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（定稿）X6132铣床数控改造设计（全套下载）

.!.螺母变导程预紧。表滚珠丝杠螺母几何参数计算名称符号计算公式和结果螺纹滚道公称直径螺距接触角钢球直径.螺纹滚道法面半径.螺杆偏心距.螺纹升角螺杆直径螺杆内径.螺杆接触直径.螺母螺母螺纹外径螺母内径滚珠丝杠副传动刚度验算对于精密机床数控改造，应对选取的滚珠的丝杠副传动刚度进行校核，以保证机床的定位精度，传动精度，可靠性。丝杠工作时，受轴向力及扭转力矩作用，其变形为轴向压缩变形和扭转变形。设丝杠副的轴向刚度为，导轨刚度为并将扭转变形的扭转角转换为轴向变形，则滚珠丝杠副传动时的轴向总变形量为式中作用在丝杠上的扭矩•丝杠导程。由刚度定义可知，滚珠丝杠副传动刚度与轴向刚度，扭转刚度有如下关系则滚珠丝杠副的传动刚度为欲求，则只要求，即可。滚珠丝杠副轴向刚度的计算滚珠丝珠副的轴向刚度取决于丝杠，螺母组件，支承轴承的轴向刚度。.丝杠的轴向刚度丝杠的轴向刚度与其安装方式有关，本次改造设计中选取双推式支撑方式两端推力轴承，此时，丝杠轴向最小刚度发生在载荷作用点处于支承端距离半，即处式中丝杠小径截面积丝杠材料的弹性模量，钢料的为.载荷作用点距双推轴承的最大长度求得。.螺母组件的轴向刚度螺母组件的轴向刚度是指滚珠丝杠，螺母螺纹形成的滚道间的轴向刚度。据赫兹理论，滚珠与滚道之间在轴向载荷的作用下，弹性变形为式中滚珠的接触角度˚每圈承受载荷的滚珠个数滚珠的直径查得.。按下式计算式中为螺母的公称直径，为丝杠螺纹螺旋升角.支撑轴承的轴向刚度支承轴承的轴向刚度也按赫兹理论接触弹性位移理论求解。轴承类别不同，刚度公式也不同。采用推力球轴承。选取。螺母座的轴向刚度般在螺母组件刚度计算时乘以.计入，不再单独计算。滚珠丝杠副切削力的计算结合本次改造式中铣削力系数取铣削深度即被加工表面的宽度，同时加工个工件,每个工件厚度为,故深度为每齿进给量取.铣削宽度即被切削金属层的深度，取铣刀公称直径，取刀齿数，取铣削力修正系数且工件材料系数取.前角系数取.。故故可求出垂向切削分力按经验公式.求得纵向切削分力按经验公式.求得横向切削分力按经验公式.求得丝杠工作时轴向压力轴的计算铣削条件下在插补平面内合力铣削周平均铣削力取，铣削时丝杠轴向压力轴轴式中考虑到颠覆力矩的影响系数，般取.导轨当量摩擦系数。取.移动部件的质量估计为重力加速度取.求得轴。滚珠丝杠副工作负荷的计算及电动机的选择．丝杠的转速及电动机的选择数控改造多半采用开环步进式伺服驱动系统，本次改造也采用步进电机驱动丝杠。开环步进伺服进给系统的设计计算步骤．脉冲当量取初选步进电机的步距角为计算降速比。由于步进电机工作的特点是个脉冲走步，每步均有个加速过程，因而对负载惯量很敏感。为满足负载惯量尽可能小的要求，同时也为满足要求的脉冲当量，常采用齿轮降速传动。传动比式中步距角丝杠螺距，初取脉冲当量。确定齿轮传动比及模数和有关尺寸因为步进电机中距角.，滚珠丝杆螺距离,要实现脉冲当量.，在传动系统中应加级齿轮降速传动，降速传动比.选，因传递的扭矩较小，取模数,齿轮有关尺寸如下表表齿轮的相关参数关系式根据结构草图计算机械传动装置及负载折算到电机轴上的转动惯量，并计算电机力矩，再按步距角，电机力矩，允许的负载惯量等项要求来选取合适的步进电机。惯量计算式中工作台的升降有电动机通过离合器将运动传给丝杠副来实现。对立式铣床进行机械部分改造，数控机床的刚度系数应该比同类普通机床高应尽量提高机床的抗振性，通常机床的振动包括强迫振动和受迫振动。要提高机床在低速进给时的平稳性和运动精度。为实现复杂零件的自动铣削加工，提出三种方案第种方案工作台升降，工作台与轴的进给运动第二种方案主轴的升降和工作台的,轴的进给运动第三种方案工作台的,轴进给运动改变为微机控制，实现三轴或二轴的开环同步控制或非同步控制。上述方案中的第种由于工作台较重，升降所需的步进电机转矩大，功率损失也大，改造成本较高，第二种方案较易实现，我们这里的设计要求改造,轴，轴作为预留，所以我们这里选择第三种方案。为保留原机床的半自动功能，应对原系统作尽可能少的改动，以免微机控制系统出了问题，机床还可手动加工。为此可进行以下改动，如图所示保留原机床主轴传动系统。保留机床工作台,轴进给系统，脱开离合器去掉手轮，将滑动丝杠副换成滚珠丝杠副，并改装减速齿轮箱，减速齿轮，步进电动机，。.数控系统总体设计方案的拟定及框图系统总体方案的确定根据设计任务的要求，决定采用点位控制，用步进电机驱动的开环控制系统。这样可使控制系统结构简单，成本低廉，调试和维修都比较容易，为确保数控系统的传动精度和工作平衡性，采用低摩擦的传动和导向元件，此工作台采用滚珠丝杠螺母副和液动导轨，为尽量消除传动间隙，可设法调整传动齿轮的中心距以消除齿侧间隙，计算机系统采用高性能价格比的系列单片机扩展系统。图改后传动原理图伞齿轮步进电机滚珠丝杠滚珠丝杠螺母系统总体方案框图图系统总体方案图.机床进给伺服系统机械部分设计计算包括的内容铣床数控化改造机械系统设计主要包括伺服驱动系统的设计计算，丝杠螺母副的设计计算些基本部件相关计算和传动系统的设计计算。．基本部件相关计算主要有工作台的外形尺寸及重量的计算钻铣削力的计算以及滚动导轨参数的计算等。．丝杠螺母副的设计计算包括纵向横向丝杠螺母副的选用。．伺服驱动系统的设计计算包括步进电机选型计算。.本章小结本章主要介绍了数控系统设计的方案的确定，数控铣床改造设计总体要求和内容以及机床进给伺服系统机械部分设计计算包括的内容，通过本章的介绍确定了总体改造的框图和方案。第章铣床机械机构设计.数控机床的数据工作台尺寸长宽工作台最大行程纵向横向垂直快速移动速度随着我国现代化制造的不断推进，每年都有大量机电产品进口，这说明了机床数控化改造的必要性和迫切性。.机床数控化改造的意义旧机床数控化系统改造具有多方面的意义首先，对原有机床进行升级改造，使机床“起死回生”,增加了机床的使用寿命，拓展了机床的适用范围，提高了机床的加工性能。再有，由于是对原有机床进行的改造，使企业节省了成本，减少了机床废弃的浪费使本企业的原有操作人员更容易加快熟悉其全部的操作流程。由此可见，对原有机床进行数控化改造，对资金和技术要求相对较低。对像我国这样的发展中国家的企业具有深远的意义。从微观上看数控机床相对传统机床有如下突出的优越性，且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。．可以加工出传统机床加工不出来的曲线曲面等复杂的零件由于计算机可以瞬时准确地计算出每个坐标轴应该运动的运动量，这就可以复合成复杂的曲线与曲面。．可实现加工的自动化，且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高倍，由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，而实现自动化。传统机床可以靠凸轮或挡块等实现自动化，称之为刚性自动化，但凸轮制造调整很费时，只有进行大批量生产时才经济合理。而数控机床只要更换个程序就可实现另个工件加工的自动化，从而使单件和小批量生产得以自动化，称之为“柔性自动化”，以适应多品种小批量的生产方式。．加工出零件的精度高，尺寸的致性好，分散度小，使装配容易，不再需要“修配”加工过程自动化，不受人的情绪高低和疲劳的影响。计算机还可以自动进行刀具寿命管理，不会因刀具磨损而影响工件精度和其致性。数控系统中增加了机床误差加工误差修正补偿的功能。使加工精度得到进步提高。．可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运自动化带来的效果可以自动更换刀具。如加工中心，在工件装夹好后，可实现钻铣镗攻丝扩孔等多工序的加工。现已出现其它工序集中的机床，如车削中心车铣中心磨削中心等。．拥有自动报警自动监控自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管在配备多种传感器的条件下，计算机威力的体现可以实现白班有人看管和作好充分准备工作，使得二班三班在无人看管条件下进行自动加工。工人只工作小时，而机床可工作小时。,铣床,数控,改造,设计,毕业设计,全套,图纸,下载铣床数控改造摘要本文提供了种铣床的数控化改造方案，改造的主要模块有机械部分和数字控制电路部分。机械部分主要是对丝杠驱动元件的改造。改造后的系统是以步进电机为驱动执行元件的开环控制系统，控制系统使系统能够控制进给轴的转速，并实现其正反转控制工作台，实现其纵横向进给运动，以型单片机为控制处理芯片，通过键盘输入加工程序控制铣床数控化改造后是升降台式的。使得改造后的机床能加工除了铣削键槽平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂如加工圆弧面斜面及凸轮等的零件。改造后的数控机床具有高精高效及加工产品范围广等特点。随着制造技术的发展，现代数控机床借助现代设计技术工序集约化和新的功能部件使机床的加工范围动态性能加工精度和可靠性有了极大的提高轴的设计切削力的计算丝杠工作时轴向压力轴的计算滚珠丝杠副工作负荷的计算及电动机的选择滚珠丝杠副轴向刚度的计算滚珠丝杠副临界转速的验算.关于滚珠丝杠副性能的分析.横向轴的设计.轴承的选择轴承的寿命计算轴承布局轴承装置的设计轴承的配置轴承的配合轴承的润滑.本章小结结论致谢参考文献附录第章绪论.课题研究的背景必要性随着科学技术的发展，机械产品日趋精密复杂而且产品的生产周期短改型频繁。这不仅对机床设备提出精度与效率的要求提出了通用性与灵活的要求。特别是航空造船武器模具生产等精密加工的零件具有精度高形状复杂经常变动的特点。因此机械产品部件的生产设备机床也相应的提出了高性能高精度化的要求。利用计算机控制数控机床进行加工使得零件的加工变得十分的方便快速，很大程度上节约了人力和物力的使用，使得工业自动化程度更高。但是许多企业由于资金等方面的约束不能及时引进先进数控机床，这样制约了生产率的提高，不利于自动化程度的提高。因此各种机床的数控改造开发成为众多专业技术人员研究的。并且目前在机械行业中，随着市场经济的发展，产品更新周期越来越短，中小批量的生产所占有的比例越来越大，对机械产品的精度和质量要求也在不断地提高与推进。所以普通机床越来越难以满足加工的要求，同时由于技术水平的提高，数控机床的价格在不