C616型普通車床改造為經(jīng)濟型數(shù)控車床畢 業(yè) 設 計（論 文）設計（論文）題目：C616型普通車床改造為經(jīng)濟型數(shù)控車床全套CAD圖紙，聯(lián)系153893706系 別：機械工程系專 業(yè)：機電一體化班 級：02機電（1）姓 名： 學 號：1 指導老師：目錄序言 --------------------------------------------------------------------------------------3一、 設計方案的確定-----------------------------------------------------------------4（一） 設計任務------------------------------------------------------------------------4（二） 總體設計方案的確定---------------------------------------------------------4二、機械部分改造與設計------------------------------------------------------------4（一） 縱向進給系統(tǒng)的設計與計算------------------------------------------------4（二） 橫向進給系統(tǒng)的設計與計算------------------------------------------------10三、步進電機的選擇------------------------------------------------------------------13（一）步進電機選用的基本原則---------------------------------------------------13（二）步進電機的選擇---------------------------------------------------------------14四、機床導軌改造---------------------------------------------------------------------15五、自動轉(zhuǎn)位刀架的選用------------------------------------------------------------16六、經(jīng)濟型數(shù)控機床改造時數(shù)控系統(tǒng)的選用------------------------------------17七、典型零件的工藝設計及應用程序的編制------------------------------------18（一）工藝分析------------------------------------------------------------------------18（二）工作坐標系的設定------------------------------------------------------------19（三）手動鉆孔------------------------------------------------------------------------19（四）編制加工程序------------------------------------------------------------------19小結(jié)---------------------------------------------------------------------------------------21參考文獻---------------------------------------------------------------------------------22序言畢業(yè)設計課題：C616型普通車床改造為經(jīng)濟型數(shù)控車床課題簡介：本課題是圍繞將普通機床改造成經(jīng)濟型數(shù)控機床展開設計的，經(jīng)濟型數(shù)控機床是指價格低廉、操作使用方便，適合我國國情的裝有簡易數(shù)控系統(tǒng)的高效自動化機床。

中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，常希望對原有舊機床進行改造，實現(xiàn)數(shù)控化、自動化經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實的的生產(chǎn)實際，結(jié)合我國國情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能降低價格價格便宜、性能價格比適中是其最主要的特點，特別適合在設備中占有較大比重的普通車床改造，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣企業(yè)應用經(jīng)濟型數(shù)控型系統(tǒng)對設備進行改造后，將提高產(chǎn)品加工精度和批量生產(chǎn)的能力，同時又能保持“萬能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設備自身對產(chǎn)品更新?lián)Q代的應變能力，增強企業(yè)的競爭能力利用微機改造現(xiàn)有的普遍車床，主要應該解決的問題是如何將機械傳動的進給和手工控制的刀架轉(zhuǎn)位，進給改造成由計算機控制的刀架自動轉(zhuǎn)位以及自動進給加工車床，即經(jīng)濟型數(shù)控車床 進行數(shù)控機床的改造是非常有必要的數(shù)控機床可以很好地解決形狀復雜、精密、小批量及多變零件的加工問題能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，但是數(shù)控機床的運用也受到其他條件的限制如：數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資巨大等，因此，普通車床的數(shù)控改造，大有可為它適合我國的經(jīng)濟水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國設備技術(shù)改造主要方向之一現(xiàn)我選用C616普通車床為例進行數(shù)控改造一、設計方案的確定C616型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會擁有量大的普通車床。

實踐證明，把這種車床改造為數(shù)控車床，已經(jīng)收到了良好的經(jīng)濟效果一） 設計任務本設計任務是對C616普通車床進行數(shù)控改造利用微機對縱橫進給系統(tǒng)進行開環(huán)控制縱向脈沖當量為0.01mm/脈沖，橫向脈沖當量為0.005mm/脈沖，驅(qū)動元件采用步進電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架二)總體設計方案的確定由于是經(jīng)濟型數(shù)控改造，所以在考慮具體方案時，基本原則是在滿足使用要求的前提下，對機床的改動盡可能減少，以降低成本.根據(jù)C616車床有關(guān)資料以及數(shù)控車床的改造經(jīng)驗，確定總體方案為:采用微機對數(shù)據(jù)進行計算處理，由I/O接口輸出步進脈沖經(jīng)一級齒輪減速后,帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)縱向、橫向進給運動二、機械部分改造設計與計算1． 縱向進給系統(tǒng)的設計經(jīng)濟型數(shù)控車床的改造一般是步進電機經(jīng)減速驅(qū)動絲杠，螺母固定在溜板箱上，帶動刀架左右移動步進電機的布置，可放在絲杠的任意一端對車床改造來說，外觀不必象產(chǎn)品設計要求那么高，而從改造方便、實用方面來考慮，一般把步進電機放在縱向絲杠的右端2． 縱向進給系統(tǒng)的設計計算 已知條件： 工作臺重量： W=80kgf=80N(根據(jù)圖紙粗略計算)時間常數(shù)： T=25ms滾珠絲杠基本導程：L0=6mm行程： S=640mm脈沖當量： δp=0.01mm/step步距角： α=0.75°/step快速進給速度： Vmax=2mm/min(1)切削計算 由〈〈機床設計手冊〉〉可知，切削功率Nc=NηK式中 N——電機功率，查機床說明書，N=4KW； η——主傳動系統(tǒng)總效率，一般為0.6～0.7取η=0.65； K——進給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為K=0.96。

則： Nc=4×0.65×0.96=2.496KW又因為 NC= FZ=所以 式中 v——切削線速度，取v=100m/min主切削力 FZ =152.76(kgf)=1527.6(N)由〈〈金屬切削原理〉〉可知，主切削力 FZ=CFz apx Fz fYFz KFz查表得： CFz=188kgf/mm21880Mpa XFz=1 YFz=0.75 KFz=1則可計算FZ 如表（1）所示： 表（1） FZ計算結(jié)果ap(mm)222888f(mm)0.20.30.40.20.30.4FZ(N)112515241891168722872837當FZ=1520N 時，切削深度ap=2mm, 走刀量f=0.3mm，以此參數(shù)做為下面計算的依據(jù)從〈〈機床設計手冊〉〉中可知，在一般外圓車削時： FX =（0.1～0.6）FZ FZ=(0.15～0.7) FZ?。? FX=0.5 FZ=0.5×1527.6=763.8N FY=0.6 FZ=0.6×1527.6=916.5N(2)滾珠絲杠設計計算綜合導軌車床絲杠的軸向力： P=KFX+f′(FZ+W)式中 K=1.15，f′=0.15～0.18，取為0.16。

則 P=1.15×763.8+0.16×(1527.6+800)=1250.8N1) 強度計算：壽命值 L1=n1==取工件直徑 D=80 mm,查表得T I=15000h則：n1==20r/minL1==18最大動負載 Q=查表得： 運轉(zhuǎn)系數(shù) fw=1.2 硬度系數(shù) fH=1則Q=×1.2×1×1250.8=39933.6N根據(jù)最大動負載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號例如，滾珠絲杠參照漢江機床廠的產(chǎn)品樣本選取FC1B系列，滾珠絲杠直徑為φ32mm,型號為FC1B32×6—5—E2，其額定動載荷是10689N，所以強度足夠用2）效率計算：根據(jù)〈〈機械原理〉〉的公式，絲杠螺母副的傳動效率η為： η=式中 摩擦角ψ=10′　　螺旋升角γ=3°25′則η=3)剛度驗算：滾珠絲杠受到工作負載P引起的導程的變化量 △L1=±式中 L0=6mm=0.6cm；E=20.6×166N/ cm2。

滾珠絲杠截面積 F=()2π=（）2×3.14則 △L1=±=±5.9×10-6㎝滾珠絲杠受扭矩引起的導程變化量△L2很小,可忽略,即：△L=△L1所以：導程變形總誤差△為△ ==×5.9×10-6=9.8μm/m查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15μm/m，故剛度足夠4）穩(wěn)定性驗算：由于機床原絲杠直徑為φ30mm，現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為φ32 mm，支承方式不變，所以穩(wěn)定性不存在問題3)齒輪及轉(zhuǎn)距的有關(guān)計算1）有關(guān)齒輪計算傳動比 i===1.25故取 Z1=32mm Z2=40 m=2mm b=20mm α=20° d1=m Z1=2×32=64mm d2= m Z2=2×40=80mm 。