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ca6140改造与设计—电动刀架设计,ca6140改造与设计—电动刀架设计页数 48 字数 19774摘 要 设备是企业生产技术发展和实现经营目标的物质基础。设备性能和技术状况的好坏，直接影响到企业的产品质量和经济效益。我国是一个机床拥有量大、大部分机床役龄长、数控化程度不高的发展中国家。用数控系统改造旧机床是提高设各先进性的一个有效途径。本文主要阐述了c...
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CA6140改造与设计—电动刀架设计
页数 48 字数 19774
摘 要
设备是企业生产技术发展和实现经营目标的物质基础。设备性能和技术状况的好坏，直接影响到企业的产品质量和经济效益。我国是一个机床拥有量大、大部分机床役龄长、数控化程度不高的发展中国家。用数控系统改造旧机床是提高设各先进性的一个有效途径。
本文主要阐述了CA6140型普通车床的数控化改造方案、改造部位及数控系统的控制原理，对所采用的纵、横步进电机及自动刀架进行了选型设计计算。
实践证明，利用原有的旧机床进行翻新改造，既得到了性能比改造前甚至比新机床更优越的设备，又减少了资金投入。并且为后期维修费用的降低打下了良好基础。总之，技术经济效益十分明显.。
关键词：CA6140型车床；数控化改造；设计
目 录
摘要-------------------------------------------------------------------------------------------------------------I
ABSTRACT---------------------------------------------------------------------------------------------------II
1. 绪论---------------------------------------------------------------------------------------------------------1
1.1数控机床概论---------------------------------------------------------------------------------------1
1.1.1 数控机床组成-------------------------------------------------------------------------1
1.1.2 数控机床现状-------------------------------------------------------------------------1
1.2 课题任务---------------------------------------------------------------------------------------------2
1.2.1 课题背景和研究意义-----------------------------------------------------------------2
1.2.2 课题需要完成的任务-----------------------------------------------------------------3
2. 总体方案的确定------------------------------------------------------------------------------------------4
2.1系统总体方案设计---------------------------------------------------------------------------------4
2.2机械部分的具体改造------------------------------------------------------------------------------4
2.2.1 床身------------------------------------------------------------------------------------4
2.2.2 主轴变速箱---------------------------------------------------------------------------4
2.2.3 纵向仅给系统------------------------------------------------------------------------5
2.2.4 横向进给系统------------------------------------------------------------------------5
2.2.5 挂轮箱---------------------------------------------------------------------------------5
2.2.6 刀架------------------------------------------------------------------------------------5
2.2.7 托板------------------------------------------------------------------------------------5
3. 经济型数控机床进给伺服系统设计计算-----------------------------------------------------------6
传动系统和进给系统的设计---------------------------------------------------------------------6
3.1.1 横向进给系统的改造---------------------------------------------------------------6
3.1.2 纵向仅给系统的改造--------------------------------------------------------------10
3.2 滚珠丝杠副的选用及校核----------------------------------------------------------------------10
3.2.1 滚珠丝杠副的选用-----------------------------------------------------------------10
3.2.2 滚珠丝杠副的校核-----------------------------------------------------------------12
3.2.3 滚动轴承的选用及校核-----------------------------------------------------------16
3.3 连接步进电机齿轮箱轴的设计计算----------------------------------------------------------17
3.3.1 横向输出轴的设计计算-----------------------------------------------------------17
3.3.2 纵向输出轴的设计计算-----------------------------------------------------------20
3.4 绘制进给伺服系统装配图---------------------------------------------------------------------------22
4. 电动刀架设计计算--------------------------------------------------------------------------------------23
4.1 电动刀架简介--------------------------------------------------------------------------------------23
4.1.1 电动刀架的产生--------------------------------------------------------------------23
4.1.2 电动刀架的分类--------------------------------------------------------------------23
4.1.3 电动刀架的机械结构--------------------------------------------------------------24
4.1.4 免抬式电动刀架--------------------------------------------------------------------25
4.2 电动刀架机械传动部分设计--------------------------------------------------------------------26
4.2.1 设计要求-----------------------------------------------------------------------------26
4.2.2 刀架传动方案的选择--------------------------------------------------------------26
4.2.3 三相异步电动机的选择-----------------------------------------------------------26
4.2.4 设计减速蜗轮蜗杆-----------------------------------------------------------------27
4.2.5 螺旋夹紧机构设计计算-----------------------------------------------------------29
4.3 电动刀架控制电路设计--------------------------------------------------------------------------29
4.3.1 设计要求-----------------------------------------------------------------------------29
4.3.2 方案选择-----------------------------------------------------------------------------29
4.4 绘制电动刀架装配图及三维结构图-----------------------------------------------------------31
5. 数控系统--------------------------------------------------------------------------------------------------32
5.1方案的选择-----------------------------------------------------------------------------------------32
5.1.1 SIEMENS 802C数控系统--------------------------------------------------------32
5.1.2 MCS-51单片微机数控系统------------------------------------------------------36
5.2 改造设计硬件电路原理图----------------------------------------------------------------------38
5.2.1 控制系统的功能--------------------------------------------------------------------38
5.2.2 采用硬件环形分配器--------------------------------------------------------------38
5.2.3 自动回转刀架的控制--------------------------------------------------------------39
5.2.4 螺纹加工的控制--------------------------------------------------------------------39
5.2.5 地址编码-----------------------------------------------------------------------------39
6. 结论--------------------------------------------------------------------------------------------------------42
参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------43
致谢------------------------------------------------------------------------------------------------------------44
参考文献
1. 许镇宇等.机械零件.北京：人民教育出版社，1981.7
2. 唐宝宁.高 满.机械零件设计与制造简明手册
3. 上海机械学院.机械设计基础.上海：上海科学技术出版社 1978
4. 廖效果.数字控制机床.武汉：华中理工大学出版社，1996
5. 刘又午.数字控制机床.北京：机械工业出版社，1983
页数 48 字数 19774
摘 要
设备是企业生产技术发展和实现经营目标的物质基础。设备性能和技术状况的好坏，直接影响到企业的产品质量和经济效益。我国是一个机床拥有量大、大部分机床役龄长、数控化程度不高的发展中国家。用数控系统改造旧机床是提高设各先进性的一个有效途径。
本文主要阐述了CA6140型普通车床的数控化改造方案、改造部位及数控系统的控制原理，对所采用的纵、横步进电机及自动刀架进行了选型设计计算。
实践证明，利用原有的旧机床进行翻新改造，既得到了性能比改造前甚至比新机床更优越的设备，又减少了资金投入。并且为后期维修费用的降低打下了良好基础。总之，技术经济效益十分明显.。
关键词：CA6140型车床；数控化改造；设计
目 录
摘要-------------------------------------------------------------------------------------------------------------I
ABSTRACT---------------------------------------------------------------------------------------------------II
1. 绪论---------------------------------------------------------------------------------------------------------1
1.1数控机床概论---------------------------------------------------------------------------------------1
1.1.1 数控机床组成-------------------------------------------------------------------------1
1.1.2 数控机床现状-------------------------------------------------------------------------1
1.2 课题任务---------------------------------------------------------------------------------------------2
1.2.1 课题背景和研究意义-----------------------------------------------------------------2
1.2.2 课题需要完成的任务-----------------------------------------------------------------3
2. 总体方案的确定------------------------------------------------------------------------------------------4
2.1系统总体方案设计---------------------------------------------------------------------------------4
2.2机械部分的具体改造------------------------------------------------------------------------------4
2.2.1 床身------------------------------------------------------------------------------------4
2.2.2 主轴变速箱---------------------------------------------------------------------------4
2.2.3 纵向仅给系统------------------------------------------------------------------------5
2.2.4 横向进给系统------------------------------------------------------------------------5
2.2.5 挂轮箱---------------------------------------------------------------------------------5
2.2.6 刀架------------------------------------------------------------------------------------5
2.2.7 托板------------------------------------------------------------------------------------5
3. 经济型数控机床进给伺服系统设计计算-----------------------------------------------------------6
传动系统和进给系统的设计---------------------------------------------------------------------6
3.1.1 横向进给系统的改造---------------------------------------------------------------6
3.1.2 纵向仅给系统的改造--------------------------------------------------------------10
3.2 滚珠丝杠副的选用及校核----------------------------------------------------------------------10
3.2.1 滚珠丝杠副的选用-----------------------------------------------------------------10
3.2.2 滚珠丝杠副的校核-----------------------------------------------------------------12
3.2.3 滚动轴承的选用及校核-----------------------------------------------------------16
3.3 连接步进电机齿轮箱轴的设计计算----------------------------------------------------------17
3.3.1 横向输出轴的设计计算-----------------------------------------------------------17
3.3.2 纵向输出轴的设计计算-----------------------------------------------------------20
3.4 绘制进给伺服系统装配图---------------------------------------------------------------------------22
4. 电动刀架设计计算--------------------------------------------------------------------------------------23
4.1 电动刀架简介--------------------------------------------------------------------------------------23
4.1.1 电动刀架的产生--------------------------------------------------------------------23
4.1.2 电动刀架的分类--------------------------------------------------------------------23
4.1.3 电动刀架的机械结构--------------------------------------------------------------24
4.1.4 免抬式电动刀架--------------------------------------------------------------------25
4.2 电动刀架机械传动部分设计--------------------------------------------------------------------26
4.2.1 设计要求-----------------------------------------------------------------------------26
4.2.2 刀架传动方案的选择--------------------------------------------------------------26
4.2.3 三相异步电动机的选择-----------------------------------------------------------26
4.2.4 设计减速蜗轮蜗杆-----------------------------------------------------------------27
4.2.5 螺旋夹紧机构设计计算-----------------------------------------------------------29
4.3 电动刀架控制电路设计--------------------------------------------------------------------------29
4.3.1 设计要求-----------------------------------------------------------------------------29
4.3.2 方案选择-----------------------------------------------------------------------------29
4.4 绘制电动刀架装配图及三维结构图-----------------------------------------------------------31
5. 数控系统--------------------------------------------------------------------------------------------------32
5.1方案的选择-----------------------------------------------------------------------------------------32
5.1.1 SIEMENS 802C数控系统--------------------------------------------------------32
5.1.2 MCS-51单片微机数控系统------------------------------------------------------36
5.2 改造设计硬件电路原理图----------------------------------------------------------------------38
5.2.1 控制系统的功能--------------------------------------------------------------------38
5.2.2 采用硬件环形分配器--------------------------------------------------------------38
5.2.3 自动回转刀架的控制--------------------------------------------------------------39
5.2.4 螺纹加工的控制--------------------------------------------------------------------39
5.2.5 地址编码-----------------------------------------------------------------------------39
6. 结论--------------------------------------------------------------------------------------------------------42
参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------43
致谢------------------------------------------------------------------------------------------------------------44
参考文献
1. 许镇宇等.机械零件.北京：人民教育出版社，1981.7
2. 唐宝宁.高 满.机械零件设计与制造简明手册
3. 上海机械学院.机械设计基础.上海：上海科学技术出版社 1978
4. 廖效果.数字控制机床.武汉：华中理工大学出版社，1996
5. 刘又午.数字控制机床.北京：机械工业出版社，1983
