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1、农业大学农业大学普普通通本本科科生生毕毕业业设设计计 CA6140CA6140 数控改装设计数控改装设计NUMERICAL CONTROL REFORMATION FOR LATHE OF CA6140目 录摘要 1关键词11 前言 12 CA6140 数控车床主要技术参数 23 总体设计方案的确定3 4 传动系统设计441 转速图的拟定 54.1.1 数控车床的传动原理设计 54.1.2 公比 确定 64.1.3 结构式的拟定 64.1.4 验算传动组的变速范围 74.1.5 计算各轴转速 74.1.6 齿轮齿数的确定842 主传动改造设计843 皮带轮的设计 94.3.1 参数确定 94.
2、3.2 V 带轮结构设计 944 齿轮的设计 114.4.1 确定齿轮类型、材料、精度 11 4.4.2 按齿面接触强度设计114.4.3 几何尺寸计算1245 轴的结构的设计 1346 轴承的改造设计 1347 主轴脉冲发生器 13 48 主轴电机的选择 144.8.1 主轴的基本要求144.8.2 主轴电机的使用要求144.8.3 电机工艺性经济性要求1449 其它辅助设备的改造设计 154.9.1 减少热源的热量154.9.2 各部件间的温差154.9.3 主轴箱的密封 155 进给系统改造设计 1551 概述 155 .2 进给系统改造设计与计 165.2.1 纵向进给系统的设计与计算
3、165.2.2 横向进给系统的设计与计算2053 进给系统的安装与调整 216 机床导轨的改造 227 自动转位刀架的改造设计 228 可控电动尾座设计 249 结论24参考文献 25致谢 26谢谢谢谢朋友朋友对对我文章的我文章的赏识赏识，充，充值值后就可以下后就可以下载载此此设计说设计说明明书书（不（不包含包含 CAD 图纸图纸）。我）。我这这里里还还有一个有一个压缩压缩包，里面有相包，里面有相应应的的 word说说明明书书和和 CAD 图纸图纸。需要。需要压缩压缩包的朋友包的朋友联联系系 QQ 客服客服1： ：1459919609 或或 QQ 客服客服 2： ：1969043202。需要其
4、他。需要其他设计题设计题目直目直接接联联系！系！ C CA A6 61 14 40 0 数数控控改改装装设设计计摘 要:本设计就是对 CA6140 车床的机械部分进行数控改装。主要针对传动系统图、进给系统、导轨和自动转位刀架进行改造设计。简化机械传动机构，缩短传动链和提高自动化程度，解决复杂的零件加工、精度控制及提高产品质量和生产率等问题。 关键词: 数控改装;改造设计;传动机构;传动链Numerical Control Reformation for Lathe of CA6140Abstract: Design aims to modify numerical control of the
5、 parts of machine mechanism on CA6140. Which are mainly for transmission map, feeding system, rail and transform the automatic indexing turret design. While simplify the transmission mechanism , reduce driving chain and increase the degree of automation to address complex parts processing, precision
6、 control and improve product quality and productivity issues. key words: the numerical control re-equips; the transformation design;the transmission system;the transmission chain 1 前言 随着我国工业生产的需要，当前，设备改造是机械工业面临的一个十分重要的课题，本次设计就是对 CA6140 车床的机械部分进行数控改装，主要是简化机械传动机构缩短传动链，提高自动化程度与数控相适应，同时也解决复杂零件的加工精度控制，提高
7、产品质量和生产率，在这次设计内容上主要针对传动系统图和进给系统改造设计，导轨的改造设计，自动转位刀架的改造设计等。为达到本设计的目的，必须查阅相关资料以及向老师请教，同时也得到相关企业参观考查。就目前，经济型数控机床，仍然是我国市场经济需要量最大、销售量最高。在利用我国现有的大量闲置旧机床，对旧机床进行数控化改造，研制出一种新型高效、多能的经济型数控机床，是一种推陈出新、盘活存量资金的有效方法和低成本自动必由之路。而随着科学技术和社会生产力的迅速发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，为使机械加工工艺过程自动化成为实现上述的最重要措施之一。它不仅能够提高生产质量、提高年产率、降低生
8、产率、降低成本，还能够极大地改善生产者的劳动条件。数控技术和数控机床的延生于二十世纪中叶，经过半个世纪来，数控系统经历了从硬件到计算机数控两个阶段和从电子管数控到基于个人计算机数控平台六代的发展，数控机床的控制轴数已由半轴的点位控制。两轴联动发展到五轴以上联动，基本上已实现数控自动化。由于数控系统的优越性，目前，在工业发达国家中，数控机床的应用几乎已扩展到所有加工领域。现今，经济型数控机床，仍然是我国市场需要量最大，销售量最高的数控机床，而利用我国现有大量闲置的旧机床，对其进行数控化改造，研制出一种推陈出新，盘活存量资金的和低成本自动必由之路，而我们研制的 CA6140 小型数控车床正是这个思
9、路的探索与实践。因此，为了提高产品质量提高产品精度，减少劳动强度，降低成本，实现自动化，对我国原有普通车床进行经济型的数控改装，是当前机械工业的个十分重要的课题。 2 CA6140 数控车床主要技术参数最大加工工件直径：400 毫米最大加工工件长度：1000 毫米主轴孔径：48 毫米主轴前端孔锥度：莫氏 6 号进给量和螺距范围纵向：0.0120.48 毫米横向：0.0210.24 毫米快速进给速度纵向：3 米/分钟横向：1.5 米/分钟主轴转速：正转 12 级 101400 转/分钟主电机功率：7.5 千瓦转速：1440 转/分钟控制坐标数目：2 个脉冲分配方式：逐点比较法输入方式：绝对值或增
10、量值输入脉冲当量：Z 轴（纵向）：0.01 毫米/脉冲X 轴（横向）：0.005 毫米/脉冲车床外形尺寸：长宽高 266810001190 毫米 3 总体设计方案的确定CA6140 车床主要用于中小型轴类。盘类以及螺纹零件的加工。这些零件的加工工艺要求完成的主要任务是：控制主轴正反转和实现其不同切削速度；刀架能实现纵向和横向的进给，并具备在换刀点自动改变四个刀位完成选择刀具、冷却泵、润滑泵的合、停；加工螺纹时保证主轴转一致，刀架移动一个补加工螺纹的螺距或导程。这些内容是数控改造系统控制的对象。根据 CA6140 车床的有关数据资料，确定CA6140 车床的机械改造方案为：(1) 传动系统的改造
11、将 CA6140 的正转 24 级和反转 12 级改为正转 12 级和反转 6 级的简易经济型数控机床。在满足基本转速范围和工作性能要求同时，简化传动机构，缩短传动链，并在主轴后端安装光电编码器，将 CA6140 车床的手动分级变速改造为自动分级变速，使之具有操作方便，结构简单的特点。(2) 进给系统的改造Z 轴（纵向）进给系统。拆除原机床的进给箱。溜板箱。光杆和丝杠，将步进电机布置在原丝杠左端，利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装减速齿轮箱，步进电机采用 V 带轮减速。将滚珠丝杆代替原丝杠，仍安置原丝杠位置，滚珠丝杠采用可预紧安装方式，安装方式以减少或消除丝杆产生的弯曲变形，使丝杆拉压刚度有
12、较大提高。工作时，步进电机经 V 带传动到主轴箱内，将拖动扭矩传给滚珠丝杠副，带动大拖板连接沿纵向往复运动。X 轴（横向）进给，将步进电机安装在大拖板上，用法兰盘将步进电机和机床大拖扳连接，步进电机，齿轮箱体安装在中拖的后侧。第一刀架的改造：拆除原刀架和小拖扳，换上数控刀架。第二电动尾座改造：该改装可根据加工需要使刀具自动进给或手动进给，采用链传动和牙嵌离合器，结构简单可靠。 4 传动系统设计CA6140 型车床，其主动链可使主轴获得 24 级正转（10-1400r/min）和 12 级反转（14-1580r/min） 。首先分析一下 CA6140 的传动路线，运动由电机（7.5kw，1450r/min）经 V 带轮传动副114mm220mm 传至主轴箱中的轴 I，在轴 I 上装有双向多片摩察离合器 M1，使主轴正转反转或停止。当压紧离合器 M1 左部的摩擦片时，轴 I 的运动经齿轮副 56/38 或者说 51/43 传动轴，使轴获得两种转速。压紧右部摩擦片时，经齿轮 50 轴上的空套齿轮 34 传给轴上固齿轮30，这时轴 I 至轴间多一个中间齿轮 34，使轴的转向与经 M1 左部传动时相反。反转转速只有一种，当离合器处于中间位置时，左右摩擦片都没有被压紧，轴 I 的运动不能传至轴，主轴停止。运动由轴传往主轴有两条路
