数控车床说明书

数控车床设计方案选定题目——数控车床数控机床特点适应性强，适合加工单件或小批量复杂工件在数控机床上加工不一样形状工件，只需重新编制新工件加工程序，就能实现新工件加工。加工精度高，生产质量稳定数控机床脉冲当量普遍可达0.001mm/p，传动系统和机床机构都具备很高刚度和热稳定性，进给系统采取间隙方法，并对反向间隙与丝缸螺距误差等由数控系统实现自动赔偿，所以加工精度高。生产率高工件加工所需时间包含机动时间和辅助时间。数控机床能有效降低这两部分时间。数控机床主轴转速和进给量调速都比普通机床范围大，机床刚性好，快速移动和停顿采取了加速、减速方法，数控机床更换工件时，不需要调整机床。同一批工件加工质量稳定，无需停机检验，故辅助时间大大降低。减轻劳动强度，改进劳动条件数控机床加工是自动进行工件过程不需要人干预，加工完成自动停车，这就使工人劳动条件大为改进。良好经济效益机床价格昂贵，分摊到每个工件设备费用较大，不过机床可节约许多其余费用。比如，工件加工前不用划分工序，工件安装、调整、加工和检验所花费时间少，尤其不用设计制造专用工装夹具，加工精度稳定，降低废品率。有利于生产管理当代化数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，尤其在数控机床上使用计算机控制。二、主要技术指标用途:指数控车床工艺范围，包含加工对象材料、质量、形状及尺寸等。生产率：包含加工对象种类、批量及其所要求生产率。性能指标：包含加工对象所要求精度或数控车床精度、刚度、热变形、噪声等。主要参数：即确定数控车床加工空间和主要参数。驱动方式：数控车床驱动方式分为步进电动机驱动与伺服电动机驱动。驱动方式确实定不但与机床成本关于，还将直接影响传动方式确实定。成本及生产周期：不论是订货还是工厂规划产品，都将确定成本及生产周期方面指标。三、系统方案设计数控车床基本组成数控机床是一个利用数控技术，按照事先编好程序实现动作机床，它由程序载体、输入装置、数控装置、伺服系统、位置反馈和机床机械部件组成。 数控车床结构由主轴传动机构、进给传动机构、工作台、床身等部分组成。数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成。详见下列图：各组成部件特征与所应达成要求床身机床床身采取优质铸铁，内部筋采取U形布局，床身整体刚性高。滑动导轨面采取中频淬火，淬硬层深。硬度达HRC52以上，拖板滑动面贴塑，使得进给系统刚度，摩擦阻尼系数等动、静特征都处于最好状态。床头箱结构机床主传动采取液压操纵机构，可实现十八级转速。机床主轴箱内传动齿轮均经淬硬磨齿处理，传动比稳定，运转噪音低。机床主轴为二支撑结构，前支撑采取C级高精度轴承，润滑油润滑，提升了回转精度，使机床主轴具备良好精度和刚性。机床采取单片式电磁刹车离合器，处理主轴刹车及离合问题，离合器安装于床头箱带轮侧，使床头箱内结构大为简化，便于维修。进给系统机床两轴进给系统采取伺服电机驱动滚珠丝杠经典传动方式，在滑板与床鞍及床鞍与床身之间滑动面处贴有TSF导轨板，滑动磨擦系数非常小，有利于提升了机床快速响应性能及生产效率。在进给系统各滑动处及两轴丝杠丝母处都设置了润滑点。刀架机床采取立式四工位刀架，该刀架布刀方便，刚性好。尾座采取手动尾座冷却系统冷却箱放在后床腿中。卡盘机床标准配置为_250手动卡盘，电气系统电路动力回路，都有过流、短路保护，机床相关动作都有对应互锁，以保障设备和人身安全。电气系统具备自诊疗功效，操作及维修人员可依照指示灯及显示器等随时观察到机床各部分运行状态。安全保护当机床碰到外部突然断电或本身故障时，由控制电路设计，机床可动进给轴，冷却电机等如已在“开启”状态者，将进入“停顿”状态；如已在“停顿”状态则不可自行进入开启状态，确保了机床安全。另外因为机床计算机内控制程序是“固化”在芯片中，而零件加工程序是由电池供电保护，所以，意外断电或故障时，不会丢失计算机内存放程序菜单。车床工作原理简图伺服系统选择：半闭环控制系统数控机床假如将位置检测元件安装在伺服电动机端部，或安装在传动丝缸端部，间接测量执行部件实际位置或位移量，就是半闭环控制系统。下列图为一个半闭环数控系统，它能够取得比开闭环控制系统更高精度，但它位移精度比闭环控制系统要低，因为位置检测元件安装方便、调试轻易。数控装置数控装置位置检测元件伺服电动机机床工作台车床运动方式：直线控制数控机床直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当进给速度，沿着平行于坐标轴方向进行直线移动和切削加工，进给速度依照切削条件可在一定范围内改变。直线控制简易数控车床，这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即x轴和z轴。数控车床坐标轴确实定：

（1）z轴坐标z坐标轴运动方向是传递切削动力主轴决定，即平行于主轴轴线坐标轴为z坐标轴。零件由主轴带动作为主运动，则z轴与主轴旋转中心重合，平行与导轨。Z轴正向为刀具离开零件运动方向。

（2）x轴坐标x轴坐标平行于零件装夹平面，x轴坐标方向在零件径向上，而且平行于车床导轨。

（3）y轴方向由右手定则确定。数控系统选择西门子802D小型数控系统相关参数确实定1.主轴电机功率Spc90-15额定电压220v，转速8000r∕min主轴转速范围45-1800r/min最大工件长度750mm最大车削长度500mm最大切削直径320mm最大车削直径150mm移动距离X/Z200/500mm快速移动速度X/Z12/14m/min伺服电机扭矩X/Z8/12长×宽×高180×110×130cm2.(1)滚动导轨副选择依照计算额定静载荷初选导轨:选择汉机江机床厂HJG-D系列滚动直线导轨,其型号为:HJG-D25基本参数以下:额定载荷/N静态力矩/N*M滑座重量导轨重量导轨长度动载荷静载荷L(mm)17500260001981982880.603.1300滑座个数单向行程长度每分钟往复次数M40.64导轨额定动载荷N依据使用速度v（m/min）和初选导轨基本动额定载荷(kN)验算导轨工作寿命Ln：额定行程长度寿命:导轨额定工作时间寿命:经计算导轨工作寿命足够.（2）滚珠丝杠选择初选丝杠材质：CrWMn钢，HRC58~60，导程：l0=5mm初选丝杠材质：CrWMn钢，HRC58~60，导程：l0=5mm强度计算丝杠轴向力：(N)其中：K=1.15，滚动导轨摩擦系数f=0.003~0005；在车床车削外圆时：Fx=(0.1~0.6)Fz，Fy=(0.15~0.7)Fz，可取Fx=0.5Fz，Fy=0.6Fz计算。取f=0.004,则:寿命值：，其中丝杠转速(r/min)最大动载荷：式中：fW为载荷系数，中等冲击时为1.2~1.5；fH为硬度系数，HRC≥58时为1.0。查表得中等冲击时则:依照使用情况选择滚珠丝杠螺母结构形式，并依照最大动载荷数值可选择滚珠丝杠型号为:CM系列滚珠丝杆副，其型号为：CM-5。其基本参数以下:其额定动载荷为14205N>足够用.滚珠循环方式为外循环螺旋槽式,预紧方式采取双螺母螺纹预紧形式.滚珠丝杠螺母副几何参数计算以下表名称计算公式结果公称直径――20mm螺距――５mm接触角――钢球直径――3.175mm螺纹滚道法向半径1.651mm偏心距0.04489mm螺纹升角螺杆外径19.365mm螺杆内径16.788mm螺杆接触直径17.755mm螺母螺纹外径23.212mm螺母内径（外循环）20.7mm传动效率计算丝杠螺母副传动效率为：式中：φ=10’，为摩擦角；γ稳定性验算丝杠两端采取止推轴承时不需要稳定性验算。刚度验算滚珠丝杠受工作负载引发导程改变量为：(cm)Y向所受牵引力大,故用Y向参数计算丝杠受扭矩引发导程改变量很小，可忽略不计。导程变形总误差Δ为E级精度丝杠允许螺距误差[Δ]=15μm/m。3.步进电动机选择为使电机不产生失步空载开启频率要大于最高运行频率,同时电机最大静转矩要足够大,查表选择两个90BF001型三相反应式步进电机.设步进电机等效负载力矩为Ｔ，负载力为Ｐ，依照能量守恒原理，电机所做功与负载力所做功有以下关系：式中为电机转角，Ｓ为移动部件对应位移，为机械传动效率。若取，则Ｓ＝，且。所以：式中：为移动部件负载（N），G为移动部件质量（N），为与重力方向一致作用在移动部件上负载力（N），为导轨摩擦系数，为步进电机步距角（rad）,T为电机轴负载力矩（N.cm）。取=0.3（淬火钢滚珠导轨摩擦系数），＝０.8，==279.23Ｎ。考虑到重力影响，Ｙ向电机负载较大，所以Ｇ＝1200Ｎ，所以有：考虑到开启时运动部件惯性影响，则开启转矩：取系数为０.３，则：对于工作方式为三相６拍步进电机：(２）步进电机最高工作频率为使电机不产生失步空载开启频率要大于最高运行频率,同时电机最大静转矩要足够大,查表选择两个90BF001型三相反应