p><p>　　五、自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的選用</p><p>　　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

82、復(fù)定位精度高，工件剛性好，性能可靠，使用壽命長以及工藝性能襖等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　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，工藝性能好等優(yōu)點(diǎn)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，在生產(chǎn)中大量使用?，F(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。</p><p><b>　　

83、刀架技術(shù)參數(shù)：</b></p><p><b>　　刀位數(shù)：4</b></p><p><b>　　電動(dòng)功率：60W</b></p><p>　　電機(jī)轉(zhuǎn)速：1400r/min</p><p><b>　　夾緊力：1t</b></p><p>

84、　　上刀體尺寸：152×152</p><p>　　下刀體尺寸：161×171</p><p>　　技術(shù)指標(biāo)：重復(fù)定位精度：≤0.005㎜</p><p>　　工作可靠性：＞30000次</p><p>　　換刀時(shí)間：90° 180° 270°</p><p

85、>　　2.9s 3.4s 3.9s</p><p>　　六、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造時(shí)數(shù)控系統(tǒng)選用</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是一臺(tái)數(shù)控機(jī)床的核心。對系統(tǒng)的選擇在機(jī)床數(shù)控改造中是至關(guān)重要的</p><p>　　現(xiàn)從系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性選擇為開環(huán)伺服系統(tǒng)為JWK—15T。</p><p>　　現(xiàn)將該經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)性能參數(shù)

86、列表如下：</p><p>　　七、典型零件的工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用程序編制</p><p>　　所需加工零件的材料為45號(hào)鋼，加工零件如下圖所示：</p><p><b>　?。ㄒ唬┕に嚪治?lt;/b></p><p>　　1、該零件分七個(gè)工步來完成加工，即先用φ16的麻花鉆來鉆孔；再粗車外圓；第三步粗鏜孔；第四步精鏜內(nèi)孔；第五步

87、精車外圓；第六步車M30的細(xì)牙螺紋（螺距F=0.75）；最后切斷。</p><p>　　2、較為突出的問題是如何保證φ38、φ18和長度50的尺寸公差，長度方向的中間凹槽，粗車、粗車刀的副偏角大于45°，棒料伸出三爪卡盤65mm裝夾工件。</p><p>　　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。</p>

88、;<p>　　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；</p><p>　　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。</p><p>　?。ǘ┕ぜ鴺?biāo)系的設(shè)定 </p><p>　　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)。&

89、lt;/p><p><b>　?。ㄈ┦謩?dòng)鉆孔</b></p><p>　　夾好工件，用φ16的麻花鉆手動(dòng)鉆孔，孔深55mm。</p><p><b>　?。ㄋ模┚幹萍庸こ绦?lt;/b></p><p>　　N001 G94G54T1</p><p>　　M03S700M08&l

90、t;/p><p>　　N002 G00Z0X32</p><p>　　N003 G01X-1F30</p><p>　　N004 G00Z1X30.6</p><p>　　N005 G01Z-44F80</p><p>　　N006 G00X31Z1</p><p>　　N007

91、 G00X27</p><p>　　N008 GO1Z-22.4F80</p><p>　　N009 G00X28Z1</p><p>　　N010 G00X25</p><p>　　N011 G01Z-22.4F80</p><p>　　N012 G00X26Z1</p><

92、;p>　　N013 G00X23.9</p><p>　　N014 G01Z-20</p><p>　　N015 G00Z1X25</p><p>　　N016 G00X80Z120M09M05</p><p>　　N017 T2M06M08M03</p><p>　　N018 G00Z0

93、X24</p><p>　　N019 G01X2.5F30</p><p>　　N020 G01X23.9 CHF=2</p><p>　　N021 G01Z-8F80</p><p>　　N022 G01X22Z-9.6 </p><p>　　N023 G01Z-19.8</p>&

94、lt;p>　　N024 G01X24.6</p><p>　　N025 G01X27</p><p>　　N026 G01X30.5Z-38.4</p><p>　　N027 G01Z-44</p><p>　　N028 G00X31Z-8 </p><p>　　N029 G00X24&l

95、t;/p><p>　　N030 G01X23.9</p><p>　　N031 G01X20.8Z-9.6 </p><p>　　N032 G01Z-19.8</p><p>　　N033 G02X24.6Z-22.4CR=5.6F50</p><p>　　N034 GO1X30.4Z-38.4</

96、p><p>　　N035 G01Z-44</p><p>　　N036 G00X80Z100M09M05</p><p>　　N037 T3M06M08M03</p><p>　　N038 G00Z3X23.3</p><p>　　N039 G33Z-11K=0.75</p><p&

97、gt;　　N040 G00X25</p><p>　　N041 G00Z3</p><p>　　N042 G00X23.1</p><p>　　N043 G33Z-11K=0.75</p><p>　　N044 G00X25</p><p>　　N045 G00Z3</p><

98、;p>　　N046 G00X23</p><p>　　N047 G33Z-11K=0.75</p><p>　　N048 G00X25</p><p>　　N049 G00X80Z120M09M05</p><p>　　N050 T4M06M08M03</p><p>　　N051 G00

99、Z3X0</p><p>　　N052 G01Z-44F15</p><p>　　N053 G01Z3F50</p><p>　　N054 G00X80Z120M09M05</p><p>　　N055 T5M06M08M03</p><p>　　N056 G00X14.2Z1</p>

100、<p>　　N057 G01Z-41F50</p><p>　　N058 GOOX14Z1</p><p>　　N059 GOOX14.4</p><p>　　N060 G01Z-41</p><p>　　N061 G00X14Z1</p><p>　　N062 G00X16Z0&l

101、t;/p><p>　　N063 G01X14.4Z-8</p><p>　　N064 G00Z0</p><p>　　N065 G00X17.6</p><p>　　N066 G01X14.4Z-8</p><p>　　N067 G00Z1</p><p>　　N068 G0

102、0X80Z120M09M05</p><p>　　N069 T6M06M08M03</p><p>　　N070 G00X32Z-40</p><p>　　N071 G01X12F30</p><p>　　N072 G00X80Z120</p><p>　　N073 M05M09M02</p&

103、gt;<p><b>　　小結(jié)</b></p><p>　　三年的大學(xué)學(xué)習(xí)，讓我們對機(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。為了能夠較好的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我投入了</p><p

104、>　　萬分的精力做了充分的準(zhǔn)備工作。</p><p>　　首先，我先針對畢業(yè)課題來考慮，在指導(dǎo)老師的指點(diǎn)和幫助下，對所需的資料進(jìn)行搜集和整理，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，再對資料做一個(gè)簡單的歸類。</p><p>　　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

105、做起來沒有太多陌生的感覺，更加得心應(yīng)手些。</p><p>　　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，其次要對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行構(gòu)思，確定總體方案，查閱資料，最后編寫產(chǎn)品的設(shè)計(jì)說明書，進(jìn)行繪圖。</p><p>　　這

106、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)老師鄒工對我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)!</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　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</p><p>　　余英良 《機(jī)床