普通車床數(shù)控化改造總體設(shè)計及四工位自動刀架設(shè)計

1、CW6163×2000普通車床數(shù)控化改造總體設(shè)計及四工位自動刀架設(shè)計數(shù)控車床為了能在工件的 一次裝夾中完成多工序加工，縮短輔助時間，減少多次安裝所引起的 加工誤差，必須帶有自動回轉(zhuǎn)刀架。 自動回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的 強(qiáng)度和剛性，以承受粗加工時的 切削抗力。為了保證轉(zhuǎn)位具有高的重復(fù)定位精度，自動回轉(zhuǎn)刀架還 要選擇可靠的定位方案和 合理的 定位 結(jié)構(gòu)。自動回轉(zhuǎn)刀架自動換刀時 由控制系統(tǒng)和驅(qū)動電路來實現(xiàn)。 關(guān)鍵詞：自動回轉(zhuǎn)刀架；蝸輪蝸桿副一 緒論（一）概論數(shù)控機(jī)床是一種高效自動加工機(jī)床，是一種典型的基地啊一體化產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床有著普通機(jī)床難以具備的特點。正因為特點使它得到廣

2、泛的應(yīng)用。具有廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性、高的生產(chǎn)效率、高的加工精度、穩(wěn)定的加工質(zhì)量、復(fù)雜零件的加工能力、工序集中等特點，是實現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)的必要裝備。（二）數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀數(shù)控機(jī)床正在向精密、高速、復(fù)合、智能、環(huán)保的方向發(fā)展。精密和高速加工對傳動及其控制提出了更高的動態(tài)特性和控制精度，更高的進(jìn)給速度和加速度，更低的振動噪聲和更小的磨損二、設(shè)計任務(wù)與總體方案的確定（一）系統(tǒng)總體方案設(shè)計將CW6163普通車床改造成采用閉環(huán)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，要求該車床進(jìn)給兩坐標(biāo)聯(lián)動并且能夠?qū)崿F(xiàn)直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)并增配自動回轉(zhuǎn)刀架和主軸脈沖發(fā)生器，能車削螺紋。數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計的內(nèi)容包括：系統(tǒng)運動方式的確定

3、，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動方案的確定，伺服電機(jī)類型及調(diào)速方案確定，計算機(jī)控制系統(tǒng)的選擇等。圖1 CW6163x2000普通車床三、主傳動系統(tǒng)的改造（一）主傳動系統(tǒng)普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造時，為了減少工作量一般保留原有的主傳動機(jī)構(gòu)和變速操縱機(jī)構(gòu)。改造后使其主運動和進(jìn)給運動分離，主電機(jī)的作用僅為帶動主軸旋轉(zhuǎn)，主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止由數(shù)控系統(tǒng)來控制。采用交流變頻器實現(xiàn)主軸電機(jī)的無極變速，本設(shè)計選用F1000-G0110T3C型變頻器，該型號適配電機(jī)11KW，額定輸出電流為23A。（二）主軸脈沖發(fā)生器的安裝主軸脈沖發(fā)生器是為了加工螺紋而安裝的主軸檢測裝置，微機(jī)從主軸脈沖發(fā)生器中取出與螺距相應(yīng)的脈沖數(shù)，使主軸旋轉(zhuǎn)角

4、度與進(jìn)給量保持一定關(guān)系，確保螺距的準(zhǔn)確性。四、進(jìn)給系統(tǒng)的改造（一）進(jìn)給系統(tǒng)的機(jī)械改造拆除掛輪架所有齒輪并尋找主軸，安裝主軸脈沖發(fā)生器；拆除原機(jī)床進(jìn)給箱、溜板箱、滑動絲杠、光桿、操縱桿、齒條等；在縱溜板、橫溜板的下面絲杠螺母座托架；在原進(jìn)給箱位置安裝縱向伺服電機(jī)與減速箱總成，在橫溜板后部安裝橫向伺服電機(jī)與減速箱總成；拆除四方刀架及上溜板總成，在橫溜板上方安裝電動刀架。五、換裝自動回轉(zhuǎn)刀架（一）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 對刀架的傳動方式，電機(jī)的選型，減速裝置鎖緊定位裝置和刀架起降裝置進(jìn)行設(shè)計。（二）自動刀架的工作原理該裝配圖為螺旋升降式四方回轉(zhuǎn)刀架，其工作原理見圖：1、刀架抬起 當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令喉，電機(jī)

5、正轉(zhuǎn)，并經(jīng)聯(lián)軸器，帶動蝸桿軸轉(zhuǎn)動，從而帶動蝸輪旋轉(zhuǎn)，蝸輪通過鍵帶動軸旋轉(zhuǎn)使上端齒盤與下端齒盤分開，完成刀架抬起動作。2、刀架轉(zhuǎn)位 刀架抬起后，軸套仍在繼續(xù)轉(zhuǎn)動，同時帶動上刀架轉(zhuǎn)過90度。3、刀架壓緊 刀架轉(zhuǎn)位后，由微動開關(guān)發(fā)出的信號使電機(jī)反轉(zhuǎn)，壓縮彈簧推動定位銷，定位銷伸出，使上刀架定位而不隨軸套回轉(zhuǎn)，于是刀架在重力的作用下向下移動，上下端齒盤合攏壓緊。蝸桿繼續(xù)轉(zhuǎn)動則產(chǎn)生軸向位移，壓縮彈簧，套筒的外圓曲面壓縮開關(guān)使電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，從而完成一次轉(zhuǎn)位。圖2 自動回轉(zhuǎn)刀架剖視圖 圖3 刀架轉(zhuǎn)位過程中銷的位置六、數(shù)控系統(tǒng)的選擇安裝（一）概述由于車床是“x”“z”坐標(biāo)聯(lián)動，由于經(jīng)濟(jì)所以我們選擇廣泰的“GT

6、C2E”系統(tǒng)，它適用于各類儀表車床及其他二坐標(biāo)聯(lián)動機(jī)床及數(shù)控改造。（二）系統(tǒng)的技術(shù)特征對數(shù)控系統(tǒng)的組成、系統(tǒng)的參數(shù)、功能和工作環(huán)境做了說明。七、結(jié)論通過幾個月的努力，本課題的學(xué)習(xí)終于圓滿的結(jié)束，開始拿到畢業(yè)設(shè)計題目的時候我?guī)缀跏裁炊疾恢?，不知道怎么下手，在老師指?dǎo)下終于慢慢的有了怎么設(shè)計的思路，做畢業(yè)設(shè)計的過程中學(xué)到了很多以前在課本上遺忘的的知識，這次設(shè)計是對大學(xué)四年來學(xué)習(xí)的一次總結(jié)。八、致謝在畢業(yè)設(shè)計的這段時間里，十分感老師在選題和畢設(shè)過程中給我的耐心幫助和真誠的教導(dǎo)。老師以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度以及他的平易近人、和藹可親都給我留下了深刻的印象。經(jīng)過這次長達(dá)十四周的畢業(yè)設(shè)計，與老師長時間的接觸，使我明白了什么事都要有明確的目標(biāo)，干什么事都要靠自己的努力，面對困難要勇敢地去解決，而不是等著，老師們給予我?guī)椭麄兗?xì)心的指導(dǎo)、熱情工作態(tài)度，都給我留下了深刻的印象，在這里，我也衷心感謝他們！參考文獻(xiàn)1李洪.實用機(jī)床設(shè)計手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19972劉書華.數(shù)控機(jī)床與編程.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20013王儐實.機(jī)床電氣控制.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000 4戴曙. 金屬切削機(jī)床. 北京：機(jī)械工業(yè)出