沈陽理工大學機電一體化課程設計計算說明書題目：臥式車床數控化改造設計所屬系部：機械運載學院專業：機械設計制造及其自動化班級：學號：學生姓名：指導教師：2011年6月13日機電一體化課程設計計算說明書1目錄摘要.2設計題目.31設計任務.42總體方案的確定.43機械系統的改造設計方案.53.1主傳動系統的改造方案.53.2安裝電動卡盤.53.3換裝自動回轉刀架.53.4螺紋編碼器的安裝方案.63.5進給系統的改造與設計方案.64進給傳動部件的計算和選型.84.1脈沖當量的確定.84.2切削力的計算.84.3滾珠絲杠螺母副的計算和選型（縱向）.94.4同步帶減速箱的設計（縱向）.114.5步進電動機的計算與選型（縱向）.134.6同步帶傳遞功率的校核.175繪制進給傳動機構的裝配圖.186控制系統硬件電路設計.187步進電動機驅動電源的選用.208控制系統的部分軟件設計.21總結.29謝辭.31參考文獻.32機電一體化課程設計計算說明書2摘要隨著社會生產和科學技術的迅速發展，機械產品的性能和質量不斷提高。產品的更新換代也不斷加快。因此對機床不僅要求具有較高的精度和生產率，而且應能迅速地適應產品零件的變換，生產的需要促使了數控機床的產生。數控機床是指機床的操作命令以數值數字的形式描述工作過程按規定的程序自動進行的機床。隨著微電子技術，特別是計算機技術的發展，數控機床迅速地發展起來。盡管數控機床可以較好地解決形狀復雜、精密、小批量多品種零件的加工問題，能夠穩定加工質量和提高生產率。但是目前我國在役機床總量約380萬臺，其中數控機床總數只有11萬多臺，數控機床占有率不足3，而一些工業發達國家早已達達20以上。我國是制造大國，但不是制造強國。機械制造業水平與發達國家相比相對落后，設備陳舊，技術水平差距大，國際競爭力弱，影響了生產力的發展。逐步提高數控機床的占有率，已經成為我國制造技術發展的總趨勢。數控技術水平的高低和數控設備擁有的多少已成為衡量一個國家工業現代化的重要標志，數控機床作為機電一體化的典型產品，在機械制造中發揮著巨大的作用，很好的解決了現代機械制造中結構復雜、精密、批量小、多變零件的加工問題，且能穩定產品的加工質量，大幅度提高生產效率，但是，發展數控技術的最大障礙就是添置設備的初期投資大，這使許多中小型企業難以承受。如果淘汰大量的普通機床而去購買昂貴的數控機床，勢必造成巨大的浪費。因此，普通機床的數控化改造大有可為。提高機床數控率有兩個途徑：一是增加新的數控機床，但價格昂貴，一次性投資大，目前各企業均有大量的普通機床，完全用數控機床替代是根本不可能的；二是對舊機床進行數控化改造。我國是一個機床擁有量極大的國家，但大部分機床服役齡較長，采取對舊機床進行改造來提高設備的先進性和數控化率，是一個極其有效和實用的途徑，是企業必走之路。CA6140普通車床是普通機床中比較有代表性的機床，它在機械結構上有其先天性的不足。如剛度低、抗振動性差、滑動摩擦阻力較大及傳動元件存在間隙等，因此需要有目的地改造，以滿足數控機床最基本的要求，這也是本文主要討論的問題。對要改裝成通常加工用的數控機床，一般只在進給系統作改進。機電一體化課程設計計算說明書3設計題目：臥式車床數控化改造設計普通車床（如C616/C6132、C618/C6136、C620/C6140、C630等）是金屬切削加工最常用的一類機床。C6140普通車床的結構布局如下圖所示。當工件隨主軸回轉時，通過刀架的縱向和橫向移動，能加工出內外圓柱面、圓錐面、端面、螺紋面等，借助成型刀具，還能加工各種成形回轉表面。C6140普通車床的結構布局圖1-床腳2-掛輪3-進給箱4-主軸箱5-縱溜板6-溜板箱7-橫溜板8-刀架9-上溜板10-尾座11-絲杠12-光杠13-床身普通車床刀架的縱向和橫向進給運動，是由主軸回轉運動經掛輪傳遞而來，通過進給箱變速后，由光桿或絲桿帶動溜板箱、縱溜板以及橫溜板產生移動。進給參數依靠手工調整，改變參數時需要停車。刀架的縱向進給和橫向進給不能聯動，切削次序需要人工控制。對普通車床進行數控化改造，主要是將縱向和橫向進給系統改成用微機控制的、能獨立運動的進給伺服系統；將手動刀架換成能自動換刀的電動刀架。這樣，利用數控裝置，車床就可以按預先輸入的加工指令進行切削加工。由于加工過程中的切