毕业设计（论文）C616型普通车床改造为经济型数控车床

1、c616型普通车床改造为经济型数控车床毕业设计论文题 目普通车床的数控改造（以普通车床c616为例）专业名称机电设备维修与管理学生姓名指导教师毕业时间2011年7月毕业设计任务书一、题目: 普通车床（c616）改装成经济型数控车床二、指导思想和目的要求： 毕业设计是培养我们理论联系实际，解决生产实际问题能力的重要步骤，它系统的检验了我们是否是合格的毕业生。它通过对机床数控系统设计总体方案的拟定，进给伺服系统机械部分结构设计、计算控制系统硬件电路的设计以及数控机床加工程序的编制，使我们综合运用所学的机械、电子和微机的知识,进行一次机电结合的全面训练，从而培养了我们具有加工编程能力，初步设计计算的

2、能力以及分析和处理生产中所遇到的机电方面技术问题的能力。三、主要技术指标采用数控装置和伺服装置，对c616车床进行数控化改造。要求能进行车削数控加工，达到或超过原车削加工性能。数控装置、伺服装置选择合理，控制系统设计简单可靠，保护措施完备。四、进度和要求序号进度要求设计内容11周了解车床传动、控制、加工性能，分析国内外数控车床的结构、控制和加工要求。经过分析、比较、计算，确定改造总体方案。205周对进给、主轴传动系统进行分析计算，选择拖动电动机并确定传动系统改造方案。1周完成进给、主轴传动系统改造图。305周选择伺服装置05周完成伺服系统控制设计，并完成伺服系统控制原理图。405周选择数控装置

3、。51周完成电气原理图草图。05周完成电气原理图和电气安装接线图。605周伺服系统调试设计。05周数控装置调试设计。05周机床安装及调试设计。72周编写设计说明书。81周毕业设计答辩准备及答辩。五、主要参考书及参考资料张新义 经济型数控机床设计 机械工业出版社余英良 机床数控改造设计与实例 机械工业出版社何铭新 机械制图 高等教育出版社徐 灏 机械设计手册第2版 第4卷 机械工艺出版社周鹏翔 工程制图 第二版 高等教育出版社唐增宝 机械设计课程设计（修订版） 华中理工大学出版社雷晓玲 综合作业指导书 机械工艺出版社王玉琳 发展经济型数控系统的必要性 高等教育出版社赵长德 微机原理与接口技术 中

4、国科学技术出版社林俊 机床数控系统课程 中国科学技术出版社目录摘要-3第一章、 课题研究意义及目的-4（一） 数控机床与数控技术-7（二） 设计方案的目的及应用-8第二章、机械部分的改造与设计-9 （一）数控系统硬件电路设计-12（二）纵向进给系统的设计与计算-12（三）横向进给系统的设计与计算-15第三章、步进电机的选择-23（一）步进电机选用的基本原则-23（二）步进电机的选择-25第四章、机床导轨改造-26第五章、自动转位刀架的选用-27第六章、经济型数控机床改造时数控系统的选用-28第七章、典型零件的工艺设计及应用程序的编制-29 （一）工艺分析-30（二）工作坐标系的设定-30（三）

5、手动钻孔-31（四）编制加工程序-3小结-33致谢-34参考文献-34附件-1摘要 经济型数控车床是指价格低廉、操作使用方便，适合我国国情的装有简易数控系统的高效自动化车床。在我国，经济型数控车床因其价廉而得到广泛的应用。中小型企业为了发展生产，常希望对原有旧车床进行改造，实现数控化、自动化。经济型数控车床系统就是结合现实的生产实际，结合我国国情，在满足系统基本功能的条件下，尽可能降低价格。价格便宜，性价比适中是其主要特点，特别适合在设备中占用较大比重的普通车床改造，适合在生产第一线大面积推广。企业应用经济型数控系统对设备进行改造后，将提高产品加工精度和批量生产能力，同时又能保持“万能加工”和

6、“专用高效”这两种属性，提高设备自身对产品更新换代的应变能力，提高企业的竞争力。利用计算机改造现有的普遍车床，主要应该解决的问题是如何将机械传动的进给和手工控制的刀架转位，进给改造成由计算机控制的刀架自动转位以及自动进给加工车床，即经济型数控车床。 进行数控机床的改造是非常有必要的。数控机床可以很好地解决形状复杂、精密、小批量及多变零件的加工问题。能够稳定加工质量和提高生产效率，但是数控机床的运用也受到其他条件的限制。如：数控机床价格昂贵，一次性投资巨大等，因此，普通车床的数控改造，大有可为。它适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造主要方向之一。关键词：普通车床 ，经济

7、型数控车床， 中小企业， 计算机 第一章（一）课题的研究意义和内容： 整个人类社会的文明史，就是制造技术不断演变和发展的历史。任何国家的制造业都是国民经济的基础产业，也是国民经济的主要来源。没有发达的制造业，就不可能有国家真正的繁荣和强大。制造技术是制造业的技术支柱，是一个国家科技水平、综合国力的重要体现，制造技术的发展是一个国家经济增长的根本动力。而制造业中机床是其基础装备。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计算机控制装置，使其具有一定的自动

8、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

9、经济型数控化改造将迅速发展和普及。（二）数控机床和数控技术数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1t)与制造技术(mt)结合发展的结果。现代的cad/cam、fms、cims、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。在数控加工中，从零件

10、的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度。零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而可能出

11、现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。（三）数控机床特点数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点： 1.加工精度高，具有稳定的加工质量； 2.可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； 3.加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；4.

12、机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产效率高（一般为普通机床的35倍）；5.机床自动化程度高，可减轻劳动强度；6.对操作人员素质要求较高,对维修人员要求技术更高。6.1数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、crt显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。 6.2驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。

13、6.3辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、 排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具及监控、检测装置等。 6.4编程及其他附属设备，可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。 (三) 、数控机床的发展电子技术、信息技术、网络技术、模糊控制技术的发展使新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床产业的蓬勃发展，也促进了现代制造技术的快速发展。数控机床性能在高速度、高精度、高可靠性和复合化、网络化、智能化、柔性化、绿色化方面取得了长足的进步。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。数控系统未来分以下几个

14、发展方向方向：1数控系统向开放式体系结构发展2数控系统向软数控方向发展3数控系统控制性能向智能化方向发展4数控系统向网络化方向发展5数控系统向高可靠性方向发展6数控系统向复合化方向发展7数控系统向多轴联动化方向发展四、设计方案的目的及确定用数控技术对c616车床进行改装，不仅可提高机床精度，提高生产率，大大减轻工人劳动强度，减少对工夹具的投资和数量，而且适合我国国情。c616型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。实践证明，把这种车床改造为数控车床，已经收到了良好的经济效果。课程设计 是一个实践性很强的环节,是诸多实践教学环节的最后一环,是培养学生理论联系实际、解决生产实际

15、问题能力的重要步骤。 机电一体化专业课程设计是以机电一体化的典型产品-数控机床的应用与设计为主线,进行一次所学机、电知识有机结合的全面训练。从而培养学生具有加工编程能力、绘图能力、机械传动机构设计计算能力以及分析和处理生产中所遇到的机、电方面技术问题的能力。第二章机械部分改造与设计 1. c616的机械改装对c616的机械改装主要在主传动系统、进给系统和刀架部分。 主传动系统改装 为提高机床的自动化程度，实现在加工过程中自动变速，对原c616主传动系统作如下改装： 取消原变速箱，将主电机换成四速异步电机； 保留原主轴箱内的背轮机构。 图表 1采用多速电机改装后主传动系统示意图通过微机控制多速电

16、机变速和手动控制背轮机构变速，使主轴获得高、低两档共8级转速，其中每档有四级转速可以机床加工过程中自动变换。 进给系统的改装 改装后为保证较高的传动精度和传动效率，采用结构简单、步距均匀、连续性好且易于数控的步进电机，经齿轮传动驱动滚珠丝杠实现进给。 滚珠丝杠选用单圆弧滚道截面，外循环方式、精度选f级。 为了在齿轮传动中消除间隙，实现微量自动补偿以提高传动精度，选用双片薄齿轮调隙、可调拉簧式结构。刀架部分 刀架部分是机床的重要功能部件，对其进行改装主要是为了实现多刀夹持，自动转位。将原刀架改为常州武进机床数控设备厂生产的ld4-i型四工位自动刀架。该刀架具有重复定位精度高、刚性好、使用寿命长、

17、工艺性好等特点。主轴脉冲发生器 为保证车螺纹时严格的运动关系，在主轴箱上安装gd7072光电脉冲发生器，通过主轴脉冲发生器数控系统步进电机的信息转换系统，实现主轴转一圈，刀架纵向进给一个螺纹导程的车螺纹运动。2. c616的数控系统采用南京微分电机厂生产jwk-15t型数控系统。该系统由tp8031单板机、驱动电源装置及110bf003型、110bc380b型功率步进电机等组成开环控制系统。 主要技术特性: 可控制车削端面、内外圆、任意锥面、螺纹、球面以及用球面逼近的任意曲面； 有17档进给速度; 有直线、圆弧插补功能，程序中可给出一定延时； 有自动循环，间隙补偿、程序暂停、点动、报警功能，还

18、具有对自动刀架转位及主轴正、反转、变速、停止等装置控制功能3数控系统的硬件电路设计 任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效的运行。再设计的数控装置中，cpu是关键。在我国，普通机床数控改造方面应用较普遍的事mcs-51系列单片机。主要是因为它的配套芯片便宜，普及型、通用性强。制造和维修方便，完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中世以mcs-51系列单片机，51系列相对48系列指令丰富，相对96系列价格便宜。本设计以8031为核心，增加储存器扩展电路，接口和面板操作开关组成的控制系统。图表 2 c61

19、6卧式车床简图c616车床的主轴转速部分保留原机床的功能，即手动变速。车床的纵向（z轴）和横向（x轴）进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心，由i/o接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经电机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削螺纹的功能，必须安装主轴脉冲发生器，为此采用主轴靠同步齿行带使脉冲发生器同步旋转，发出两路信号：每转发出的脉冲个数和一个同步信号，经隔离电路以及i/o接口给微机。图表 3 经济型数控车床总体方案4.纵向进给系统的设计计算 经济型数控车床的改

20、造一般是步进电机经减速驱动丝杠，螺母固定在溜板箱上，带动刀架左右移动。步进电机的布置，可放在丝杠的任意一端。对车床改造来说，外观不必象产品设计要求那么高，而从改造方便、实用方面来考虑，一般把步进电机放在纵向丝杠的右端。 已知条件： 工作台重量： w=80kgf=80n(根据图纸粗略计算)时间常数： t=25ms滚珠丝杠基本导程：l0=6mm行程： s=640mm脉冲当量： p=0.01mm/step步距角： =0.75/step快速进给速度： vmax=2mm/min(1)切削计算 由机床设计手册可知，切削功率nc=nk式中 n电机功率，查机床说明书，n=4kw； 主传动系统总效率，一般为0.

21、60.7取=0.65； k进给系统功率系数，取为k=0.96。则： nc=40.650.96=2.496kw又因为 nc= fz=所以 式中 v切削线速度，取v=100m/min。主切削力 fz =152.76(kgf)=1527.6(n)由金属切削原理可知，主切削力 fz=cfz apx fz fyfz kfz查表得： cfz=188kgf/mm21880mpa xfz=1 yfz=0.75 kfz=1则可计算fz 如表（1）所示： 表（1） fz计算结果ap(mm)222888f(mm)0.20.30.40.20.30.4fz(n)112515241891168722872837当fz=1

22、520n 时，切削深度ap=2mm, 走刀量f=0.3mm，以此参数做为下面计算的依据。从机床设计手册中可知，在一般外圆车削时： fx =（0.10.6）fz fz=(0.150.7) fz取： fx=0.5 fz=0.51527.6=763.8n fy=0.6 fz=0.61527.6=916.5n(2)滚珠丝杠设计计算综合导轨车床丝杠的轴向力： p=kfx+f(fz+w)式中 k=1.15，f=0.150.18，取为0.16。则 p=1.15763.8+0.16(1527.6+800)=1250.8n1) 强度计算：寿命值 l1=n1=取工件直径 d=80 mm,查表得t i=15000h

23、则：n1=20r/minl1=18最大动负载 q=查表得： 运转系数 fw=1.2 硬度系数 fh=1则q=1.211250.8=39933.6n根据最大动负载q的值，可选择滚珠丝杠的型号。例如，滚珠丝杠参照汉江机床厂的产品样本选取fc1b系列，滚珠丝杠直径为32mm,型号为fc1b3265e2，其额定动载荷是10689n，所以强度足够用。2）效率计算：根据机械原理的公式，丝杠螺母副的传动效率为： =式中 摩擦角=10螺旋升角=325则=3)刚度验算：滚珠丝杠受到工作负载p引起的导程的变化量 l1=式中 l0=6mm=0.6cm；e=20.6166n/ cm2。滚珠丝杠截面积 f=()2=（）

24、23.14则 l1=5.910-6滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量l2很小,可忽略,即：l=l1。所以：导程变形总误差为 =5.910-6=9.8m/m查表知e级精度丝杠允许的螺距误差（1m长）为15m/m，故刚度足够。4）稳定性验算：由于机床原丝杠直径为30mm，现选用的滚珠丝杠直径为32 mm，支承方式不变，所以稳定性不存在问题。(3)齿轮及转距的有关计算1）有关齿轮计算传动比 i=1.25故取 z1=32mm z2=40 m=2mm b=20mm =20 d1=m z1=232=64mm d2= m z2=240=80mm d1 =d1 +2ha*=68mm d2=d2+2ha*=84mm

25、=722) 转动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的转动惯量：j1=()2w=()280=0.4682 =4.68n2丝杠的转动惯量：js=7.810-4d4l1=7.810-43.24140.3=11.4752=114.75n2齿轮的转动惯量：jz1=7.810-46.442=2.6172=26.17 n2jz2=7.810-4842=6.392=63.9 n2电机转动惯量很小可以忽略。因此,总的转动惯量：j=(js+jz2)+ jz1+ j1=(11.475+6.39)+2.617+0.468=14.5192=145.19n23）所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩m=mamaxmfm0最

26、大切削负载时所需力矩 m=matmfm0mt快速进给时所需力矩m= mfm0式中 mamax 空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩； mf 折算到电机轴上的摩擦力矩； m0 由于丝杠预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩； mat 切削时折算到电机轴上的加速度力矩； mt 折算到电机轴上的切削负载力矩。ma=10-4nm当n=nmax时 mamax =ma nmax=416.7r/minmamax=10-4=2.52nm=25.72f当n=nt时 ma=matnt=24.88r/minmat=10-4=0.1505nm=1.536fmf =当0=0.8 f=0.16时mf =1.223f m

27、0 =(1-02)当0=0.9时预加载荷p0=fx则：m0=0.462f=4.62nmt=7.297f=72.97 n所以, 快速空载启动时所需力矩：m=mamaxmfm0=25.721.2230.462=27.405f=274.05n切削时所需力矩：m=matmfm0mt=1.5361.2230.4627.297=10.518f=105.18 n快速进给时所需力矩：m= mfm0=1.2230.462=1.685f=16.85 n由以上分析计算可知：所需最大力矩mmax发生在快速启动时，mmax=27.405f=274.05 n(二)横向进给系统的设计和计算1. 横向进给系统的设计经济型数控

28、改造的横向进给系统的设计比较简单,一般是步进电机经减速后驱动滚珠丝杠,使刀架横向运动。步进电机安装在大拖板上，用法兰盘将步进电机和机床大拖板连接起来，以保证其同轴度，提高传动精度。2横向进给系统的设计和计算由于横向进给系统的设计和计算与纵向类似，所用到的公式不再详细说明，只计算结果。已知条件：工作台重（根据图纸粗略计算） w=30f=300n时间常数 t=25ms滚珠丝杠基本导程 l0=4 左旋行程 s=190脉冲当量 p=0.005/step步距角 =0.75/ step快速进给速度 vmax=1m/min(1)切削力计算 横向进给量为纵向的1/21/3，取1/2，则切削力约为纵向的1/2f

29、z=0.5152.76=76.38f=763.8n在切断工件时：fy=0.5 fz=0.576.38=38.19f=381.9n(2)滚珠丝杠设计计算1）强度计算：对于燕尾型导轨：p=kfyf(fzw)取k=1.4 f=0.2则p=1.438.190.2(76.3830)=74.74f=747.4n寿命值 l1=13.5最大动负载q=213.55f=2135.5n根据最大动负载q的值，可选择滚珠丝杠的型号。例如，滚珠丝杠参照汉江机床厂的产品样本选取fc1b系列，滚珠丝杠公称直径为20，型号为fc1b2045e2左，其额定动负载为5393n，所以强度足够用。2）效率计算：螺旋升角=338，摩擦角

30、=10则传动效率=0.9563）刚度验算：滚珠丝杠受工作负载p引起的导程的变化量l1=5.9610-6滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量l2很小，可忽略，即：l=l1所以导程变形总误差为=查表知e级精度丝杠允许的螺旋误差（1m长）为15m/m，故刚度足够。4）稳定性验算：由于选用滚珠丝杠的直径与原丝杠直径相同，而支承方式由原来的一端固定、一端悬空，一端固定，一端径向支承，所以稳定性增强，故不再验算。(3)齿轮及转矩有关计算1）有关齿轮计算传动比 i=故取 z1=18 z2=30 m =2 b=20 =20 d1=36 d2=20 d1 =40 d1=64 a=482)传动惯量计算工作台质量折算到电

31、机轴上的转动惯量：j1=2丝杠的转动惯量：js=7.810-4d4l1=7.810-42450=0.6242齿轮的转动惯量：jz1=7.810-43.642=0.2622jz2=7.810-4642=2.0222电机转动惯量很小可以忽略。因此，总的转动惯量：j=1.25823）所需转动力矩计算nmax=mamax=nm=2.23fnt=33.17r/minmat=0.0174 nm=0.1775 fmf=0.287f=0.028 nmm0=0.116f=0.011 nmmt=1.824f=0.182 nm所以，快速空载启动时所需转矩：m=mamaxmfm0=2.230.2870.116=2.6

32、33f=26.33n切削时所需力矩：m=matmfm0mt=0.17740.2870.1161.824=2.404f=24.04 n快速进给时所需力矩：m= mfm0=0.2870.116=0.403f=4.03 n从以上计算可知：最大转矩发生在快速启动时，mmax=2.633f=26.33 n第三章步进电机的选择(一) 步进电机的选择的基本原则合理选用步进电机是比较复杂的问题，需要根据电机在整个系统中的实际工作情况，经过分析后才能正确选择。现仅就选用步进电机最基本的原则介绍如下：1 步距角步距角应满足：式中 i传动比 min系统对步进电机所驱动部件的最小转角。2 精度步进电机的精度可用步矩误

33、差或积累误差衡量。积累误差是指转子从任意位置开始，经过任意步后，转子的实际转角与理论转角之差的最大值。用积累误差衡量精度比较实用。所以选用不进电机应满足qis式中 q步进电机的积累误差； s系统对步进电机驱动部件允许的角度误差。3转矩 为了使步进电机正常运行（不失步、不越步），正常启动并满足对转速的要求，必须考虑：1）启动力矩 一般启动力矩选取为：mq式中 mq电动机启动力矩； ml0电动机静负载力矩。根据步进电机的相数和拍数，启动力矩选取如表（2）所示。mjm为步进电机的最大静转矩，是步进电机技术数据中给出的。表(2) 步进电机相数、拍数、启动力矩表运行方式相数33445566拍数36485

34、10612mg /mjm0.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.8662）在要求的运行频率范围内，电动机运行力矩应大于电动机的静载力力矩与电动机转动惯量（包括负载的转动惯量）引起的惯性矩之和。3 启动频率 由于步进电机的启动频率随着负载力矩和转动惯量的增大而降低，因此相应负载力矩和转动惯量的极限启动频率应满足：ftfcpm式中 ft极限启动频率； fcpm要求步进电机最高启动频率。（二）步进电机的选择 1c616纵向进给系统步进电机的确定mq = 685.125 n为满足最小步矩要求，电动机选用三相六拍工作方式，查表知：mq/mjm=0.866所以步进电机最大静转

35、矩mjm为：mjm=791.14 n步进电机最高工作频率fmax=hz综合考虑，查表选用110bf003型直流步进电机，能满足使用要求。4 c616横向进给系统步进电机的确定mq = n电动机仍选用三相六拍工作方式，查表知：mq/mjm=0.866所以，步进电机最大静转矩mjm为：mjm= n步进电机最高工作频率fmax=3333.3 hz为了便于设计和采购，仍选用110bf003型直流步进电机，能满足使用要求。第四章机床导轨改造卧式车床上的运动部件，如刀架、工作台都是沿着机床导轨面运动的。导轨就是支承和导向，即支承运动部件并保证运动部件在外力作用下，能准确的沿着一定的方向运动。导轨的导向精度

36、、精度保持性和低速运动平稳性，直接影响机床的加工精度、承载能力和使用性能。数控机床上，常使用滑动导轨和滚动导轨。滚动导轨摩擦系数小，动静摩擦系数接近，因而运动灵活轻便，低速运行时不易产生爬行现象。精度高，但价格贵。经济型数控一般不使用滚动导轨，尤其是数控改造，若使用滚动导轨，将太大增加机床床身的改造工作量和改造成本。因此，数控改造一般仍使用滑动导轨。滑动导轨具有结构简单，刚性好，抗振性强等优点。普通机床的导轨一般是铸铁铸铁或铸铁淬火钢导轨。这种导轨的缺点是静摩擦系数大，且动摩擦系数随速度的变化而变化，低速时易产生爬行现象，影响行动平稳性和定位精度，为克服滑动导轨的上述缺点，数控改造一般是将原机

37、床导轨进行修整后贴塑，使其成为贴塑导轨。贴塑导轨摩擦系数小，且动静摩擦系数差很小，能防止低速爬行现象；耐磨性、抗咬伤能力强、加工性和化学性能稳定，且 有良好的自润滑性和抗振性，加工简单，成本低。目前应用较多的聚四氟乙稀（ptee）贴塑软带，如美国生产的twrciteb和我国生产的tsf软带材料，次、此种软带厚度为0.8、1.6、3.2等几种规格。考虑承载变形，宜厚度小的规格，如果考虑到加工余量，选用厚度为1.6为宜。贴塑软带粘贴工艺非常简单，可直接粘结在原有的滑动导轨面上，不受导轨形式的限制，各种组合形式的滑动导轨均可粘结。粘结前按导轨精度要求对金属导轨面进行加工修理。根据导轨尺寸长度放大34

38、，切下贴塑软带。金属粘结面与软带结面应清洗干净，用特殊配制的粘合剂粘结，加压固化，待其完全固化后进行修整加工。作为导轨面的表面，根据需要可进行磨、铣、刮研、开油槽、钻孔等加工，以满足装配要求。第五章自动转位刀架的选用自动转位刀架的选用是普通机床数控改造机械方面的关键，而由数控系统控制的自动转位刀架，具有重复定位精度高，工件刚性好，性能可靠，使用寿命长以及工艺性能袄等优点。经济型数控车床的自动刀架，在生产中最常用的是常州武进机床数控设备厂生产的系列刀架，具有重复定位精度高，工作刚性好，使用寿命长，工艺性能好等优点达到国内先进水平，在生产中大量使用。现选用常州武进机床数控设备厂生产的ld4工型系列

39、四工位自动刀架。c616适配刀架。刀架技术参数：刀位数：4电动功率：60w电机转速：1400r/min夹紧力：1t上刀体尺寸：152152下刀体尺寸：161171技术指标：重复定位精度：0.005工作可靠性：30000次换刀时间：90 180 2702.9s 3.4s 3.9s第六章经济型数控机床改造时数控系统选用数控系统是一台数控机床的核心。对系统的选择在机床数控改造中是至关重要的现从系统的经济性和实用性选择为开环伺服系统为jwk15t。现将该经济性数控系统性能参数列表如下：1生产厂家南京微分电机厂江南机床数控工程公司2用户容量24k3设定单位x=0.005 z=0.014控制轴数x、z两轴

40、5联动轴数 二轴6编程尺寸9999.997快速(x/z)向316/8g功能g00g04 g22g29 g32、g33、g36、g37、g9、g80、g929m功能m00m09 m20m29 m92m9910s功能s01s04 s05s1011t功能t1xt8x12步进电机220v 10%50hz13控制精度1步14功耗w36015环境温度040c16相对温度80%（25c）17外形尺寸（）34040022018系统重量17 kg第七章典型零件的工艺设计及应用程序编制所需加工零件的材料为45号钢，加工零件如下图所示：（一）工艺分析1、该零件分七个工步来完成加工，即先用16的麻花钻来钻孔；再粗车外

41、圆；第三步粗镗孔；第四步精镗内孔；第五步精车外圆；第六步车m30的细牙螺纹（螺距f=0.75）；最后切断。2、较为突出的问题是如何保证38、18和长度50的尺寸公差，长度方向的中间凹槽，粗车、粗车刀的副偏角大于45，棒料伸出三爪卡盘65mm装夹工件。3、选择01号车刀（副偏角大于45），02号螺距纹刀、03号内孔镗刀，04号割槽刀共四把刀。4、g73进行外圆粗加工时，单边粗车吃刀量1.75，u=1.75，r是切削次数4次，精车余量0.5mm；g71进行内孔粗加工时，单边粗车吃刀量1mm,u=1,r退刀量的值0.5mm,精车余量0.5mm。（二）工件坐标系的设定 选取工件的右端面的中心点o为工件

42、坐标系的原点。（三）手动钻孔夹好工件，用16的麻花钻手动钻孔，孔深55mm。（四）编制加工程序38 n001 g94g54t1m03s700m08n002 g00z0x32n003 g01x-1f30n004 g00z1x30.6n005 g01z-44f80n006 g00x31z1n007 g00x27n008 go1z-22.4f80n009 g00x28z1n010 g00x25n011 g01z-22.4f80n012 g00x26z1n013 g00x23.9n014 g01z-20n015 g00z1x25n016 g00x80z120m09m05n017 t2m06m08m03

43、n018 g00z0x24n019 g01x2.5f30n020 g01x23.9 chf=2n021 g01z-8f80n022 g01x22z-9.6 n023 g01z-19.8n024 g01x24.6n025 g01x27n026 g01x30.5z-38.4n027 g01z-44n028 g00x31z-8 n029 g00x24n030 g01x23.9n031 g01x20.8z-9.6 n032 g01z-19.8n033 g02x24.6z-22.4cr=5.6f50n034 go1x30.4z-38.4n035 g01z-44n036 g00x80z100m09m05n

44、037 t3m06m08m03n038 g00z3x23.3n039 g33z-11k=0.75n040 g00x25n041 g00z3n042 g00x23.1n043 g33z-11k=0.75n044 g00x25n045 g00z3n046 g00x23n047 g33z-11k=0.75n048 g00x25n049 g00x80z120m09m05n050 t4m06m08m03n051 g00z3x0n052 g01z-44f15n053 g01z3f50n054 g00x80z120m09m05n055 t5m06m08m03n056 g00x14.2z1n057 g01z-

45、41f50n058 goox14z1n059 goox14.4n060 g01z-41n061 g00x14z1n062 g00x16z0n063 g01x14.4z-8n064 g00z0n065 g00x17.6n066 g01x14.4z-8n067 g00z1n068 g00x80z120m09m05n069 t6m06m08m03n070 g00x32z-40n071 g01x12f30n072 g00x80z120n073 m05m09m02结论三年的大学学习，让我们对机械设计与制造方面的知识有了一个系统而又全新的的认识。毕业设计是我们学习中最后一个重要的实践性环节，是一个综合性较强的设计任务，它为我们以后从事技术工作打下了一个良好的基础，对我们掌握所学知识情况进行了全