用微机数控技术改造最大加工直径为500毫米普通车床进给系统设计.doc

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1、本科生毕业论文（设计）用微机数控技术改造最大加工直径为500毫米普通车床的进给系统目录（绪论）一、数控机床系统总体设计方案的拟定二、机床进给系统机械部分设计计算1、设计参数2、进给伺服系统运动及动力计算3、滚珠丝杠螺母副的计算及选型（1）纵向进给丝杆螺母副的计算及选型（2）横向进给丝杆螺母副的计算及选型4、轮进给齿轮箱传动比计算（1)纵向进给齿轮箱齿轮传动比计算（2）横向进给齿轮箱齿轮传动比计算5、步进电动机的计算及选型（1）纵向进给步进电动机的计算及选型（2）横向进给步进电动机的计算及选型三、数控机床零件加工程序四、绘制进给伺服系统机械装配图五、绘制微机数控系统硬件电路图总结主

2、要参考文献绪论接到一个数控装置的设计任务以后，必须首先拟定总体方案，绘制系统总体框图，才能决定各种设计参数和结构，然后再分别对机械部分和电器部分、现已机电一体化的典型产品——数控机床为例,分析总体方案拟定的基本容。机床数控系统总体方案的拟定包括以下容：系统运动方式的确定，伺服系统的选择、执行机构的结构及传动方式的确定，计算机系统的选择等容。一般应根据设计任务和要求提出数个总体方案，进行综合分析、比较和论证，最后确定一个可行的总体方案。一、数控机床系统总体设计方案的拟定普通车床是金属切削加工最常用的一类机床。普通机床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱

3、变速后，由光杠或丝杠带动溜板箱、纵溜箱、横溜板移动。进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作。刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动，切削次序也由人工控制。对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改为用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统；刀架改造成为能自动换刀的回转刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，从而提高了生产效率和加工精度，也能适应小批量多品

4、种复杂零件的加工。二、机床进给系统机械部分设计计算1、设计参数用微机数控技术改造最大加工直径为500毫米普通车床的进给系统最大加工直径（mm）：在床身上：500在床鞍上：260最大加工长度（mm）：750~1000溜板及刀架重量（N）：横向：550纵向：1100刀架快移速度（m/min）：横向：1纵向：2最大进给速度（m/min）：横向：0.3纵向：0.6最小分辨率（mm）：横向：0.005纵向：0.01定位精度（mm）：0.025主电机功率（KW）：5.52、进给伺服系统运动及动力计算纵向：（1）确定系统的脉冲当量脉冲当量是指一个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量,它是衡量数控

5、机床加工精度的一个基本参数。因此,脉冲当量应根据机床精度的要求来确定。对经济型数控机床来说，纵向常采用的脉冲当量为0.01mm/step。（2）．计算切削力1）纵车外圆主切削力(N)按经验公式估算：FZ=0.67D1.5max=0.67*5001.5=7491按切削力各分力比例：得：=1873(N)=2996(N)2）.横切端面主切削力=3745.5(N)按切削力各分力比例：=936(N)=1498(N)横向：（1）确定系统的脉冲当量脉冲当量是指一个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量,它是衡量数控机床加工精度的一个基本参数。因此,脉冲当量应根据机床精度的要求来确定。对经济型数控机

6、床来说，常采用的脉冲当量为0.005mm/step。（2）．计算切削力1）纵车外圆主切削力(N)按经验公式估算：按切削力个分力比例：=702.225(N)=1123.56(N)2）横切端面主切削力可取纵切的此时走刀抗力(N)，吃刀抗力(N)，仍按上述比例粗略计算：=351.11(N)=561.78(N)3、滚珠丝杠螺母副的计算及选型（1）纵向滚珠丝杠螺母副的计算及选型1）计算进给轴向力(N)按纵向进给为综合型导轨式中K—考虑颠覆力矩影响的实验系数，综合导轨取K=1.15—滑动导轨摩擦系数0.15~0.18G—溜板及刀架重力1000N则2）计算最大动负载Q式中L为丝杠寿命，以转为1

7、单位。运转系数，按一般运转取1.2～1.5；最大切削力条件下的进给速度，可取最大进给速度的1/2～1/3；此处=0.6mmT使用寿命，按15000h；为丝杠的基本导程，初选=6mm；（m/min）3）滚珠丝杠副的选型初选滚珠丝杠副的尺寸规格，相应的额定动载荷不得小于最大动载荷C；查阅《数控设计》指导书得到：采用外循环螺纹调整的双螺母滚珠丝杠副，1列2.5圈，额定动载荷16400N，精度等级按表2-12选为1级。4）传动效率计算式中为的螺旋升角，；为摩擦角取滚动摩擦系数0.003～