買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 優(yōu)秀設(shè)計(jì) 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 一、課題的目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）： (1)設(shè)計(jì)題目： 床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造設(shè)計(jì) (2)設(shè)計(jì)意義 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床是指價(jià)格低廉、操作使用方便，適合我國(guó)國(guó)情的裝有簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)的高效自動(dòng)化機(jī)床。中小企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，常希望對(duì)原有舊機(jī)床進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化、自動(dòng)化。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，在滿(mǎn)足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能降低價(jià)格。價(jià)格便宜、性能價(jià)格比適中是其最主要的特點(diǎn)，特別適合在設(shè)備中占有較大比重的普通車(chē)床改造，適合在 生產(chǎn)第一線大面積推廣。 二、課題任務(wù)、重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容、實(shí)現(xiàn)途徑、條件： （ 1）課題任務(wù) 將 通車(chē)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床，要求車(chē)床有切削螺紋功能，縱向和橫向具有直線和圓弧插補(bǔ)功能。系統(tǒng)分辨率縱向： 向： 2）課題重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容 其一是恢復(fù)原功能，對(duì)機(jī)床存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；其二是 ，在普通車(chē)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成數(shù)控車(chē)床；其三是翻新，為提高精度、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對(duì)其不滿(mǎn)足生產(chǎn)要求的 行更新；其四是技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に嚒⑿录夹g(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。 （ 3）實(shí)現(xiàn)途徑、條件 步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)的伺服驅(qū)動(dòng)裝置主要是步進(jìn)電機(jī)、功率步進(jìn)電機(jī)、電液脈沖馬達(dá)等。由數(shù)控系統(tǒng)送出的進(jìn)給指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路控制和功率放大后，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 動(dòng)，通過(guò)齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件。只要控制指令脈沖數(shù)量、平率以及通電順序，便可控制執(zhí)行部件運(yùn)動(dòng)的位移量、速度和運(yùn)動(dòng)方向。這種系統(tǒng)不需要將所測(cè)得的實(shí)際位置和速 度反饋到輸入端，故稱(chēng)之為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，該系統(tǒng)的位移精度主要決定于步進(jìn)電機(jī)的角位移精度，齒輪絲杠等傳動(dòng)元件的節(jié)距精度，所以系統(tǒng)的位移精度較低。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)試維修方便，工資可靠，成本低，易改造成功。 報(bào)告人簽名 日 期 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 目 錄 1 控系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史 2 內(nèi)數(shù)控機(jī)床狀況分析 4 內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀 8 內(nèi)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 8 控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 8 續(xù)向開(kāi) 放式、基于 第六代方向發(fā)展 8 高速化和高精度化發(fā)展 9 智能化方向發(fā)展 9 床數(shù)控化改造的必要性 9 觀看改造的必要性 9 10 12 計(jì)總 體要求 12 關(guān)已知條件 13 13 削抗力分析與計(jì)算 13 14 14 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 軸的變速范圍 15 選主軸電機(jī)的型號(hào) 15 軸電機(jī)的校核 16 16 向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算 16 向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算 16 17 17 17 18 19 24 25 26 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 摘要 本設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)包括： 采用開(kāi)環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)，進(jìn)行縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造。具體包括：（ 1）計(jì)算切削力；（ 2）機(jī)床主電機(jī)功率計(jì)算；（ 3）進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)；（ 3）滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選型；（ 4）導(dǎo)軌的計(jì)算及選型；（ 5）步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算及選用 整個(gè)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ,安裝調(diào)試方便 ,可靠性高 ,成本低廉等優(yōu)點(diǎn) ,可用于車(chē)床數(shù)控化改造和數(shù)控實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。 改造后的機(jī)車(chē)，主運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，刀架要是自動(dòng)控制的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，要能自動(dòng)切削螺紋。 關(guān)鍵字 ：數(shù)控改造 普通車(chē)床 滾珠絲杠 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) 步進(jìn)電機(jī) 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 he of of ( 1 ) of ( 2 ) ( 3 ) of of ( 3 ) of ( 4 ) ( 5 ) of he of be NC of to if NC of a of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 控系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史 1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類(lèi)創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類(lèi)在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類(lèi)進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。 6年后，即在 1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國(guó)誕生了第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。從此，傳統(tǒng)機(jī)床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。近半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展。 內(nèi)數(shù)控機(jī)床狀況分析 內(nèi)數(shù)控機(jī)床現(xiàn)狀 近年來(lái)我國(guó)企業(yè)的數(shù)控機(jī)床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使 用，在中小企業(yè)甚至個(gè)體企業(yè)中也普遍開(kāi)始使用。在這些數(shù)控機(jī)床中，除少量機(jī)床以都處于單機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并且相當(dāng)部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。 2001 年，我國(guó)機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值已進(jìn)入世界第 5 名，機(jī)床消費(fèi)額在世界排名上升到第 3位，達(dá) 次于美國(guó)的 美元，消費(fèi)額比上一年增長(zhǎng) 25%。但由于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床不能滿(mǎn)足市場(chǎng)的需求，使我國(guó)機(jī)床的進(jìn)口額呈逐年上升態(tài)勢(shì)， 2001 年進(jìn)口機(jī)床躍升至世界第 2 位，達(dá) 美元，比上年增長(zhǎng) 近年來(lái)我國(guó)出口額增幅較大的數(shù)控機(jī)床 有數(shù)控車(chē)床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機(jī)床、數(shù)控剪板機(jī)、數(shù)控成形折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控壓鑄機(jī)等，普通機(jī)床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機(jī)床、液壓壓力機(jī)、木工機(jī)床等。出口的數(shù)控機(jī)床品種以中低檔為主。 內(nèi)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) (1) 新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)有了很大突破，技術(shù)含量高的產(chǎn)品占據(jù)主導(dǎo)地位。 (2) 數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，數(shù)控化率顯著提高。 2001年國(guó)內(nèi)數(shù)控金切機(jī)床產(chǎn)量已達(dá) 上年增長(zhǎng) 金切機(jī)床行業(yè)產(chǎn)值數(shù)控化率 從 2000年的 高到 2001年的 (3) 數(shù)控機(jī)床發(fā)展的關(guān)鍵配套產(chǎn)品有了突破。 控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 續(xù)向開(kāi)放式、基于 基于 具有的開(kāi)放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富等特點(diǎn)，更買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會(huì)走上這條道路。至少采用 作為它的前端機(jī)，來(lái)處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問(wèn)題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。 所具有的友好的人機(jī)界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。 這是適應(yīng)機(jī)床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。 隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。 (1)應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù) 數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)過(guò)程中一些重要信息，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。 (2) 引入專(zhuān)家系統(tǒng)指導(dǎo)加工 將熟練工人和專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，建立具有人工智能的專(zhuān)家系統(tǒng)。 (3) 引入故障診斷專(zhuān)家系統(tǒng) (4) 智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置 可以通過(guò)自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行。 床數(shù)控 化改造的必要性 觀看改造的必要性 從微觀上看，數(shù)控機(jī)床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來(lái)自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力。 (1) 可以加工出傳統(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。 由于計(jì)算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時(shí)準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸瞬時(shí)應(yīng)該運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。 (2) 可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且是柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 7倍。由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力，可以將輸入的程序記住和存儲(chǔ)下來(lái)，然后按程序規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行，從而 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。數(shù)控機(jī)床只要更換一個(gè)程序，就可實(shí)現(xiàn)另一工件加工的自動(dòng)化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動(dòng)化，故被稱(chēng)為實(shí)現(xiàn)了 柔性自動(dòng)化 。 (3) 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要 修配 。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 (4) 可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。 (5) 擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無(wú)人看管加工。 (6) 由以上五條派生的好處。 如：降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制 周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。 觀看改造的必要性 從宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在 70年代末、 80年代初已開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。由于采用信息技術(shù)對(duì)國(guó)外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造（稱(chēng)之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國(guó)際軍品和民品的市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力大為增強(qiáng)。而我們?cè)谛畔⒓夹g(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國(guó)家約落 20 年。如我國(guó)機(jī)床擁有量中，數(shù)控機(jī)床的比重（數(shù)控化率）到 1995 年只有 而日本在 1994年已達(dá) 因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說(shuō) 明了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性。 數(shù)控化改造的市場(chǎng)空間 機(jī)床的數(shù)控化改造是一個(gè)方興未 艾 的行業(yè)，從各種統(tǒng)計(jì)數(shù)字上看前途應(yīng)該是十分光明的，例如： 在美國(guó)，日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的機(jī)床改造 能 作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是一個(gè) 永恒 的課題。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)所以不難看出： (1) 國(guó)內(nèi)的市場(chǎng) 我國(guó)目前機(jī)床總量 380余萬(wàn)臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不到 3。近 10年來(lái)，我國(guó) 數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為 臺(tái)，年產(chǎn)值約為 18億元。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為 6。我國(guó)機(jī)床役齡 10年以上的占 60以上； 10年以下的機(jī)床中，自動(dòng) /半自動(dòng)機(jī)床不到 20， 自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國(guó)和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占 60以上）?？梢?jiàn)我們的大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在 10 年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 少、檔次低、成本高、供貨期長(zhǎng)，從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè) 的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。 (2) 進(jìn)口設(shè)備和生產(chǎn)線的數(shù)控化改造市場(chǎng) 我國(guó)自改革開(kāi)放以來(lái)，很多企業(yè)從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)、設(shè)備和生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，從 1979 1988年 10年間，全國(guó)引進(jìn)技術(shù)改造項(xiàng)目就有 18446項(xiàng)，大約 這些項(xiàng)目中，大部分項(xiàng)目為我國(guó)的經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)揮了應(yīng)有的作用。但是有的引進(jìn)項(xiàng)目由于種種原因，設(shè)備或生產(chǎn)線不能正常運(yùn)轉(zhuǎn)，甚至癱瘓，使企業(yè)的效益受到影響，嚴(yán)重的使企業(yè)陷入困境。一些設(shè)備、生產(chǎn)線從國(guó)外引進(jìn)以后，有的消化吸收不好，備件不全，維 護(hù)不當(dāng)，結(jié)果運(yùn)轉(zhuǎn)不良；有的引進(jìn)時(shí)只注意引進(jìn)設(shè)備、儀器、生產(chǎn)線，忽視軟件、工藝、管理等，造成項(xiàng)目不完整，設(shè)備潛力不能發(fā)揮；有的甚至不能啟動(dòng)運(yùn)行，沒(méi)有發(fā)揮應(yīng)有的作用；有的生產(chǎn)線的產(chǎn)品銷(xiāo)路很好，但是因?yàn)樵O(shè)備故障不能達(dá)產(chǎn)達(dá)標(biāo)；有的因?yàn)槟芎母?、產(chǎn)品合格率低而造成虧損；有的已引進(jìn)較長(zhǎng)時(shí)間，需要進(jìn)行技術(shù)更新。種種原因使有的設(shè)備不僅沒(méi)有創(chuàng)造財(cái)富，反而消耗著財(cái)富。 這些不能使用的設(shè)備、生產(chǎn)線是個(gè)包袱，也是一批很大的存量資產(chǎn)，修好了就是財(cái)富。只要找出主要的技術(shù)難點(diǎn)，解決關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，就可以最小的投資盤(pán)活最大的存量資產(chǎn)，爭(zhēng)取 到最大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。這也是一個(gè)極大的改造市場(chǎng)。 機(jī)床改造的效益分析 提高機(jī)床數(shù)控化效率有兩個(gè)途徑：一是購(gòu)買(mǎi)新的數(shù)控機(jī)床；二是對(duì)舊的機(jī)床進(jìn)行改造而對(duì)于一個(gè)機(jī)床擁有量大，經(jīng)濟(jì)財(cái)力又不足的發(fā)展中國(guó)家來(lái)說(shuō)，采用舊機(jī)床改造來(lái)提高設(shè)備的先進(jìn)性和數(shù)控化率是一個(gè)極其有效和使用的途徑，采用第二種方法有以下的優(yōu)點(diǎn)： 1） 減少了投資和交貨的期限 同購(gòu)置新的數(shù)控機(jī)床相比，一般可以節(jié)省 60%到 80%的費(fèi)用，改造的費(fèi)用大大減低。 2） 機(jī)械的穩(wěn)定性可靠 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 機(jī)床的床身，立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄鐵構(gòu)件，而鑄件越久自然 失效充分，內(nèi)應(yīng)力的消除使得比新的鑄件更穩(wěn)定，這些鑄件的使用又可以節(jié)約社會(huì)資源，又減少了鑄鐵件生產(chǎn)時(shí)對(duì)環(huán)境的污染。 3） 熟悉了解設(shè)備結(jié)構(gòu)性能，便于操作維修，購(gòu)買(mǎi)的新設(shè)備，事先很難前面了解機(jī)床的結(jié)構(gòu)性能，以至很難預(yù)算是否完全適合加工要求，而改造則完全可以避免這種情況，并且大大縮短了對(duì)數(shù)控機(jī)床在使用和維修方面的培訓(xùn)時(shí)間，機(jī)床一旦改裝完成，很快就可以投入使用，見(jiàn)效較快。 4） 可以充分利用現(xiàn)有的條件 可以充分利用現(xiàn)有的地基，不必像購(gòu)新機(jī)時(shí)重新構(gòu)筑新基，同時(shí)工夾具、樣板和外設(shè)備也可以在利用。 5） 可更 好的因地制宜合理篩選功能 購(gòu)買(mǎi)現(xiàn)成的通用型機(jī)床，往往對(duì)一個(gè)具體的生產(chǎn)加工有一些多余的功能，又可能缺少某一個(gè)專(zhuān)用的特殊功能，如向機(jī)床制造廠提出特殊定貨要求，增加某些特殊的加工要求，往往費(fèi)用大，交貨的日期又長(zhǎng)。而采用改造方案就可以根據(jù)生產(chǎn)加工要求，采用組合的方法再某些部件設(shè)計(jì)改造成專(zhuān)用的數(shù)控機(jī)床。 6）可及時(shí)采用最新技術(shù)，充分利用社會(huì)資源 由于技術(shù)進(jìn)步和我國(guó)機(jī)床功能部件專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)的發(fā)展，目前已有眾多的疏忽資源支持機(jī)床方面的改造 ，如隨意采購(gòu)各種尺寸的滾珠絲杠副，且交貨期短；采用貼塑導(dǎo)軌新技術(shù) ，可使傳統(tǒng)的滑動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)降低五至十幾倍來(lái)防止爬行，還可以使得刮研極容易，等等例子說(shuō)明有一大批社會(huì)資源，可根據(jù)技術(shù)更新的發(fā)展速度，及時(shí)地采用最新技術(shù)來(lái)提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)場(chǎng)改造成當(dāng)今水平的機(jī)床。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 計(jì)總體要求 采用開(kāi)環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)，進(jìn)行縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造。具體要求： （ 1）計(jì)算切削力 （ 2）機(jī)床主電機(jī)功率計(jì)算 （ 3）進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) 主要有三種方案：其一是由步進(jìn)電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器方式傳遞給滾 珠絲杠；其二是由步進(jìn)電機(jī)通過(guò)一對(duì)齒輪嚙合方式傳遞給滾珠絲杠；其三是由步進(jìn)電機(jī)通過(guò)同步齒形帶的方式傳遞給滾珠絲杠?？蓪?duì)上述三種方式比較后選擇其一。 （ 3）滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選型 （ 4）導(dǎo)軌的計(jì)算及選型 （ 5）步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算及選用 關(guān)已知條件 將 通車(chē)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床，要求車(chē)床有切削螺紋功能，縱向和橫向具有直線和圓弧插補(bǔ)功能。系統(tǒng)分辨率縱向： 向 : 設(shè)計(jì)參數(shù)： （ 1）最大加工直徑 在床面上 360 在床鞍上 220 （ 2）最大加工長(zhǎng)度 850 （ 3）快進(jìn)速度 縱向 橫向 4）最大切削進(jìn)給速度 縱向 向 5）最小指令值 縱向 向 6）進(jìn)給傳動(dòng)鏈間隙補(bǔ)償量 縱向 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 橫向 7）電機(jī)功率 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 與計(jì)算 削抗力分析與計(jì)算 車(chē)削外圓時(shí)的切削抗力有xF、yF、切削力直向下，是計(jì)算車(chē)床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。且深抗力響加工精度或已加工表面質(zhì)量。進(jìn)給抗力計(jì)或校核進(jìn)給系統(tǒng)是要用它。 縱切外圓時(shí)，車(chē)床的主切削力 4 8 2 4 ( )F Fc c y Z F FF c a f V K N （ 1） 由金屬切削原理知： xF：yF：:025: 206（ N） 930（ N） 因?yàn)檐?chē)刀裝夾在托板上的刀架內(nèi)，車(chē)刀受到的車(chē)削抗力將傳遞到進(jìn)給托板和導(dǎo)軌上，車(chē)削作業(yè)時(shí)作用在進(jìn)給托板上的載荷1F、此，作用在進(jìn)給托板上的載荷可以按下式求出： 托板上的進(jìn)給方向載荷 1F=206（ N） 托板上的垂直方向載荷 vF=824（ N） 托板上的橫向載荷 cF=930（ N） 因此，最大工作載荷 () F l f F G =1206+824+90 =1615（ N） 對(duì)于三角形導(dǎo)軌 K=f = f =為是貼塑導(dǎo)軌），向溜板箱和刀架的重量，選縱向、橫向溜板箱的重量為 75架重量為 15 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 床主運(yùn)動(dòng)電機(jī)的確定 伺服電動(dòng)機(jī)是根據(jù)負(fù)載條件來(lái)選取的。加在電動(dòng)機(jī)軸上的負(fù)載主要有兩種：負(fù)載轉(zhuǎn)矩和負(fù)載慣量，其中負(fù)載轉(zhuǎn)矩包括切削轉(zhuǎn)矩和摩擦轉(zhuǎn)矩。負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)小于所選擇電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩，負(fù)載轉(zhuǎn)矩與加速轉(zhuǎn)矩之和應(yīng)等于所選擇電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。 加速轉(zhuǎn)矩應(yīng)考慮負(fù)載慣量和電動(dòng)機(jī)慣量的匹配，同時(shí)還應(yīng)考慮連續(xù)過(guò)載時(shí)間在所選電動(dòng)機(jī)的允許范圍內(nèi)，負(fù)載快速運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速之內(nèi)。這樣可使電動(dòng)機(jī)在機(jī)床的伺服系統(tǒng)中工作性能得以充分發(fā)揮。 軸的變速范圍 主軸能實(shí)現(xiàn)的最高轉(zhuǎn)速與最低轉(zhuǎn)速之比稱(chēng)為變速范圍 即 Rn=控機(jī)床的工藝范圍寬，切削速度與刀具，工件直徑變化很大，所以主軸變速范圍很寬。 由于 800 4 nj/ （ 1） 則 =113r/里 該機(jī)床主軸要求的恒功率調(diào)速范圍 Rn= （ 2） =1800/113=軸電機(jī)的功率是： 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 選主軸電機(jī)的型號(hào) 選主軸電機(jī)的型號(hào)為： 續(xù)負(fù)載 W=歇負(fù)載（ 60%） /時(shí)負(fù)載（ 20定負(fù)載 n/5000，最大轉(zhuǎn)速 r/000,性矩 體管 軸電機(jī)的校核 電動(dòng)機(jī)恒功率調(diào)速范圍： Rn=8000/500 =16 所以所選電動(dòng)機(jī)型號(hào)的調(diào)速范圍滿(mǎn)足主軸所要求的調(diào)速范圍。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算 已確定縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量p=珠絲杠導(dǎo)程0L=8選步進(jìn)電機(jī)步距角 可計(jì)算出傳動(dòng)比 i i=(360p)/( b 0L)=(360 (8)=選定齒輪齒數(shù)為： i=1z / 2z =24/40 或 18/30 1z =24， 2z =40 或 1z =18， 2z =30 向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算 已確定橫向進(jìn)給脈沖當(dāng)量p=珠絲杠導(dǎo)程0L=6選步進(jìn)電機(jī)步距角 可計(jì)算傳動(dòng)比 I： i=(360p)/( b 0L)=(360 (6)=慮到結(jié)構(gòu)上的原因，不使大齒輪直徑太大，以免影響到橫向溜板的有效行程，故此處可采用兩級(jí)齒輪降速： i=(1z / 2z )(3z/ 4z )=(3/5)(2/3)=(24/40)(20/30) 1z =24， 2z =40， 3z =20， 4z =30 因進(jìn)給齒輪受力不大，模數(shù) m 取 2，有關(guān)參數(shù)如下表所示： 齒數(shù) 24 40 24 40 20 30 分度圓 d=8 80 48 80 40 60 齒頂圓 da=d+2m 52 84 52 84 44 64 齒根圓 fd=3 75 43 75 35 55 齒寬 b=(610)m 20 20 20 20 20 20 中心距 A=( 1d + 2d )/2 64 64 45 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 號(hào)選擇 1）最大工作載荷計(jì)算 由于導(dǎo)向?yàn)橘N塑導(dǎo)軌，則： k=f =工作臺(tái)進(jìn)給方向載荷，206N； 824N； 930N； G=60t=15000h， 最大 工作載荷： Fm=f ( G) =1206+4824+2 1930+75） =2160N 2)最大動(dòng)負(fù)載的計(jì)算 1400r/r=1106mm/ 1/2/L。縱 =1106 1/2/5=60610 =1106 15000/ 610 = 9 9 . 5 4 1 . 5 2 1 6 0 1 5 0 0 1 . 2L f m F m N C 初選滾珠絲杠型號(hào)為： 基本參數(shù)為 211 ， =6L =50md 數(shù) 例數(shù) 珠絲杠的計(jì)算 1）傳動(dòng)效率 計(jì)算 t g / t g ( ) t g 2 1 1 / t g ( 2 1 1 1 0 ) 9 3 % 2)剛度驗(yàn)算 1絲杠的拉壓變形量 421 / 2 1 6 0 3 2 0 / 2 0 . 6 1 0 2 5 0 . 0 0 2 4F m L E A m m 2滾珠與螺紋滾道間的接觸變形 量 23232 0 . 0 0 1 33 3 5 2 . 621603 . 9 6 9 1 3 8 . 4 830 . 0 0 9 8w F y j 在這里 2160 72033y j N 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 / 3 . 1 4 5 0 / 3 . 9 6 9 3 9 . 5 63 9 . 5 6 3 . 5 1 1 3 8 . 4 8Z d m D 絲杠的總變形量 1 2 0 . 0 0 2 4 0 . 0 0 9 8 0 . 0 1 2 2 0 . 0 1 5m m m m 查表知 所選絲杠合格。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí)，通常提出低摩擦、低慣量、高剛度、無(wú)間隙以及有適宜阻尼比的要求。在 設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： 1）盡量采用低摩擦的傳動(dòng)和導(dǎo)向元件，如采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副、滾動(dòng)導(dǎo)軌、貼塑導(dǎo)軌等； 2）盡量消除傳動(dòng)間隙，例如采用消隙齒輪等； 3）提高系統(tǒng)剛度?？s短傳動(dòng)鏈可以提高系統(tǒng)的剛度，減小傳動(dòng)誤差?？刹捎妙A(yù)緊的方法提高系統(tǒng)剛度。例如采用預(yù)加負(fù)載的滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾珠絲杠等。 為實(shí)現(xiàn)車(chē)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)絲杠，為保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。同時(shí)，為提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。齒輪傳動(dòng)也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。 根據(jù) 當(dāng)前 國(guó)內(nèi)外成品數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌采用淬硬的合金鋼材料，其耐磨性比普通鑄鐵導(dǎo)軌高 5 至 10 倍。據(jù)此，在改造中利用 床 舊床身，采用 承鋼淬硬到 成對(duì)稱(chēng)三角行導(dǎo)軌和矩形導(dǎo)軌，對(duì)稱(chēng)三角行導(dǎo)軌在垂直載荷的作用下，磨損能自動(dòng)補(bǔ)償，不產(chǎn)生間隙，故導(dǎo)向精度高。壓板還有間歇調(diào)整裝置。矩形導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造檢驗(yàn)和修理方便，導(dǎo)軌較寬，承載能力大，剛度高，應(yīng)用廣泛。三角行導(dǎo)軌和矩形導(dǎo)軌組合它間有兩種導(dǎo)軌優(yōu)點(diǎn)，并避免了由于熱變形所引起的配合變化。用螺釘和粘劑固定在鑄鐵床身上。粘接前的導(dǎo)軌工作表面采用磨削 加工，表面粗糙度 提高粘接強(qiáng)度。 最后 ，應(yīng)對(duì)機(jī)床作一次改前的幾何精度、尺寸精度測(cè)量，記錄在案 。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 (1)初選步進(jìn)電機(jī) 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩p脈沖當(dāng)量（ mm/ p=給牽引力（ N）取 615N b步距角，初選雙拍制為 電機(jī)絲桿的傳動(dòng)效率，為齒輪、軸承、絲桿效率之積，分別為 6 0 . 0 1 1 6 1 5 5 8 1 . 3 9 9 1 3 5 . 3 72 3 . 1 4 0 . 7 5 0 . 9 8 0 . 9 9 0 . 9 9 0 . 9 4 4 . 2 9 5 算步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩除以般縱向進(jìn)給伺服系統(tǒng)的安全系數(shù)取 0.4 計(jì)算最大靜扭矩 查 資料得 ，如取五相十拍，則 =4 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行的頻率和最高起動(dòng)頻率紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 01000=1 0 0 0 0 . 5 8 3 3 . 3 56 0 0 . 0 1 HZ kf=m a 0 0 0 2 . 4 40006 0 6 0 0 . 0 1中：大切削進(jìn)給速度 m/ 大快移速度 m/ p脈沖當(dāng)量 , p= 根據(jù)估算出的最大的靜轉(zhuǎn)矩表 3查出 13031N以滿(mǎn)足要求，但從表中看出 130進(jìn)電機(jī)最高空載起動(dòng)頻率為 3000能滿(mǎn)足000要求，此項(xiàng)指標(biāo)可暫不考慮，可以采用軟件開(kāi)降速程序來(lái)解 決。 (2) 校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩 前面所初步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算，均為估算，初迭之后，應(yīng)該進(jìn)行校核計(jì)算。 效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J=1J 2)(21 2J 2)2( 0L) 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ 1J . 2J 矢輪 滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（ 參考同類(lèi)型機(jī)床，初步反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī) 作臺(tái)質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： (w ()2 90 輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 102= 2 102=桿傳動(dòng)慣量： 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1064 140= 機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，可以忽略。 因此，總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： 21i (2)+4 = 1) 所需轉(zhuǎn)動(dòng)力矩計(jì)算。 快速空載啟動(dòng)所需力矩： m a 式中：空載啟動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩 由于絲桿預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩 切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩 折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩 a ，i n/ 0 0m a xm a x rL k g fc 63 30 4m a x 當(dāng)，M 01 0 0 01 0 0 000 mk g 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 f 22 000 當(dāng) ， f 時(shí)， 12 000 時(shí)，預(yù)加載荷 30 則 g 3 7 7 t 8 22 0 所以，快速空載啟動(dòng)所需力矩： g f 0 00 0 0 02 3 7 3 3m a x 0快速進(jìn)給時(shí)所需力矩： g f 0 0 0 7 3 切削時(shí)所需力矩： 07 4 8 7 3 g f 由以上分析計(jì)算可知： 所需最大力矩 3400m a x，所以選擇型號(hào) 校核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性。 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 已計(jì)算出機(jī)床最大快移時(shí)需步進(jìn)電機(jī)的最高起動(dòng)頻率000削進(jìn)入時(shí)所需步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行頻率 從表中查出型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空 起動(dòng)頻率 為 3000行頻率為 16000查出 （ a）圖所示，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)， 500 時(shí)， 100 ,不能滿(mǎn)足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩 接使用則會(huì)施行失步現(xiàn)象，所以必須采取開(kāi)降進(jìn)控制用軟件實(shí)現(xiàn)，將起動(dòng)頻率到 后電路上再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路，可將電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩?cái)U(kuò)大一倍左右。 當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)， 1（ b）圖完全可以滿(mǎn)足要求： (a)起動(dòng)矩頻特性 (b)運(yùn)行矩頻特性 圖 1 買(mǎi)文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 剛接到任務(wù)書(shū)的時(shí)候，頓時(shí)腦袋一片空白，接著就是暈忽忽的，面對(duì)任務(wù)書(shū)上所涉及的概念，都是朦朧的感覺(jué)。經(jīng)過(guò)了這一段時(shí)間，在指導(dǎo)老師的 悉心指導(dǎo)和 熱心幫助 以及 我自己的努力下完成了這