毕业论文终稿-普通车床的数字化改造设计（送全套CAD图纸 资料打包）

买文档就送全套CAD图纸QQ414951605或1304139763图纸预览请见文档里的插图，原稿更清晰，可编辑本科毕业设计（论文）普通车床的数字化改造【用GSK980T数控系统】学院专业班级学生姓名学生学号指导教师提交日期年月日2理工大学广州学院学位论文原创性声明本人郑重声明所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名日期年月日学位论文版权使用授权书本人完全了解华南理工大学广州学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，即按照有关要求提交学位论文的印刷本和电子版本；华南理工大学广州学院图书馆有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；可以采用复印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提下，可以公布论文的部分或全部内容。学位论文作者签名日期年月日指导教师签名日期年月日作者联系电话电子邮箱III摘要本次设计是对旧机床数控化进给系统的改造的设计。在这里主要包括主传动系统的设计、纵向进给系统的设计、横向进给系统的设计。而我主要是针对横向进给系统的设计纵向进给系统进行机械设计。主传动系统设计的数控机械设计。要求的经济型数控改造加工精度不高，为简化结构，降低成本。通过控制横向进给系统，确保机床的定位，直线插补，圆弧插补的设计，和暂停。传动效率是机床的要求，采用步进电机通过联轴器驱动丝杆；为了保证传动精度和一定的稳定性，尽量减少摩擦，滚珠丝杠副的选择。关键词车床，数控设计IVVVIVIIVIIIIXXXI，联轴器，滚珠丝杠XIIABSTRACTTHISDESIGNISABOUTTHECOMMONLATHETRANSFORMATIONOFNCMAINTASKSARETHETRANSFORMATIONOFTHEMAINTRANSMISSIONSYSTEM,THETRANSFORMATIONOFTHEVERTICALFEEDINGSYSTEM,HORIZONTALFEEDSYSTEMREFORMWHILEIWASMAINLYAIMATTHELATERALFEEDINGSYSTEMMECHANICALTRANSFORMATIONTHEGRADUATIONPROJECTONTHEDESIGNOFTHEBASICSKILLSTRAININGHASIMPROVEDTHEANALYSISANDTHEABILITYTOSOLVEENGINEERINGPROBLEMS,ANDCREATEACERTAINCONDITIONFORGENERALMECHANICALDESIGNNCTRANSFORMATIONISMAINLYATRANSFORMATIONOFMECHANICALDRIVESYSTEMBECAUSEOFTHEECONOMYLESSPRECISIONCNCMACHINING,ITISORDERTOSIMPLIFYTHESTRUCTUREANDREDUCECOSTSBYCONTROLLINGTHECROSSFEEDSYSTEM,ITENSURESTHEMODIFIEDLATHEWITHPOSITIONING,LINEARINTERPOLATION,CIRCULARINTERPOLATION,ANDPAUSEREQUIREDFORTHEREALIZATIONOFTHETRANSMISSIONEFFICIENCYOFMACHINETOOL,WESHOULDUSASTEPPINGMOTORDRIVEANDTHENSCREWTHROUGHTHECOUPLINGTOENSUREACERTAINDEGREEOFDRIVINGACCURACYANDSTABILITYANDMINIMIZEFRICTION,ABALLSCREWPAIRISNEEDEDKEYWORDSLATHE,NCTRANSFORMATION,COUPLING,BALLSCREWXIII目录摘要IIIABSTRACTIV第一章绪论111课题背景112机床改造的内容及意义213普通车床的数字化改造主要解决的问题3第二章数控系统的选择421数控系统的选择422GSK980T车床数控系统的组成部分623电气控制原理6第三章纵向进给伺服进给结构设计831确定脉冲当量832切削力的计算833滚珠丝杠螺母副的计算和选型9331精度的选择9332丝杠导程的确定9333最大工作载荷的计算9334最大动载荷的计算10335滚珠丝杠螺母副的选型10336滚珠丝杠副的支承方式11337传动效率的计算11338刚度的验算11339稳定性校核123310临界转速的验证1234齿轮传动的计算1335步进电动机的选择13第四章横向进给伺服进给结构设计1641切削力的计算1642滚珠丝杠螺母副的计算和选型16421最大工作载荷的计算16422最大动载荷的计算16423滚珠丝杠螺母副的选型17XIV424滚珠丝杠副的支承方式17425传动效率的计算17426刚度的验算17427稳定性校核18428临界转速的验证1843进给伺服系统传动计算18431确定传动比18432齿轮参数的计算1844步进电机的计算和选用19441转动惯量的计算19442电机力矩的计算2045步进电机的选择21第五章主轴交流伺服电机2251拟定传动方案2252主轴的变速范围2353初选主轴电机的型号2354主轴电机的校核23第六章元件的选择2561主轴系统的方案确定2562安装电动卡盘2563SZGDBM01光电编码器25631概述25632主要技术性能2564数控刀架/AK21系列刀架26结论28参考文献29致谢31第一章绪论1第一章绪论11课题背景机械制造业在世界经济发展中，作为基础产业，具有重要的地位。为此，各国的经济学家和企业家在不断探索新形势下的各种先进制造技术及制造业的发展战略。作为制造业核心的机床制造业则是支柱的基石，是任何行业都不可或缺的。产生与发展的社会、经济基础1我国现有的、数以万计的陈旧、落后的机床是机床大修与数控化改造行业产生的现实基础我国是一个发展中国家，由于长期自身机制的不适应性，经济实力过低、技术落后、设备陈旧，极大地制约着国民经济的发展。为尽快改变我国机械制造业的落后状态，近二十多年来，我们在艰难地发展民族机床制造业的同时，积极地引进了世界先进技术与设备。一方面与世界先进机床制造厂合作，不断生产出具有世界先进水平的各类机床；另一方面直接购进了大量的各类机床。这一切都为我国国民经济的快速发展起到了巨大的作用。但是，机床长期运转甚至超负荷使用，同时又缺少认真的维修与保养，造成机床严重磨损，丧失了精度；有些机床则由于企业人员及产品结构的改变，或由于技术力量不足而被长期闲置，需要使用时却发现早已锈迹斑斑，电控系统不能起动；由于新产品制造的需要，原有机床性能已不能满足使用要求，急需更新升级改造；由于世界计算机及网络技术的飞速发展，造成数控系统、驱动系统厂的产品更新加快，原有产品过早停产，给备件更换与维修带来一定困难；况且数控系统的使用寿命一般在510年，而我国大多数机床都在超期服役。这些诸多因素都需要对机床进行大修及数控化升级改造。2新进的大批二手机床成为机床大修及数控化改造行业的催化剂自改革开放以来，许多企业引进了一大批国外淘汰的旧机床，虽然有一部分尚能满足使用要求，但是多数由于缺少经验、技术、资料及备件等因素，造成虽廉价购进但却不能继续发挥作用而闲置的尴尬局面。其中不乏有为改造后投入使用而引进的旧机床和生产线。这里多数的二手机床只要再有适当的资金投入，经过大修改造即可发挥作用。3显著的经济效益是机床大修及数控化改造行业的发展动力对于机床拥有者来说，只需花费购买相同新机床30以下的费用即可获得相同的使用效果。根据国际该行业的记载，即使将原机床的结构性能进行彻底改造升级，也只需花费购买新机床60左右的价格。对于机床大修改造业内公司来说，这不仅为他们的服务企业产生巨大社会经济效益，而且也是他们自身生存和发展的根本动力。4机床大修及数控化改造的优势是该行业生存与发展的有利条件旧机床的大修、翻新、升级改造与购买新机床相比有优势。第一章绪论212机床改造的内容及意义数字控制机床又称为机床数控化改造，这是一种将数字计算机技术应用于机床的控制技术。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置，经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。机床数控化改造较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性、高效能的自动化机床，是典型的机电产品。机床数控化改造能缩短生产准备时间，增加切屑加工时间的比率；使用机床数控化改造进行生产，加工的零件精度高，产品质量稳定,从而有效的提高了产品在市场上的竞争力；机床数控化改造具有广泛的适应性和较大的灵活性，因此能够完成很多机床数控化改造很难完成或者根本不能加工的、具有复杂型面、要求高精度的零件的加工；许多机床数控化改造如加工中心具有自动换刀功能，使零件一次装夹之后就能够完成多个加工部位的加工，实现了一机多用，大大节省了设备和厂房面积；生产者可以对生产成本进行预算，并对生产进度进行合理的安排，以达到提高经济效益的目的；应用机床数控化改造进行生产，减轻了工人的劳动强度，提高了工人工作的环境质量，增加了工人的生产积极性，促进了生产，提高了生产效率。数控改造化车床是一种高精度、高效率的自动化机床，也是使用数量最多的机床数控化改造，约占机床数控化改造总数的25。它主要用于精度要求高、表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体零件的加工，能够通过程序控制自动完成园柱面、圆锥面、圆弧面和各种螺纹的切削加工，并能切槽、钻、扩、铰孔的加工。由于数控改造化车床具有加工精度高、能作直线和圆弧插补功能，有些数控改造化车床还具有非圆曲线插补功能以及加工过程中具有自动变速功能等特点，所以它的工艺范围要比普通车床要宽得多。1精度要求高的回转体零件由于数控改造化车床刚性好，制造和对刀精度高，以及能方便和精确地进行人工补偿和自动补偿，所以能加工精度要求高的零件，甚至可以以铣代磨。2表面粗糙度要求高的回转体零件数控改造化车床具有恒线速切削功能，能加工出表面粗糙度小的均匀的零件。使用恒线速切削功能，就可选用最佳速度来切削锥面和端面，使切削后的工件表面粗糙度既小又一致。数控改造化车床还适合加工各表面粗糙度要求不同的工件。粗糙度要求大的部位选用较大的进给量，要求小的部位选用小的进给量。3轮廓形状特别复杂和难于控制尺寸的回转体零件由于数控改造化车床具有直线和圆弧插补功能，部分车床数控装置还有某些非圆曲线第一章绪论3和平面曲线插补功能，所以可以加工形状特别复杂或难于控制尺寸的的回转体零件。13普通车床的数字化改造主要解决的问题解决形状复杂、精密、多品种及中小批零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率，随着制造技术向自动化、柔性化方向的发展，当前机床的数控化率已成为衡量一个国家制造工业水平的重要标志。但目前我国数控机床的广泛应用受到一些条件的限制。有关统计资料表明，目前我国机床总拥有量为378万台，其中数控机床只有8万多台，远远低于美国、日本、德国、韩国等制造业发达国家机床数控化率20以上的水平。国内数控设备严重失衡的原因数控机床价格昂贵，一次性投资大，对中小型企业常是心有余而力不足；同时各企业有大量的普通机床，如果全部用数控机床来代替也将造成很大的浪费。要较好地解决问题，用数控技术对普通机床进行改造，是既适合我国国情又能提高机床数控化率的一条有效途径，是我国尤其在中西部欠发达地区企业设备技术改造的主要方向之一。改造的方案普通机床的数控化改造一般是指对现有普通机床的某些部位做一些改装，再配上经济型数控装置或标准型数控系统，从而使原机床具有数控加工的能力。普通机床数控化改造后较改造前机床的自动化程度高、专业性强、加工精度及生产率都有很大的提高；改造机床的费用比购买数控机床的费用低、经济性好、生产周期短。改造中应完成的两项主要工作是增加数控系统和进行机械系统的改造。数控系统的选择控制方式选择目前数控系统控制方式主要有种类型步进电机拖动的开环系统、异步电机或电机光栅测量反馈的闭环数控系统和交伺服电机拖动编码器反馈的半闭环数控系统。其中步进电机拖动的开环系统，其伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。该系统位移精度较低，但结构简单、调试维修方便、质量稳定可靠、成本低、抗干扰性能强、对环境室温要求不高，易改装成功，适用于精度要求一般的中小型机床的改造，这是目前数控改造中应用最为广泛的一种第二章数控系统的选择4第二章数控系统的选择21数控系统的选择数控机床是一种先进的加工设备，它以高精度、高可靠性、高效率、可加工复杂曲面工件等特点得到广泛应用。但若选型不当，则不能发挥其应有的效益，且使资金大量积压，从而产生风险。广义的选型主要包括机型选择、数控系统选择、机床精度选择、主要特征规格选择等。其中机型选择和数控系统选择风险最大，机床精度和主要特征规格选择次之，故要减少选型风险，可从以下几方面着手。一、机型选择在满足加工工艺要求的前提下设备越简单风险越小，车削加工中心和数控车床都可以加工轴类零件，但一台满足同样加工规格的车削中心价格要比数控车床贵几倍，如果没有进一步工艺要求，肯定选择数控车床风险较小。同样在经济型和普通型数控车床中要尽量选择经济型数控车床。二、数控系统选择在选购数控机床时，同一种机床本体可配置多种数控系统。在可供选择的系统中，性能高低差别很大，直接影响到设备价格构成。目前数控系统种类、规格极其繁多，进口系统主要有日本FANUC、德国SINUMERIK、日本MITSUBISHI、法国NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGOR、美国AB等。国产系统主要有广州系统、航天系统、华中系统、辽宁蓝天系统、南京大方系统、北方凯奇系统、清华系统、KND系统等，每家公司都有一系列各种规格的产品。减少数控系统选型风险的基本原则是性能价格比大，使用维修方便，系统的市场寿命长。因此不能片面追求高水平、新系统。而应该以满足主机性能为主，对系统性能和价格等作一个综合分析，选用合适系统。同时应逐渐少选传统的封闭体系结构的数控系统或PC嵌入NC结构的数控系统，因为这类系统的功能扩展、改变和维修都必须借助于系统供应商。应尽可能选用NC嵌入PC结构或SOFT结构的开放式数控系统，这类系统的CNC软件全部装在计算机中，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部1/O之间的标准化通用接口，就像计算机上可以安装各种品牌的声卡、显卡和对应的驱动程序一样，用户可以在WINDOWSNT平台上，利用开放的CNC内核，开发所需的功能，构成各种类型的数控系统。另外数控系统中基本功能以外还有很多选择功能，用户可以根据自己的工件加工要求、测量要求、程序编制要求等，额外再选择一些功能列入订货合同附件中，特别是实时传输的DNC功能等。三、精度选择数控机床精度等级的选择取决于典型零件的加工精度。一般数控机床精度检验项目都有第二章数控系统的选择52030项，但其最有特征的项目是单轴定位精度、单轴重复定位精度、两轴以上联动加工出来试件的圆度。定位精度和重复定位精度综合反映了该轴各运动部件的综合精度。单轴定位精度是指在该轴行程内任意一个点定位时的误差范围，它直接反映了机床的加工精度能力，而重复定位精度则反映了该轴在行程内任意定位点的定位稳定性，这是衡量该轴能否稳定可靠工作的基本指标。以上两个指标中，重复定位精度尤为重要。目前数控系统中软件都有丰富的误差补偿功能，能对进给传动链上各环节系统误差进行稳定的补偿。如丝杠的螺距误差和累计误差可以用螺距补偿功能补偿，进给传动链的反向死区可用反向间隙补偿来消除。但电控方面误差补偿功能不可能补偿随机误差（如传动链各环节的间隙、弹性变形和接触刚度等因素变化产生的误差），它们往往随着工作台的负载大小、移动距离长短、移动定位速度的快慢等反映出不同的运动量损失。在一些开环和半闭环进给伺服系统中，测量元件以后的机械驱动元件，受各种偶然因素影响，也有相当大的随机误差影响，例如滚珠丝杠热伸长引起的工作台实际定位位置漂移等。所以重复定位精度的合理选择可大大减少精度选择风险。铣削圆柱面精度或铣削空间螺旋槽（螺纹）精度是综合评价该机床有关数控轴（两轴或三轴）伺服跟随运动特性和数控系统插补功能的指标，评价指标采用测量加工出的圆柱面的圆度。在数控铣床试切件中还有铣斜方形四边加工，这也是判断两个可控轴在直线插补运动时精度的一种方法。对于数控铣床，两轴以上联动加工出来试件的圆度指标也不容忽略。定位精度要求较高的机床还必须注意它的进给伺服系统采用半闭环方式还是全闭环方式，注意使用检测元件的精度及稳定性。如机床采用半闭环伺服驱动方式，则精度稳定性要受到一些外界因素影响，如传动链中滚珠丝杠受工作温度变化造成丝杠伸长，对工作台实际定位位置造成漂移影响，使加工件的加工精度受到影响。四、数控机床主要特征规格选择数控机床的主要特征规格应根据确定的典型工件族加工尺寸范围而选择。数控机床的最主要规格是几个数控轴的行程范围和主轴电机功率。机床的三个基本直线坐标（X、Y、Z）行程反映该机床允许的加工空间，在车床中两个坐标X、Z反映允许回转体的大小。一般情况下加工件的轮廓尺寸应在机床的加工空间范围之内，如典型工件是450MM450MM450MM的箱体，那么应选取工作台面尺寸为500MM500MM的加工中心，选用工作台面比典型工件稍大一些是考虑到安装夹具所需的空间。机床工作台面尺寸和三个直线坐标行程都有一定比例关系，如上述工作台500MM500MM的机床，X轴行程一般为700800MM,，Y轴为500700MM，Z轴为500600MM。因此，工作台面的大小基本上确定了加工空间的大小。个别情况下也可以有工件尺寸大于坐标行程，这时必须要求零件上的加工区域处在行程范围之内，而且要考虑机床工作台的允许承载能力，以及工件是否与机床换刀空间干涉、与机床防护罩等附件干涉等一系列问题。数控机床的主电机功率在同类规格机床上也可以有各种不同配置，一般情况下反映了该机床的切削刚性和主轴高速性能。轻型机床比标准型机床主轴电机功率就可能小12级。目前一般加工中心主轴转速第二章数控系统的选择6在40008000R/MIN，高速型机床立式机床可达2万7万R/MIN，卧式机床1万2万R/MIN，其主轴电机功率也成倍加大。主轴电机功率反映了机床的切削效率，从另一个侧面也反映了切削刚性和机床整体刚度。在现代中小型数控机床中，主轴箱的机械变速已较少采用，往往都采用功率较大的或交流可调速电机直联主轴，甚至采用电主轴结构，这样的结构在低速切削中扭矩受到限制，即调速电机在低转速时输出功率下降，为了确保低速输出扭矩，必须采用大功率电机。所以同规格机床数控机床主轴电机比普通机床大几倍。当典型工件上有大量的低速加工时，必须对机床的低速输出扭矩进行校核。22GSK980T车床数控系统的组成部分GSK980T车床数控系统主要由输入装置、监视器、主控制系统、可编程控制器、各类输人输出接口等组成。主控制系统主要由CPU、存储器、控制器等组成。数控系统的主要控制对象是位置、角度、速度等机械量，以及温度、压力、流量等物理量其控制方式又可分为数据运算处理控制和时序逻辑控制两大类。其中主控制器内的擂补模块就是根据所读入的零件程序，通过译码、编译等处理后，进行相应的刀具轨迹插补运算，并通过与各坐标伺服系统的位置、速度反馈信号的比较，从而控制机床各坐标轴的位移。而时序逻辑控制通常由可编程控制器来完成，它根据机床加工过程中各个动作要求进行协调，按各检测信号进行逻辑判别，从而控制机床各个部件有条不紊地按顺序工作。数控系统是机床实现自动加工的核心，是整个数控机床的灵魂所在。23电气控制原理第二章数控系统的选择7第三章纵向进给伺服进给结构设计8第三章纵向进给伺服进给结构设计31确定脉冲当量一个脉冲，使机床移动部件产生位移，也被称为数控机床的最小单位。脉冲是一个基本的技术参数，对数控机床的加工精度。脉冲当量的经济型数控车床和铣床使用的是0010005MM/脉冲。确定脉冲当量，纵向001MM/脉冲，横向001MM/脉冲。32切削力的计算车削外圆时的切削力如图31所示。主切削力与切削速度的方向一致，垂直向下，ZF是计算车床主轴电动机切削功率的依据；进给力与进给方向平行且方向相反；背向力X与进给方向相垂直，对加工精度的影响较大。YFFZFXFY图31车削力分析选工件材料碳素结构钢，650MP；选用刀具材料为高速钢；BA第三章纵向进给伺服进给结构设计9刀具几何参数主偏角，前角，刃倾角；RK。750。1S。5切削用量为背吃刀量2MM，进给量08MM/R，切削速度1M/MIN。PAFCV由表（21）查得1770100750CFCFXCYCFN由表（22）查得主偏角修正系数092,前角，刃倾角修正系数都为10；RKK代入公式CCFCFNYXPCKVFA9201821707501275492N进给力与背吃刀力由经验公式103504CFFP知275492NZC035X27549296422NXF04X275492110197NYP33滚珠丝杠螺母副的计算和选型滚珠丝杠副作用是旋转运动变为直线运动，在释放量之间的滚珠丝杠和螺母滚道的螺旋传动，线程产生滚动摩擦。螺旋旋转，带动滚珠沿螺纹滚道。螺母设有复位装置，和螺纹滚一个球流通渠道。为了配合无间隙甚至是球和滚道之间形成的，可以设置预紧装置。为了延长使用寿命，可设置的润滑和密封。331精度的选择滚珠丝杠副的精度直接影响数控机床的定位精度，在滚珠丝杠精度参数中，其导程误差对机床定位精度最明显。一般在初步设计时设定丝杠的任意300行程变动量应M30V小于目标设定定位精度值的1/31/2,在最后精度验算中确定。对于车床，选用滚珠丝杠的精度等级X轴为13级（1级精度最高），Z轴为25级，考虑到本设计的定位精度要求和改造的经济性，选择X轴精度等级为3级，Z轴为4级。332丝杠导程的确定与运动速度导致的选择，所需的系统等，通常是4，5，6，8，10，12，20，规模大，影响一般也可以选择较大（主要考虑带齿厚）。在速度上满足的情况下，较小的铅一般的选择（提高控制精度），本设计主要纵向丝杠副行程8MM，横向丝杠导程为5。M第三章纵向进给伺服进给结构设计10333最大工作载荷的计算最大工作载荷是指滚珠丝杠螺母副在驱动工作台时所承受的最大轴向力，也叫进MF给牵引力,其实验计算公式如表31所示。表31实验计算公式及参考系数MF导轨类型实验公式K矩形导轨GKYZX11015燕尾导轨2FM1402综合或三角导轨FZX115015018表中为考虑颠覆力矩影响时的实验系数；为滑动导轨摩擦系数；为移动部KG件总重量。G1000N查表31选择综合导轨，取115,取018,为1000；KGN算得1151197018（34201000）GFZXM217155N334最大动载荷的计算载荷随时间急剧变化且使构件的速度有显著变化（系统产生惯性力），此类载荷为动载荷。比如起重机以等速度吊起重物，重物对吊索的作用为静载，起重机以加速度吊起重物，重物对吊索的作用为动载。对于滚珠丝杠螺母副的最大动载荷计算公式如下QFMHWQFFL3式中滚珠丝杠副的寿命系数，单位为R，（T为使用610610/NL寿命，普通机床T取500010000H，数控机床T取15000H；N为丝杠每分钟转速）；载荷系数，一般取1215，本设计取12；WF硬度系数（HRC58时取10；等于55时取111；等于525时取HF135；等于50时取156；等于45时取240）；滚珠丝杠副的最大工作载荷，单位为N。MF本设计中车床纵向承受最大切削力条件下最快的进给速度,初MIN/60AXVJ选丝杠基本导程，则丝杠转速。取滚珠丝PH8I/75/10MAXRPNHJ杠使用寿命，带入得90；取，代入T1506/TLL21WFHF，求得17390N。MHWQFL3QF第三章纵向进给伺服进给结构设计11335滚珠丝杠螺母副的选型初选滚珠丝杆副时应使其额定动载荷,当滚珠丝杠副在静态或低速状态下QAFC长时间承受工作载荷时，还应使额定静载荷。MIN/10RMOAF32根据计算出的最大动载荷,选择江苏启东润泽机床附件有限公司生产的FL40083型QF内循环式滚珠丝杠副，采用双螺母螺纹式预紧，精度等级为4级，其参数如表32所示。表32FL40083型滚珠丝杠相关参数公称直径/M导程/钢球直径/M丝杠外径/丝杠底径/M额定载荷/KN接触刚度/1M0DHPWD1D2OACA4084763386352466311897336滚珠丝杠副的支承方式滚珠丝杠副的支承主要用来约束丝杠的轴向窜动，丝杠支承常用推力轴承为主的轴承组合。考虑到纵向丝杠长度较大，本设计纵向丝杠采用双推简支支承方式，该方式临界转速、压杆稳定性高，有热膨胀的余地。337传动效率的计算滚珠丝杠的传动效率一般在0809之间，其计算公式如下TAN式中螺距升角，根据,可得291；0H143PTAND摩擦角，一般取10。算得96670192TA338刚度的验算轴向变形含丝杠的拉伸或压缩变形、丝杠与螺母间滚道的接触变形、支承滚珠12丝杆的轴承的轴向接触变形。3因转矩和丝杠螺母滚道接触对丝杠产生的导程变化很小，所以、可以忽略不计，23所以丝杠的拉伸或压缩变形量为（“”号代表拉伸，“”代表压缩）1ESLFUM式中丝杠的最大工作载荷，单位为；N第三章纵向进给伺服进给结构设计12丝杠纵向最大有效行程，单位为；ULM丝杠材料的弹性模量，钢；EMPAE5102丝杠的横截面面积，单位按丝杠螺纹的底径确定。S2D根据前面的设计，为323436，取1665，为4524，算得MFNULM001597159712545132067查表33可知，,所以刚度足够。RDP，电动机直接驱动主轴不能满足恒功率变速要求，因此需要串联一个有级变速箱，以满足主轴的恒功率调速范围。取，则对于数控车床，为了加工端面时满足恒线速度切6FDP71LGZNPF削的要求，应使转速有一些重复，故取Z253初选主轴电机的型号选主轴电机的型号为SIMODRIVE系列交流主轴驱动系统型号为1HP61674CB4，连续负载PH/KW145，间歇负载（60）/KW175KW,短时负载（20MIN）/KW1925KW,额定负载N/RMIN5000，最大转速NMAX/R/MIN8000,额定转矩277NM,惯性矩0206/KGM12晶体管PWM变频器型号为6SC60584AA0254主轴电机的校核电动机恒功率调速范围第五章主轴交流伺服电机2410MINAXRN所以所选电动机型号的调速范围满足主轴所要求的调速范围。第六章元件的选择25第六章元件的选择61主轴系统的方案确定若要提高车床的自动化程度，需要在加工中自动变换转速，可用24速的多速电动机代替原有的单速主电动机；当多速电动机仍不能满足要求时，可用交流变频器来控制主轴电动机，以实现无级变速（工厂使用情况表明，使用变频器时，若工作频率低于，HZ70原来的电动机可以不更换，但所选变频器的功率应比电动机大）。62安装电动卡盘为了提高加工效率，夹紧和松开工件使用电动卡盘，呼和浩特配件厂生产型KD11250电动三爪自定心卡盘。卡盘的夹紧与放松的数控系统。63SZGDBM01光电编码器631概述SZGDBM01光电编码器，是常用的位移、角位移、长度、深度等机械量的检测器件，广泛用于化工、冶金、能源、轻工、纺织、电子、机械、汽车等行业。632主要技术性能SZGDBM01的分类方法第六章元件的选择2664数控刀架/AK21系列刀架AK2116044C安装图及尺寸型号ABCL1L2H1HXX1YH12MH3H4NAK21160412612614644122521970160170112305132082/44AK211604C1171261463882732177016017011432132060/32主要参数序号项目AK2116044C1刀台方MM1602工位数个43装刀基面高MM704装刀基准孔高MM/5单工位转位时间S3246刀架转速R/MIN177最大切向力矩NM5008最大颠覆力矩NM12509重复定位精度MM0005第六章元件的选择2710毛重KG3811净重KG3012箱体尺寸MM560400353结论28结论本课题结合目前国内外数控改造化车床进给系统的研究现状和发展方向，具体阐述了一种桌面型数控改造化车床的设计开发过程。本文主要以上工作1、确定了数控改造化车床结构方案。分析了数控改造化车床的特点，确定了数控改造化车床基本结构，并确定其基本尺寸。2、确定了数控改造化车床技术指标及参数。对该数控改造化车床的各向切削力进行了计算。3、选择了数控改造化车床系统的控制系统。采用了东达电控的电控箱。4、数控改造化车床本体结构设计。5、零件的刚度和寿命计算与校核。对各个已设计零件进行刚度和寿命计算，确保满足使用要求，使该数控改造化车床有足够的可靠性。本次毕业设计了解了普通车床的加工特点及原理，对普通车床进行了数字化改造，主要是将纵向和横向进给系统改造成为CNC装置控制的、能独立运动的进给伺服系统；将刀架改成为能自动换到的回转刀架。转眼间3个月的时间过去了，毕业设计也接近了尾声。这次毕业设计是我们大学四年来进行的最综合、最大型、最全面的、用时最长的一次设计。是对大学所学的一次大总结，它汇聚了已学科目的所有知识点，几乎把大学四年所学的知识都囊括在里面了，使所学知识得到巩固与提高。我们通过不同的途径查阅相关的资料，如图书馆的馆藏资料、网上图书馆以及查阅我们四年来所学的书本知识等；丰富了自己的知识面，提高了解决问题的能力和自学能力。在设计中我们遇到了很多的困难，通过请教指导老师自己查阅资料，与同学讨论，最终都得到了解决。包括选择毛坯的类型和制造方法、粗精基准的选择、加工顺序的安排，机床及的工艺装备的选择、工艺的分析计算、专用夹具的设计、填写工艺卡片等。设计中遇到很多细节问题，如机床的选择原则，要根据加工零件的材料、尺寸，机床的加工范围来确定；刀具的选择，它是有零件的材料，加工表面的形状来确定的；装配图上尺寸、配合的标注；工序图绘制原则，加工表面要用粗实线表示，非加工表面用细实线等。这些都是以前设计中没太注意的问题，感谢导师的指出和耐心指导。通过此次设计，不但使我在设计中得到了很大的收获，丰富了自己的理论知识，提高了实践的能力，为今后在工作岗位中从事设计行业打下了坚实的基础，更让我深刻感觉到相互协作的团体精神和导师指导的重要性。由于我的时间经验比较缺乏，理论知识不够全面和深入，设计中肯定还存在不少的缺点和问题，希望能够得到老师的批评和指正，它将影响我的一生。参考文献29参考文献1陈婵娟数控改造化车床设计M化学工业出版社，200611602杜君文，邓广敏数控技术M天津天津大学出版社，200237563谢红机床数控化改造机器人机械系统设计指导M上海同济大学出版社，2004850844蔡自兴机器人学M北京清华大学出版社，200020255李佳机床数控化改造机应用M北京清华大学出版社，200170886张立勋机电一体化系统设计M高等教育出版社，200740517濮良贵机械设计（第七版）M北京高等教育出版社，200434468徐灏主新编机械设计师手册M北京机械工业出版社，1995991409张立勋，董玉红机电系统仿真与设计M哈尔滨哈尔滨工程大学出版社，2006537810吴宗泽机械结构设计M北京机械工业出版社，19879711211白文庆数控改造化车床的数控设计J机械产品与科技，2005，3（2）9210212张丽芳数控改造化车床的数控设计设计J船电技术，2008，11566513张建明机电一体化系统设计M北京高等教育出版社，2001779414张树森机械制造工程学M沈阳东北大学出版社，200516718015顾维邦金属切削机床概论M北京机械工业出版社，200563016周