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2、op/43.shtml财务管理学院53套讲座+ 17945份资料./Shop/45.shtml销售经理学院56套讲座+ 14350份资料./Shop/46.shtml销售人员培训学院72套讲座+ 4879份资料./Shop/47.shtml目 录论文题目 2改造概述及改造背景 3设计任务与方案确定 3机床机械部分设计 5安装调试中应注意的问题 8数控系统及伺服系统的改造 10 功能确定及分布 12机床调试验收 14 改造后取得的效果 16 结束语 16参考文献 18 CW61100普通车床数控化改造X向1、 设计任务并不是所有的旧机床都可以进行数控改造，机床的改造主要应具备两个条件：第一，机床
3、基础件必须有足够的刚性。第二，改造的费用要合适，经济性好。根据所给的条件，完成CW61100普通车床数控化改造X向已知条件：1、主轴电机最大功率为18KW 2、X向运动部件自重200Kg，导轨导轨采用滑轮导轨，（铸铁铸铁）3、X向运动速度改造后大于3m/min、要求：1、说明书部分1）X向数控化改造方案的确定(机械部分和系统部分)2）相关计算过程及元件选用3）安装、调试过程说明2、图纸部分1）X向数控化改造总装图2）X向数控化改造部分零件图一、 机床改造概述及改造背景 CW61100普通车床是我国天津机床厂1974年生产的大型车床，在贵阳车辆厂已使用近30年。主要用于加工机车轮毂的外圆、端面、
4、 多曲率圆弧处，由于该设备已使用近30年，机械精度已严重下降，加之多曲率圆弧处的加工质量要靠样板修整来保证，工人的劳动强度大，已难以保证产品的加工质量。随着新机车的发展，对机车轮毂的要求也越来越高，多曲率圆弧处的曲率变化也越来越多。现使用的普通车床已无法满足生产加工要求，必须更新设备，经多方面比较、认为对CW61100普通车床进行数控化改造比重新购买新设备可节约资金近10万元。因此决定对CW61100普通车床进行数控化改造，以满足新型机车轮毂的加工要求。二、 设计任务与总体方案的确定 1、 新型机车轮毂的外型特点及加工要求新型机车轮毂的外型由多曲率圆处、外圆和端面及倒角组成，并且多曲率变化圆弧
5、处加工精度要求高，加工难点主要是多曲率变化圆弧处；因此要求设备改造后，该设备的X、Z向必须具有联动功能，由于该零件较大、重约 500KG ， 因此对主轴转速要求不高，要求主轴以一定的转速旋转固定不变。 2、 数控化改造方案的确定总体设计方案的内容包括：系统运动方式的确定；伺服系统的选择；执行机构的结构选择；数控控制系统的选择；机械传动方式确定及机械精度的修复等内容。应根据设计任务和要求进行调研，查阅技术资料，提出改造的总体方案，并对方案进行分析比较和论证，最后确定总体方案。确定方案时，应仔细考虑机床与控制部分相互之间的各种要求，做出合理的设计。不仅要考虑各种高性能、自动化要求，也要考虑被改造机
6、床的具体条件，使技术的先进性与经济的合理性较好地统一起来。1) 、控制系统的选择根据新型机车轮毂的外型特点及加工要求，经对西门子数控系统的比较，确定选择西门子802C控制系统，对该设备的X向进行控制；并实现X向的联动。2) 、伺服系统的选择根据改造后该设备加工零件的精度要求，确定选择编码器半闭环控制系统。3）、执行机构结构的选择执行机构的结构选择西门子伺服控制电机。4）、机械传动方式的确定机械传动方式采用滚珠丝杠副加一级同步减速装置进行运动和力的传递。5）、机械精度的修复机械精度的修复主要指X向导轨精度的修复。三、 机械设计部机分 1、X向进给机构的改造。 拆除原机床的进给箱，利用原机床进给箱
7、的安装孔和销孔安装滚珠丝杠丝母固定支撑架。滚珠丝杠仍安装在原丝杠的位置，两端采用固定方式支撑，中间加辅助支撑，以提高滚珠丝杠的刚性。动力传动采用伺服控制电机加同步带减速装置传递给滚珠丝杠副，实现X向进给运动。伺服电机安装在中拖板的前侧。2、电动刀架的安装 利用原小刀架位置通过加垫板安装电动刀架，以保证刀具刀点和主轴中心处于同一平面。 3、机械部分改造设计部分的相关计算 机械部分设计内容包括：传动元件的设计计算及选用，运动部件的惯性计算，伺服电动机的选择等。（1）、X坐标传动最快运行速度Vma电动机最快转速: r=2000转/min传动减速比： n=3滚珠丝杠螺距：p=5mm根据公式： Vmax
8、=r.p/n得 Vmax=20005O.OO1/3 =3.34m/min故X轴最大进给速度为3.34m/min由于X坐标的传动减速比是n=3；所以折算到电机轴上的转动惯量可按下式估算 JF=J1+J2+J3+JK JF_折算到电机轴上的转动惯量（kg.cm2） J1_联轴节的转动惯量（kg.cm2） J2_丝杠的转动惯量（kg.cm2） J3_联轴节的转动惯量（kg.cm2） n _减速比 （n=3） JK_X向电机转子的转动惯量（kg.cm2） 对于材料为钢的圆柱形零件，其转动惯量可按下式进行计算： J=7.810-4 D4L D_圆柱零件的直径(cm) L_零件轴向长度（cm） 通过计算得
9、： J1=1.16kg.cm2 J2=43.41kg.cm2 J3=2.78 kg.cm2 JK=6.68kg.cm2 故总惯量 JF=54.03kg.cm2（3) 切削功率计算 利用下面公式： 切削功率 Pc=PK P电机功率18KW 传动效率0.8 K功率系数0.96 计算切削功率得： Pc=13.82KW (4) 摩擦阻力的估算 X向摩擦阻力的估算： X想运动部件自重约： 1500N X向运动部件之间摩擦系数(铸铁对铸铁）：0.18 X向摩擦阻力：Fmx=15000.18=270N （5）切削力应按在各种加工情况下经常遇到的最大切削力（或扭矩）和最大切削速度（或转速）来计算，即 Pc=(
10、FXv10-3)/60 或 Pc=Tn/9550 式中 FX主切削力； v切削速度； T切削转速； N主轴转速； 取v=400m/min FX=60Pc10-3/v=6013.82103/400=2073N 在一般外圆车削时取X、Z向分力分别为 Fqx=0.5 FX =1036.5N Fqz =0.6 FX =1243.8N (6)X向坐标运动时的工作阻力 Fx=Fmx+Fqx=270+1036.5=1306.5N （7）伺服电机扭矩的计算 根据公式 Pc=60Pc103/v和Pc=Tn/9550 得 X向扭矩 T=9550FXv10-3/(60n)=33Nm 由于X项均采用同步带减速装置，减速比为3；故X向选18Nm电机。4、车床改造后的机械结构特点 （1）X向滚珠丝杠 X向滚珠丝杠采用三点支撑形式。考虑到向心推力球轴承既可承受径向力又可以承受轴向力，因此在丝杠的左右端各设计了一个专用轴承支座，分别采用一对向心推力球轴承来支撑丝杠。由于拆除了走刀箱，在原走刀箱部位设计了一个滚珠丝杠的丝母支架，用来固定丝母，并起到了支撑丝杠的作用，消除了因丝杠自重引起的弯曲，从而提高滚珠丝杠转动时的稳定性。并根据机床的结构，将伺服电机放在床鞍的后面，皮带轮与丝杠、伺服电机采用无键连接，远离操作者的一侧；编码器安装在滚珠丝杠的
