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C616型普通车床改为经济型数控机床.rar

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    编号:20180915103121289    类型:共享资源    大小:282.96KB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    C616 普通 车床 改为 经济型 数控机床
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    毕 业 设 计(论 文)设计(论文)题目:C616型普通车床改造为经济型数控车床系 别: 专 业:班 级:姓 名:学 号:指导老师:完成时间:目录序言 ----------------------------------------- ----------------------------------31 计方案的确定-----------------------------------------------------------------42 计任务------------------------------------------------------------------------43 体设计方案的确定---------------------------------------------------------4二、械部分改造与设计------------------------------------------------------------41 向进给系统的设计与计算------------------------------------------------42 向给系统的设计与计算------------------------------------------------10三、进电机的选择------------------------------------------------------------------13(一)步电机选用的基本原则---------------------------------------------------13(二)进电机的选择---------------------------------------------------------------14四、床导轨改造---------------------------------------------------------------------15五、自转位刀架的选用------------------------------------------------------------16六、经济型数机床改造时数控系统的选用------------------------------------17七、典型零件工艺设计及应用程序的编制------------------------------------18(一)艺分析------------------------------------------------------------------------18(二)工坐标系的设定------------------------------------------------------------19(三)动钻孔------------------------------------------------------------------------19(四)制加工程序------------------------------------------------------------------19小结------------------------------------------------------------- --------------------21参考文献----------------------------------------------------------------------------22序言毕业设计是学生完成本专业的最后一个极为重要的实践性教学环节,是使学生综合运用所学过的基本理论.基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练,这对学生即将从事的有关技术工作和未来的开拓具有一定意义,其主要目的是:1、学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力,拓宽和深化学生的知识。2、学生树立正确的设计思路,设计构思和创新思维,掌握工程设计的一般程序.规范和方法。 3、学生正确使用技术资料.国家标准,有关手册.图册等工具书。进行设计计算.数据处理.编写技术文件等方面的工作能力。4、 学生今昔功能调查研究。面向实际。面向生产。向工人和工程技术人员学习的基本工作态度.工作作风和工作方法。摘要:本课题是围绕将普通机床改造成经济型数控机床展开设计的,经济型数控机床是指价格低廉、操作使用方便,适合我国国情的装有简易数控系统的高效自动化机床。中小型企业为了发展生产,常希望对原有旧机床进行改造,实现数控化、自动化。经济型数控机床系统就是结合现实的的生产实际,结合我国国情,在满足系统基本功能的前提下,尽可能降低价格。价格便宜、性能价格比适中是其最主要的特点,特别适合在设备中占有较大比重的普通车床改造,适合在生产第一线大面积推广。企业应用经济型数控型系统对设备进行改造后,将提高产品加工精度和批量生产的能力,同时又能保持“万能加工” 和“专用高效”这两种属性,提高设备自身对产品更新换代的应变能力,增强企业的竞争能力。利用微机改造现有的普遍车床,主要应该解决的问题是如何将机械传动的进给和手工控制的刀架转位,进给改造成由计算机控制的刀架自动转位以及自动进给加工车床,即经济型数控车床。进行数控机床的改造是非常有必要的。数控机床可以很好地解决形状复杂、精密、小批量及多变零件的加工问题。能够稳定加工质量和提高生产效率,但是数控机床的运用也受到其他条件的限制。如:数控机床价格昂贵,一次性投资巨大等,因此,普通车床的数控改造,大有可为。它适合我国的经济水平、教育水平和生产水平,已成为我国设备技术改造主要方向之一。现我选用C616普通车床为例进行数控改造。关键词:C616普通机床、数控改造、纵向进给,横向进给、机床外形改造。英文摘要:This topic is revolves the ordinary engine bed to transform theeconomy numerical control engine bed to launch the design, the economynumerical control engine bed is refers to the price to be inexpensive,the operation easy to operate, suits our country national condition tobe loaded with the simple numerical control system the highlyeffective automated engine bed. The small and medium-sized enterprisein order to expand the production, often hoped carries on thetransformation to the original old engine bed, realizes the numericalcontrol, the automation. The economy numerical control engine bedsystem is unifies the reality the production reality, unifies ourcountry national condition, in satisfies the system basic functionunder the premise, reduces the price as far as possible. The pricesmall advantage, the performance price are more moderate than is itsmost main characteristic, specially suits in the equipment holds angreater proportion the conventional lathe to transform, suits in theproduction first line big area promotion. The enterprise applicationeconomy numerical control system carries on the transformation afterthe equipment, will increase the product processing precision and thevolume production ability, simultaneously will be able to maintain“the multi-purpose processing“ and “special-purpose is highlyeffective“ these two kind of attributes, will enhance equipmentoneself to the product renewal strain capacity, the enhancemententerprise's competitive ability.英文关键词:The C616 ordinary engine bed, the numerical control transformation,longitudinal enters for crosswise enters for, the engine bed contourtransformation.一、设计方案的确定C616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。实践证明,把这种车床改造为数控车床,已经收到了良好的经济效果。1 设计任务本设计任务是对C616普通车床进行数控改造。利用微机对纵横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。(二)总体设计方案的确定由于是经济型数控改造,所以在考虑具体方案时,基本原则是在满足使用要求的前提下,对机床的改动尽可能减少,以降低成本.根据C616车床有关资料以及数控车床的改造经验,确定总体方案为:采用微机对数据进行计算处理,由 I/O接口输出步进脉冲。经一级齿轮减速后,带动滚珠丝杠转动,从而实现纵向、横向进给运动。二、机械部分改造设计与计算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,可放在丝杠的任意一端。对车床改造来说,外观不必象产品设计要求那么高,而从改造方便、实用方面来考虑,一般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: 工作台重量: W=80kgf=80N(根据图纸粗略计算 )时间常数: T=25ms滚珠丝杠基本导程:L 0=6mm行程: S=640mm脉冲当量: δp=0.01mm/step步距角: α=0.75°/step快速进给速度: Vmax=2mm/min(1)切削计算 由〈〈机床设计手册〉 〉可知,切削功率Nc=NηK式中 N——电机功率,查机床说明书,N=4KW; η——主传动系统总效率,一般为 0.6~0.7取η=0.65 ; K——进给系统功率系数,取为K=0.96。则: Nc=4×0.65×0.96=2.496KW又因为NC= 6120vFZFZ= v所以 式中 v——切削线速度,取v=100m/min。主切削力FZ =152.76(kgf)=1527.6(N)由〈〈金属切削原理〉 〉可知,主切削力FZ=CFz apx Fz fYFz KFz查表得: CFz=188kgf/mm21880MpaXFz=1 YFz=0.75 KFz=1则可计算F Z 如表(1)所示: 表(1) FZ计算结果ap(mm) 2 2 2 8 8 8f(mm) 0.2 0.3 0.4 0.2 0.3 0.4FZ(N) 1125 1524 1891 1687 2287 2837当F Z=1520N 时,切削深度ap=2mm, 走刀量f=0.3mm,以此参数做为下面计算的依据。从〈〈机床设计手册〉 〉中可知,在一般外圆车削时:FX =(0.1~0.6)F Z FZ=(0.15~0.7) F Z取: FX=0.5 FZ=0.5×1527.6=763.8NFY=0.6 FZ=0.6×1527.6=916.5N(2)滚珠丝杠设计计算综合导轨车床丝杠的轴向力: P=KFX+f′(F Z+W)式中 K=1.15,f′=0.15~0.18,取为0.16。则P=1.15×763.8+0.16×(1527.6+800)=1250.8N1) 强度计算:寿命值 L1= 60iTnn1= 0f主= 0Dvf取工件直径 D=80 mm,查表得T I=15000h则:n1= 6804.3.=20r/minL1=52=18最大动负载 Q= HwfP3查表得: 运转系数 fw=1.2 硬度系数 fH=1则Q= 318×1.2×1×1250.8=39933.6N根据最大动负载Q的值,可选择滚珠丝杠的型号。例如,滚珠丝杠参照汉江机床厂的产品样本选取FC 1B系列,滚珠丝杠直径为φ32mm,型号为FC 1B32×6—5—E2,其额定动载荷是10689N,所以强度足够用。2)效率计算:根据〈〈机械原理〉 〉的公式,丝杠螺母副的传动效率η为:η= )(vtg式中 摩擦角ψ=10′ 螺旋升角γ=3 °25′则η= )10253(tg3)刚度验算:滚珠丝杠受到工作负载P引起的导程的变化量 △L 1=± EFP0式中 L0=6mm=0.6cm;E=20.6×166N/ cm2。滚珠丝杠截面积 F=(d)2π=(8031.) 2×3.14则△L 1=±14.3)280.(6.20615=±5.9×10-6㎝滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量△L 2很小,可忽略 ,即:△L= △L 1。所以:导程变形总误差△为2 =L01= 6.×5.9×10-6=9.8μm/m查表知E级精度丝杠允许的螺距误差(1m长)为15μm/m ,故刚度足够。4)稳定性验算:由于机床原丝杠直径为φ30mm,现选用的滚珠丝杠直径为φ32 mm,支承方式不变,所以稳定性不存在问题。(3)齿轮及转距的有关计算1)有关齿轮计算传动比i= PL360= 01.675=1.25故取 Z1=32mm Z2=40m=2mm b=20mm α=20°d1=m Z1=2×32=64mmd2= m Z2=2×40=80mmdα1 =d1 +2ha*=68mmdα2=d2+2ha*=84mmα=21=8064=72㎜2) 转动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的转动惯量:J1=( p80)2W=( 75.01438)2×80=0.468㎏·㎝ 2=4.68N·㎝ 2丝杠的转动惯量:JS=7.8×10-4×D4L1=7.8×10-4×3.24×140.3=11.475㎏·㎝ 2=114.75N·㎝ 2齿轮的转动惯量:JZ1=7.8×10-4×6.44×2=2.617㎏·㎝ 2=26.17 N·㎝ 2JZ2=7.8×10-4×84×2=6.39㎏·㎝ 2=63.9 N·㎝ 2电机转动惯量很小可以忽略。因此,总的转动惯量:J= 21i(JS+JZ2)+ JZ1+ J1= 25.(11.475+6.39)+2.617+0.468=14.519㎏·㎝ 2=145.19N·㎝ 23)所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩M=Mamax+ Mf+M 0最大切削负载时所需力矩M=Mat+ Mf+M 0+M t快速进给时所需力矩
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