数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计(参考版)

　　

【正文】 数控车床具有结构简单、价格便宜、故障率低、维修简单方便、效率高、操作编程简单等诸多优点， 所以数控车床在很多加工行业都会成为应用的主体，随着数控技术和机床 行业的发展，数控车床将有着广阔的发 展前景。同时，也给数控机床的机械结构提出了更高的要求。 数控机床是促 进国民经济发展的巨大源动力，它给机械制造业带来了高倍率的效益增长和现代化的生产方式。由于专业知识的限制，无法对复杂的数控系统进行设计，但是，通过选择合适的数控系统，对数控原理有了一定的了解，并掌握了数控系统的一些连接方法。倒角 N52 G00 X100 Z100 ； 快退至起刀 点 N53 T03 ； 换 3 号螺纹刀 N54 S600 M03 ； 主轴变速 N55 G00 X15 Z12 ； 快速进刀 N56 HUANG ； 调子程序车第一条螺纹 N57 G00 ； 快速进刀 N58 HUANG ； 调子程序车第一条螺纹 N59 G00 ； 快速进刀 N60 HUANG ； 调子程序车第一条螺纹 N61 G00 X15 ； 快速进刀 N62 HUANG ； 调子程序车第二条螺纹 N63 G00 ； 快速进刀 N64 HUANG ； 调子程序车第二条螺纹 N65 G00 ； 快速进刀 N66 HUANG ； 调子程序车第二条螺纹 N67 G00 X100 Z100 ； 快退至起刀点 N68 T02 S420 M03 ； 换 2 号割槽刀，主轴变速 N69 G00 X20 Z63 ； 快速进刀 N70 G01 X0 F30 ； 割断 N71 G00 X100 ； 快速退刀 N72 G00 Z100 M09 ； 退回起刀点，切削液关 N73 M05 ； 主轴停转 N74 M02 ； 主程序结束 %HUANG ； 车螺纹子程序 N90 G91 G33 Z30 K3 ； 车削螺纹 N91 G00 X10 ； 快速退刀 N92 G00 Z30 ； 返回 N93 G90 ； 换回绝对坐标编程 N94 RET ； 子程序结束 结 论 本次设计的是纵向及横切向进给系统，完成了系统中的尺寸计算及结构设计，并对其进行一系列的校核，各项性能指标完全满足要求，说明设计的结构是合理的。 8） 割断工件。 6） 割退刀槽，并用割槽刀右刀尖倒出 M30 3 螺纹左端 C2倒角。 4） 车右端圆弧，留 精车余量。 2） 用 1 号刀车工件右端面，粗车外圆至φ 70。硬质合金螺纹刀为 3 号刀。 图 数控零件图 1. 刀具设置 选择 93176。 数控连线图 其连线图如图 所示 。并且随机提供标准的 PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化 ； SINUMERIK802D 集成了内置 PLC 系统，对机床进行逻辑控制。可靠性高、易于安装 ； SINUMERIK802D 可控制 4 个进给轴和一个数字或模拟主轴。 图 压板结构 6 数控系统选择 西门子数控系统的优点 西门子数控系统具有优越的性能，设计中选择 SINUMERIK 802D 型号。压板的 d面和 e面用空刀槽分开，间隙大磨刮 d面，太紧时则修 e面。压板用于调整辅助导轨面的间隙和承受颠覆力矩。 图 双矩形导轨 图 双矩形导轨的两种形式 镶条是用来调整矩形导轨和燕尾导轨的侧隙，以 保证导轨面的正常接触。导轨受热膨胀时宽式组合比窄式的变形量大，调整时应留较大的侧向间隙，因而导向性较差。矩形导轨存在侧向间隙，必须用镶条进行调整。这种导轨的刚度高，当量摩擦系数比 三角形导轨低，承载能力高，加工、检验和维修都方便，而被广泛地采用。后，侧面磨损能自动补偿，克服了矩形导轨侧面磨损不能自动补偿的缺陷，使其导向性更好。且两个导轨面的误差不会相互影响，便于安装。 直线运动滑动导轨截面形状主要有三角形、矩形、燕尾形和圆形，并可互相组合。 导轨的功用是导向和承载。塑料导轨可与淬硬的铸造铁支承导轨和镶钢支承导轨组成对偶摩擦副。它们具有摩擦性能良好和使用寿命长等特点 [2]。但传统滑动 导轨摩擦阻力大 图 床身结构 且磨损快，动、静摩擦系数差别大，低速时易产生爬行现象。 导轨 车床的导轨可分为滑动导轨和滚动导轨两种。铸铁具有良好的减震性和耐磨性，易于铸造和加工。为此，在设计床身截面时，综合考虑以上因素，在 满足使用、工艺情况下，采用空心截面，加大轮廓，减小壁厚，采用全封闭的类似矩形的床身截面形式，同时，为了提高床身的抗扭刚度和床身的刚度／重量比，在大截面内设计一个较小的类似圆形截面 (如图 ) 。材料、截面相同，但形状不同的床身，截面的惯性矩相差很大。从而大幅度提高了床身的抗弯和抗扭刚度。 (3)由于在床身上无需开排屑孔，就可以增加与底座连接的床身底面的整体性，从而可增加床身底面的刚性。(2)切屑从工件上落到位于床身前面的排屑器中，再由排屑器将切屑排出。的斜面床身。因此，在床身不太长的情况下，主要应提高床身在水平面内的弯曲刚度。因此，床身特别是数控车床的床身具有足够的静态刚度和较高的刚度 /质量比；良好的动态性能；较小的热变形和内应力；并易于加工制造，装配等，才能满足数控车床对床身的要求。它支承着数控车床的床头箱，床鞍，刀架，尾座等部件，承受着切削力、重力、摩擦力等静态力和动态力的作用。 5. 驱动滚珠丝杠副所需扭矩 maxg P a BT T T T   9 4 5 8 Nm    6. 电机的额定扭矩 ( 5 ~ )gJTT ( ~ )JT N m 电机的选择 根据以上计算的扭矩及文献 [12]，选择电机型号为 SIEMENS 的 IFT5066，其额定转矩为 Nm。再加上闭环反馈系统的补偿，定位精度能进一步提高 [10]。 传动精度计算 滚 珠 丝 杠 的 拉 压 刚 度 24s dEK L () 导轨运动到两极位置时，有最大和最小拉压刚度，其中， L 值分别为 300mm和 100mm。 m2)。 m2)； JZ—— 丝杠上传动件的转动惯量 (kg 69 . 8 3 2 4 1 0 1 2 6 0 / 1 2 0 3 8 / m in 1 5 0 0 / m in2021eB K r a d s r rm      显然，丝杠的扭转振动的固有频率远大于 1500r/min，能满足要求。螺母座刚度 100 0 /HK N m 。 4) 丝杠本身的拉压刚度： 对丝杠支承组合方式为两端固定的方式： 61 0 /s A E lK N ma l a  () 式中 A—— 丝杠最小横截面， 222 ()4A d mm； E—— 材料的弹性模量， E= 1011(N/m2)； l—— 两支承间距 (m)； a—— 螺母至轴向固定处的距离 (m)。 2) 轴承的接触刚度可查轴承型号 样本。 丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率 丝杠系统的轴向 拉压系统刚度 Ke的计算公式： 两端固定： 11 1 1 1 1 ( / )4e B c H S NmK K K K K      () 式中 Ke —— 滚珠丝杠副的拉压系统刚度 (N/μ m)； KH—— 螺母座的刚度 (N/μ m)； Kc—— 丝杠副内滚道的接触刚度 (N/μ m)； KS—— 丝杠本身的拉压刚度 (N/μ m)； KB—— 轴承的接触刚度 (N/μ m)。 4 1 2 8 43 . 1 4 ( 3 2 1 . 2 3 . 9 6 9 ) 1 0 2 . 7 1 064Im        丝杠螺纹部分长度 180 112 40 332uL mm   ，取 350uL mm 支承跨距 1 400L mm ， 丝杠全长 500L mm 由公式 () 2 1 1 8