c6140車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)控化改造畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書</p><p>　　姓名 </p><p>　　專業(yè) </p><p>　　任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年

2、 月 日</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始日期 年 月 日</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目：

3、 </p><p>　　A·編制設(shè)計(jì) </p><p>　　B·設(shè)計(jì)專題（畢業(yè)論文） </p&

4、gt;<p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p><p>　　系（部）主 任 </p><p>　　年 月 日</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄</p><p>　　系

5、 專業(yè)，學(xué)生 于 年 月 日</p><p>　　進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： </p><p>　　專題（論文）題目：

6、 </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　答辯委員會(huì)根據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，給予學(xué)生 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)?。</p><p>　

7、　答辯委員會(huì) 人，出席 人</p><p>　　答辯委員會(huì)主任（簽字）： </p><p>　　答辯委員會(huì)副主任（簽字）：

8、 </p><p>　　答辯委員會(huì)委員： ， ， ，</p><p>　　， ， ， </p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)</p><p>　　第

9、 頁(yè)</p><p>　　共 頁(yè)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評(píng)語(yǔ)： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量持續(xù)高速增長(zhǎng)，數(shù)控機(jī)床在加工

10、精度、自動(dòng)化程度、生產(chǎn)效率、勞動(dòng)強(qiáng)度等諸方面都有普通機(jī)床無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，但購(gòu)買新的數(shù)控機(jī)床特別是大型數(shù)控機(jī)床費(fèi)用很高，常使許多用戶望而怯步，特別是像我國(guó)這樣的發(fā)展中國(guó)家資金有限。近幾年來(lái)數(shù)控機(jī)床升級(jí)改造的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，對(duì)老機(jī)床實(shí)施數(shù)控化改造，不僅實(shí)用性能良好、周期短，而且可以節(jié)約大量資金。被改造的機(jī)床越大，所節(jié)約的資金也越多。本文主要論述了普通車床改造的項(xiàng)目、步驟和需要進(jìn)行改造的主要部件。重點(diǎn)討論了CA6140機(jī)床的主軸系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)、

11、絲杠、刀架以及導(dǎo)軌的改造?？偠灾?，我們對(duì)老機(jī)床實(shí)施數(shù)控化改造，對(duì)我國(guó)社會(huì)主義建設(shè)將有著一定的推進(jìn)作用。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床，CA6140車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，數(shù)控改造 </p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　CNC machine production in China for growt

12、h, the numerical control machine tool in the processing precision, automation degree, production efficiency, and the intensity of labor and other aspects have incomparable advantage over conventional machine tools, but b

13、uy new numerical control machine especially large nc machine tools high cost, often makes many users hope tags, especially as developing countries like China limited funding. A few years to numerical control machine upgr

14、aded experience tel</p><p>　　This paper mainly discusses the transformation of the ordinary lathe project, and procedures, and the main parts need improvement. A discussion on the CA6140 machine tool of main

15、 shaft system, feeding system, ball screw, and guide the renovation of the tool. </p><p>　　In short, our old machine tools to implement the renovation of the numerical control, to the socialist construction

16、of our country will have a boost. </p><p>　　Keywords: CNC machine tools, CA6140 lathe main drive system, numerical transformation</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>

17、　　摘要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p>　　第一章數(shù)控車床簡(jiǎn)介5</p><p>　　1.1數(shù)控機(jī)床的概述6</p><p>　　1.2數(shù)控機(jī)床的工作原理6</p><p>　　1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)7</p><p>　　第二章

18、數(shù)控機(jī)床的改造概述10</p><p>　　2.1數(shù)控機(jī)床改造的必要性10</p><p>　　2.2數(shù)控改造的步驟11</p><p>　　2.3數(shù)控機(jī)床改造的重要內(nèi)容12</p><p>　　2.4數(shù)控系統(tǒng)的選擇13</p><p>　　2.5數(shù)控改造中主要機(jī)械部件改裝探討14</p>&

19、lt;p>　　第三章數(shù)控機(jī)床的改造16</p><p>　　3.1CA6140的基本情況16</p><p>　　3.1.1主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈16</p><p>　　3.1.2縱橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈16</p><p>　　3.2改造后的技術(shù)要求19</p><p>　　3.3主傳動(dòng)系統(tǒng)的改造20</p

20、><p><b>　　結(jié)論22</b></p><p><b>　　致謝24</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)25</b></p><p><b>　　前言</b></p><p>　　近幾年來(lái)，機(jī)械加工業(yè)大量采用數(shù)控

21、機(jī)床取代傳統(tǒng)的普通機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工，普通機(jī)械逐漸被數(shù)控機(jī)械所代替。數(shù)控機(jī)床綜合了微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制、電機(jī)與拖動(dòng)，電子和電力、精密測(cè)量、氣液壓及現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是數(shù)控機(jī)床的心臟。具有高精度，高效率，柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)決定了今后發(fā)展數(shù)控機(jī)床是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床在各個(gè)機(jī)械制造企業(yè)已成為大、中型企業(yè)的主要技術(shù)裝備。</p><

22、p>　　機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，即計(jì)算機(jī)數(shù)字控制(CNC)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的硬件數(shù)控(NC)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。它主要由硬件和軟件兩大部分組成。通過(guò)系統(tǒng)控制軟件與硬件的配合，完成對(duì)進(jìn)給坐標(biāo)控制、主軸控制、刀具控制、輔助功能控制等。CNC系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)零件程序編輯、坐標(biāo)系偏移、刀具補(bǔ)償、插補(bǔ)運(yùn)算、公英制變換、圖形顯示和固定循環(huán)等。使數(shù)控機(jī)床按照操作設(shè)計(jì)要求，加工出需要的零件。隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的產(chǎn)生和發(fā)展，使得機(jī)械加工技術(shù)有了

23、質(zhì)的變化，加工中心的普遍適用，是機(jī)械行業(yè)的生產(chǎn)效率得到了飛速的提高。數(shù)控技術(shù)開(kāi)創(chuàng)了機(jī)電一體化發(fā)展的先河，數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)中的重要組成部分。通過(guò)持續(xù)的開(kāi)發(fā)和研究以及對(duì)信息技術(shù)的深入應(yīng)用，促使數(shù)控技術(shù)在質(zhì)量和性能上更加強(qiáng)化。</p><p>　　對(duì)CA6140機(jī)床進(jìn)行改造，可以增加機(jī)床的壽命周期，資源的充分利用。同時(shí)通過(guò)對(duì)CA6140機(jī)床的改造中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，了解和掌握機(jī)床的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用技術(shù)，更加充

24、分合理的使用機(jī)床。</p><p><b>　　數(shù)控車床簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　圖1-1</b></p><p><b>　　1.1數(shù)控機(jī)床概述</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床及由數(shù)控機(jī)床組成的柔性化制造系統(tǒng)是改造傳統(tǒng)機(jī)械加工裝備產(chǎn)業(yè)、構(gòu)建數(shù)字化企業(yè)的重

25、要基礎(chǔ)，它的發(fā)展一直備受人們關(guān)注。數(shù)控機(jī)床以其卓越的柔性自動(dòng)化的性能、優(yōu)異而穩(wěn)定的精度、靈捷而多樣化的功能引起世人矚目。它開(kāi)創(chuàng)了機(jī)械產(chǎn)品向機(jī)電一體化發(fā)展的先河，因此數(shù)控技術(shù)成為先進(jìn)制造技術(shù)中的一項(xiàng)核心技術(shù)。通過(guò)持續(xù)的開(kāi)發(fā)研究以及對(duì)信息技術(shù)的深化應(yīng)用，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床性能和質(zhì)量的進(jìn)一步提升，使數(shù)控機(jī)床成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要制造裝備。</p><p>　　我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量持續(xù)高速增長(zhǎng)，根據(jù)市場(chǎng)需求和技術(shù)發(fā)展趨

26、勢(shì)，應(yīng)重點(diǎn)推進(jìn)高效、精密為核心的數(shù)控機(jī)床“μm”級(jí)工程，加強(qiáng)發(fā)展高性能、高可靠性數(shù)控功能部件，積極開(kāi)展復(fù)合加工機(jī)床、超精密數(shù)控機(jī)床和可重構(gòu)制造系統(tǒng)的工程化研究等相應(yīng)的關(guān)鍵技術(shù)。</p><p>　　近年來(lái)，我國(guó)數(shù)控金切機(jī)床（簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床）產(chǎn)量一直以年均增長(zhǎng)超過(guò)30%速度發(fā)展。據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，2004年數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量為51860臺(tái)，同比增長(zhǎng)40.8%,數(shù)控機(jī)床的消費(fèi)量約74000臺(tái)，同比增長(zhǎng)32%。數(shù)控機(jī)床需求的旺盛也

27、促進(jìn)了2004年內(nèi)新建的三資和民營(yíng)機(jī)床廠以及數(shù)控機(jī)床品種的明顯增加。</p><p>　　1.2數(shù)控機(jī)床的工作原理</p><p>　　數(shù)控機(jī)床由：程序、輸人/輸出裝置、CNC單元、伺服系統(tǒng)、位置反饋系統(tǒng)、機(jī)床本體組成。</p><p>　　一.程序的存儲(chǔ)介質(zhì)，又稱程序載體。主要有以下類型：軟盤、磁盤、U盤等。</p><p><b&g

28、t;　　二.輸人/輸出裝置</b></p><p>　　1.對(duì)于軟磁盤，配用軟盤驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)卡。</p><p>　　2.現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床，還可以通過(guò)手動(dòng)方式(MDI方式)，DNC網(wǎng)絡(luò)通訊、RS232串口通訊。</p><p><b>　　三.CNC單元</b></p><p>　　CNC單元是數(shù)控機(jī)床的核心，C

29、NC單元由信息的輸入、處理和輸出三個(gè)部分組成。</p><p>　　CNC單元接受數(shù)字化信息，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼、插補(bǔ)、邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。其它的還有主運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停信號(hào)；選擇和交換刀具的刀具指令信號(hào)，冷卻、潤(rùn)滑的啟停、工件和機(jī)床部件松開(kāi)、夾緊、分度臺(tái)轉(zhuǎn)位等輔助指令信號(hào)等。</p><p>　　準(zhǔn)備功能

30、：G00,G01,G02,G03,</p><p>　　輔助功能：M03，M04</p><p>　　刀具、進(jìn)給速度、主軸：T，F(xiàn)，S</p><p>　　四．位置反饋系統(tǒng)（檢測(cè)反饋系統(tǒng)）</p><p>　　伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)角位移的反饋、數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)(工作臺(tái))的位移反饋。包括光柵、旋轉(zhuǎn)編碼器、激光測(cè)距儀、磁柵等。</p>&

31、lt;p>　　反饋裝置把檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)化為電信號(hào)反饋給數(shù)控裝置，通過(guò)比較，計(jì)算實(shí)際位置與指令位置之間的偏差，并發(fā)出偏差指令控制執(zhí)行部件的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　反饋系統(tǒng)包括半閉環(huán)、閉環(huán)兩種系統(tǒng)。</p><p>　　1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　以數(shù)字化為特征數(shù)控機(jī)床是柔性化制造系統(tǒng)和敏捷化制造系統(tǒng)的基礎(chǔ)裝備，它的總的發(fā)展趨勢(shì)是：高精化、高

32、速化、高效化、柔性化、智能化和集成化，并注重工藝適用性和經(jīng)濟(jì)性。具體可歸納為下列八個(gè)方面：</p><p>　　一.持續(xù)地提高經(jīng)濟(jì)加工精度 </p><p>　　從1950年至2000年的50年內(nèi)加工精度提升100倍左右，即加工精度平均每8年提高1倍，當(dāng)前的普通加工精度已達(dá)到上世紀(jì)50年代的精密加工水平。 </p><p>　　以加工中心加工典型件的尺寸精度和形位精

33、度為例對(duì)比國(guó)內(nèi)外的水平，國(guó)內(nèi)大致為0.008～0.010mm，而國(guó)際先進(jìn)水平為0.002～0.003mm，按上述統(tǒng)計(jì)規(guī)律分析差距約為15年左右。 </p><p>　　二 .推進(jìn)全面高速化實(shí)現(xiàn)高效制造 </p><p>　　在刀具材料和刀具結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展的支持下，切削速度不斷地提高。在實(shí)際生產(chǎn)中，車、銑45號(hào)鋼由1950年的80～100m/min，至2000年普遍達(dá)到500～600m/min

34、，50年內(nèi)切削速度提高了5倍。高速化加工另一個(gè)特點(diǎn)是大多從單一的高速切削發(fā)展至全面高速化，不僅要縮短切削時(shí)間，也要力求降低輔助時(shí)間和技術(shù)準(zhǔn)備時(shí)間。 </p><p>　　三.復(fù)合加工機(jī)床促進(jìn)新一代高效機(jī)床的形成 </p><p>　　復(fù)合機(jī)床的含義是在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)或盡可能完成從毛坯至成品的全部加工。復(fù)合機(jī)床根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類。 工藝復(fù)合型為跨加工類別的復(fù)合

35、機(jī)床，包括不同加工方法和工藝的復(fù)合，如車銑中心、銑車中心、激光銑削加工機(jī)床、沖壓與激光切割復(fù)合、金屬燒結(jié)與鏡面切削復(fù)合等。 </p><p>　　工序復(fù)合型應(yīng)用刀具（銑頭）自動(dòng)交換裝置、主軸立臥轉(zhuǎn)換頭、雙擺銑頭、多主軸頭和多回轉(zhuǎn)刀架等配置，增加工件在一次安裝下的加工工序數(shù)，如多面多軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合機(jī)床和主副雙主軸車削中心等。 </p><p>　　復(fù)合數(shù)控機(jī)床具有良好的工藝適用性，避免了在

36、制品的儲(chǔ)存和傳輸?shù)拳h(huán)節(jié)，有力地支持了準(zhǔn)時(shí)制造（JIT），因此對(duì)它的研發(fā)已被給予了極大的關(guān)注。 </p><p>　　四.工藝適用性的專門化數(shù)控機(jī)床正不斷涌現(xiàn) </p><p>　　通過(guò)對(duì)機(jī)床布局和結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新，使對(duì)不同類型的零件加工具有最佳的適用,避免一方面出現(xiàn)不能發(fā)揮最佳性能,另一方面又存在功能冗余的現(xiàn)象。 </p><p>　　要解決品種多樣化與經(jīng)濟(jì)性的矛盾，這就

37、要對(duì)機(jī)床的模塊化設(shè)計(jì)提出更高的要求。以及對(duì)可重構(gòu)機(jī)床（Reconfigurable Machine Tools，簡(jiǎn)稱RMT）技術(shù)的探索，反映了對(duì)制造裝備能更方便地實(shí)現(xiàn)個(gè)性化、多樣化發(fā)展的一個(gè)追求。</p><p>　　五.智能化和集成化成為數(shù)字化制造的重要支撐技術(shù) </p><p>　　信息技術(shù)的發(fā)展及其與傳統(tǒng)機(jī)床的相融合，使機(jī)床朝著數(shù)字化、集成化和智能化的方向發(fā)展。數(shù)字化制造裝備、數(shù)字化

38、生產(chǎn)線、數(shù)字化工廠的應(yīng)用空間將越來(lái)越大；而采用智能技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)多信息融合下的重構(gòu)優(yōu)化的智能決策、過(guò)程適應(yīng)控制、誤差補(bǔ)償智能控制、復(fù)雜曲面加工運(yùn)動(dòng)軌跡優(yōu)化控制、故障自診斷和智能維護(hù)以及信息集成等功能，將大大提升成形和加工精度、提高制造效率。 </p><p>　　六.發(fā)展適應(yīng)敏捷制造和網(wǎng)絡(luò)化分布式的制造系統(tǒng) </p><p>　　回顧近10年來(lái)制造系統(tǒng)的發(fā)展歷程，基本上遵循以下兩個(gè)方向：增強(qiáng)制

39、造系統(tǒng)的智能化和自治管理功能，以提高FMC/FMS的快速響應(yīng)能力；發(fā)展兼顧柔性、高效、低成本和高質(zhì)量且便于重構(gòu)的新型制造系統(tǒng)以適應(yīng)不確定性的市場(chǎng)環(huán)境 。這類制造系統(tǒng)稱為快速重組制造系統(tǒng)（RRMS）或可重構(gòu)制造系統(tǒng)（RMS）。其原理為通過(guò)對(duì)制造系統(tǒng)中的設(shè)備配置的調(diào)整或更換設(shè)備上的功能模塊來(lái)迅速構(gòu)成適應(yīng)新產(chǎn)品生產(chǎn)的制造系統(tǒng)。這就要求設(shè)備和系統(tǒng)不僅軟件具有開(kāi)放性，而且硬件也要有開(kāi)放性成為功能可重構(gòu)的機(jī)床，即如前面提到的可重構(gòu)機(jī)床（RMT）。

40、</p><p>　　七.向大型化和微小化兩極發(fā)展 </p><p>　　能源裝備的大型化及航空航天事業(yè)等的發(fā)展，需要重型立式臥式加工中心和銑車中心。 </p><p>　　超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略高技術(shù)，正在形成一個(gè)產(chǎn)業(yè)。需發(fā)展能適應(yīng)微小型尺寸結(jié)構(gòu)和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備。 </p><p>　　航空航天、IT

41、和國(guó)防高新技術(shù)的需求推進(jìn)了超精加工技術(shù)及設(shè)備的發(fā)展。上世紀(jì)60年代，美國(guó)開(kāi)發(fā)出第一臺(tái)商品化超精密機(jī)床，其加工尺寸精度為±0.8μm；70年代英國(guó)克蘭菲爾德精密工程研究所批量生產(chǎn)的超精密車床加工的面形精度優(yōu)于0.1μm；80年代美國(guó)LLL實(shí)驗(yàn)室和Y-12工廠合作生產(chǎn)的大型超精密金剛石車床的加工平面形度達(dá)0.0125μm，最大加工直徑為2100mm。加工技術(shù)總的發(fā)展趨勢(shì)是：加工精度不斷提高，加工尺寸不斷增加，加工方法多樣化。由于晶

42、片和光學(xué)鏡片等硬脆材料加工的需要，超精密磨削和研拋以及非機(jī)械能的特種加工方法使加工精度可優(yōu)于0.005μm。 </p><p>　　八.配套裝置和功能部件的品種質(zhì)量日臻完善 </p><p>　　不僅數(shù)控系統(tǒng)（含數(shù)控裝置和伺服驅(qū)動(dòng)裝置）有專業(yè)化生產(chǎn)廠，凡關(guān)鍵的通用性功能部件如電主軸、刀具自動(dòng)交換系統(tǒng)、滾動(dòng)導(dǎo)軌副、直線滾動(dòng)絲杠驅(qū)動(dòng)副、雙擺主軸頭、雙擺回轉(zhuǎn)臺(tái)和自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀塔等在國(guó)外均有一些著名的

43、專業(yè)化生產(chǎn)廠，這對(duì)保證產(chǎn)品質(zhì)量，增長(zhǎng)整機(jī)的可靠性和降低成本起著重要的作用。 </p><p>　　完善的高集成度的專用電路系統(tǒng)的研發(fā)，仍是數(shù)控系統(tǒng)可靠性繼續(xù)增長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)小型化的一項(xiàng)重要措施。 </p><p>　　第二章 數(shù)控機(jī)床的改造概述</p><p>　　2.1.數(shù)控機(jī)床改造的必要性</p><p>　　一.微觀看改造的必要性 </

44、p><p>　　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?？梢约庸こ鰝鹘y(tǒng)機(jī)床加工不出來(lái)的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。</p><p>　　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。</p><p>　　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

45、可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。 </p><p>　　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，故被稱為實(shí)現(xiàn)了“柔性自動(dòng)化”。 </p><p>　　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”。可實(shí)現(xiàn)多工序的

46、集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。 </p><p>　　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。</p><p>　　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。</p><p>　　以上這些優(yōu)越性是前人想象不

47、到的，是一個(gè)極為重大的突破。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。</p><p>　　二.宏觀看改造的必要性 </p><p>　　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。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)

48、產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機(jī)械工業(yè)）進(jìn)行技術(shù)改造。除在制造過(guò)程中采用數(shù)控機(jī)床、FMC、FMS外，還包括在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行MIS（管理信息系統(tǒng)）、CIMS等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。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)家約落后20年。如我國(guó)

49、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1.9％，而日本在1994年已達(dá)20.8％，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。</p><p>　　2.2.數(shù)控改造的步驟</p><p>　　一. 改造方案的確定</p><p>　　改造的可行性分析通過(guò)以后，就可以針對(duì)某臺(tái)或某幾臺(tái)機(jī)床的現(xiàn)況確定改造方案，一般包括： &

50、lt;/p><p>　　1.機(jī)械修理與電氣改造相結(jié)合</p><p>　　一般來(lái)說(shuō)，需進(jìn)行電氣改造的機(jī)床，都需進(jìn)行機(jī)械修理。要確定修理的要求、范圍、內(nèi)容；也要確定因電氣改造而需進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)改造的要求、內(nèi)容；還要確定電氣改造與機(jī)械修理、改造之間的交錯(cuò)時(shí)間要求。機(jī)械性能的完好是電氣改造成功的基礎(chǔ)。</p><p>　　2. 先易后難、先局部后全局</p>&l

51、t;p>　　確定改造步驟時(shí)，應(yīng)把整個(gè)電氣部分改造先分成若干個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行，如數(shù)控系統(tǒng)、測(cè)量系統(tǒng)、主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、面板控制與強(qiáng)電部分等，待各系統(tǒng)基本成型后再互聯(lián)完成全系統(tǒng)工作。這樣可使改造工作減少遺漏和差錯(cuò)。在每個(gè)子系統(tǒng)工作中，應(yīng)先做技術(shù)性較低的、工作量較大的工作，然后做技術(shù)性高的、要求精細(xì)的工作，使人的注意力能集中到關(guān)鍵地方。</p><p>　　3.根據(jù)使用條件選擇系統(tǒng)</p><p&g

52、t;　　針對(duì)某臺(tái)或某幾臺(tái)機(jī)床，確定它的環(huán)境、溫度、濕度、灰塵、電源、光線，甚至有否鼠害等外界使用條件，這對(duì)選擇電氣系統(tǒng)的防護(hù)性能、抗干擾性能、自冷卻性能、空氣過(guò)濾性能等可提供正確的依據(jù)，使改造后的電氣系統(tǒng)有了可靠的使用保證。當(dāng)然，電氣系統(tǒng)的選擇必須考慮成熟產(chǎn)品，性能合理、實(shí)用，有備件及維修支持，功能滿足當(dāng)前和今后若干年內(nèi)的發(fā)展要求等。</p><p>　　4.改造范圍與周期的確定</p><p

53、>　　有時(shí)數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)改造，并不一定包含該機(jī)床全部電氣系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)科學(xué)的測(cè)定和分析決定其改造范圍。停機(jī)改造的周期，根據(jù)各企業(yè)的實(shí)際情況確定，考慮因素有生產(chǎn)緊張程度、人員技術(shù)水平、準(zhǔn)備工作充分程度、新系統(tǒng)大小與復(fù)雜程度，甚至還包括天氣情況等。切忌好大喜功，急于求成，匆忙上陣，但也要合理安排，防止拖拖拉拉。 </p><p><b>　　二.改造的實(shí)施 </b></p>

54、<p>　　準(zhǔn)備工作就緒后，即可進(jìn)入改造的實(shí)施階段。實(shí)施階段內(nèi)容按時(shí)間順序分為：</p><p>　　1.原機(jī)床的全面保養(yǎng) 機(jī)床經(jīng)長(zhǎng)期使用后，會(huì)不同程度地在機(jī)械、液壓、潤(rùn)滑、清潔等方面存在缺陷，所以首先要進(jìn)行全面保養(yǎng)。其次，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。這樣既可對(duì)改造工作起指導(dǎo)參考作用，又可在改造結(jié)束時(shí)作對(duì)比分析用。</p><p>　　2.保留的電

55、氣部分最佳化調(diào)整 若對(duì)電氣系統(tǒng)作局部改造，則應(yīng)對(duì)保留電氣部分進(jìn)行保養(yǎng)和最佳化調(diào)整。如強(qiáng)電部分的零件更換，電機(jī)的保養(yǎng)，變壓器的烘干絕緣，污染的清潔，通風(fēng)冷卻裝置的清洗，伺服驅(qū)動(dòng)裝置的最佳化調(diào)整，老化電線電纜的更新，連接件的緊固等等。只有對(duì)保留的電氣部分做好過(guò)細(xì)的最佳化調(diào)整工作，才能保證改造后的機(jī)床有較低的故障率。</p><p>　　3.原系統(tǒng)拆除 原系統(tǒng)的拆除必須對(duì)照原圖紙，仔細(xì)進(jìn)行，及時(shí)在圖紙上作出標(biāo)

56、記，防止遺漏或過(guò)拆(局部改造情況下)。在拆的過(guò)程中也會(huì)發(fā)現(xiàn)一些新系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的欠缺之處，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充與修正，拆下的系統(tǒng)及零件應(yīng)分門別類，妥善保管，以備萬(wàn)一改造不成功或局部失敗時(shí)恢復(fù)使用。還有一定使用價(jià)值的，可作其他機(jī)床備件用。切忌大手大腳，亂扔亂放。 </p><p>　　4.合理安排新系統(tǒng)位置及布線 根據(jù)新系統(tǒng)設(shè)計(jì)圖紙，合理進(jìn)行新系統(tǒng)配置，包括箱體固定、面板安放、線路走向和固定、調(diào)整元器件位置、密封及必要裝飾等

57、。連線工作必須分工明確，有人復(fù)查檢驗(yàn)，以確保連線工藝規(guī)范、線徑合適、正確無(wú)誤、可靠美觀。</p><p>　　5.調(diào)試 調(diào)試必須按事先確定的步驟和要求進(jìn)行。調(diào)試人員應(yīng)頭腦冷靜，隨時(shí)記錄，以便發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題。調(diào)試中首先試安全保護(hù)系統(tǒng)靈敏度，防止人身、設(shè)備事故發(fā)生。調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)必須清理干凈，無(wú)多余物品；各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)拖板處于全行程中心位置；能空載試驗(yàn)的，先空載后加載；能模擬試驗(yàn)的，先模擬后實(shí)動(dòng)；能手動(dòng)的，先手動(dòng)后自動(dòng)。&

58、lt;/p><p>　　2.3.數(shù)控機(jī)床改造的重要內(nèi)容</p><p>　　一．?dāng)?shù)控化改造的內(nèi)容</p><p>　　機(jī)床與生產(chǎn)線的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：其一是恢復(fù)原功能，對(duì)機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；其二是NC化，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床、CNC機(jī)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，

59、對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)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?、新技術(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。</p><p>　　二.數(shù)控化改造的優(yōu)缺點(diǎn) </p><p>　　1. 減少投資額、交貨期短</p><p>　　同購(gòu)置新機(jī)床

60、相比，一般可以節(jié)省60％～80％的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。特別是大型、特殊機(jī)床尤其明顯。一般大型機(jī)床改造，只花新機(jī)床購(gòu)置費(fèi)用的1/3，交貨期短。但有些特殊情況，如高速主軸、托盤自動(dòng)交換裝置的制作與安裝過(guò)于費(fèi)工、費(fèi)錢，往往改造成本提高2～3倍，與購(gòu)置新機(jī)床相比，只能節(jié)省投資50％左右。</p><p>　　2.機(jī)械性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)受限</p><p>　　所利用的床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的

61、鑄造構(gòu)件，而不是那種焊接構(gòu)件，改造后的機(jī)床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。但是受到原來(lái)機(jī)械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改造。 </p><p>　　3.熟悉了解設(shè)備、便于操作維修</p><p>　　購(gòu)買新設(shè)備時(shí)，不了解新設(shè)備是否能滿足其加工要求。改造則不然，可以精確地計(jì)算出機(jī)床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者對(duì)機(jī)床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短，見(jiàn)效快。改

62、造的機(jī)床一安裝好，就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。</p><p>　　4.可充分利用現(xiàn)有的條件</p><p>　　可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購(gòu)入新設(shè)備時(shí)那樣需重新構(gòu)筑地基。 </p><p>　　5.可以采用最新的控制技術(shù)</p><p>　　可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時(shí)地提高生產(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)床改成當(dāng)今水平

63、的機(jī)床。</p><p>　　2.4.數(shù)控系統(tǒng)的選擇</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)主要有三種類型，改造時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇。 </p><p>　　一. 步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)</p><p>　　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)動(dòng)，

64、通過(guò)齒輪副與滾珠絲杠副驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件。只要控制指令脈沖的數(shù)量、頻率以及通電順序，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，工作可靠，成本低，易改裝成功。</p><p>　　二. 異步電動(dòng)機(jī)或直流電機(jī)拖動(dòng)，光柵測(cè)

65、量反饋的閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　該系統(tǒng)與開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的區(qū)別是：由光柵、感應(yīng)同步器等位置檢測(cè)裝置測(cè)得的實(shí)際位置反饋信號(hào)，隨時(shí)與給定值進(jìn)行比較，將兩者的差值放大和變換，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以給定的速度向著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)，直到給定位置與反饋的實(shí)際位置的差值等于零為止。閉環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上比開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)復(fù)雜，成本也高，對(duì)環(huán)境室溫要求嚴(yán)。設(shè)計(jì)和調(diào)試都比開(kāi)環(huán)系統(tǒng)難。但是可以獲得比開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)更高的精度，更快的速度，驅(qū)動(dòng)功

66、率更大的特性指標(biāo)?？筛鶕?jù)產(chǎn)品技術(shù)要求，決定是否采用這種系統(tǒng)。 </p><p>　　三. 交/直流伺服電機(jī)拖動(dòng)，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　半閉環(huán)系統(tǒng)檢測(cè)元件安裝在中間傳動(dòng)件上，間接測(cè)量執(zhí)行部件的位置。它只能補(bǔ)償系統(tǒng)環(huán)路內(nèi)部部分元件的誤差，因此，它的精度比閉環(huán)系統(tǒng)的精度低，但是它的結(jié)構(gòu)與調(diào)試都較閉環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單。在將角位移檢測(cè)元件與速度檢測(cè)元件和伺服電機(jī)作成一個(gè)整體時(shí)則無(wú)需

67、考慮位置檢測(cè)裝置的安裝問(wèn)題。</p><p>　　當(dāng)前生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的公司廠家比較多，國(guó)外著名公司的如德國(guó)SIEMENS公司、日本FANUC公司；國(guó)內(nèi)公司如中國(guó)珠峰公司、北京航天機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)集團(tuán)公司、華中數(shù)控公司和沈陽(yáng)高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心。</p><p>　　選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)主要是根據(jù)數(shù)控改造后機(jī)床要達(dá)到的各種精度、驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率和用戶的要求。</p><p>　

68、　2.5.數(shù)控改造中主要機(jī)械部件改裝探討</p><p>　　一臺(tái)新的數(shù)控機(jī)床，在設(shè)計(jì)上要達(dá)到：有高的靜動(dòng)態(tài)剛度；運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦系數(shù)小，傳動(dòng)無(wú)間隙；功率大；便于操作和維修。機(jī)床數(shù)控改造時(shí)應(yīng)盡量達(dá)到上述要求。不能認(rèn)為將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起就達(dá)到了數(shù)控機(jī)床的要求，還應(yīng)對(duì)主要部件進(jìn)行相應(yīng)的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，才能獲得預(yù)期的改造目的。 </p><p><b>　　一.

69、滑動(dòng)導(dǎo)軌副</b></p><p>　　對(duì)數(shù)控車床來(lái)說(shuō)，導(dǎo)軌除應(yīng)具有普通車床導(dǎo)向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。同時(shí)要有足夠的剛度，以減少導(dǎo)軌變形對(duì)加工精度的影響，要有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和潤(rùn)滑。</p><p><b>　　二.齒輪副</b></p><p>　　一般機(jī)床的齒輪主要集中在主軸箱和變

70、速箱中。為了保證傳動(dòng)精度，數(shù)控機(jī)床上使用的齒輪精度等級(jí)都比普通機(jī)床高。在結(jié)構(gòu)上要能達(dá)到無(wú)間隙傳動(dòng)，因而改造時(shí)，機(jī)床主要齒輪必須滿足數(shù)控機(jī)床的要求，以保證機(jī)床加工精度。 </p><p>　　三.滑動(dòng)絲杠與滾珠絲杠</p><p>　　絲杠傳動(dòng)直接關(guān)系到傳動(dòng)鏈精度。絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動(dòng)扭矩要求。被加工件精度要求不高時(shí)可采用滑動(dòng)絲杠，但應(yīng)檢查原絲杠磨損情況，如螺距誤差及螺

71、距累計(jì)誤差以及相配螺母間隙。一般情況滑動(dòng)絲杠應(yīng)不低于6級(jí)，螺母間隙過(guò)大則更換螺母。采用滑動(dòng)絲杠相對(duì)滾珠絲杠價(jià)格較低，但難以滿足精度較高的零件加工。</p><p>　　滾珠絲杠摩擦損失小，效率高，其傳動(dòng)效率可在90%以上；精度高，壽命長(zhǎng)；啟動(dòng)力矩和運(yùn)動(dòng)時(shí)力矩相接近，可以降低電機(jī)啟動(dòng)力矩。因此可滿足較高精度零件加工要求。</p><p>　　車床經(jīng)改造后不但保持了原機(jī)床主軸傳動(dòng)部分變速范圍廣

72、的特點(diǎn)，在機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制上可以利用編程語(yǔ)言編程控制，還可以在系統(tǒng)示教狀態(tài)下將操作者手動(dòng)加工過(guò)程自動(dòng)生成ISO代碼，以便下一零件的自動(dòng)加工。實(shí)踐證明該機(jī)床操作方便，降低了操作者勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，為下一道工序生產(chǎn)創(chuàng)造了良好條件。而改造所需費(fèi)用僅是購(gòu)買簡(jiǎn)易數(shù)控車床價(jià)格的一半。</p><p>　　第三章 數(shù)控機(jī)床的改造</p><p>　　3.1 CA6140的基本情況</p>

73、<p><b>　　一.主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈</b></p><p><b>　　1.傳動(dòng)路線</b></p><p>　　CA6140型臥式車床的主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈可使主軸獲得24級(jí)正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（10~1400r/min）及12級(jí)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速（14~1580r/min）。其傳動(dòng)路線是，運(yùn)動(dòng)由主電動(dòng)機(jī)（7.5kw，1440r/min）經(jīng)v形帶傳至主軸箱中

74、的軸Ⅰ，軸Ⅰ上裝有一個(gè)雙向多片式摩擦離合器M1，用以控制主軸的啟動(dòng)、停止和換向。離合器M1向左接合時(shí)，主軸正轉(zhuǎn)；向右接合時(shí)，主軸反轉(zhuǎn)；左右都不接合時(shí)，主軸停轉(zhuǎn)（電動(dòng)機(jī)仍然空轉(zhuǎn)）。軸Ⅰ上的運(yùn)動(dòng)經(jīng)離合器M1傳遞到軸Ⅱ，然后又傳遞到軸Ⅲ，故軸Ⅲ上可獲得6種轉(zhuǎn)速。運(yùn)動(dòng)由軸Ⅲ傳往主軸有2條線路。</p><p><b>　　(1)高速傳動(dòng)路線</b></p><p>　　460

75、~1400r/min的6種高轉(zhuǎn)速。</p><p>　　(2)中低速傳動(dòng)路線 主軸上的滑動(dòng)齒輪移至左端（圖示位置），運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪副63/50直接傳給主軸，得到主軸上的滑動(dòng)齒輪移至右端，使內(nèi)齒輪式離合器M2接合時(shí)，則運(yùn)動(dòng)軸Ⅲ—Ⅳ—Ⅴ軸間的背輪機(jī)構(gòu)和齒輪副26/58傳給主軸，使主軸獲得10~500r/min的中、低轉(zhuǎn)速。</p><p>　　主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)路線表達(dá)如下圖：</p&g

76、t;<p>　　2.主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)與轉(zhuǎn)速計(jì)算</p><p>　　根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖和傳動(dòng)路線表達(dá)式，主軸可獲得30級(jí)轉(zhuǎn)速，但由于軸III-IV-V間的傳動(dòng)比為：</p><p>　　u1=50/50 X 51/50≈1 u2=50/50 X 20/80 =1/4</p><p>　　u3=20/80 X 51/5

77、0 ≈1/4 u4=20/80 X 20/80=1/16</p><p>　　其中u2和u3近似相等，所以運(yùn)動(dòng)經(jīng)背輪機(jī)構(gòu)這條路線傳動(dòng)時(shí)，主軸實(shí)際上只能得到2X3X（2X2—1）=18級(jí)不同的轉(zhuǎn)速，加上經(jīng)齒輪副63/50直接傳動(dòng)時(shí)的6級(jí)轉(zhuǎn)速，主軸實(shí)際上只能獲得24級(jí)不同的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　1450X130/230X51/43X22/58X20/80

78、X20/80X26/58=10 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X22/58X20/80X20/80X26/58=12.5 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43X30/50X20/80X20/80X26/58=16 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X30/50X2

79、0/80X20/80X26/58=20 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43X39/41X20/80X20/80X26/58=25 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X39/41X50/80X20/80X26/58=32 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43X22/58

80、X50/50X20/80X26/58=40 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X22/58X50/50X20/80X26/58=50 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43X30/50X50/50X20/80X26/58=63 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X30/

81、50X50/50X20/80X26/58=80 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43X39/41X50/50X20/80X26/58=100 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X39/41X50/50X20/80X26/58=125 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43

82、X22/58X50/50X51/50X26/58=160 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X22/58X50/50X51/50X26/58=200 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43X30/50X50/50X51/50X26/58=250 r/min</p><p>　　1450X130/230X

83、56/38X30/50X50/50X51/50X26/58=320 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43X39/41X50/50X51/50X26/58=400 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43X22/58X63/50=450 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X3

84、9/41X50/50X51/50X26/58=500 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X22/58X63/50=560 r/min</p><p>　　1450X130/230X51/43X30/50X63/50=710 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/38X30/50X63/50=900 r/mi

85、n</p><p>　　1450X130/230X51/43X39/41X63/50=1120 r/min</p><p>　　1450X130/230X56/35X39/41X63/50=1400 r/min</p><p>　　反轉(zhuǎn)時(shí)，各級(jí)轉(zhuǎn)速為（r/min）12，15，19，24，30，38，48，60，75，96，120，150，190，240，300，38

86、5，480，540，600，670，850，1080，1345，1680。</p><p>　　同理，主軸反轉(zhuǎn)時(shí)也只能獲得3+3X（2X2—1）=12級(jí)不同的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　主軸的各級(jí)轉(zhuǎn)速，可根據(jù)各滑移齒輪的嚙合狀態(tài)求得，主軸正轉(zhuǎn)時(shí)的24級(jí)轉(zhuǎn)速為10~ 1400r/min；反轉(zhuǎn)時(shí)的12級(jí)轉(zhuǎn)速為14~1580r/min。主軸反轉(zhuǎn)通常不用切削，而是用于車削螺紋時(shí)，在不斷開(kāi)主軸和刀架

87、間內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)的情況下，切削完一刀后使車刀沿螺紋線退至起始位置，節(jié)省輔助時(shí)間。</p><p><b>　　縱橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)一般車削時(shí)刀架機(jī)動(dòng)進(jìn)給的縱向和橫向進(jìn)給傳動(dòng)鏈，由主軸至進(jìn)給箱軸XVII的傳動(dòng)路線與車米制或英制常用螺紋時(shí)的傳動(dòng)路線相同，其后運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪副28/56及聯(lián)軸節(jié)傳至光杠XIX（此時(shí)離合器M2脫開(kāi)），再由光杠經(jīng)溜板箱中的傳

88、動(dòng)機(jī)構(gòu)，分別傳至齒輪齒條機(jī)構(gòu)和橫向進(jìn)給絲杠XXVII，使刀架作縱向或橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給，其傳動(dòng)路線表達(dá)式如上圖所示。</p><p>　　溜板箱中由雙向牙嵌式離合器M8、M9和齒輪副40/48、（40/30）X（30/48）組成的兩個(gè)換向機(jī)構(gòu)，分別由于變換縱向或橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。利用進(jìn)給箱中的基本螺距機(jī)構(gòu)和增倍機(jī)構(gòu)，以及進(jìn)給傳動(dòng)鏈的不同傳動(dòng)路線，可獲得縱向或橫向進(jìn)給量各64種。縱向進(jìn)給量的變換范圍為0.028~6.3

89、3mm/r，橫向進(jìn)給量的變換范圍為0.014~3.165mm/r。</p><p>　　3.2改造后的技術(shù)要求</p><p>　　車床型號(hào)：CA6140（數(shù)控改造） 系統(tǒng)：DTM 5T ； 刀架工位數(shù)：4 ；刀架的最大X行程：230MM ；刀架最大行程：850MM ； 主軸轉(zhuǎn)速：32r/min~2000r/min，12級(jí) ； 進(jìn)給速度：X向：3mm/min~1500mm/min ，

90、 Z向6mm/min~3000mm/min ； 脈沖當(dāng)量：X向0.005 Z向0.01。</p><p>　　改造后的檢驗(yàn)項(xiàng)目包括：</p><p>　　一. 主軸高、中、低轉(zhuǎn)速變換試驗(yàn)。轉(zhuǎn)速的指令值與顯示值允差為±5%。 </p><p>　　二. 任選一種進(jìn)給量，在XZ軸全部行程上，連續(xù)做工作進(jìn)給和快速進(jìn)給試驗(yàn)?？焖傩谐虘?yīng)大于1/2全行程。正反方和

91、連續(xù)操作不少于7次。 </p><p>　　三. 主軸做正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止及變換主軸轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。 </p><p>　　四. 轉(zhuǎn)塔刀架進(jìn)行正反方向轉(zhuǎn)位試驗(yàn)。 </p><p>　　五. 試驗(yàn)進(jìn)給坐標(biāo)超程、手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入、位置顯示，回基準(zhǔn)點(diǎn)，程序序號(hào)批示和檢索、程序暫停、程序刪除、址線插補(bǔ)、直線切削徨、錐度切削循環(huán)、螺紋切削循環(huán)、圓弧切削循環(huán)、刀具位置補(bǔ)償、螺距補(bǔ)償、間隙補(bǔ)

92、償?shù)裙δ艿目煽啃?、?dòng)作靈活性等。</p><p>　　3.3主傳動(dòng)系統(tǒng)改造</p><p>　　為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床加工范圍廣、工藝性強(qiáng)、加工精度高和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)變速主要是無(wú)極變速、分段無(wú)級(jí)變速、內(nèi)置電動(dòng)機(jī)變速的3種方式。目前，數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)變速系統(tǒng)又采用齒輪分級(jí)變速的，也有采用直流和交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)的無(wú)級(jí)變速的，但隨著新型直流和交流主軸調(diào)速電動(dòng)機(jī)的日趨完善，齒輪分級(jí)變

93、速變速傳動(dòng)在逐漸減少，采用交流或直流調(diào)速電動(dòng)機(jī)，不僅可以大大地簡(jiǎn)化機(jī)械機(jī)構(gòu)，而且可以很方便地實(shí)現(xiàn)范圍很寬的無(wú)級(jí)調(diào)速，還可以按照指令連續(xù)地進(jìn)行變速，實(shí)現(xiàn)恒線速切削，進(jìn)一步提高機(jī)床的工作能力。</p><p>　　采用調(diào)速電動(dòng)機(jī)的主傳動(dòng)變速系統(tǒng)，通常有以下3種配置方式（見(jiàn)圖2.1） </p><p>　　(1)主軸電動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)</p><p>　　見(jiàn)圖2.1(a)所示

94、，電動(dòng)機(jī)與主軸用聯(lián)軸器同軸連接，這種方式大大簡(jiǎn)化了主軸箱和主軸結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的的剛度，但主軸輸出扭矩小，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱對(duì)主軸精度影響較大。近年來(lái)多采用交流私服電動(dòng)機(jī)，它的功率一般都很大，而且其輸出功率與實(shí)際消耗的功率有保持同步，效率很高。</p><p>　　(2)電動(dòng)機(jī)經(jīng)同步齒形帶傳動(dòng)主軸</p><p>　　如圖2.1(b)所示，主軸電動(dòng)機(jī)將其運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒形同步帶以定比傳動(dòng)傳遞給主

95、軸。由于輸出扭矩較小，這種傳動(dòng)方式主要用于小型數(shù)控機(jī)床扭矩特性要求的主軸，可以減少傳動(dòng)中的振動(dòng)和噪音。</p><p>　　如圖2.1(c)所示，主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)二級(jí)齒輪變速，使主軸獲得低速和高速系列，使之成為分段無(wú)級(jí)變速，這種配置方式在大中型數(shù)控機(jī)床種采用較多，通過(guò)齒輪傳動(dòng)降速后，輸出轉(zhuǎn)距可以擴(kuò)大，以滿足時(shí)輸出扭矩特征的要求</p><p>　　(3)電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪變速傳動(dòng)主軸。一部分小型數(shù)控

96、機(jī)床也采用這種傳動(dòng)方式，以獲得強(qiáng)力切削時(shí)所需要的扭矩，滑動(dòng)齒輪的位移大都采用液壓或電磁離合器兩種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　(4)電主軸</b></p><p>　　如圖2.1(d)所示，將調(diào)速電動(dòng)機(jī)與主軸合成一體（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸即為機(jī)床主軸），是近年來(lái)新出現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)，其優(yōu)點(diǎn)是主軸部件結(jié)構(gòu)更緊湊、剛度強(qiáng)、重量輕、慣量小、可提高調(diào)速電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、停止的響應(yīng)

97、特點(diǎn)。其缺點(diǎn)同樣是電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱引起的熱變形的問(wèn)題。</p><p><b>　　主軸組件的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　圖3是主軸結(jié)構(gòu)圖。主軸為三支承，前、中軸承在主軸箱內(nèi)，是主要支承，后軸承在變速箱中，是輔助支承。前軸承是NN3024SKM-SP及234424MA-SP，中間軸承為NN3022SKM-CP。這種軸承排列具有很高的剛性，軸向力及徑向力分別由不同的軸

98、承負(fù)擔(dān)，軸向熱膨脹可由圓柱滾子軸承吸收。后軸承是向心球軸承D220。由于三個(gè)軸承孔的同軸度很難保證，所以后軸承與箱體孔的配合較松，前、中軸承用長(zhǎng)效潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑，并用主軸中間的兩個(gè)背帽調(diào)節(jié)。主軸前端的兩個(gè)半圓墊在裝配時(shí)配磨，用來(lái)調(diào)整前軸承的預(yù)負(fù)荷。主軸孔徑為φ70。</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b&g

99、t;</p><p>　　時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。在這個(gè)美好的季節(jié)里，我在電腦上敲出了最后一個(gè)字，心中涌現(xiàn)的不是想象已久的歡欣，卻是難以言喻的失落。是的，隨著論文的終結(jié)，意味著我生命中最純美的學(xué)生時(shí)代即將結(jié)束，盡管百般不舍，這一天終究會(huì)在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來(lái)臨。</p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程，我收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識(shí)，更重要的是在閱讀、

100、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。在此特別感謝張老師，她耐心的教導(dǎo)和廣博的知識(shí)才得以使我的設(shè)計(jì)順利完成，張老師不僅是我的恩師更是益友，無(wú)論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無(wú)私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長(zhǎng)。感恩之情難以用語(yǔ)言量度，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語(yǔ)致以最崇高的敬意！</p><p>　　還要感謝我的父母，給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機(jī)會(huì)，養(yǎng)育之恩沒(méi)齒難忘；他們不僅培養(yǎng)了我對(duì)中國(guó)

101、傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣，讓我在漫長(zhǎng)的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來(lái)的日子里，我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對(duì)我的殷殷期望！我一定會(huì)好好孝敬和報(bào)答他們！， </p><p>　　還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過(guò)客，但他們對(duì)我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象。在此無(wú)法一一羅列，但對(duì)他們，我始終心懷感激。最后，我要向在百忙

102、之中抽時(shí)間對(duì)本文進(jìn)行審閱、評(píng)議和參加本人論文答辯的各位師長(zhǎng)表示感謝 。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　首先，非常感謝張師在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中給予我的悉心的指導(dǎo)與幫助。</p><p>　　其次，感謝同學(xué)們對(duì)我的支持，在我進(jìn)行資料查找時(shí)，是他們給了我信心和力量！</p><p>　　從接受

103、課題到現(xiàn)在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)論文，我得到了老師精心的指導(dǎo)和無(wú)微的幫助，尤其是在課題設(shè)計(jì)的前期準(zhǔn)備工作和設(shè)計(jì)的過(guò)程中，導(dǎo)師提出了許許多多寶貴的設(shè)計(jì)意見(jiàn)，在最后的論證修改過(guò)程中張老師還在百忙之中，抽出時(shí)間為我們提供了必要的指導(dǎo)和幫助。這使得我們能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，在短暫的幾個(gè)月的相處時(shí)間里，老師淵博的知識(shí)、敏銳的思路和實(shí)事求是的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，這也將對(duì)我不久的工作，起到很大的鼓動(dòng)作用，將使得我終身受益，謹(jǐn)此向老師表達(dá)我衷心的

104、感謝和崇高的敬意！</p><p>　　總之，我的設(shè)計(jì)是老師和同學(xué)共同完成的結(jié)果，在設(shè)計(jì)的三個(gè)月里，我們合作的非常愉快，教會(huì)了大我許多道理，是我人生的一筆財(cái)富，我再次向給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]. 廖建國(guó) 倪詳明. 數(shù)控機(jī)床與數(shù)控編程技術(shù). 科學(xué)出版社, 20

105、05.8</p><p>　　[2]. 余英良. 機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例 .機(jī)械工業(yè)出版社,1997.3</p><p>　　[3]. DTM SYSTEM 5T 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車床數(shù)控V系統(tǒng) 使用說(shuō)明書. 北京帝特馬數(shù)控設(shè)備公司</p><p>　　[4]. 陳立德. 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).高等教育出版社, 2002.5</p><p>