400mm数控车床.pdf
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1、400mm 简易数控车床横向进给系统及刀架部件设计专业：机械设计制造学号：09010405 姓名：陈正熙指导老师：陆学斌王得蛟张永贵王元华职称：副教授摘要数控机床集中了传统的自动机床、精密机床和万能机床三者的优点，将高效率、高精度和高柔性集中于一体。而数控机床横向进给技术水平的提高首先依赖于进给和主轴驱动特性的改善以及功能的扩大，为此数控机床对进给伺服系统的位置控制、速度控制、伺服电机、机械传动等方面都有很高的要求。数车床改造是指以机械位置作为控制对象的自动控制系统。在数控机床中，伺服系统主要指各坐标轴进给驱动的位置横向进给控制系统。伺服系统接受来自CNC 装置的进给脉冲，经变换和放大，再驱动
2、各加工坐标轴按指令脉冲运动。这些轴有的带动工作台，使刀具相对于工件产生各种复杂的机械运动，加工出所要求的复杂形状工件。横向进给系统是数控装置和机床机械传动部件间的联系环节，是数控机床的重要组成部分。它包含机械、电子、电机(早期产品还包含液压)等各种部件，并涉及到强电与弱电控制，是一个比较复杂的控制系统。横向进给的确是一个相当复杂的任务。提高伺服系统的技术性能和可靠性，对于数控机床具有重大意义，研究与开发高性能的伺服系统一直是现代数控机床的关键技术之一。关键词：横向进给；数控化；一数控机床自从 1952 年美国麻省理工学院研制出世界上第一台数控机床以来，数控机床在制造工业，特别是在汽车、航空航天
3、、以及军事工业中被广泛地应用，数控技术无论在硬件和软件方面，都有飞速发展。数控车床又称为CNC 车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。二发展趋势进入 21 世纪以来，数控车床呈现以下三个发展趋势：（一）高速、高精密化数
4、控车床采用电主轴结构可使主轴转速达到10000r/min 以上。通过直线电机和直线滚动导轨副的应用，可使机床的快速移动速度由目前的1020m/mim 提高到 6080m/min，甚至高达120m/min。（二）高可靠性数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。三数控机床特点数控机床是数字控制机床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。数控机床与普通机床相比，数控机床有如下特点：加工精度高，具有稳定
5、的加工质量；可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通机床的35倍）；机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。四 CK6140机床主体的设计CK6140 机床的主体。它包括床身、底座、主轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件。它是在数控机床上自动地完成各种切削加工的机械部分。与传统的机床相比，数控机床主体具有如下结构特点：1）采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构。通常用提高结构系统的静刚度、增加阻尼、调
6、整结构件质量和固有频率等方法来提高机床主机的刚度和抗震性，使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要。采取改善机床结构布局、减少发热、控制温升及采用热位移补偿等措施，可减少热变形对机床主机的影响。2）采用高性能的主轴伺服驱动和进给伺服驱动装置，使数控机床的传动链缩短，简化了机床机械传动系统的结构。3）采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件，如滚珠丝杠螺母副、塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等。（一）主轴及主轴箱的设计主轴箱位于机床的左侧，车床的主轴是为机床提供主运动的部件，前端安装的是液压卡盘；后端是电机同步带轮和编码器同步带轮；中间采用两只承结构。采用的前锥孔圆柱滚
7、子轴承和推力轴承分离预紧的结构。主轴主轴前端盖和后端盖的密封采用甩油环密封，卸荷套采用的是迷宫式密封。所有的止动螺母采用螺栓压黄铜块的锁死方式。前轴端卡盘选用的是全通气动卡盘K110A。前轴承 NN3017K 后轴承 NN3014K 推力轴承 51118 卸荷轴承 16016。（二）进给系统的设计横向进给系统和纵向进给系统都是一端固定一端游动式结构横向丝杠采用CBM2004-5 纵向丝杠采用CBM 3208-3（三）刀架的选用刀架采用的是内置电机的通用刀架TLDB4-6140（四）床身的设计床身固定在左右床退上，在床身上安装的各主要部件，使它们在工作时保持精确地相对位置和运动轨迹主轴伺服电机的
8、选用主轴电机选用的是FAUNC-iI6/10000 采用交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。交流主轴电动机及交流变频驱动装置（笼型感应交流电动机配置矢量变换变频调速系统），由于没有电刷，不产生火花，所以使用寿命长，且性能已达到直流驱动系统的水平，甚至在噪声方面还有所降低。因此，目前应用较为广泛。主轴传递的功率或转矩与转速之间的关系。当机床处在连续运转状态下，主轴的转速在202500r/min 范围内，主轴传递电动机的全部功率5.5kW，为主轴的恒功率区域（实线）。在这个区域内，主轴的最大输出扭矩（35N.m）随着主轴转速的增高而变小。主轴转速在35200r/min 范围内，主轴的输出转矩不变，
9、称为主轴的恒转矩区域（实线）。在这个区域内，主轴所能传递的功率随着主轴转速的降低而减小。图中虚线所示为电动机超载（允许超载 30min）时，恒功率区域和恒转矩区域。电动机的超载功率为7.5kW。五机床的使用数控车床的环境温度低于30 摄示度，相对温度小于80%。使用气压压卡盘、液压尾座、液压缸的油压力都应在许用应力范围内，不允许任意提高。切削条件:文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:
10、CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A2H2 ZA6A5A1J4S5文档编码:CL7E1U5F4D6 HJ3R7T2A
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