普通车床的数控化改造论文 - 图文(2)

攀枝花学院专科毕业论文(设计) 1绪论

6数控加工降低了工人的劳动强度，节省了劳动力，减少了工装，缩短了新产品试制周期很生产周期，并可对市场需求做出快速反应。

1.2 机床数控化改造主要解决的问题

1 恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复。 2 数字控制化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成数字控制机床、计算机数控机床。

3翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的计算机数控系统以最新计算机数控进行更新。

4技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

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攀枝花学院专科毕业论文(设计) 2设计思路及方案

2 设计思路及方案

2.1伺服系统的选择

1开环数控系统

这类数控机床采用开环进给伺服系统。其数控装置发出的指令信号是单向的。

没有检测反馈装置对运动部件的实际位移量进行检测，不能进行运动误差的校正，因此步进电机的步距角误差、齿轮和丝杆组成的传动链误差都将直接影响加工零件的精度。

这类机床通常为经济型、中小型机床，具有结构简单、价格低廉、调试方便等优点，但通常输出的扭矩值大小受到限制，且当输入的频率较高时，容易产生失步，难以实现运动部件的控制，因此以不能充分满足数控机床日益提高功率、运动速度和加工精度的控制要求。

2半闭环数控系统

这类机床的检测元件装在驱动电动机或传动丝杆的端部，可间接测量执行部件的实际位置或位移。这种系统的闭环环路内不包括机械传动环节，控制系统的调试十分方便，因此可以获得稳定的控制特性。由于采用高分辨率的测量元件，如脉冲编码器，因此可以获得比较满意的精度与速度。半闭环数控机床可以获得比开环系统更高的精度，但由于机械传动链的误差无法得到消除或校正，因此它的位移精度比闭环系统的要低。大多数数控机床采用半闭环控制系统。

3闭环数控系统

这类机床的位置检测装置安装在进给系统末段端的执行部件上，该位置检测装置可实测进给系统的位移量或位置。数控装置将位移指令与工作台端测得的实际位置反馈信号进比较，根据其差值不断控制运动，是运动部件严格按照实际需求的位移量运动；还可利用测速元器件随时测的驱动电机的转速，将速度反馈信号与速度指令信号相比较，对驱动电机的转速随时进行修正。这类机床的运动精度主要取决于检测装置的精度，与机械传动链的误差无关，因此可以消除由于传动部件制造过程中存在的精度误差给工件加工带来的影响。

相比开环数控机床，闭环数控机床精度更高，速度更快，驱动功率更大，但是，这类机床价格更昂贵，对机床结构及传动链依然提出了严格的要求。传动链的刚度、间隙，导轨的低速运动特性，机床结构的抗振性等因素都会增加系统调试困难。闭环系统设计和调整的不好，很容易造成系统的不稳定。所以，闭环控

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制数控机床主要用于一些精度要求很高的镗铣床、超精车床、超精磨床等。

根据以上的比较，基于结构简单、首次投入低、维修方便、易安装、调试等各方面因素考虑，选择开环数控系统最为合适。

2.2进给运动方式的选择

1滚珠丝杆传动

由于滚珠丝杆副的丝杆轴与丝杆螺母之间有很多滚珠在做运动，所以能得到较高的运动效率。滚珠丝杆副是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面，对温度、湿度进行严格控制，由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。由于利用滚珠运动的原因，所以启动力矩小，不会出现爬行现象，能保证实现精确的微进给。有较高的刚性，可实现高速进给。滚珠丝杆是将回转运动转化为直线运动，

或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。滚珠丝杆由螺杆、螺母和滚珠组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动，这是滚珠螺丝的进一步延伸和发展，这项发展的重要意义就是将轴承从滚动动作变成滑动动作。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器

2滑动丝杆传动

滑动丝杆传动价格较低，能自锁。效率相对滚珠丝杆效率低、精度低、不能实现微进给、刚性不高、有侧隙。

滚珠丝杆传动与滑动丝杆相比较，滚珠丝杆精度高、能实现微进给功能、刚性高、无侧隙、能实现高速进给，基于这些方面的考虑采用滚珠丝杆传动更为适合。

2.3换刀方式的选择

1刀架换刀

刀架上只能装一把刀，换刀的速度慢，换刀后还须重新对刀，并且精度不高，生产效率低。

2自动换刀

自动回转刀架是在一定的空间范围内能执行自动松开、转位以及精密定位等一系列动作的一种机构。自动回转刀架是在一定的空间范围内能执行自动松开、转位以及精密定位等一系列动作的一种机构。

因为使用自动换刀功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。更能弥补刀架换刀的缺陷。所以选择自动换刀较为适合。

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攀枝花学院专科毕业论文(设计) 3普通车床的介绍

3普通车床的介绍

普通车床是一种机械结构比较复杂而电气系统简单的机电设备，是用来进行车削加工的机床。在加工时，通过主轴和刀架运动的相互配合来完成对工件的车削加工。车床的种类很多，按其用途和结构的不同，可分为卧式车床、落地车床、立式车床、仿形车床、转塔车床、多刀半自动车床、自动车床等。

3.1 普通车床概述

3.1.1机床的组成和主要技术参数

1．机床的组成

车床的主要组成部件由图3.1所示。

图3.1 车床外形图 1—主轴箱 2—刀架 3—尾座 4—床身 5—右床腿 —进给箱 6—溜板箱 7—左床腿 8

6—溜板箱 7—左床腿 8—进给箱 图3.1是一些部件，由箱体、主轴、传动轴、轴上传动件、变速操纵机构、润滑密封件等组成。主轴通过前端的卡盘或者花盘带动工件完成旋转作主运动，也可以安装前尖顶通过拨盘带动工件旋转。

a刀架 四方刀架装在小滑板上，而小滑板装在中滑板上，纵滑板可沿床身导轨纵向移动，从而带动刀具纵向移动，用来车外圆、镗内孔等。而中滑板相对于纵滑板作横向移动，用来带动刀具加工端面、切断、切槽等。小滑板可相对中

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滑板改变角度后带动刀具斜进给，用来车削内外短锥面。

b尾座 尾座3可沿其导轨纵向调整位置，其上可安装顶尖支撑长工件的后段以加工长圆柱体，也可以安装孔加工刀具加工孔。尾座可横向作少量的调整，用于加工小锥度的外锥面。

c进给箱 进给箱8内装有进给运动的传动及操作装置，通过改变进给量的大小，可改变所加工螺纹的种类及导程。

d床身及床腿 床身4是机床的支承件，它安装在左床腿7和右床腿5上并支承在地基上。床身上安装着机床的各部件，并保证它们之间具有要求的相互准确位置。床身上面有纵向运动导轨和尾座纵向调整移动的导轨。

e溜板箱 溜板箱6与纵向滑板（床鞍）相连，溜板箱内装有纵、横向机动进给的传动换向机构和快速进给机构等。

2．车床的主要技术参数，如表3.1.

表3.1 车床的主要技术参数

床身上最大工件回转直径 刀架上最大工件回转直径 最大工件长度 主轴中心至床身平面导轨距离 最大车削长度 主轴孔径 主轴转速 正转（24级） 反转（12级） 刀架纵向及横向进给量 纵向 一般进给量 小进给量 加大进给量 横向 一般进给量 小进给量 加大进给量 刀架纵向快速移动速度 车削螺纹范围 米制螺纹（44种） 英制螺纹（20种） 模数螺纹（39种） 经节螺纹（37种） 主电动机

400mm 210mm 1000mm 205mm 650、900、1400mm 48mm 10～1400r/min 14～1580r/min 各64种 0.08～1.59mm 0.028～0.054mm 1.71～6.33mm 0.04～0.79mm 0.014～0.027mm 0.86～3.16mm 4m/min 1～192mm 2～24牙/in 0.25～48mm 1～96牙/in 7.5kw 功率 6

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