数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计

数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计数控车床是一种能够通过计算机程序自动控制刀具进行加工的机床,

它的主要进给系统包括纵向进给系统和横向进给系统。纵向进给系统主要

控制车床主轴在加工过程中的进给运动,而横向进给系统则控制刀具的横

向运动。

纵向进给系统的设计是为了实现主轴在加工过程中的进给运动。这个

系统通常包括主轴、进给电机、螺杆以及进给装置。进给电机通过控制螺

杆的旋转,驱动主轴进行进给运动。进给装置用于调整进给速度和步距。

在设计纵向进给系统时,需要考虑进给速度的范围和精度以及步距的调整

方式。

纵向进给系统的设计要考虑以下几个方面:

1.进给速度范围:根据加工要求,需要确定车床主轴的进给速度范围。这取决于加工材料的硬度和切削工具的性能。通常,进给速度范围应该能

够满足不同加工要求的需要,同时要保证加工过程的稳定性和精度。

2.进给速度控制:进给速度的控制需要通过控制进给电机的转速来实现。在数控系统中,通过给进给电机提供特定的脉冲信号,来控制电机的

转速。例如,增加脉冲的频率可以提高进给速度,而减少脉冲的频率则可

以降低进给速度。

3.步距调整:步距是进给运动的基本单位,用于控制切削的量和加工

的精度。步距调整可以通过调节进给装置上的螺母位置来实现。在数控系

统中,可以通过输入相应的指令来调整步距大小,以满足不同的加工要求。

4.进给精度:进给精度是指车床主轴在进给过程中刀具位置的控制精度。进给精度的要求取决于加工物体的质量要求和几何要求。为了提高进

给系统的精度,可以采用高精度的进给电机、螺杆以及进给装置,并进行精确的校准和调试。

横向进给系统的设计是为了实现刀具在加工过程中的横向运动。这个系统通常包括刀架、进给电机、丝杆以及进给装置。进给电机通过控制丝杆的旋转,驱动刀架进行横向运动。进给装置用于调整进给速度和步距。在设计横向进给系统时,需要考虑刀具的精度要求和运动范围。

横向进给系统的设计要考虑以下几个方面:

1.进给速度范围:根据加工要求,需要确定刀架的进给速度范围。和纵向进给系统类似,进给速度范围应该能够满足不同加工要求的需要,同时要保证加工过程的稳定性和精度。

2.进给速度控制:进给速度的控制需要通过控制进给电机的转速来实现。和纵向进给系统相似,通过给进给电机提供特定的脉冲信号来控制转速。

3.步距调整:步距调整可以通过调节进给装置上的丝杆位置来实现。在数控系统中,通过输入相应的指令来调整步距大小。

4.进给精度:横向进给系统的进给精度要求取决于加工物体的几何要求。为了提高进给系统的精度,可以采用高精度的进给电机、丝杆以及进给装置,并进行精确的校准和调试。

总之,数控车床的纵向进给系统和横向进给系统的设计都需要考虑进给速度范围、进给速度控制、步距调整和进给精度等方面的要求。通过合理设计和精确控制,可以实现高精度和稳定的加工效果。

CK6140数控车床进给系统设计(全套图纸+论文)

摘要 CK6140型数控机床,主运动系统采用1.26和1.58两种公比的混合公比传动系统,并用双速电机驱动,结构简单转速范围广。合理地确定有关结构参数及动力参数,并对传动轴、齿轮、键等进行粗算及检验计算。粗选步进电机及滚珠丝杠,构成开环控制系统。 关键词:数控;机床;开环控制 第1章绪论 1.1数控机床的发展趋势 我国数控机床产量持续高速增长,根据市场需求和技术发展趋势,应重点推进高效、精密为核心的数控机床“”级工程,加强民展性能、高可靠性数控功能部件,积极开展复合加工机床、超精密数控机床和可重构制造系统的工程化研究等机械加工装备产业、构建数字化企业的重要基础,镄的民展一直备受人们关注。数控机床以其卓越的柔性的自动化的性能、优异而稳定的精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目。它开创了机械产品向机电一体化发展的先河,因此数控技术成为先进成为先进制造技术的一项核心技术。通过持续的开发研究以及对信息技术的深化应用,促进了数控机床性能和质量的进一步提升,使数控机床成为国民经济和国防建设发展的重要制造装备。 近6年来,我国数控金切机床(简称数控机床)产量一直以年均增长超过30%速度发展。据初步统计,2004年数控机床的产量为51860台,事比增长40.8%,数控机床的消费量约74000台,事比增长32%。数控机床需求的旺盛也促进了2004年内建的三资和民营机床厂以及数控机床品种的明显增加。 与此同时,甸进口的数控机床数量也在逐年同步增加,而且进口数控机床的消费额的增长趋势更快。2004年数控机床的进口数量同比年增长30%,而进口消费额的增长却达52%,从而导致国产数控机床在国内市场消费额中的所占比例已不足30%。之所以出现这一现象,其主要原因在于国内市场对技术和附加值高的高效、精密和高性能大型、重型数控机床需求增长,需要靠进口解决。 振兴我国数控机床市场占有率应着重于剖析数控机床及由其组成的制造系

数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计

数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计

目录 1 绪论 (3) 1.1 数控系统的发展简史及国外发展现状 (3) 1.2 我国数控系统的发展现状及趋势 (3) 1.3 伺服系统的特点 (4) 1.4 设计的内容、目的和方法 (7) 2 总体方案设计 (8) 2.1 方案设计及总体布局 (8) 2.2 主切削力的计算 (8) 3 横向进给系统 (11) 3.1 已知技术参数 (11) 3.2 滚珠丝杠的计算及选择 (11) 3.3 校核 (14) 4 纵向进给系统 (20) 4.1 已知技术参数 (20) 4.2 滚珠丝杠的计算及选择 (20) 4.3 校核 (21) 5 床身及导轨 (26) 5.1 床身 (26) 5.2 导轨 (27) 6 数控系统选择 (29) 6.1 西门子数控系统的优点 (29) 6.2 数控连线图 (30) 7 数控编程 (31) 结论 (35) 致谢 (36)

1绪论 1.1数控系统的发展简史及国外发展现状 1949年美国帕森公司首先提出了机床数字控制的概念。1952年第一代数控系统——电子管数控系统的诞生。20世纪50年代末,完全由固定布线的晶休管元器件电路所组成的第二代数控系统——晶体管数控系统被研制成功,取代了昂贵的、易坏的、难以推广的电子管控制装置。随着集成电路技术的发展,1965年出现了第三代数控系统——集成电路数控系统。1970年,在美国芝加哥国际机床展览会上,首次展出了第四代数控系统——小型计算机数控系统,然后,随着微型计算机以其无法比拟的性能价格比渗透各个行业,1974年,第五代数控系统——微型计算机数控系统也出现了。应用一个或多个计算机作为数控系统的核心组件的数控系统统称为计算机数控系统(CNC)。综上所述,由于微电子技术和计算机技术的不断发展,数控机床的数控系统也随着不断更新,发展非常迅速,几乎5年左右时间就更新换代一次[1]。 数控机床是先进制造业的基础机械,是最典型的多品种、小批量、高科技含量的机电一体化产品。欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产品进程,1990年日本机床产值数控化率达75%,美国达70.1%,德国达57%。目前世界数控机床年产量超过15万台,品种超过1500多种[2]。 1.2我国数控系统的发展现状及趋势 1.2.1 数控技术状况 目前,我国数控系统正处在由研究开发阶段向推广应用阶段过渡的关键时期,也是由封闭型向开放型过渡的时期。 我国数控系统在技术上已趋于成熟,在重大关键技术(包括核心技术),已达到国际先进水平。自“七五”以来,国家一直把数控系统的发展作为重中之重来支持,现已开发出具有中国版权的数控系统,掌握了国外一直对我国封锁的一些关键技术。例如,曾 当长期困扰我国、并受到西方国家封锁的多坐标联动技术对我们已不再是难题,0.1m 量的超精密数控系统、数控仿型系统、非圆齿轮加工系统、高速进给数控系统、实时多任务操作系统都已研制成功。尤其是基于PC机的开放式智能化数控系统,可实施多轴控制,具备联网进线等功能既可作为独立产品,又是一代开放式的开发平台,为机床厂

数控车床纵向进给系统传动的方案设计

数控车床纵向进给系统传动的方案 设计 随着制造业技术的发展,数控工具的应用越来越广泛,而数控车床是机械加工中使用最广泛的一种数控机床。在数控车床的使用中,纵向进给系统传动方案的设计具有相当重要的意义,做好系统设计可有效提升产能和生产工艺。 一、数控车床纵向进给的基本原理及工作方式 数控车床纵向进给系统的主要原理是电机通过传动装置使刀架沿着转轴纵向轴向移动,将工件逐步加工成形。这里所指的传动装置,即是通过旋转电动机来传动球螺杆。而球螺杆就是在传动时通过与负荷间产生的滑移变形和滚动摩擦起到实现精度高的传动功能的很重要的柔性元件。 对于数控车床的使用,其主要的工作方式是将工件放置在工作台上,然后将刀架中的刀具逐渐地接触到工件表面上并继续进行削除,当达到所需的形状和尺寸时,就可以切断工件。 二、传动方案1:球螺杆传动 目前,球螺杆传动是目前数控车床纵向进给系统的主要传动方式。该方式主要是通过电机辅助驱动螺纹杆或同步带旋转,使得母轮的旋转产生大量的旋转运动,从而使螺杆上的小铜轮自动转动。同时,小铜轮的转动使得超静力耐磨材料发生侧向运动,以便传递到竖向滑块上。

这种传动方式传动精度高,速度快,加工效率高。同时,其具有压力大而拉扯力小,对系统的磨损小,能完成加工复杂的大型工件或大量工作的优点。但它也具有噪声大、操作和维护相对复杂等缺点,较难在小型数控加工中得到广泛应用。 三、传动方案2:伺服电机传动 除了球螺杆之外,伺服电机也可作为数控车床纵向进给系统的传动方案之一。主要特点是具有提高生产率、减少运行成本以及减轻人工干预的作用。 传动系统采用伺服电机驱动轴与对应进给器相连,当电机的输出信号产生时,即可自动控制工作台的位置。与传统的传动方案相比,它更加精确可靠,能够更好地满足当前市场需求。 但同时在操作上需要一定的技术水平,成本相对较高,所以不能适用于所有的加工项目。因此,在选择数控车床纵向进给系统传动方案时,不同的应用场景和制造商都需进行充分比较,选择最适应的方案以满足生产需求。 四、数控车床纵向进给系统传动方案设计的注意事项 1、稳定性:设计中需要考虑该系统的稳定性,尤其是在高速运行时。因为其稳定性是提高效率和保障安全的保证,需要避免机器出现不正常的震动而导致加工误差。 2、精度:纵向进给系统的经济性和高精度是约束设计中一个极其重要的因素,需要在设计时遵循这样的原则。

2046 C6132车床数控化改造及纵向进给机构设计(含全套毕业说明书和机械CAD图纸)综述

大学 毕业设计(论文) 题目:C6132型卧式车床的数控化改造 总体设计及纵向进给设计 院(系): 专业: 班级: 学生姓名: 导师姓名:职称: 起止时间:

摘要 本次设计是对普通车床C6132的数控化改造。在这里主要包括:主传动系统的改造、纵向进给系统的改造、横向进给系统的改造。而我主要是针对纵向进给系统进行机械改造。这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练,提高了分析和解决工程技术问题的能力,并为进行一般机械的设计创造了一定条件。 数控改造主要传动系统的机械改造。由于对经济型数控机床的加工精度要求不高,为简化结构、降低成本。通过控制横进给系统,保证改造后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。为实现机床所要求的传动效率,采用步进电机经联轴器再传动丝杠;为保证一定的传动精度和平稳性,尽量减小摩擦力,选用滚珠丝杠螺母副。 关键词:车床数控改造联轴器滚珠丝杠

Abstract This design is about the common Lathe C6132 transformation of NC. Main tasks are: the transformation of the main transmission system, the transformation of the vertical feeding system, horizontal feed system reform. While I was mainly aim at the lateral feeding system mechanical transformation. The graduation project on the design of the basic skills training has improved the analysis and the ability to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design. NC transformation is mainly a transformation of mechanical drive system. Because of the economy less precision CNC machining, it is order to simplify the structure and reduce costs. By controlling the cross-feed system, it ensures the modified lathe with positioning, linear interpolation, circular interpolation, and pause. Required for the realization of the transmission efficiency of machine tool, we should us a stepping motor drive and then screw through the coupling. To ensure a certain degree of driving accuracy and stability and minimize friction, a ball screw pair is needed. Keywords: lathe, NC Transformation , Coupling ,Ball Screw

数控机床进给传动系统

数控机床进给传动系统 一.进给传动体系图 纵向和横向进给传动体系图 二.体系图的重要构造和功用 电念头: 1. 步进电念头 步进电念头是一种将电脉冲旌旗灯号转换成机械角位移的驱动元件。步进电

念头是一种特别的电念头,一般电念头通电后都是持续迁移转变的,而步进电念头则有定位与运转两种状况。当有一个电脉冲输入时,步进电念头就反转展转一个固定的角度,这角度称为步距角,一个步距角就是一步,所以这种电念头称为步进电念头。又因为它输入的是脉冲电流,也称作脉冲电念头。当电脉冲持续赓续地输入,步进电念头便跟随脉冲一步一步地迁移转变,步进电念头的角位移量和输入的脉冲个数严格成正比例,在时光上与输入脉冲同步。是以,只需控制输入脉冲的数量、频率及电念头绕组的通电次序,便可获得所需转角、转速和偏向。在无脉冲输入时,步进电念头的转子保持原有地位,处于定位状况。步进电念头的调速范围广、惯量小、灵敏度高、输出转角可以或许控制,并且有必定的精度,常用作开环进给伺服体系的驱动元件。与闭坏体系比拟,它没有地位速度反馈回路,控制体系简单,成本大年夜大年夜降低,与机床配接轻易,应用便利,因而在对精度、速度请求不十分高的中小型数控机床上获得了广泛地应用。 2. 直流伺服电念头 因为数控机床对进给伺服驱动装配的请求较高,而直流电念头具有优胜的调速特点,是以在半闭坏、闭坏伺服控制体系中,获得较广泛地应用。直流进给伺服电念头就其工作道理来说,固然与通俗直流电念头雷同。然而,因为机械加工的特别请求,一般的直流电念头是不克不及知足须要的。起首,一般直流电念头转子的迁移转变惯量过大年夜,而其输出转矩则相对较小。如许,它的动态特点就比较差,尤其在低速运转前提下,这个缺点就更凸起。在进给伺服机构中应用的是经由改进构造,进步其特点的大年夜功率直流伺服电念头,重要有以下两种类型: (1)小惯量直流电念头。重要构造特点是其转子的迁移转变惯量尽可能小,是以在构造上与通俗电念头的最大年夜不合是转子做成细长形且滑腻无槽。以此表示为转子的迁移转变惯量小,仅为通俗直流电念头的1/10阁下。是以,响应特别快,机电时光常数可以小于10 ms,与通俗直流电念头比拟,转矩与惯量之比要大年夜出40~50倍。且调速范围大年夜,运转安稳,实用于频繁起动与制动,请求有快速响应(如数控钻床、冲床等点定位)的场合。但因为其过载才能低,并且电念头的自身惯量比机床响应活动部件的惯量小,是以应用时都要经由一对中心齿轮副,才能与丝杠相连接,在某些场合也限制了它广泛地应用。 (2)大年夜惯量直流电念头。又称宽调速直流电念头,是在小惯量电念头的基本上成长起来的。在构造上和惯例的直流电念头类似,其工作道理雷同。当电枢线圈经由过程直流电流时,就会在定子磁场的感化下,产生带动负载扭转的电转矩。小惯量电念头是从减小电念头迁移转变转量来进步电念头的快速性,而大年夜惯量电念头则是在保持一般直流电念头迁移转变惯量的前提下,尽量进步转矩的办法来改良其动态特点。它既具有一般直流电念头便于调速、机械特点较好的长处,又具有小惯量直流电念头的快速响应机能。是以,可归纳为以下特点: 1)转子惯量大年夜。这种电念头的转子具有较大年夜的惯量,轻易与机床匹配。可以和机床的进给丝杠直接连接,省掉落了减速机构,故可使机床构造简单,即避免了齿轮等传念头构产生的噪声和振动,又进步了加工精度。 2)低速机能好。这种电念头低速时输出转矩大年夜,能知够数控机床经常在低速进给时进给量大年夜、转矩输出大年夜的特点,如能在1 r/min甚至0.1 r/min下安稳运转。 3)过载才能强、动态响应好。因为大年夜惯量直流电念头的转子有槽,热容量大年夜,同时采取了冷却办法后,进步了散热才能。是以可以过载运行30分钟。别的,电念头的定子采取矫顽力很高的铁氧体永磁材料,可使电念头过载10倍而不会去磁,这就明显地进步了电念头的刹时加快力矩,改良了动态响应,加减速特点好。 4)调速范围宽。这种电念头机械特点和调速特点的线性度好,所以调速范

经济型数控车床进给伺服系统设(机 械 部 分 设 计)

第三章机械部分设计 纵向进给系统的设计与计算 1、纵向进给系统的设计经济型数控车床的改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,可放在丝杠的任一端。对车床改造来说外观不必项产品设计要求的那么高,而从改造方便,使用方面来考虑。一般都把步进电机放在纵向丝杠的右端。 2、纵向进给系统的设计计算,已知条件: 加工最大直径:在床面上?400mm 在床鞍上: ?210mm 最大加工长度: 1000mm 溜板及刀架重力:纵向 800N 刀架快速速度:纵向 2.4 mm/min 最大进给速度:纵向 0.6mm/min 主电机功率 7.5kw 启动加速时间 30ms 机床定位精度 0.015mm 此机床进给伺服系统脉冲当量选择: 根据机床精度要求确定脉冲当量,纵向:0.01mm/step, 横向:0.005 mm/step (半径) 3.1计算切削力 纵车外圆 - 6 -

主切削力F X (N)按经验公式估算: F X =0.67D5.1 m a x =0.67×4005.1=5360 车窗创身上加工最大直径,单位为mm 按切削力各分力比例: F z:F X :F Y =1:0.25:0.4 F X =5360×0.25=1340 F Y =5360×0.4=2144 F X ——走刀方向的切削分力(N); F Y ——垂直走刀方向的切削分力(N)。 3.2滚珠丝杠螺母副的计算和选型 滚珠丝杠副传动低效率高,摩擦损失小;启动力矩小,运动平稳,无爬行现象,传动精度高,同步性好,磨损小,使用寿命长,精度保持型好等优点。在经济型数控机床的进给系统中,广泛采用滚珠丝杠副传动机构来实现精密进给运动。 纵向进给丝杠设计如下: 1.计算进给率引力F m(N) 纵向进给为综合性导轨F m =K+f'( Z F+G) =1.15×1340+0.16(5360+800)=2530(N)式中 K-----考虑颠复力矩影响的实验系数,综合导轨 为1.15; f'----滑动导轨摩擦系数:0.15~0.18 G------溜板及刀架重力:800N 2.计算最大动负载c - 7 -

数控机床进给系统设计

机械制造装备设计 数 控 铣 床 进 给 系 统 设 计 系别:机电工程系 专业:机械设计制造及其自动化 班级:082113 姓名:许现款 学号:021108052 指导教师:王艳红 日期:2011-12-13

数控机床进给系统设计 1总体方案设计 1.1对进给伺服系统的基本要求 带有数字调节的进给驱动系统都属于伺服系统,进给伺服系统不仅是数控机床的一个重要组成部分,也是数控机床区别于一般机床的一个特殊部分。数控机床对进给伺服系统的性能指标可归纳为:定位精度要高;跟踪指令信号响应要快;系统的稳定性要好。 1.2进给伺服系统的设计要求 机床的位置调节对进给伺服系统提出了很高的要求,其中在静态设计方面:(1)能够克服摩擦力和负载,当加工中最大切削力为20000N——30000N时,电机轴上的转矩需要10N.m——40N.m; ; (2)很小的进给移动量。目前最小分辨率为0.1m (3)高的静态扭转刚度; (4)足够的调速范围; (5)进给速度均匀,在速度很低是无爬行现象。 在动态设计方面有: (1)具有足够的加速和制动装矩,以便快速的完成启动和制动; (2)具有良好的动态传递性能,以保证在加工中获得高的轨迹精度和满意的表面质量; (3)负载引起的轨迹误差尽可能小。 对数控机床机械传动部件则有以下要求: (1)被加速的运动部件具有较高的惯量; (2)高的刚度和良好的阻尼; (3)传动部件在拉压刚度、扭转刚度、摩擦阻尼特性和间隙等方面具有尽可能小的非线性。 1.3总体方案 进给伺服系统总体方框图如下图3.1所示。 2进给伺服系统机械部分设计 进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括:确定脉冲当量,计算切削力,滚珠丝杆螺母副的设计、计算与选型,齿轮传动计算,步进电机的计算和选型等。

数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计

数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计数控车床是一种能够通过计算机程序自动控制刀具进行加工的机床, 它的主要进给系统包括纵向进给系统和横向进给系统。纵向进给系统主要 控制车床主轴在加工过程中的进给运动,而横向进给系统则控制刀具的横 向运动。 纵向进给系统的设计是为了实现主轴在加工过程中的进给运动。这个 系统通常包括主轴、进给电机、螺杆以及进给装置。进给电机通过控制螺 杆的旋转,驱动主轴进行进给运动。进给装置用于调整进给速度和步距。 在设计纵向进给系统时,需要考虑进给速度的范围和精度以及步距的调整 方式。 纵向进给系统的设计要考虑以下几个方面: 1.进给速度范围:根据加工要求,需要确定车床主轴的进给速度范围。这取决于加工材料的硬度和切削工具的性能。通常,进给速度范围应该能 够满足不同加工要求的需要,同时要保证加工过程的稳定性和精度。 2.进给速度控制:进给速度的控制需要通过控制进给电机的转速来实现。在数控系统中,通过给进给电机提供特定的脉冲信号,来控制电机的 转速。例如,增加脉冲的频率可以提高进给速度,而减少脉冲的频率则可 以降低进给速度。 3.步距调整:步距是进给运动的基本单位,用于控制切削的量和加工 的精度。步距调整可以通过调节进给装置上的螺母位置来实现。在数控系 统中,可以通过输入相应的指令来调整步距大小,以满足不同的加工要求。 4.进给精度:进给精度是指车床主轴在进给过程中刀具位置的控制精度。进给精度的要求取决于加工物体的质量要求和几何要求。为了提高进

给系统的精度,可以采用高精度的进给电机、螺杆以及进给装置,并进行精确的校准和调试。 横向进给系统的设计是为了实现刀具在加工过程中的横向运动。这个系统通常包括刀架、进给电机、丝杆以及进给装置。进给电机通过控制丝杆的旋转,驱动刀架进行横向运动。进给装置用于调整进给速度和步距。在设计横向进给系统时,需要考虑刀具的精度要求和运动范围。 横向进给系统的设计要考虑以下几个方面: 1.进给速度范围:根据加工要求,需要确定刀架的进给速度范围。和纵向进给系统类似,进给速度范围应该能够满足不同加工要求的需要,同时要保证加工过程的稳定性和精度。 2.进给速度控制:进给速度的控制需要通过控制进给电机的转速来实现。和纵向进给系统相似,通过给进给电机提供特定的脉冲信号来控制转速。 3.步距调整:步距调整可以通过调节进给装置上的丝杆位置来实现。在数控系统中,通过输入相应的指令来调整步距大小。 4.进给精度:横向进给系统的进给精度要求取决于加工物体的几何要求。为了提高进给系统的精度,可以采用高精度的进给电机、丝杆以及进给装置,并进行精确的校准和调试。 总之,数控车床的纵向进给系统和横向进给系统的设计都需要考虑进给速度范围、进给速度控制、步距调整和进给精度等方面的要求。通过合理设计和精确控制,可以实现高精度和稳定的加工效果。

普通车床数控改造及横纵向进给系统设计

C6140普通车床数控改造及横纵向进给系统设 计 摘要 我国是传统的机械制造大国,但是设备及其落后,尤其是老的机械制造厂主要还是旧的机床,不能满足处理的条件。制造技术和设备的现状,与现代先进技术对大型故障机,尤其是大量闲置的普通机床进行改造、升级,尽快使这批设备在经济发展中发挥能力、创造效益,的确是许多企业不能忽视一个主题,是我国制造业的发展方向。这个话题是CA6140普通车床数控改造,其现实意义在于如何找到一个可行的和扩展设备改造方法的价值,传统的机械制造技术和设备产业技术升级,为了解决设备老化带来的问题。 关键词: 滚珠丝杠滚珠丝杠螺母副单片机步进电机

ABSTRACT China is a traditional machine manufacture great nation, however, its equipment level falls behind, In particular, in some Engineering works, and most of the machine is quite old, far from enough to meet the requirements of processing. In view of present manufacturing industry's technical equip present situation, makes the transformation, the promotion particularly with the modern vanguard technology to a large quantities of breakdown engine bed large quantities of idles ordinary engine bed, enables this batch of equipment by the small investment to display the potency, the creation benefit as soon as possible in the economic development, indeed is a many enterprise's noticeable topic, is our country manufacturing industry development direction.This topic is aims at CA6140 the ordinary worn out lathe to make the numerical control transformation, how does its practical significance lie in seeks for one kind feasible, to have the promoted value equipment to transform the method, carries on the technical promotion to the traditional machine manufacture profession's technical equip, solves the problem which the present equipment gets older brings. In this topic research process, the first convention numerically-controlled machine tool which used for the present factory has carried on the comprehensive investigation and the analysis. Keywords: Ball screw Ball the Screw Nut is Auxiliary Monolithic Machine Step-by-step Electric Motor.

C618经济型数控机床横(纵)向改造毕业设计论文

目录 毕业设计任务书 (2) 前言 (5) 设计课题 1 要求 (6) 2 设计参数 (6) 3 工作量 (7) 4 设计依据 (7) 第一章经济型数控机床进给伺服系统机械部分计算 1 切削力的计算 (8) 2 滚珠丝杆螺母副的计算和选型 (8) 3 齿轮传动比的计算 (12) 4 步进进电机的计算和选型 (16) 第二章进给伺服系统机械部分结构设计 (17) 第三章经济型数控车床数控系统设计及硬件电路图 (19) 第四章机床的加工程序编 (22) 设计体会 (24) 参考文献 (25)

毕业设计(论文)任务书 一、设计题目: C618经济型数控机床横(纵)向改造 二、设计依据及主要技术指标: 设计依据: 在C618原有车床基础上进行数控化改造,主要是滚珠丝杠副、步进电动机、数控系统的选择设计。 1)根据切削力大小计算滚珠丝杠副应承受的最大动载荷,从而选择滚珠丝杠副; 2)由减速齿轮Z1、Z2及滚珠丝杠的转动惯量,求得步进电动机的转动惯量、转矩,据此选择步进电动机; 3)依据机床的受控动作,设计数控系统,将机械行动的进给和手动控制的刀架转位改成由单片机控制的自动进给和刀架的自动转位,实现自动加工。 主要技术参数: 1)开环控制,两轴联动; 2)纵向脉冲当量0.01mm/脉冲,横向脉冲当量0.005mm/脉冲; 3)ISO国际数控标准格式代码编程; 4)故障自诊断功能,能与PC机通信。 三、设计基本要求: (包括:技术要求、工作要求、图纸要求、写作要求等) 工作要求: 1)车床X、Z坐标机械伺服机构的设计计算及装配图; 2)数控系统框图及硬件接线图的绘制; 3)环形分配子程序和直线插补子程序的框图设计与程序编写。 图纸要求: 两张以上A0纸,表达清楚,无明显结构错误,打印。 写作要求: 设计说明书要求叙述清楚,打印。

CK数控卧式车床纵向进给机构设计

CK数控卧式车床纵向进给机构设计 本文主要介绍CK数控卧式车床纵向进给机构设计。车床是一种主要用于加工金属的机械加工设备,凭借其高效性和稳定性被广泛应用。车床最重要的部件之一就是进给机构。进给机构的设计直接影响车床的加工能力和加工精度。因此,CK数控卧式车床的进给机构设计是至关重要的。 1. 机床主要参数 机床尺寸:长3000mm*宽1650mm*高1800mm 最大工件直径:630mm 最大工件长度:2000mm 主轴最高转速:1600rpm 进给速度范围:1-2000mm/min 2. 进给机构的结构设计 CK数控卧式车床的进给机构采用了双级减速结构设计,同时具有前进一定量后翻转再前进的功能。其主要由进给电机、齿轮减速器、丝杠及导轨等部分组成。 进给电机:进给电机为机床提供动力,主要负责驱动齿轮减速器和后续的传动部件。 齿轮减速器:齿轮减速器将进给电机提供的高速功率减速为所需低速高转矩。

丝杠及导轨:丝杠负责转换回转运动为直线运动,从而驱动卧床的移动。导轨则为卧床的移动提供支撑。为了保证精度,丝杠和导轨需要进行特殊的处理。 3. 进给控制系统的设计 CK数控卧式车床进给控制系统采用了开环控制,进给电机利用数码驱动器直接驱动。进给系统采用伺服电机直线推进控制,通过读取编码器,确认当前位置,然后根据预定路径和运动速度控制伺服电机运动,并与主轴同步工作,进而实现车床的车削工作。在此基础上,设计了进给管芯,用于转送来自伺服电机的各种信号,包括位置信号和速度信号等。进给管芯内部采用光电耦合技术进行信息传递,可以有效避免信号干扰和电磁干扰的影响。 4. 结语 CK数控卧式车床纵向进给机构设计是一个复杂而重要的工程,我们需要在满足车床加工的要求基础上,尽可能的提高加工精度,同时尽量减轻操作人员的负担,提高生产效率。在此过程中,我们还需要理顺各个部件之间的关系,减少能量损失,确保汽车的稳定运转。随着现代技术的发展,我相信车床的质量和效率会越来越高,人们的生产效率和经济效益也会得到进一步提升。

数控车床的进给传动机构及数控系统设计终版

机电一体化 课程设计(论文) 题目: 数控车床的进给传动机构及数控系统设计 学生姓名 专业_机械设计制造及其自动化 学号_ 班级_ 指导教师谭为民 成绩_ 工程技术学院 2017年6月

西南大学工程技术学院课程设计(论文) 机电一体化课程设计任务书 目录

数控车床的进给传动机构及数控系统设计 西南大学工程技术学院,重庆 400716 摘要:数控车床进给系统是指能分别沿着X向和Y向做进给运动的系统,是许多机电一体化设备的基本部件。本设计是对数控车床的进给传动机构和数控系统进行相关的设计。在设计的时候具体进行了各部件的选型和计算。比如:导轨的设计选型、滚珠丝杠螺母副的选型与计算,还进行了进给传动系统的刚度计算、进给传动系统的误差分析、驱动电机的选型计算、驱动电机与滚珠丝杠的联接、驱动电机与进给传动系统的动态特性分析等,最后选用单片机对其做数控系统的设计。 关键词:数控车床进给传动机构数控系统设计 1系统总体方案设计 对于数控车床的进给传动机构及数控系统设计,在考虑总体方案时应遵行的基本原则是:在满足设计要求的前提下,对机床的改造应尽可能的少,以降低成本。 数控系统总体方案设计内容包括:系统运动方式的确定;伺服系统的选择;执行机构传动方式的确定;控制系统的选择等内容。应根据设计任务和要求提出系统的总体方案,对方案进行分析、比较、论证,最后确定总体方案并绘制系统总体方案框图[1]。 1.1数控系统运动方式的确定 数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位/直线系统和连续控制系统。由于要求车床加工复杂轮廓零件,所以本微机控制(MNC)系统采用连续控制系统。 1.2伺服进给系统的选择 数控机床的进给系统有开环、半闭环、闭环之分。 采用直流或交流伺服电机驱动的闭环控制方案的优点是可以达到很好的机床精度,能补偿机械传动系统中的各种误差、传动间隙及干扰等对加工精度的影响。但他的结构复杂,技术难度大,调试和维修困难,造价高。本设计的精度要求不是很高,采用闭环控制系统的必要性不大。 采用直流或交流伺服电机驱动的半闭环控制,其性能介于开环和闭环之间。由于调速范围宽过载能力强,有具有反馈控制,因此性能远优于以步进电机驱动的开

数控车床横向进给系统设计

数控车床横向进给系统设计 首先,进给速度和精度是横向进给系统设计的基本要求。进给速度的决定因素通常是工件的加工要求和切削力的大小。提高进给速度可以提高生产效率,但是要求机床结构和传动系统具有足够的刚性和稳定性,以保证加工质量。进给精度的要求取决于工件尺寸和表面粗糙度要求,一般来说,进给精度越高,机床的价格也越高。 其次,驱动方式是横向进给系统设计的关键技术之一、常见的驱动方式有伺服电机驱动和液压驱动两种。伺服电机驱动具有响应速度快、控制精度高、结构简单、易于实现自动化等优点,但是受限于电机的转矩和功率限制,适用于中小型机床。液压驱动具有输出功率大、能承受高负载和高速的特点,适用于大型和超大型机床,并且可以实现多轴联动控制。 接下来,传动方式是横向进给系统设计的另一个重要方面。常见的传动方式有螺杆传动、滚珠丝杠传动和齿轮传动等。螺杆传动是一种常用的形式,具有结构简单、传动精度高的优点,适用于精密加工。滚珠丝杠传动具有传动效率高、刚性好、寿命长等特点,适用于高速和大负载条件下的加工。齿轮传动适用于大负载和高扭矩条件下的加工,但是噪音大、寿命短、精度不高。 然后,控制算法是横向进给系统设计的核心。数控车床横向进给系统通过控制算法实现加工工件的各种要求。常见的控制算法有位置控制、速度控制和力控制等。位置控制是最基本的控制方式,通过控制伺服电机的位置来实现工件的加工。速度控制可以根据工件的加工要求和机床的性能选择合适的进给速度。力控制是一种较为复杂的控制方式,可以根据切削力的大小来调整进给速度,以达到加工的要求。

此外,反馈系统也是横向进给系统设计的重要组成部分。反馈系统可 以实时监测加工过程中的位置、速度和力等参数,并将其反馈给控制系统,通过控制算法来调整伺服电机的输出信号,以实现加工过程的控制。常见 的反馈设备有编码器、线性位移传感器、力传感器等。 最后,系统优化是横向进给系统设计的重要环节。系统优化可以从结 构和参数优化两个方面进行,通过改进机床的结构和参数,提高刚性和稳 定性,减小振动和误差,以实现更高的加工精度和效率。同时,优化控制 算法和反馈系统的设计,提高系统的响应速度和控制精度。 综上所述,数控车床横向进给系统设计需要充分考虑进给速度和精度 要求、驱动方式、传动方式、控制算法、反馈系统和系统优化等因素。通 过合理的设计和优化,可以提高横向进给系统的性能和精度,满足不同工 件加工的要求。

数控机床横向进给设计

数控机床横向进给设计 一、机床工作台的运动方式 数控机床的工作台有很多种不同的运动方式,如平动、回转、复合运 动等。其中,横向进给是一种常用的方式,即工作台在X轴方向移动。根 据工作台的结构和需求,可以选择不同的横向进给方式,如滑块导轨、滚 珠丝杠等。 1.滑块导轨:滑块导轨是一种常用的线性导轨。它由滑块和导轨两部 分组成,滑块通过滑块架与工作台连接,导轨固定在床身上。滑块导轨的 优点是结构简单、刚度大、承载能力强,适用于高速、高精度的加工。 2.滚珠丝杠:滚珠丝杠是一种转动运动转换为直线运动的装置。它由 丝杠和螺母两部分组成,滚珠位于丝杠与螺母之间。滚珠丝杠的优点是转 动精度高、重复定位精度高、行程平稳,适用于高速、高负载的加工。 二、控制系统的选型和参数设置 控制系统是数控机床的核心部分,它负责控制机床工作台的运动和加 工工艺的执行。在横向进给设计中,需要选择适合的控制系统,并设置相 关参数。 1.控制系统选型:常见的数控机床控制系统有国产系统和国际知名品 牌系统。根据预算和需求,可以选择适合的系统。国产系统价格相对较低,适合一般加工需求;国际知名品牌系统价格较高,但功能和稳定性更强。 2.参数设置:控制系统的参数设置直接影响机床的加工效果和运行稳 定性。在横向进给设计中,需要设置工作台的移动速度、加速度等参数。 根据工件材料和加工要求,可以进行合理的设置。

三、横向进给运动的控制方法 在数控机床横向进给设计中,有多种控制方法可供选择。常见的控制方法有位置控制、速度控制和力控制。 1.位置控制:位置控制是最常用的控制方法之一、通过设置工作台的位置坐标,控制工作台准确地移动到指定位置。位置控制适用于需要精确定位的加工。 2.速度控制:速度控制是按照一定的速度进行工作台的移动。可以通过设置移动速度来控制进给速度。速度控制适用于需要快速加工的情况。 3.力控制:力控制是在加工过程中通过对工作台施加一定的力来控制加工负载。可以根据力传感器的反馈信号来调整进给速度和工作台位置,实现精确控制。力控制适用于需要对加工负载进行精确控制的情况,如高精度的切削加工。 综上所述,数控机床横向进给设计需要考虑机床工作台的运动方式、控制系统的选型和参数设置等因素。通过合理选择和设置,可以实现机床的高效、精确加工。

数控车床进给系统设计

数控车床进给系统设计 数控车床是一种自动化程度较高的机床,通过计算机控制实现工件的加工。数控车床进给系统是数控车床的一个重要组成部分,主要用于控制工件在加工过程中的进给运动。本文将从数控车床进给系统的基本原理、主要组成部分以及设计要点等方面进行详细介绍。 一、数控车床进给系统的基本原理 数控车床进给系统主要通过控制工件在X、Z轴上的运动来实现加工目标。具体来说,进给系统通过控制伺服电机的动作来驱动滑块沿X轴方向实现进给运动,同时利用滚珠丝杠传动机构和伺服电机实现滑块在Z轴方向的进给运动。 二、数控车床进给系统的主要组成部分 1.控制器:控制器是数控车床进给系统的核心部分,主要负责解析加工程序,并将指令转化为伺服电机的运动控制信号。控制器可以分为硬件控制器和软件控制器两种形式。 2.伺服电机:伺服电机是数控车床进给系统中的驱动元件,主要负责控制滑块的运动。通过控制电机的转速和转向,可以实现工件在X、Z轴上的进给运动。 3.滚珠丝杠传动机构:滚珠丝杠传动机构作为数控车床进给系统中的关键部件,负责将伺服电机的转动运动转化为滑块的线性运动。滚珠丝杠传动机构具有高传动效率、刚性好等特点,可以有效提高进给系统的运动精度和工作效率。

4.传感器:传感器用于检测滑块的位置和速度等参数,将检测结果反 馈给控制器。常用的传感器包括编码器、位移传感器、速度传感器等。 三、数控车床进给系统的设计要点 1.系统的精度要求:根据加工要求确定进给系统的精度等级,选择合 适的滚珠丝杠传动机构和伺服电机。同时,通过合理的控制算法和参数设 置来提高系统的运动精度。 2.系统的刚性要求:数控车床在加工过程中会产生较大的切削力,因 此进给系统需要具有较高的刚性来抵抗切削力的作用。通过采用高刚性的 滚珠丝杠传动机构和合理的结构设计来确保系统的刚性。 3.系统的稳定性要求:数控车床的进给系统需要具有较好的稳定性, 以保证加工过程中工件的定位精度和表面质量。通过合适的控制算法和运 动参数的设定,可提高系统的稳定性。 4.系统的安全性要求:数控车床的进给系统需要具备良好的安全性能,以保护工人和设备的安全。设计时要考虑安全回零、急停、过负荷保护等 功能,避免意外事故的发生。 以上是关于数控车床进给系统的设计的一些基本原理、组成部分和设 计要点的介绍。通过合理的设计和选用适当的部件,可以提高数控车床进 给系统的工作效率和加工精度,满足不同加工要求的需求。

数控机床进给系统设计

第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般构造如图图1-1所示: 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同,它们对进给伺服系统的要求也不尽一样,但通常可概括为以下几方面:可逆运行;速度X围宽;具有足够的传动刚度和高的速度稳定性;快速响应并无超调;高精度;低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 〔1〕从最低速到最高速电机都能平稳运转,转矩波动要小,尤其在低速如0.1r /min或更低速时,仍有平稳的速度而无爬行现象。 〔2〕电机应具有大的较长时间的过载能力,以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 〔3〕为了满足快速响应的要求,电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩,并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力,才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 〔4〕电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的开展,数控机床的伺服系统已开场采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反应全部数字化、软件处理数字PID,使用灵活,柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改良伺服性能的措施,使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊局部。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反应环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反应电路组成检测系统。

数控车床设计

目录 0摘要 (3) 1引言 (6) 第一章设计方案的确定...........................................................................- 7 - 一总体设计方案的确定...................................................................... - 7 - 二机械部分的设计与计算.................................................................. - 7 - (一)纵向进给系统的设计选型...................................................... - 8 - (二) 横向进给系统的设计与计算................................................. - 14 - 第二章步进电动机的选择........................................................................ - 15 - 一步进电动机选用原则.......................................................................... - 15 - 二步进电机的选型.................................................................................. - 16 - (一)纵向进给系流步进电机的确定............................................ - 16 - (二)横向进给系流步进电机的确定............................................ - 16 - (三)110BF003型直流步进电机主要技术参数.......................... - 16 - (四)110BF004型直流步进电机主要技术参数.......................... - 17 - 第三章经济型数控系统选型........................................................................ - 17 - 第四章电动刀架的选型.......................................................................... - 18 - 第五章编制零件工序及数控程序实例.................................................... - 19 - 一机床设计参数的选择.......................................................................... - 19 - (一)车床纵向运动由Z向步进电动机控制 ............................... - 19 - (二)车床横向运动由X向步时电动机控制............................... - 19 -

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