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1、精选优质文档-倾情为你奉上摘要本论文的课题是数控车床横向进给部件改进设计及故障维修的。首先对设计任务进行分析，拟定总体方案。其次，对数控机床各功能部分计算和选型，并对横向进给伺服系统机械部分的结构设计，最后对横向进给伺服系统故障维修。主要设计原理，包含横向进给系统的动力设计与计算，滚珠丝杆螺母副、步进电机的选型与计算，装配图等。关键词：横向进给部件改进；滚珠丝杠；步进电机专心-专注-专业AbstractThe topic of this paper is the numerical control lathe transverse feed components to improve desi
2、gn and fault maintenance. First analyze the design task, and formulate overall plan. Second, the nc machine tools each function part of the calculation and selection, and the mechanical part of transverse feed servo system structure design, finally, the transverse feed servo system fault maintenance
3、. Main design principle, including transverse feed system of dynamic design and calculation of ballscrew nut pair, the selection and calculation of step motor, assembly drawings, etc.Key words: traverse components for improvement; Ball screw; Stepper motor目录第1章 绪 论随着市场竞争的加剧，制造企业需不断提升自身制造自动化水平以增强竞争力，
4、对机床的需求结构已发生了很大的变化，普及型数控机床渐渐成为市场的主体。当前数控化改造旧有机床是国情所需，数控化改造机床作为企业当前发展阶段的过渡型机床，顺应了制造企业的快速发展，弥补了资金短缺，又逐步提升了制造装备水平。数控机床的维修是一门比较复杂的维修技术，随着数控机床的广泛使用，一些常见的故障的诊断、分析和维修排除技术成为制造行业十分重要和紧缺的技术。维修难度也很大。随社会上不断加强各种的产品的多样化，使产品品种数量升高，加快时代的更新。一个历史必然的选择的趋势主要是数车不断改造而且被广泛的应用。制造行业柔性化、自动化、集成化生产的基地的产生来自于数机的技术，也是制造行业的重要部分，反映一
5、个国家技术核心重要标志之一主要在于数控机床的行业健康发展可以确保我国制造水平技术的重要条件。主要对数控车床的横向的进给部件的设计进行改进和故障维修，以原有的步进电机驱动相关机构联接加工零件，让传动变得更加不复杂，传动链的长度也会变短，从而使数控车床的加工精度更加精准，但由于数车的结构不简单，所以对其的结构跟原理的熟悉后进行故障排除。 在网上查阅大量的有关数车横向的相关资料；还有在图书馆收集很多有关的书刊和文献，也了解数控车床的相关知识，还有他们的发展历史的概况及工作原理，同时也能够对数控车床工作过程中出现的故障进行排查和维修。1.1 数控机床的产生与发展 1、数控车床的产生很早美国对数控机床探
6、索。于1948年，美国研制加工出的直升机架叶轮廓，于1949年，对数控机床开始研究和制造，到1952年，第一台数控的验性样机的产出，于1995年，开进入实用阶段， 2、数控车床的发展在1952年中，第一台数控机床在美国诞生，数控机床也在发展和更新换代。第一代数控，1952年-1959年电子管无件机构的使用。第二代的数控：于1959年，NC系统的开始使用。第三代的数控：于1965年，小中规模电路中的NC系统运用。第四代的数控：1974年，微型电子计算控制系统的开发。数车加工效率提升，、。数控车床的的技术很大取决于进给部件的改善，并且数车对加工的伺系统位置的控制、制、伺服电机、机械传动的等等方面都
7、比普通的车床要求不低。近年来，计算机技术和微电子的成熟在各个领域中不断渗透计算机集成制造系统，计算机直接数控系统代表着数控机床今后的发展。1.2 数控机床的发展趋势于1958年，我国在研究和研制成了第一台电子管数控机床，于1965年，开始进入实用阶段，直到二十世纪五十年代末，到六十年代，有晶体管的应用。从而推动数控技术的发展，并且性能上、品种上、性能上以及水平上数机上都很好的，使数控机床更上一层楼。 根据数控系统，当前有几出名的数控生产的厂家，例如：日本的FANCU，德国的SIEMENS，美国的A-B公司，模块仅系列化，高性能的方向发展，都运用十六位跟32位的微机处理器机硬件，标准总线。有1M
8、B以上的内存，分辨率非常小只有0.1um，轴数有16个，进给速度达到100m/min。交流传动也有模拟式向数字方向的发展，微处理器为主的数字集成取代了运算放大器等模拟器件为主的控制器，从而克服温度漂移零点，漂移的弱点。1.3 数控机床的改造意义数车以自有优越柔性的自动化性能、及灵敏操作的功能得到很多企业的信用，数车开发了新一代改进向朝机电一体化的发展，而且在世界中的先进制造技术的一项核心技术。数控系统的突飞猛进的发展并成为数车的发展有利的条件。1、数控车床慢慢走高速化发展道路，能有效提高加工效率、降低加工零件的成本，并且更能有效提高加工零件的表面的质量及其加工的精度。数控加工的加工技术为一些企
9、业提供更有效的服务，能加工优质零件成品，降低了加工成本。 从当前来看，有一些发达的国家的数控车床的主轴高速运行能达到例如：德国、美国、日本等，切削进给速度可达快移速度在的范围内，所以对数控车床的改进是时代进步要求，也是世界的要求。2、改进之后的数车比以前的普通加工车床的加工零件的精度精确，精密加工不断的提高技术，而且从普通车床的丝级提升到当前的数车的微米级，使加工精度跟精确。甚至有些零件的更高。通过对车床的结构优化设计，且采用高精度的闭环控制，从而提高车床的加工的几何精度，以及降低行为误差和表面的粗糙度等等。3、数车智能化操作，普通设备的生产率远远低于数控设备。有自身的自行换速和换刀以及其他的
10、辅助操作等功，而且在工序上节省了辅助时间。有利于生产管理。第2章 设计参数及方案2.1设计参数 最大加工直径（mm）： 在床身上：400 在床鞍上：210 最大加工长度（mm）： 1000 溜板及刀架重量（N）： 纵向：800 横向：400 刀架快移速度（m/min）： 纵向：2 横向：1 最大进给速度（m/min）： 纵向：0.8 横向：0.4 最小分辨率 （mm）： 纵向：0.01 横向：0.005 定位精度（mm）： 0.02mm 主电机功率（KW）：3 起动加速时间（ms）： 30 控制坐标数： 22.2 进给系统的总体方案普通车床数控化改造主要是对进给系统进行改造，改造后主运动跟进给
11、运动分离，改造的主要工作是对进给部件改进，因为改造进给部件是机械装置的一个核心1、改造横向进给系统的方案 原手动操作没变，微机进给机床中的刀具对一些结构也要保留，例如：对零件的操作、对支撑结构及调整等。为了横向溜板的有效行程没有受到影响，在这里我要改齿轮的大小从而使齿轮箱不大，这样目的就会达到。所以采用二级齿轮去降速。并且托板的后侧安装上步进电机和齿轮箱。 2、电动机的传动形式 主要有以下三种：（1）带有齿轮传动的进给运动。在数车中一般采用齿轮的传动副去降速。如图2.1的a图。在制造齿轮的时候达到理想的齿面是不会的，通常会存在齿侧间隙，从而系统稳定性就会受到影响。所以，要采用相应的措施去减小齿
12、轮的测隙，比如齿轮传动副的消除。这种连接方式不简单。（2）通过同步带轮传动。如图2.1的图b，这种联接方式一点都不复杂，利用到链传动以及带传动的一些优点在同步带轮上。这样不仅可以减少噪音和振动。不过这只适用于比较的扭矩特性的一些场所。而且很重视中心距在安装的时候。在制造带轮跟同步带中工艺一点都不简单 （3)丝杆跟联轴器的联接。如图2.1图c，一般是电动机跟丝杆通过十字联轴器连接，有一些用锥环无键联轴器。通过这些联接使传动系统的传动刚度跟精度都很高。结构简单。并且在加工中心和较高精度的数控车床中普遍运用这种连接方式。图2.1 电动机跟丝杆的联接形式第3章 横向进给系统的设计最大加工直径（mm）：
13、 在床身上：400 在床鞍上：210最大加工长度（mm）： 1000溜板及刀架重量（N）： 纵向：800 横向：400 刀架快移速度（m/min）： 纵向：2 横向：1 最大进给速度（m/min）： 纵向：0.8 横向：0.4 最小分辨率 （mm）： 纵向：0.01 横向：0.005定位精度（mm）： 0.02mm 主电机功率（KW）：3 起动加速时间（ms）： 30 控制坐标数： 23.1 选择脉冲当量由给定的定位精度参数则可取横向脉冲当量为。3.2 切削力的确定1、主切削力（纵车)=0.67其中 加工最大直径（mm） 最大直径为400=0.67=5360N根据机床加工手册得出：=(0.10
14、.6) ；=(0.150.7)式中 进给抗力（N） 走刀抗力（N） 吃刀抗力（N）按切削力各分力比例：=1：0.25:0.4=0.255360N=1340N=0.45360N=2144N 2、主切削力（横切)=1/2Fz=53601/2=2680为进给抗力，为切深抗力。仍按上述比列粗略计算：=1：0.25:0.4=0.252680N=670N=0.45360N=1072N3.3 计算与选型滚珠丝杆螺母副 1、的计算，选取横向的导轨为燕尾型，燕尾导轨取，f可取0.2，G=400，由公式得：Fm=+f（+2Fx+G）Fm =1.4670+0.2（2680+21072+400）Fm =1982.8N f滑动导轨摩擦因数 G溜板及刀架重力 2、计算最大动负载C(N)=C=其中 工作寿命 以r为一单位 丝杠转速（r/min） 最大切削力的进给速度（m/min）=0.4/2m/min.=0.2m/min
