车床经济型数控改装的毕业设计

1绪论1.1课题背景1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6％。我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个"永恒"的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生（Remanufacturing）业。从事再生业的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg-Bullavd（得宝）服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装（Retrofitting）业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。1.2机床改造的内容及意义1.2.1研究意义企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需要换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求。普通车床经过多次大修后，其零部件相互连接尺寸变化较大，主要传动零件几经更换和调整，故障率仍然较高，采用传统的修理方案很难达到大修验收标准，而且费用较高。因此合理选择数控系统是改造得以成功的主要环节。数控机床在机械加工行业中的应用越来越广泛。数控机床的发展，一方面是全功能、高性能；另一方面是简单实用的经济型数控机床，具有自动加工的基本功能，操作维修方便。经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统，功率步进电机为驱动元件，无检测反馈机构，系统的定位精度一般可达±0.01至0.02mm，已能满足CW6140车床改造后加工零件的精度要求。1.2.2主要研究内容及技术路线(1)纵向和横向滚珠丝杠的选型及校核。(2)纵向和横向步进电机的选择。(3)主轴交流伺服电机的选择与校核。(4)其他元件的选择。1.3机床的经济型数控化改造主要解决的问题辽金(1新)贺恢复洞原功夸能，伍对机渣床、嘱生产韵线存况在的姿故障仰部分绣进行您诊断异并恢厘复。哥(2建)马NC移化，变在普塌通机寸床上膜加数炼显装买置，青或加罢数控侵系统崖，改厅造成室NC筛机床耻、丙CN号C柿机床龄。料(3含)谅翻新衡，为等提高逆精度锐、效聚率和间自动萌化程岸度，次对机华械、继电气压部分芦进行陈翻新祸，对莫机械陶部分飞重新茧装配涝加工齐，恢斧复原愁精度狐；对嫁其不择满足繁生产先要求杏的伯CN欠C末系统蛋以最睡新滋CN堪C客进行卵更新袄。绿(4悬)保技术其更新珠或技铺术创采新，脉为提炎高性左能或槐档次鸟，或怪为了眼使用厚新工鉴艺、申新技催术，肤在原航有基竞础上浊进行久较大躺规模晃的技首术更夺新或博技术窜创新直，较脉大幅厘度地印提高晃水平觉和档勿次的电更新厕改造荒。亲2疏浩数控贡系统内的选脆择苹数控貌系统毒主要眠有三耀种类汗型，渡改造核时，抚应根位据具泰体情佣况进竞行选厅择。指2.喉1步耗进电形机拖肢动的吊开环弊系统馆系统加的伺气服驱脖动装抱置主昌要是誓步进灯电机区、功拼率步柳进电疗机、扭电液尘脉冲崇马达扛等。储由数垂控系慰统送医出的笑进给沙指令讲脉冲记，经惧驱动杀电路穷控制杯和功墨率放往大后控，使庙步进包电机岁转动娃，通浑过齿水轮副袭与滚铲珠丝驴杠副恰驱动侵执行赴部件渡。只纽要控弊制指馅令脉歪冲的友数量傻、频事率以增及通仓电顺现序，辣便可灿控制烟执行轧部件妹运动午的位谅移量茧、速探度和览运动忘方向搜。这好种系暴统不唉需要粒将所千测得件的实现际位刃置和险速度昼反馈盐到输窜入端灯，故庆称该约之为箱开环厨系统粉，该登系统额的位会移精尾度主宁要决休定于况步进爪电机蓄的角尤位移茂精度仔，齿文轮丝广杠等难传动修元件处的节歉距精屈度，傅所以派系统字的位遭移精贡度较债低。长该系挡统结鼻构简动单，沟调试巧维修三方便客，工粘作可响靠，墨成本岔低，即易改腹装成区功。怠2.宪2异非步电杨动机杨或直企流电翅机拖义动，堤光栅阻测量耍反馈龟的闭箭环数茂控系肿统制该系散统与米开环燕系统摇的区纸别是柱：由理光栅百、感桐应同切步器推等位唇置检锦测装蚂置测剂得的番实际盖位置赢反馈取信号县，随免时与束给定老值进稼行比漏较，盖将两液者的内差值园放大央和变恩换，航驱动嘴执行杨机构雄，以撤给定冲的速概度向颗着消筐除偏昨差的虹方向型运动捷，直崇到给余定位型置与锋反馈欲的实云际位来置的扎差值序等于忆零为晌止。顽闭环在进给吊系统您在结极构上龟比开竹环进敌给系井统复犁杂，店成本蒜也高拐，对泛环境老室温疏要求磨严。义设计牺和调君试都睬比开喉环系乱统难讯。但宽是可融以获女得比军开环塘进给它系统拔更高井的精曾度，姨更快旧的速本度，无驱动裙功率精更大居的特搅性指肯标。连可根漆据产御品技箩术要沸求，猴决定榴是否错采用奋这种卖系统张。毁2.乔3交阅/买直流伞伺服统电机企拖动营，编膜码器箭反馈佣的半涉闭环坝数控棵系统只半闭姐环系泛统检昌测元出件安信装在起中间嫩传动受件上些，间纵接测陡量执具行部扫件的豪位置响。它材只能寿补偿观系统结环路悼内部招部分票元件劝的误著差，敬因此竹，它肃的精浮度比甲闭环刮系统恶的精知度低拘，但搂是它扰的结简构与洽调试雁都较再闭环菊系统妄简单槽。在触将角府位移僵检测伸元件鼠与速仇度检视测元饺件和甘伺服价电机少作成尖一个洪整体绕时则响无需呀考虑滑位置处检测财装置困的安战装问精题。缺烤当前属生产唉数控泽系统惊的公规司厂肤家比遥较多坊，国砖外著刷名公哈司的活如德窑国常SI挨EM隙EN捐S雄公司附、日军本尸FA合NU质C舰公司脊；国魂内公各司如王中国聚珠峰畜公司凭、北侨京航疑天机符床数篇控系耐统集愈团公蹦司、阻华中侦数控肾公司月和沈纸阳高静档数米控国动家工犯程研亿究中动心。会选择触数控裙系统纸时主恨要是败根据锈数控世改造张后机淹床要倦达到婶的各吴种精肝度、搅驱动直电机课的功涂率和瑞用户圈的要救求,尸所以牵依据皱改造债的具馅体要爬求选镜用上挖海通箩用数舍控公哄司K腐T4身00关-T衫经济距型车仍床数桥控系匪统和娘KT仰30谨0步柳进驱漂动装燥置.胆3碌蚂机械殊部分拦的改拍造标为了忽充分油发挥挪数控瓜系统设的技袭术性莲能，被保证储改造随后的转车床柴在系崭统控今制下糊重复绘定位巧精度亮，微仅机进找给无授爬行桃，使敏用寿季命长范、外喘型美表观，象机械汤部分押作了腿如下蜻改动凤。夜(1微)悦床身载为了粮使改宝造后湿的机昏床有侦较高坛的开擦动率叶和精辆度保剑持性仅，除膨尽可损能地珠减少计电器纤和机柱械故石障的雷同时严，应访充分纲考虑颗机床歼零件铃、部债件的吗耐磨姿性，俘尤其而是机都床导药轨的晶耐磨舒性。狱增加瓦耐磨但性的赌方法拦有1乖，增排加导望轨的户表面窗强度娃如：毫淬火盼；2卷，降很低摩禁擦系巴数慰μ奔等。董当前介国内扣外数唯控机洪床的染床身暴等大核件多够采用鼓普通袋铸铁纹。而丙导轨裕则采派用淬绢硬的磨合金载钢材徒料，怕其耐逃磨性法比普孝通铸吴铁导漂轨高洋5至该10终倍。扔据此泽，在集改造困中利趣用旧篮床身订，采奇用岗淬火俘制成荡导轨扁，贴液塑磁用螺环钉和扩粘剂摇固定财在铸戴铁床呢身上赚。哲粘接亲前的矮导轨裳工作范表面性采用缠磨削福加工秧，表责面粗挥糙度察Ra牲0.披8m贵m，窝以提者高粘蕉接强挂度。奋(2辛)猛主轴选变速禾箱挺选用认数控门系统强,主掌运动遣方式悲和传责统机测床一泰样都杨要求神有十宅分宽烤广的称变速射范围旬（1街～1鞋6）宁来保耀证加息工时溪选择仍合理非的切鬼速，象从而张获得砍较高扔的生爹产率各和表扣面质芹量丈,所愁以要界根据哗具体堆情况躺对主烂轴边恋速箱福进行找改造剩。台(3睡)口拖板沿拖板碗是数寄控系洞统直拔接控膝制的困对象前，不泥论是拔点位朗控制羊还是坊连续勉控制丑，对计被加圆工零扔件的姨最后撞坐标岂精度棕将受象拖板晕运动蓬精度忙、灵简敏度冈和稳飞定性坦的影姑响。检对于蒜应用丛步进巴电机督作拖糊动元葛件的瞧开环光系统削尤其闲是这短样。哄因为帐数控碎系统概发出系的指饥令仅咽使拖垃板运喷动而税没有猪位置主检测鸦和信旋号反您馈，纵故实阻际移议动值偶和系鹅统指均令值雅如果榨有差丹别就叨会造棕成加伏工误浑差。鲜因此榆，除制了拖绢板及别其配财件精殃度要者求较伞高外秒，还颤应采谋取以痛下措恢施来抢满足积传动叠精度产和灵谦敏度尤要求律。①跃在传缘动装狭置的吗布局洽上采双用减慢速齿哲轮箱牛来提畅高传肠动扭携矩和纱传动槐精度义(分孟辨率症为0辛.0纹1m趁m)把。传习动比竹计算倘公式碌为：阀i=压θ无b渐L涝0巾/3难60昏δ打p厘（3上-1牧）鸽式中店：朋θ捐为步广进电冲机的袄步距动角(蹦度)逐；眠L袭0挂为丝东杠螺早距，迫mm蒙；δ缎为脉招冲当输量，弊即要逼求的怎分辨缠率，记mm屯。②陷在齿睬轮传退动中筐，为摧提高杂正、酷反传栗动精均度必闯须尽方可能铅的消飘除配光对齿丑轮之勉间的京传动揉间隙长，其脉方法纳有两洲种，反柔性罢调整驶法和汤刚性晶调整跨法。秀柔性袭调整抛法是烟指调过整之猴后的袋齿轮炕侧隙姑可以晚自动参补偿秧的方造法，宝在齿棋轮的炉齿厚彩和齿贷距有混差异算的情偿况下沟，仍色可始欢终保禾持无振侧隙罚啮合庆。但快将影押响其棉传动职平稳葱性，疏而且短这种干调整哥法的葱结构它比较桶复杂节，传惹动刚喊度低赶。刚邀性调朽整法归是指暑调整梨之后枝齿轮锹侧隙赤不能跳自动换补偿得的调打整方辅法，锅它要驾求严豆格控闻制齿硬轮的产齿厚报及齿状距误泪差，断否则勒传动运的灵段活性着将受递到影甜响。倍但用侵这种政方法贤调整路的齿勺轮传度动有铺较好千的传熟动刚削度，语而且双结构印比较亲简单洋。在习设备贷改造招中应参用的街配对拣齿轮捉侧隙抢方法岂是刚按性调螺整法拳。③辞采用幅滚珠堵丝杠销代替点原滑床动丝薄杠，册提高体传动兄灵敏阴性和而降低墓功率订、步窜进电鸣机力放矩损货失。享(4门)抄自动虾换刀酷装置雅为了晌满足古在一烧台机北床上休一次铲装夹旺完成膜多工胳序加离工，槐可咽采用水自动致刀架姿。自鄙动刀都架不奋但可遭代替纺普通流车床损手动立刀架讨，还旷可用咐作数扣控机未床微勇机控臣制元裤件。牙刀架畏体积避小，挂重复项定位宽精度栏高，舅适用腿于强旧力车体削并行安全束可靠饲。乡(5找)锡拖板顾箱篮采用格数控谅系统托控制际。拆砖除原梳拖板套箱，钥利用痕此位庆置安蜜装新驱拖板势箱，沸新拖派板箱供除固着定倡在立滚珠尊丝杠铺的螺倦母差上渣。挂塔轮箱急、走么刀箱纵拆除蜘，在谣此两婚个位岂置分楚别装许控制债螺纹率加工逗的主拦轴脉牛冲编逃码器捡和拖食板轴拒向伺朗服元篮件功虾率步绘进电臣机及项减速饲箱。楼使改颠造后比的机栋床外合型美戏观、泊合理崖。改翁造后俗机床观的启杀动、颤停机撑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