C6132车床的数控改装与设计

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普通车床数控改造(c6132)

题目四 C6132普通车床的数控改造设计

1. 设计目的：通过C6132普通车床的数控改造，使学生们掌握普通机床改造的方法，具有灵活运用相关知识的能力；

2. 设计内容及要求：C6132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。本设计任务是对C6132普通车床进行数控改造。利用微型计算机对纵、横向进给系统进行开环控制．纵向脉冲当量为0.01mm／脉冲．横向脉冲当量为0.005mm／脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。

3. 设计成果：

1）电动机的选取

2）相关硬件电路图

普通车床数控改造——C6132总体设计及横向进给设计

机械设计制造及其自动化

摘要

本次设计是对普通车床C6132的数控化改造。主要包括：主传动系统的改造、进给系统的改造、导轨和刀架的改造，以及控制系统改造。结果表明，改造后的车床具有自动化程度高、精度高等优点，并且降低了成本，提高了原机床的使用价值。

关键词：车床数控改造滚珠丝杠数控系统

一、总体方案拟定

数控车床主要用于轴类、盘类零件的加工, 能自动完成外围柱面、内孔、锥面、圆弧面、螺纹等工序的粗细加工, 并能在圆柱面或端面上进行铣槽、钻孔、铰孔等工作, 可以实现回转体零件在预先加工好定位基面后, 一次装夹下完成从毛坯到成品的全部工序。因此能够极大的提高生产率。C6132车床主要用于对小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工。

数控车床的结构改造要求：在改造中应尽可能保留原机床结构。主传动系统中保留主轴箱内滑移齿轮变速机构，取消原操作手柄，实现主轴的正反转及停止，改由数控系统直接控制主电机，当数控系统发出M03指令后，主电机正转，通过传动系统实现主轴正转。纵、横进给系统均采用交流伺服电动机。用滚珠丝杠螺母机构代替普通的滑动丝杠螺母机构,具有摩擦力小,运动灵敏, 无爬行现象, 也可以进行预紧, 以实现无间隙传动,传动刚度好,反向时无空程死区等特点。可提高传动精度。导轨需沿用原机床的导轨，但因起精度较低，不适合数控机床。因而在原导轨上粘接四氟乙烯软带，使其有良好的耐摩性和较小的摩擦阻力，能预防爬行并具有自润滑性。将原刀架和小托板拆除，将车床刀架换为四工位电动刀架，将刀架调整好高度安装在中拖板上，由数控系统直接控制，减少辅助时间，提高效率。为保证加工螺纹时纵向进给运动与主轴的回转运动有严格的运动关系，需要在主轴尾部安装主轴脉冲发生器。主轴脉冲发生器与主轴同步旋转，同时发出与主轴转角相对应的脉冲信号，使数控系统控制刀架的纵向移动量。

C6132纵向进给运动系统数控改造设计

C6132纵向进给系统数控改造设计

1 前言 (4)

2 设计的内容及任务 (5)

3 总体方案 (5)

3.1 数控系统的选型 (5)

3.2 伺服系统的改造设计 (6)

3.3 机械结构的改造设计 (6)

3.4 编码盘的选用和安装 (7)

3.5 电气控制系统的改造设计 (7)

3.6 液压系统的清洁和维护 (8)

4 数控系统的选择 (8)

5 机械本体部分的数控化改造与设计计算 (100)

5.1 进给系统的传动方式及丝杆类型选择 (100)

5.1.1 传动方式 (100)

5.1.2 滚珠丝杆的选择 (111)

5.2 滚珠丝杠副精度等级确定 (122)

5.3 滚珠丝杠的润滑、防护、密封 (122)

5.4 机械本体改造和设计计算 (122)

5.4.1 纵向机械传动部分的数控化改造和设计计算 (122)

5.4.2 滚珠丝杠设计计算 (133)

5.4.3 滚珠丝杠的选型 (14)

5.4.4 滚珠丝杠的验算 (14)

5.4.5 确定齿轮传动比 (16)

5.4.6 齿轮间隙的调整环节 (16)

5.5 滚珠丝杠的支撑与轴承选用 (17)

5.5.1滚珠丝杠支撑形式的选择 (17)

5.5.2 滚珠丝杠轴端的形式 (18)

6 伺服系统的改造设计 (20)

6.1 控制系统的选择 (20)

6.2 纵向步进电机的计算与选择 (21)

6.2.1负载转动惯量计算 (21)

6.2.2 各种工况下转矩计算 (22)

6.2.3 步进电机的选择 (23)

6.3 驱动器的选择 (23)

7 编码器的选用和安装 (25)

7.1观点编码器的选用 (25)

【数控技术】C6132车床简介

C6132（或C616）车床各部分的调整及其手柄的使用

C6132车床采用操纵杆式开关，在光杆下面有一主轴启闭和变向手柄当手

柄向上为反转，向下为正转，中间为停止位置。

1．主轴转速的调整

主轴的不同转速是靠床头箱上变速手轮与变速箱上的长、短手柄配合使用得到的。变速箱传输线有低速I和高速II两个位置，长手柄有左、右两个位置，短手柄有左、中、右三个位置，它们相互配合使用，可使主轴获得28.5～

1430r/min

12种不同的转速（详见床头箱上的主轴转速表）。

操作和使用时应注意：

1）必须停车变速，以免打坏齿轮。

2）当手柄或手轮板不到正常位置时，要用手扳转卡盘。

3）为了安全操作，转速不高于360r/min。

2．进给量的调整

进给量的大小是靠变换配换齿轮及改变进给箱上两个手传输线的位置得到的。其中一手轮有5个位置。另一手轮有4个位置。当配换齿轮一定时，这两

个手轮配合使用，可以获得20

种进给量。更换不同的配换齿轮。可获得多种进给量（详见进给箱上的进给量表）。

离合手柄是控制光杆和丝杆转动的，一般车削走刀时，使用光杆，离合手柄向外拉；车螺纹时，使用丝杆、离合手柄向里推。

3．手动手柄的使用

顺时针摇动纵向手动手柄，刀架向右移动；逆时针摇动，刀架向左移动。顺时

针摇动横向手动手柄，刀架向前移动；逆时针摇动，刀架向后移动。

4．自动手柄的使用

使用光杆时，当换向手轮处于“正向”（-）位置时，抬起纵向自动手柄，刀架自动向左进给；抬起横向自动手柄，刀架自动向前进给。使用丝杆时，向

下按开合螺母手柄，向左自动走刀车削右旋螺纹。当换向手柄处玩弄“反向”（-）位置时，上述情况正好相反。当换向手柄处于“空档”（O）位置时，纵、横向自动进给机构失效。

普通车床的数控改造方法及设计方案图

用华中Ⅰ数控系统对 C6132 车床进行数控改造 2008-4-21 20:16:00 来源：中国自动化网网友评论 1 条点击查看 1 机械部分的改造把 C6132 普通车床改成数控车床的主要改造部位：主电动机和水泵电动机能分别通过 M03、M04、M05、阴刀、M09 等指令来进行控制；把原来的手动进给改成微机控制，实现二轴联动；为实现螺纹车削在主轴后端加一光电编码器。机械部分的改造，在原机床的基础上，去掉挂轮箱(保留三星齿轮>、进给箱、溜板箱、刀架部分，保留大拖板、中拖板。光电编码器的安装利用挂轮箱中的三星齿轮，找到与主

轴传动比为 1:1 的传动齿轮，采用同心套通过一个固定支架与光电编码器相联，结构示意图如图 1 所示。纵、横向丝杠的改造去掉机床的进给传动系统，安装上滚珠丝杠、减速器接口、步进电动机。X 轴传动比为 5:3, Z 轴的传动比为 1:1。这类小型机床在中间设置一级传动结构的目的是提高伺服电动机的使用寿命。对于瞬时性的快速起、停起到一定的缓冲作用。改造后机床的传动进给示意图如图 2 所示。 2 电控部分的改造华中Ⅰ型数控系统开放性好，所以改造非常简单。具体方法为全部拆除原车床的电控线路。对单速电动机，直接从数控系统的电控柜中出线与主轴电动机的 U2、 V2、W2 和冷却泵电动机的 U6、V6、W6 连接。对于双速电动机，除了直接连线以外还应对电控柜和系统软件中的内置 PLC 系统程序 STEP.DAT 进行相应的修改。 3 微机系统控制部分的设置对于一般车床的改造只须对以下两部分系统配置进行参数设置就可以了。一是轴参数，二是内置 PLC 的编码。在华中Ⅰ型数控系统软件中输入正确的口令以后就可以对轴参数进行设置了。不同的用户在改造车床时步进电动机与丝杠之间选择的传动比是不同的，同时丝杠的螺距也不同，所以为了适用不同的传动比，华中Ⅰ型数控系统开发了一个有用的工具，通过设置一对电子齿轮的比值来对实际的传动比进行调整。下面以我校数控改造的车床为例进行说明。我们对 X 轴选用的步进电动机的步距角 θ =0.9°。，步进电动机与丝杠之间的传动比 I=3/5，丝杠的螺距 P=4mm，因此，电动机每转脉冲数可设置为 360/0.9=400，则脉冲当量为 Q=(θ /360>PI=3/500。现设电子齿轮比为大，编程时要在 X 方向移动 10mm 的距离，以车床精度为 0.01mm 计算，则系统要在 X 轴方向发送 10000 个脉冲。也就是说系统在 x 方向发 1000 个脉冲以后，X 方向应移动 10mm 的距离，则有下面的计算式成立： 10=1000QIi=1000×(3/500>Ii 则 Ii=5/3Z 轴可以根据以上的方法进行类似的计算处理。另外，如果主电动机采用双速电动机，则系统应设置支持 S1、S2 高低

探索C6132普通车床电气控制及数控化改造设计

控制及改造设计。改造后的系统的分辨率更加精确，让其数控车床纵向为０．００１ｎｕｎ、水平为０．Ｏ００５ｍｍ，呔大提高了机械的加工精度。为企
业的技术改造提供了一种方法。
关键词：车床改造；数控系统；电器控制设计精度高是数控车床加工的特点，能够良好的完成一些复杂的曲线床数控系统。和曲面加工是其它类型车床不具备的优点，并且数控车床还是制造业２．３输入，输出信的楱和基础。我们现有的普通车床，采用先进的数控系统进行了数控ＧＳＫ９２８ＴＥ的输入／
化改造，并将其效率最大化，是机器和设备一项非常有意义的工作。本输出信号接口如图２所文论述了ＧＳＫ９２８ＴＥ数控系统的Ｃ６１３２普通车床数控化改造，并且对刁。系统配置的数控系统和电气控制设计改造及改造效果进行了描述。ＳＢＩ￣ＳＢ１０控制按１数控系统配置钮是输入控制信号，通１．１ＧＳＫ９２８ＴＥ数控系统的基本组成。１．１．１控制轴的运动控制功能为ｘ、Ｚ两种轴向控制，最小指令单位为Ｏ．Ｏ０１ｍｍ。利用插值法的ｘ、ｚ两轴直线和圆弧插补的方式，将位置命令范围提高为 ± ８０００．０００毫米，且最高移动速度达到１５０００ｍｍ／ｍｉｎ。直线速度最大进给速度为

C6132车床Ⅰ轴说明书

序言

本次课程设计任务是CM6132车床主轴设计。由于CM6132车床是精密，高精密加工车床，要求车床加工精度高，主轴运转可靠，并且受外界，振动，温度干扰

要小，因此，本次设计是将车床的主轴箱传动和变速箱传动分开设计，以尽量

减小变速箱，原电机振动源对主轴箱传动的影响。本次课程设计包括CM6132

车床传动设计，动力计算，结构设计以及主轴校核等内容，其中还有A3图纸的CM6132车床主传动的结构图、本次课程设计是对我们大学期间机械专业基础

知识的考核和检验。它囊括了理论力学，材料力学，机械原理，机械设计，机

械制造装备设计等许多机械学科的专业基础知识，因此称之为专业课程设计。

它不仅仅是对我们专业知识掌握情况的考核和检验，也是一次对我们所学的知

识去分析，去解决生产实践问题的运用。由于本次课程设计实践时间在2011年期末，因此在编写课程设计说明书，设计CM6132主传动结构图的过程中难免有不少纰漏和错误，恳请老师指正。

1.确定转速极速

根据任务要求，Nmax=2000rpm，Nmin=45rpm，转速公比φ=1.41.则转速范围Rn：Rn=Nmax/Nmin=44.4。

依据φ，Rn，可求得主轴转速级数Z: Z=lgRn/lgφ+1=11.98=12 。

2．确定结构式及结构网

由于结构上的限制，变速组中的传动副数目通常选用2或3为宜，故其结构式为：Z=2^（n）*3^（m）.对于12级传动，其结构式可为以下三种形式： 12=3*2*2；12=2*3*2；12=2*2*3；在电动机功率一定的情况下，所需传递的转矩越小，传动件和传动轴的集合尺寸就越小。因此，从传动顺序来讲，尽量使前面的传动

C6132普通车床的数控改造

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科
Ｃ１２普通车床的数控改造６３
夏秀梅
（吉林信息工程学校，吉林吉林１２０）３００
摘要：了Ｃ１２介绍６３普通车床经济型数控改造中机械部分和数控部分改造方案和原理。关键词：车床；数控化改造；开环控制系统前言流伺服电动机驱动主轴进给系数控机床是综合应用微电子、计算机、自动统，主轴的变速特性变佳，实现检测等先进技术的新型机床，他适宜加工小批量、主轴自动无级变速。其组成如高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件，具有图２２。２进给电机伺服系统的高柔性、高精度、高效益等特点。而目前我国机床改造没计。为满足尽可能减少的数控化率不足３大多数制造行业和企业的生改动量的要求，采用步进电机％，产、加工装备绝大多数是传统的机床，加工的产品经接口箱减速驱动丝杠，带动普遍存在质量差、品种少、成品高、供货期长等现刀具纵向和横向移动。用滚珠象，从而在国际国内市场上缺乏竞争力。而我国的丝杠螺母机构代替普通的滑动图２主轴伺服系统组成图才力和工业发展状况，靠花大量资金购买全新的丝杠螺母机构，具有摩擦力小，３．．２１插补运算软件实现：插补就是数控机床通过数控机床来提高数控化率显然是不可取的，而普运动灵敏，无爬行现象，也可以进行预紧，以实现几个坐标轴的协调运动，走出直线与圆弧，或其他遍机床的数控化改造既经济又快捷，是提高我国无问阱传动，ｒ传动刚度好，反向时无空程死区等特直线。插补机床数控化率的 —个主要途径。点。纵向进给机构的改造：拆去原机床的溜板箱、如直线总点坐标值，圆弧起点、、圆心终点坐标１总体方案的拟定。数控车床主要用于轴类、光杠与丝杠以及安装座，配上滚珠丝杠及其相应据（值、进给速度等）通过计算，。将工件的轮廓的形状盘类零件的加工，自能动完成外围柱面、、内孔锥的安装装置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装描述出来，边计算边根据计算结果向各坐标发出面、圆弧面、螺纹等工序的粗细加工，并能在圆柱在车床的车尾，并不占据丝杠空间。由于采用滚珠进给命令。数控机床中常用的插补计算方法为逐面或端面上进行铣槽、、钻孔铰孔等工作，以实丝杠可提高系统的精度和纵向进给的整体刚度。可简称逐点比较法）、数字积分插补现回转体零件在预先加工好定位基面后，一次装横向进给机构的改造：由于原横向进给的丝杠空点比较计算法（计算法（简称数字积分法）、时间分割插补计算法夹下完成从毛坯到成品的全部工序。因此能够极间有限，以所拆除横向丝杠换上滚珠丝杠；为了便简称时间分割法）和样条插补计算法等。３．２２电大的提高生产率。Ｃ１２６３车床主要用于对小型轴于安装，滚珠丝杠副的丝杠轴不是整体的，而采用（机的变速控制。在步进电机运行的程序中，有两个类、盘类以及螺纹零件的加工。１．１数控车床的结分移式，然后用联轴器联接。重要参数值得注意：一是步数Ｎ即脉冲数，，所有程构改造要求：主轴进给系统采用伺服电机驱动，实３数控装置系统设计。３数控系统硬件设．１Ｎ现了无极调速，是主轴和进给系统结构简化，传动计。３．．１数控系统硬件组成：１主控制器（中央处理序都是以Ｎ作为步进电机运行判别终点条件的，刚度也大为提高。主轴后端安装了同步运转的脉单元ＣＵ，，Ｐ）总线存储器，接口即ＮＡ（）ｍ输出接是根据加工工件的需要在编程时就能确定的。另个是延时ＹＮ子程序决定的时间ｔＡＳ，它决定了冲编码器，用于加工各种螺纹。１．２数控机床的布口电路，外围设备（键盘、显示器及光电输入机）。要想改变步进电机的局要求：结构要紧凑以节省占面积和空间，地并采３１Ｐ．２ＣＵ类型。ＭＣ－１系列单片微机是美国步进电机的运行速度。因此，．Ｓ５就必须从改变延时时间ｔ来着手考虑。用全封闭或防护装置。１＿３床身的结构布局要求：Ｉｔ］ｎｅ公司在ＭＣ－８Ｓ４系列单片微机基础上推出的运行速度，延时时问ｔ增大，运行速度变慢；延时时间ｔ减少，床身是机床主要承载部件，本改造采用平床身，产品，因它的集成度很高，是集片内存储器、片内输由此可见，电步进机变速控制程序为平床身是在普通机床上稍加改革而成的，价格人慷出部件和ＣＵ于—体的优良的单片机系统，运行速度变陕。Ｐ就是合理地确定延时参数ｔ，使步进相对较低，而且它的工艺性好，加工方便，刀架处其配置芯片价廉普及性、通用性强，制造和维修方设计的任务，电机按照给定的速度运行。为此，数控系统往往要于水平位置，易于保证刀具运动精度，故采用平床便，完全能够满足数控车床的需要。Ｃ１２故６３数控求以某种最优（或最合理）的方式控制进给脉冲的身。ｌ４数控车床的进给系统要求：进给调速范围车床以ＭＣ－１Ｓ５组成的单片机作为数控控制系即要有自动升降速控制的功能。最常用的还大、定位准确、无间隙误差、较高的传动效率。以统。ＭＣ－１所在Ｓ５系列单片机产品型号中，０１－８３芯片频率，动升、降速过程。用程序实为满足低摩擦要求，选用滚珠丝杠、螺母传动副做内无ＲＭ。Ｏ适用于需扩展ＲＭ，Ｏ可在现场修理和是软件的方法来完成自现自动升、降速灵活、方便。传动和导向元件，伺服电机与丝杠间采用一级减更新程序存储器的应用场合，价格比８５、其０１４成品展望。Ｃ１２对６３普通车床进行了数控速器联接，以缩小传动链，提高系统刚度，并减少８５低，７１使用灵活，非常适合在我国使用。．３．１３存技术改造，经改造后，机床的主要技术性能指标展传动链误差。丝杠、电机与联轴器之间采用凸轮联储器。ＣＵ采用８３芯片＿８３片内无程序Ｐ０１由于０１望如下：ｌ进给最大速度ｘ４亿轴分别为１０／２０轴器联接。采用两台伺服惦记分别驱动纵向（轴）存储器需要有外部程序存储器的支持，ｚ同时８３０１ｏＯＩｎ．Ｃ１２ｍ。２对６３普通车床进行了数控和横向（轴）ｘ的滚珠丝杠带动刀架完成进给运动。内部只有１８字节的数据纯初期，也远不能满足３ｏ Ⅱ ｉ４２通过控制软件可以实现更加灵活、复１５刀架系统采用电机转塔式刀架，可使机械结构控制系统的要求，故需进行扩展．扩展用２片技术改造后，杂的控制方法，简单，省去大量液压管路。１．６数控系统采用开环２６，片６６，片７Ｌ３３．砌接口电路。７４１２４ｌ４Ｓ７。３１４可满足不同场合的加工需要，充分体现数字控制系统（如图ｌ所示）系统中没有反馈电路，，不由于８３只有Ｐ０１Ｉ口和Ｐ３口部分能提供用户作度下，４３经改造后的车带检测装置，指令信号单方向传递。开环伺服系统为 ∞ 口使用，不能满足输入输出口的需要，因而控制高度智能化和柔性的优点。．产品合格率高，基本达主要由步进电机驱动，结构简单，成本低廉、易掌系统必须扩展输入输出接口电路，系统扩展了二床能大批量车削加工工件，已经实现证明，这种经改造后握、调试和维护比较方便简单，故广泛应用于经济片８５可变成Ｆ１５Ｏ接口芯片。Ｏ接口芯片与外设到了原没计的要求，Ｆ非常适用于加工中小批量、精度要求较高型数控机床。的连接是这样安排的：１５２芯片ＰＯＰ７作的车床，８５（）Ａ－Ａ的产品。２机械部分改造。．主轴伺服系统的改造。为显示器段选信号，２１是输出；Ｂ－Ｂ是显示器的Ｐ０Ｐ７

C6132普通车床数控化改造

摘要

数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能有效提高产品的加工数量与生产质量，大幅度提高生产效率。但从目前看来，数控机床价格昂贵，很多企业难以一次性投资大量购买，于是，普通机床的数控化改造成为了研究热点。

本文对C6132普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机床改造进行可行性分析、对机床关键部件参数的计算、对机床结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统和计算机系统，以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。

关键词: C6132普通车床; 数控化改造; 步进电机; 经济型数控系统

ABSTRACT

CNC machine tool as a typical mechatronic products, play an important role in the mechanical manufacturing industry, a good solution to the problem of machining complex structure of modern machinery manufacturing, precision, small batch, changeable parts, and can effectively improve the processing quantity and the quality of the products, the production efficiency is greatly improved. But from look at present, NC machine tools is expensive, many enterprises to buy large one-time investment, therefore, CNC transformation of general machine tools has become a research focus.

C6132卧式车床的数控化改造

1 前言 (5)

2 设计的内容及任务 (6)

3 总体方案 (6)

3.1 数控系统的选型 (6)

3.2 伺服系统的改造设计 (7)

3.3 机械结构的改造设计 (7)

3.4 自动回转刀架的选择设计 (8)

3.5 编码盘的选用和安装 (9)

3.6 电气控制系统的改造设计 (9)

3.7 液压系统的清洁和维护 (10)

4 数控系统的选择 (10)

5 机械本体部分的数控化改造与设计计算 (12)

5.1 进给系统的传动方式及丝杆类型选择 (12)

5.1.1 传动方式 (12)

5.1.2 滚珠丝杆的选择 (13)

5.2 滚珠丝杠副精度等级确定 (14)

5.3 滚珠丝杠的润滑、防护、密封 (14)

5.4 机械本体改造和设计计算 (14)

5.4.1 纵向机械传动部分的数控化改造和设计计算 (14)

5.4.2 滚珠丝杠设计计算 (15)

5.4.3 滚珠丝杠的选型 (16)

5.4.5 滚珠丝杠的验算 (17)

5.4.6 确定齿轮传动比 (18)

5.4.7 横向机械传动部分的数控化改造和设计计算 (18)

5.4.8 切削力的计算 (19)

5.4.9 齿轮间隙的调整环节 (19)

5.5 滚珠丝杠的支撑与轴承选用 (20)

5.5.1滚珠丝杠支撑形式的选择 (20)

5.5.2 滚珠丝杠轴端的形式 (21)

6 伺服系统的改造设计 (23)

6.1 控制系统的选择 (23)

6.2 纵向步进电机的计算与选择 (24)

6.2.1负载转动惯量计算 (24)

6.2.2 各种工况下转矩计算 (24)

6.2.3 步进电机的选择 (25)

c6132车床I轴工艺设计

1 、材料分析

主轴是机床上传递动力的零件,常需承受弯曲、扭转、疲劳、冲击载荷的作用, 同时在滑动与转动部位还受到摩擦力的作用, 因此,要求主轴具有高强度、硬度、足够的韧性及疲劳强度、变形小等性能。

1.1 材料的选择

图1

图 1 为C6132 卧式车床主轴零件简图。该轴承受交变弯曲应力与扭应力,但由于承受的载荷与转速均不高,冲击作用也不大,故具有一般综合力学性能即可。但在主轴深孔和外圆表面,因常与卡盘、顶尖有相对摩擦;花键部位与齿轮有相对滑动,故这些部位要求较高的硬度与耐磨性; 主轴在滚动轴承中运转,工作时因轴颈与轴承不发生摩擦,故轴颈无耐磨性要求。通常,对于要求高强度、硬度和疲劳强度且形状畸变小的主轴,多采用38CrMoAlA 钢;受冲击大的常用20Cr 、20Mn2B 渗碳钢; 重载下工作的常用20CrMn Ti 、12CrNi3A

高合金渗碳钢;高精度磨床、镗床主轴采用9Mn2V 、GCr 15 钢。本零件根据其工作受力及性能要求,可选用45 、40Cr 或42CrMo钢考虑到原材料成本及加工复杂情况,选用45 钢锻件毛坯制造即可。

1.2 材料的热处理方法

1.2.1 改善切削加工性能、消除锻造残余应力的热处理

主轴毛坯在锻造过程中，若温度过高，则将使金属组织的晶粒粗大；若锻造温度过低，则造成组织不均匀和过大的残余应力，甚至出现裂纹。这两种情况在主轴锻造过程中往往同时存在，致使主轴强度降低，并由于表面泠硬而不易切削。因此在粗加工前需进行热处理，以改善切削性能，消除锻造残余应力，细化晶粒，并使金属组织均匀。此处采用人工时效处理或者采用退火或正火处理。

C6132车床Ⅰ轴

序言

本次课程设计任务是CM6132车床主轴设计。由于CM6132车床是精密，高精密加工车床，要求车床加工精度高，主轴运转可靠，并且受外界，振动，温度干扰

要小，因此，本次设计是将车床的主轴箱传动和变速箱传动分开设计，以尽量

减小变速箱，原电机振动源对主轴箱传动的影响。本次课程设计包括CM6132

车床传动设计，动力计算，结构设计以及主轴校核等内容，其中还有A3图纸的CM6132车床主传动的结构图、本次课程设计是对我们大学期间机械专业基础

知识的考核和检验。它囊括了理论力学，材料力学，机械原理，机械设计，机

械制造装备设计等许多机械学科的专业基础知识，因此称之为专业课程设计。

它不仅仅是对我们专业知识掌握情况的考核和检验，也是一次对我们所学的知

1.确定转速极速

根据任务要求，Nmax=2000rpm，Nmin=45rpm，转速公比φ=1.41.则转速范围Rn：Rn=Nmax/Nmin=44.4。

依据φ，Rn，可求得主轴转速级数Z: Z=lgRn/lgφ+1=11.98=12 。

2．确定结构式及结构网

C6132车床的控制线路用PLC改造设计说明

毕业设计

题目：C6132车床控制线路用P L C改造设计

系别：

学号：0

班级：

：

设计任务书

一、设计题目C6132车床的控制线路用PLC改造设计。

二、设计目的：

1）掌握C6132车床的电气控制功能。

2）掌握PLC改造电器设备的方法选择。

3）掌握电气控制元件的选择与计算方法。

三、设计要求：结合有关教材选择合适的用PLC的设计改造电气控制

1）原有的动作顺序与功能不变

2）各种联锁关系不变

3）增有工作状态指示

四、完成任务

1）选择PLC型号，分配I/O端口、设计I/O电路、选择元件、绘制梯形图、编制语句表。

2）毕业设计说明书（10000字以上）。

（1）设计题目

（2）控制原理说明设计

（3）主要器件选择依据与计算

五、主要参考文献：

工厂电气控制技术机械工业主编方承远

工厂电气控制设备机械工业主编许廖

机床电气控制技术机械工业主编王炳实

可编程控制器的应用技术机械工业主编王兆义

1．摘要

2.改造方案确定

3.C6132车床I/O分配图

4.PLC的选型

5.C6132主控制线路的设计

6.C6132车床各电机的控制

7.指令表

8.调试运行

9.PLC的日常维护

10.总结

11.参考文献

摘要：

针对现有普通车床C6132车床存在的缺点提出PLC改造方案和基于控制系的统设计，提高了机床的加工精度，扩大了机床的使用围，并提高了生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了普通车床C6132车床设计。如PLC的选型、存储器和I/O扩展电路设计、其它辅助电路设计、系统管理程序、零件加工源程序的输入处理程序、插补程序、伺服控制程序、诊断以与键盘操作和显示处理程序的设计。本设计采用西门子S7-200PLC控制系统，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向、横向的两轴联动进给运动。

专业课程设计任务书华夏

专业课程设计任务书

（数控方向）

学生姓名：徐冬专业班级：机制1076

指导教师：席光辉工作单位：机电工程系

题目： CM6132车床主传动设计

机床参数、规格

转速范围：n = 31.5 ~ 1000 rpm

转速公比： = 1.26

要求完成的主要任务：

1. 传动设计（包括拟定结构式、绘制结构网、传动系统图和转速图）

2. 动力计算（包括传动功率、计算转速、轴径、齿轮模数和齿数的计算）

3. 绘制主轴箱展开图（A1图1张）

4. 编写设计说明书(要求字迹工整，计算正确，论述文理通顺，图文穿插)

时间安排：

指导教师签名：2010年12月13日系主任（或责任教师）签名：2010年12月13日

（数控方向）

学生姓名：王学谦专业班级：机制1076

指导教师：席光辉工作单位：机电工程系

题目： C6132车床主传动设计

机床参数、规格

转速范围：n = 31.5 ~ 1000 rpm

转速公比： = 1.26

要求完成的主要任务：

1. 传动设计（包括拟定结构式、绘制结构网、转速图和传动系统图）

2. 动力计算（包括传动功率、计算转速、轴径、齿轮模数和齿数的计算）

3. 绘制变速箱展开图（A1图1张）

4. 编写设计说明书(要求字迹工整，计算正确，论述文理通顺，图文穿插)

时间安排：

指导教师签名：2010年12月13日系主任（或责任教师）签名：2010年12月13日

（数控方向）

学生姓名：谭润馀专业班级：机制1076

指导教师：席光辉工作单位：机电工程系

题目： CM6132车床主传动设计

机床参数、规格

转速范围：n = 25 ~1250 rpm

c6132普通车床; 数控化改造,机械制造,机电一体化,数控技术毕业论文,课程设计

摘要

机床数控化改造的研究是提高我国技术装备水平的重要项目，在我国目前由于数控机床的加工能力和资金受限，对机床进行数控化改造是一条节约资金、快速有效的途径。本文对C6132普通车床数控化改造进行了深入研究，包括对机床改造进行可行性分析、对机床关键部件参数的计算、对机床结构的设计、对机床改造方案优化选择、选择合适的机床伺服系统和计算机系统，以及在改造中应注意的事项等进行了详细的论述。结果表明:经改造后的机床已达到预期的功能和精度，完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生产效率，降低了劳动强度。

关键词: c6132普通车床; 数控化改造; 步进电机; 经济型数控系统

ABSTRACT

Summary of study on machine tool numerical control transformation of important project is to raise the level of technology and equipment in China, in our country now due to numerical co ntrol machine tools, processing capacity and finance limited, NC machine tools is a way to save money, fast and efficient. This article on C6132 of NC improvement on common lathe for in-depth study, including feasibility analysis for machine tool, machine performance and precision, fully able to realize process of cylindrical, conical, thread, facecontrol, improve the efficiency of the original machine tool production, reduce labor intensity.

车床J1C6132的主轴箱虚拟设计及仿真

车床J1C6132主轴箱虚拟设计及仿真是通过计算机辅助设计软件（CAD）和计算机辅助工程分析软件（CAE）对主轴箱进行三维建模、材料力学分析、运动学模拟等多个环节进行模拟仿真及优化设计的全过程。

主轴箱是车床中的重要部件，其负责转动工件和传递切削力。主轴箱性能的优劣直接影响到车床的加工质量和生产效率。为了优化主轴箱的设计，使其性能更好，需要进行虚拟设计及仿真。

具体步骤如下：

1. 绘制主轴箱三维模型

通过CAD软件绘制车床主轴箱的三维模型。模型应包含主轴、轴承、箱体等组成部分，并考虑到物理尺寸、材料及材料特性等因素。

2. 分析材料力学性能

通过CAE软件进行材料力学性能分析，包括应力、应变、变形等参数。根据力学性能的分析结果，调整主轴箱的材料、尺寸和形状等设计参数。

3. 进行运动学仿真

通过CAE软件进行运动学仿真，对主轴箱在运转状态下的性能进行模拟。仿真结果可以显示出主轴的转速、加速度、减速度、最大负载等性能参数，并通过通过不同工况下的仿真结果对主轴箱的设计进行优化。

4. 完善设计方案

根据实验仿真结果和需求以及其他因素，对主轴箱的设计方案进行修改和完善。最终确定一个较优的设计方案。

5. 实现主轴箱制造

通过制造工艺，将优化设计的主轴箱模型转化为具体产品，确保产品符合规格、可靠性和生产成本的要求。

车床J1C6132主轴箱的虚拟设计及仿真是一个重要的工程设计流程，经过该流程可以有效提高主轴箱的性能和可靠性，提高车床加工的质量和生产效率。

车床c6132的结构及作用

车床由床身、床头箱、变速箱、进给箱、光杆、丝杆、溜板箱、刀架、床腿和尾架等部分组成。

1、床身：是车床的基础零件，用来支承和安装车床的各部件，保证其相对位置，如床头箱、进给箱、溜板箱等。床身具有足够的刚度和强度，床身表面精度很高，以保证各部件之间有正确的相对位置。床身上有四条平行的导轨，供大拖板（刀架）和尾架相对于床头箱进行正确的移动，为了保持床身表面精度，在操作车床中应注意维护保养。

2、床头箱（主轴箱）：用以支承主轴并使之旋转。主轴为空心结构。其前端外锥面安装三爪卡盘等附件来夹持工件，前端内锥面用来安装顶尖，细长孔可穿入长棒料。C6132车床主轴箱内只有一级变速，其主轴变速机构安放在远离主轴的单独变速箱中，以减小变速箱中的传动件产生的振动和热量对主轴的影响。

3、变速箱：由电动机带动变速箱内的齿轮轴转动，通过改变变速箱内的齿轮搭配（啮合）位置，得到不同的转速，然后通过皮带轮传动把运动传给主轴。

4、进给箱又称走刀箱，内装进给运动的变速齿轮，可调整进给量和螺距，并将运动传至光杆或丝杆。

5、光杆、丝杆：将进给箱的运动传给溜板箱。光杆用于一般车削的自动进给，不能用于车削螺纹。丝杆用于车削

螺纹。

6、溜板箱：又称拖板箱，与刀架相联，是车床进给运动的操纵箱。它可将光杆传来的旋转运动变为车刀的纵向或横向的直线进给运动；可将丝杆传来的旋转运动，通过"对开螺母"直接变为车刀的纵向移动，用以车削螺纹。

7、刀架：用来夹持车刀并使其作纵向、横向或斜向进给运动。

8、尾架：安装在床身导轨上。在尾架的套筒内安装顶尖，支承工件；也可安装钻头、铰刀等刀具，在工件上进行孔加工；将尾架偏移，还可用来车削圆锥体。