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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）
設(shè)計(jì)（論文）題目：C616型普通車床
改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床
目錄
序言 --------------------------------------------------------------------------------------3
一、 設(shè)計(jì)方案的確定-----------------------------------------------------------------4
（一） 設(shè)計(jì)任務(wù)------------------------------------------------------------------------4
（二） 總體設(shè)計(jì)方案的確定---------------------------------------------------------4
二、機(jī)械部分改造與設(shè)計(jì)------------------------------------------------------------4
（一） 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算------------------------------------------------4
（二） 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算------------------------------------------------10
三、步進(jìn)電機(jī)的選擇------------------------------------------------------------------13
（一）步進(jìn)電機(jī)選用的基本原則---------------------------------------------------13
（二）步進(jìn)電機(jī)的選擇---------------------------------------------------------------14
四、機(jī)床導(dǎo)軌改造---------------------------------------------------------------------15
五、自動轉(zhuǎn)位刀架的選用------------------------------------------------------------16
六、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造時(shí)數(shù)控系統(tǒng)的選用------------------------------------17
七、典型零件的工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用程序的編制------------------------------------18
（一）工藝分析------------------------------------------------------------------------18
（二）工作坐標(biāo)系的設(shè)定------------------------------------------------------------19
（三）手動鉆孔------------------------------------------------------------------------19
（四）編制加工程序------------------------------------------------------------------19
小結(jié)---------------------------------------------------------------------------------------21
參考文獻(xiàn)---------------------------------------------------------------------------------22
序言
畢業(yè)設(shè)計(jì)課題：C616型普通車床改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床
課題簡介：
本課題是圍繞將普通機(jī)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床展開設(shè)計(jì)的，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床是指價(jià)格低廉、操作使用方便，適合我國國情的裝有簡易數(shù)控系統(tǒng)的高效自動化機(jī)床。中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，常希望對原有舊機(jī)床進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)數(shù)控化、自動化。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實(shí)的的生產(chǎn)實(shí)際，結(jié)合我國國情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能降低價(jià)格。價(jià)格便宜、性能價(jià)格比適中是其最主要的特點(diǎn)，特別適合在設(shè)備中占有較大比重的普通車床改造，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控型系統(tǒng)對設(shè)備進(jìn)行改造后，將提高產(chǎn)品加工精度和批量生產(chǎn)的能力，同時(shí)又能保持“萬能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設(shè)備自身對產(chǎn)品更新?lián)Q代的應(yīng)變能力，增強(qiáng)企業(yè)的競爭能力。
利用微機(jī)改造現(xiàn)有的普遍車床，主要應(yīng)該解決的問題是如何將機(jī)械傳動的進(jìn)給和手工控制的刀架轉(zhuǎn)位，進(jìn)給改造成由計(jì)算機(jī)控制的刀架自動轉(zhuǎn)位以及自動進(jìn)給加工車床，即經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。
進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的改造是非常有必要的。數(shù)控機(jī)床可以很好地解決形狀復(fù)雜、精密、小批量及多變零件的加工問題。能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，但是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用也受到其他條件的限制。如：數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，一次性投資巨大等，因此，普通車床的數(shù)控改造，大有可為。它適合我國的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國設(shè)備技術(shù)改造主要方向之一。
現(xiàn)我選用C616普通車床為例進(jìn)行數(shù)控改造。
一、設(shè)計(jì)方案的確定
C616型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會擁有量大的普通車床。實(shí)踐證明，把這種車床改造為數(shù)控車床，已經(jīng)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效果。
（一） 設(shè)計(jì)任務(wù)
本設(shè)計(jì)任務(wù)是對C616普通車床進(jìn)行數(shù)控改造。利用微機(jī)對縱橫進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行開環(huán)控制?？v向脈沖當(dāng)量為0.01mm/脈沖，橫向脈沖當(dāng)量為0.005mm/脈沖，驅(qū)動元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副，刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架。
(二)總體設(shè)計(jì)方案的確定
由于是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，所以在考慮具體方案時(shí)，基本原則是在滿足使用要求的前提下，對機(jī)床的改動盡可能減少，以降低成本.根據(jù)C616車床有關(guān)資料以及數(shù)控車床的改造經(jīng)驗(yàn)，確定總體方案為:采用微機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖。經(jīng)一級齒輪減速后,帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實(shí)現(xiàn)縱向、橫向進(jìn)給運(yùn)動。
二、機(jī)械部分改造設(shè)計(jì)與計(jì)算
1． 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的改造一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速驅(qū)動絲杠，螺母固定在溜板箱上，帶動刀架左右移動。步進(jìn)電機(jī)的布置，可放在絲杠的任意一端。對車床改造來說，外觀不必象產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求那么高，而從改造方便、實(shí)用方面來考慮，一般把步進(jìn)電機(jī)放在縱向絲杠的右端。
2． 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知條件：
工作臺重量： W=80kgf=80N(根據(jù)圖紙粗略計(jì)算)
時(shí)間常數(shù)： T=25ms
滾珠絲杠基本導(dǎo)程：L0=6mm
行程： S=640mm
脈沖當(dāng)量： δp=0.01mm/step
步距角： α=0.75°/step
快速進(jìn)給速度： Vmax=2mm/min
(1)切削計(jì)算 由〈〈機(jī)床設(shè)計(jì)手冊〉〉可知，切削功率
Nc=NηK
式中 N——電機(jī)功率，查機(jī)床說明書，N=4KW；
η——主傳動系統(tǒng)總效率，一般為0.6～0.7取η=0.65；
K——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為K=0.96。
則：
Nc=4×0.65×0.96=2.496KW
又因?yàn)?
NC=
FZ=
所以
式中 v——切削線速度，取v=100m/min。
主切削力
FZ =152.76(kgf)=1527.6(N)
由〈〈金屬切削原理〉〉可知，主切削力
FZ=CFz apx Fz fYFz KFz
查表得： CFz=188kgf/mm21880Mpa
XFz=1 YFz=0.75 KFz=1
則可計(jì)算FZ 如表（1）所示：
表（1） FZ計(jì)算結(jié)果
ap(mm)
2
2
2
8
8
8
f(mm)
0.2
0.3
0.4
0.2
0.3
0.4
FZ(N)
1125
1524
1891
1687
2287
2837
當(dāng)FZ=1520N 時(shí)，切削深度ap=2mm, 走刀量f=0.3mm，以此參數(shù)做為下面計(jì)算的依據(jù)。
從〈〈機(jī)床設(shè)計(jì)手冊〉〉中可知，在一般外圓車削時(shí)：
FX =（0.1～0.6）FZ FZ=(0.15～0.7) FZ
?。?
FX=0.5 FZ=0.5×1527.6=763.8N
FY=0.6 FZ=0.6×1527.6=916.5N
(2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算
綜合導(dǎo)軌車床絲杠的軸向力：
P=KFX+f′(FZ+W)
式中 K=1.15，f′=0.15～0.18，取為0.16。
則
P=1.15×763.8+0.16×(1527.6+800)=1250.8N
1) 強(qiáng)度計(jì)算：
壽命值 L1=
n1==
取工件直徑 D=80 mm,查表得T I=15000h
則：
n1==20r/min
L1==18
最大動負(fù)載 Q=
查表得： 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù) fw=1.2 硬度系數(shù) fH=1
則
Q=×1.2×1×1250.8=39933.6N
根據(jù)最大動負(fù)載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。例如，滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠的產(chǎn)品樣本選取FC1B系列，滾珠絲杠直徑為φ32mm,型號為FC1B32×6—5—E2，其額定動載荷是10689N，所以強(qiáng)度足夠用。
2）效率計(jì)算：根據(jù)〈〈機(jī)械原理〉〉的公式，絲杠螺母副的傳動效率η為：
η=
式中 摩擦角ψ=10′ 螺旋升角γ=3°25′
則
η=
3)剛度驗(yàn)算：滾珠絲杠受到工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量
△L1=±
式中 L0=6mm=0.6cm；
E=20.6×166N/ cm2。
滾珠絲杠截面積 F=()2π=（）2×3.14
則
△L1=±=±5.9×10-6㎝
滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量△L2很小,可忽略,即：△L=△L1。所以：
導(dǎo)程變形總誤差△為
△ ==×5.9×10-6=9.8μm/m
查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15μm/m，故剛度足夠。
4）穩(wěn)定性驗(yàn)算：由于機(jī)床原絲杠直徑為φ30mm，現(xiàn)選用的滾珠絲杠直徑為φ32 mm，支承方式不變，所以穩(wěn)定性不存在問題。
(3)齒輪及轉(zhuǎn)距的有關(guān)計(jì)算
1）有關(guān)齒輪計(jì)算
傳動比
i===1.25
故取 Z1=32mm Z2=40
m=2mm b=20mm α=20°
d1=m Z1=2×32=64mm
d2= m Z2=2×40=80mm
dα1 =d1 +2ha*=68mm
dα2=d2+2ha*=84mm
α===72㎜
2) 轉(zhuǎn)動慣量計(jì)算
工作臺質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量：
J1=()2W=()2×80=0.468㎏·㎝2
=4.68N·㎝2
絲杠的轉(zhuǎn)動慣量：
JS=7.8×10-4×D4L1=7.8×10-4×3.24×140.3
=11.475㎏·㎝2=114.75N·㎝2
齒輪的轉(zhuǎn)動慣量：
JZ1=7.8×10-4×6.44×2=2.617㎏·㎝2=26.17 N·㎝2
JZ2=7.8×10-4×84×2=6.39㎏·㎝2=63.9 N·㎝2
電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量很小可以忽略。
因此,總的轉(zhuǎn)動慣量：
J=(JS+JZ2)+ JZ1+ J1
=(11.475+6.39)+2.617+0.468
=14.519㎏·㎝2=145.19N·㎝2
3）所需轉(zhuǎn)動力矩計(jì)算
快速空載啟動時(shí)所需力矩
M=Mamax＋Mf＋M0
最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩
M=Mat＋Mf＋M0＋Mt
快速進(jìn)給時(shí)所需力矩
M= Mf＋M0
式中 Mamax ——空載啟動時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩；
Mf ——折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩；
M0 ——由于絲杠預(yù)緊所引起，折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩；
Mat ——切削時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速度力矩；
Mt ——折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩。
Ma=×10-4N·m
當(dāng)n=nmax時(shí) Mamax =Ma
nmax===416.7r/min
Mamax=×10-4=2.52N·m=25.72㎏f·㎝
當(dāng)n=nt時(shí) Ma=Mat
nt====24.88r/min
Mat=×10-4=0.1505N·m=1.536㎏f·㎝
Mf ==
當(dāng)η0=0.8 f′=0.16時(shí)
Mf ==1.223㎏f·㎝
M0 =(1-η02)
當(dāng)η0=0.9時(shí)預(yù)加載荷P0=Fx則：
M0===0.462㎏f·㎝=4.62N·㎝
Mt===7.297㎏f·㎝=72.97 N·㎝
所以, 快速空載啟動時(shí)所需力矩：
M=Mamax＋Mf＋M0
=25.72＋1.223＋0.462=27.405㎏f·㎝
=274.05N·㎝
切削時(shí)所需力矩：
M=Mat＋Mf＋M0＋Mt
=1.536＋1.223＋0.462＋7.297=10.518㎏f·㎝
=105.18 N·㎝
快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：
M= Mf＋M0=1.223＋0.462=1.685㎏f·㎝
=16.85 N·㎝
由以上分析計(jì)算可知：
所需最大力矩Mmax發(fā)生在快速啟動時(shí)，
Mmax=27.405㎏f·㎝=274.05 N·㎝
(二)橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算
1. 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)比較簡單,一般是步進(jìn)電機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動滾珠絲杠,使刀架橫向運(yùn)動。步進(jìn)電機(jī)安裝在大拖板上，用法蘭盤將步進(jìn)電機(jī)和機(jī)床大拖板連接起來，以保證其同軸度，提高傳動精度。
2．橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算
由于橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算與縱向類似，所用到的公式不再詳細(xì)說明，只計(jì)算結(jié)果。
已知條件：
工作臺重（根據(jù)圖紙粗略計(jì)算） W=30㎏f=300N
時(shí)間常數(shù) T=25ms
滾珠絲杠基本導(dǎo)程 L0=4㎜ 左旋
行程 S=190㎜
脈沖當(dāng)量 δp=0.005㎜/step
步距角 α=0.75°/ step
快速進(jìn)給速度 vmax=1m/min
(1)切削力計(jì)算 橫向進(jìn)給量為縱向的1/2～1/3，取1/2，則切削力約為縱向的1/2
FZ=0.5×152.76=76.38㎏f=763.8N
在切斷工件時(shí)：
Fy=0.5 FZ=0.5×76.38=38.19㎏f=381.9N
(2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算
1）強(qiáng)度計(jì)算：對于燕尾型導(dǎo)軌：
P=KFy＋f′(Fz＋W)
取K=1.4 f′=0.2
則
P=1.4×38.19＋0.2(76.38＋30)
=74.74㎏f=747.4N
壽命值
L1===13.5
最大動負(fù)載
Q===213.55㎏f=2135.5N
根據(jù)最大動負(fù)載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。例如，滾珠絲杠參照漢江機(jī)床廠的產(chǎn)品樣本選取FC1B系列，滾珠絲杠公稱直徑為φ20㎜，型號為FC1B20×4—5—E2左，其額定動負(fù)載為5393N，所以強(qiáng)度足夠用。
2）效率計(jì)算：螺旋升角γ=3°38′，摩擦角ψ=10′
則傳動效率
η===0.956
3）剛度驗(yàn)算：滾珠絲杠受工作負(fù)載P引起的導(dǎo)程的變化量
△L1=±=±=±5.96×10-6㎝
滾珠絲杠受扭矩引起的導(dǎo)程變化量△L2很小，可忽略， 即：△L=△L1所以導(dǎo)程變形總誤差為
△=
查表知E級精度絲杠允許的螺旋誤差（1m長）為15μm/m，故剛度足夠。
4）穩(wěn)定性驗(yàn)算：由于選用滾珠絲杠的直徑與原絲杠直徑相同，而支承方式由原來的一端固定、一端懸空，一端固定，一端徑向支承，所以穩(wěn)定性增強(qiáng)，故不再驗(yàn)算。
(3)齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計(jì)算
1）有關(guān)齒輪計(jì)算
傳動比 i=
故取 Z1=18 Z2=30
m =2㎜ b=20㎜ α=20°
d1=36㎜ d2=20㎜
dα1 =40㎜ dα1=64㎜
a=48㎜
2)傳動慣量計(jì)算
工作臺質(zhì)量折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量：
J1=㎏·㎝2
絲杠的轉(zhuǎn)動慣量：
JS=7.8×10-4×D4L1=7.8×10-4×24×50=0.624㎏·㎝2
齒輪的轉(zhuǎn)動慣量：
JZ1=7.8×10-4×3.64×2=0.262㎏·㎝2
JZ2=7.8×10-4×64×2=2.022㎏·㎝2
電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量很小可以忽略。
因此，總的轉(zhuǎn)動慣量：
J=
=1.258㎏·㎝2
3）所需轉(zhuǎn)動力矩計(jì)算
nmax=
Mamax=N·m=2.23㎏f·㎝
nt==33.17r/min
Mat==0.0174 N·m=0.1775 f·㎝
Mf===0.287㎏f·㎝=0.028 N·m
M0=0.116㎏f·㎝=0.011 N·m
Mt=1.824㎏f·㎝=0.182 N·m
所以，快速空載啟動時(shí)所需轉(zhuǎn)矩：
M=Mamax＋Mf＋M0
=2.23＋0.287＋0.116=2.633㎏f·㎝=26.33N·㎝
切削時(shí)所需力矩：
M=Mat＋Mf＋M0＋Mt
=0.1774＋0.287＋0.116＋1.824
=2.404㎏f·㎝=24.04 N·㎝
快速進(jìn)給時(shí)所需力矩：
M= Mf＋M0=0.287＋0.116
=0.403㎏f·㎝=4.03 N·㎝
從以上計(jì)算可知：最大轉(zhuǎn)矩發(fā)生在快速啟動時(shí)，Mmax=2.633㎏f·㎝=26.33 N·㎝
三、步進(jìn)電機(jī)的選擇
(一) 步進(jìn)電機(jī)的選擇的基本原則
合理選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問題，需要根據(jù)電機(jī)在整個(gè)系統(tǒng)中的實(shí)際工作情況，經(jīng)過分析后才能正確選擇。現(xiàn)僅就選用步進(jìn)電機(jī)最基本的原則介紹如下：
1． 步距角α 步距角應(yīng)滿足：α≤
式中 i——傳動比
αmin——系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)所驅(qū)動部件的最小轉(zhuǎn)角。
2． 精度
步進(jìn)電機(jī)的精度可用步矩誤差或積累誤差衡量。積累誤差是指轉(zhuǎn)子從任意位置開始，經(jīng)過任意步后，轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)角與理論轉(zhuǎn)角之差的最大值。用積累誤差衡量精度比較實(shí)用。所以選用不進(jìn)電機(jī)應(yīng)滿足
△Q≤i[△θs]
式中 △Q——步進(jìn)電機(jī)的積累誤差；
[△θs]——系統(tǒng)對步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動部件允許的角度誤差。
3．轉(zhuǎn)矩
為了使步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)行（不失步、不越步），正常啟動并滿足對轉(zhuǎn)速的要求，必須考慮：
1）啟動力矩 一般啟動力矩選取為：
Mq≥
式中 Mq——電動機(jī)啟動力矩；
ML0——電動機(jī)靜負(fù)載力矩。
根據(jù)步進(jìn)電機(jī)的相數(shù)和拍數(shù)，啟動力矩選取如表（2）所示。Mjm為步進(jìn)電機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩，是步進(jìn)電機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中給出的。
表(2) 步進(jìn)電機(jī)相數(shù)、拍數(shù)、啟動力矩表
運(yùn)行
方式
相數(shù)
3
3
4
4
5
5
6
6
拍數(shù)
3
6
4
8
5
10
6
12
Mg /Mjm
0.5
0.866
0.707
0.707
0.809
0.951
0.866
0.866
2）在要求的運(yùn)行頻率范圍內(nèi)，電動機(jī)運(yùn)行力矩應(yīng)大于電動機(jī)的靜載力力矩與電動機(jī)轉(zhuǎn)動慣量（包括負(fù)載的轉(zhuǎn)動慣量）引起的慣性矩之和。
3． 啟動頻率
由于步進(jìn)電機(jī)的啟動頻率隨著負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的增大而降低，因此相應(yīng)負(fù)載力矩和轉(zhuǎn)動慣量的極限啟動頻率應(yīng)滿足：
ft≥[fcp]m
式中 ft——極限啟動頻率；
[fcp]m——要求步進(jìn)電機(jī)最高啟動頻率。
（二）步進(jìn)電機(jī)的選擇
1．C616縱向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定
Mq = 685.125 N·㎝
為滿足最小步矩要求，電動機(jī)選用三相六拍工作方式，查表知：Mq/Mjm=0.866所以步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為：
Mjm=791.14 N·㎝
步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率
fmax=Hz
綜合考慮，查表選用110BF003型直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。
4． C616橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定
Mq = N·㎝
電動機(jī)仍選用三相六拍工作方式，查表知：
Mq/Mjm=0.866
所以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩Mjm為：
Mjm= N·㎝
步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率
fmax==3333.3 Hz
為了便于設(shè)計(jì)和采購，仍選用110BF003型直流步進(jìn)電機(jī)，能滿足使用要求。
四、機(jī)床導(dǎo)軌改造
臥式車床上的運(yùn)動部件，如刀架、工作臺都是沿著機(jī)床導(dǎo)軌面運(yùn)動的。導(dǎo)軌就是支承和導(dǎo)向，即支承運(yùn)動部件并保證運(yùn)動部件在外力作用下，能準(zhǔn)確的沿著一定的方向運(yùn)動。導(dǎo)軌的導(dǎo)向精度、精度保持性和低速運(yùn)動平穩(wěn)性，直接影響機(jī)床的加工精度、承載能力和使用性能。
數(shù)控機(jī)床上，常使用滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌。滾動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，動靜摩擦系數(shù)接近，因而運(yùn)動靈活輕便，低速運(yùn)行時(shí)不易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。精度高，但價(jià)格貴。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控一般不使用滾動導(dǎo)軌，尤其是數(shù)控改造，若使用滾動導(dǎo)軌，將太大增加機(jī)床床身的改造工作量和改造成本。因此，數(shù)控改造一般仍使用滑動導(dǎo)軌。
滑動導(dǎo)軌具有結(jié)構(gòu)簡單，剛性好，抗振性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。普通機(jī)床的導(dǎo)軌一般是鑄鐵—鑄鐵或鑄鐵—淬火鋼導(dǎo)軌。這種導(dǎo)軌的缺點(diǎn)是靜摩擦系數(shù)大，且動摩擦系數(shù)隨速度的變化而變化，低速時(shí)易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象，影響行動平穩(wěn)性和定位精度，為克服滑動導(dǎo)軌的上述缺點(diǎn)，數(shù)控改造一般是將原機(jī)床導(dǎo)軌進(jìn)行修整后貼塑，使其成為貼塑導(dǎo)軌。
貼塑導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，且動靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性、抗咬傷能力強(qiáng)、加工性和化學(xué)性能穩(wěn)定，且 有良好的自潤滑性和抗振性，加工簡單，成本低。
目前應(yīng)用較多的聚四氟乙稀（PTEE）貼塑軟帶，如美國生產(chǎn)的Twrcite—B和我國生產(chǎn)的TSF軟帶材料，次、此種軟帶厚度為0.8㎜、1.6㎜、3.2㎜等幾種規(guī)格?？紤]承載變形，宜厚度小的規(guī)格，如果考慮到加工余量，選用厚度為1.6㎜為宜。
貼塑軟帶粘貼工藝非常簡單，可直接粘結(jié)在原有的滑動導(dǎo)軌面上，不受導(dǎo)軌形式的限制，各種組合形式的滑動導(dǎo)軌均可粘結(jié)。粘結(jié)前按導(dǎo)軌精度要求對金屬導(dǎo)軌面進(jìn)行加工修理。根據(jù)導(dǎo)軌尺寸長度放大3～4㎜，切下貼塑軟帶。金屬粘結(jié)面與軟帶結(jié)面應(yīng)清洗干凈，用特殊配制的粘合劑粘結(jié)，加壓固化，待其完全固化后進(jìn)行修整加工。作為導(dǎo)軌面的表面，根據(jù)需要可進(jìn)行磨、銑、刮研、開油槽、鉆孔等加工，以滿足裝配要求。
五、自動轉(zhuǎn)位刀架的選用
自動轉(zhuǎn)位刀架的選用是普通機(jī)床數(shù)控改造機(jī)械方面的關(guān)鍵，而由數(shù)控系統(tǒng)控制的自動轉(zhuǎn)位刀架，具有重復(fù)定位精度高，工件剛性好，性能可靠，使用壽命長以及工藝性能襖等優(yōu)點(diǎn)。
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的自動刀架，在生產(chǎn)中最常用的是常州武進(jìn)機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的系列刀架，具有重復(fù)定位精度高，工作剛性好，使用壽命長，工藝性能好等優(yōu)點(diǎn)達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，在生產(chǎn)中大量使用?，F(xiàn)選用常州武進(jìn)機(jī)床數(shù)控設(shè)備廠生產(chǎn)的LD4—工型系列四工位自動刀架。C616適配刀架。
刀架技術(shù)參數(shù)：
刀位數(shù)：4
電動功率：60W
電機(jī)轉(zhuǎn)速：1400r/min
夾緊力：1t
上刀體尺寸：152×152
下刀體尺寸：161×171
技術(shù)指標(biāo)：重復(fù)定位精度：≤0.005㎜
工作可靠性：＞30000次
換刀時(shí)間：90° 180° 270°
2.9s 3.4s 3.9s
六、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造時(shí)數(shù)控系統(tǒng)選用
數(shù)控系統(tǒng)是一臺數(shù)控機(jī)床的核心。對系統(tǒng)的選擇在機(jī)床數(shù)控改造中是至關(guān)重要的
現(xiàn)從系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性選擇為開環(huán)伺服系統(tǒng)為JWK—15T。
現(xiàn)將該經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)性能參數(shù)列表如下：
1
生產(chǎn)廠家
南京微分電機(jī)廠江南機(jī)床數(shù)控工程公司
2
用戶容量
24K
3
設(shè)定單位
X=0.005 Z=0.01
4
控制軸數(shù)
X、Z兩軸
5
聯(lián)動軸數(shù)
二軸
6
編程尺寸
±9999.99
7
快速(X/Z)向
316/㎜
8
G功能
G00～G04 G22～G29 G32、G33、G36、G37、G9、G80、G92
9
M功能
M00～M09 M20～M29 M92～M99
10
S功能
S01～S04 S05～S10
11
T功能
T1X～T8X
12
步進(jìn)電機(jī)
～220V ±10%50HZ
13
控制精度
1步
14
功耗W
360
15
環(huán)境溫度
0～40°C
16
相對溫度
80%（25°C）
17
外形尺寸（㎜）
340×400×220
18
系統(tǒng)重量
17 kg
七、典型零件的工藝設(shè)計(jì)及應(yīng)用程序編制
所需加工零件的材料為45號鋼，加工零件如下圖所示：
（一）工藝分析
1、該零件分七個(gè)工步來完成加工，即先用φ16的麻花鉆來鉆孔；再粗車外圓；第三步粗鏜孔；第四步精鏜內(nèi)孔；第五步精車外圓；第六步車M30的細(xì)牙螺紋（螺距F=0.75）；最后切斷。
2、較為突出的問題是如何保證φ38、φ18和長度50的尺寸公差，長度方向的中間凹槽，粗車、粗車刀的副偏角大于45°，棒料伸出三爪卡盤65mm裝夾工件。
3、選擇01號車刀（副偏角大于45°），02號螺距紋刀、03號內(nèi)孔鏜刀，04號割槽刀共四把刀。
4、G73進(jìn)行外圓粗加工時(shí)，單邊粗車吃刀量1.75，U=1.75，R是切削次數(shù)4次，精車余量0.5mm；
G71進(jìn)行內(nèi)孔粗加工時(shí)，單邊粗車吃刀量1mm,U=1,R退刀量的值0.5mm,精車余量0.5mm。
（二）工件坐標(biāo)系的設(shè)定
選取工件的右端面的中心點(diǎn)O為工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)。
（三）手動鉆孔
夾好工件，用φ16的麻花鉆手動鉆孔，孔深55mm。
（四）編制加工程序
22
N001 G94G54T1
M03S700M08
N002 G00Z0X32
N003 G01X-1F30
N004 G00Z1X30.6
N005 G01Z-44F80
N006 G00X31Z1
N007 G00X27
N008 GO1Z-22.4F80
N009 G00X28Z1
N010 G00X25
N011 G01Z-22.4F80
N012 G00X26Z1
N013 G00X23.9
N014 G01Z-20
N015 G00Z1X25
N016 G00X80Z120M09M05
N017 T2M06M08M03
N018 G00Z0X24
N019 G01X2.5F30
N020 G01X23.9 CHF=2
N021 G01Z-8F80
N022 G01X22Z-9.6
N023 G01Z-19.8
N024 G01X24.6
N025 G01X27
N026 G01X30.5Z-38.4
N027 G01Z-44
N028 G00X31Z-8
N029 G00X24
N030 G01X23.9
N031 G01X20.8Z-9.6
N032 G01Z-19.8
N033 G02X24.6Z-22.4CR=5.6F50
N034 GO1X30.4Z-38.4
N035 G01Z-44
N036 G00X80Z100M09M05
N037 T3M06M08M03
N038 G00Z3X23.3
N039 G33Z-11K=0.75
N040 G00X25
N041 G00Z3
N042 G00X23.1
N043 G33Z-11K=0.75
N044 G00X25
N045 G00Z3
N046 G00X23
N047 G33Z-11K=0.75
N048 G00X25
N049 G00X80Z120M09M05
N050 T4M06M08M03
N051 G00Z3X0
N052 G01Z-44F15
N053 G01Z3F50
N054 G00X80Z120M09M05
N055 T5M06M08M03
N056 G00X14.2Z1
N057 G01Z-41F50
N058 GOOX14Z1
N059 GOOX14.4
N060 G01Z-41
N061 G00X14Z1
N062 G00X16Z0
N063 G01X14.4Z-8
N064 G00Z0
N065 G00X17.6
N066 G01X14.4Z-8
N067 G00Z1
N068 G00X80Z120M09M05
N069 T6M06M08M03
N070 G00X32Z-40
N071 G01X12F30
N072 G00X80Z120
N073 M05M09M02
小結(jié)
三年的大學(xué)學(xué)習(xí)，讓我們對機(jī)械設(shè)計(jì)與制造方面的知識有了一個(gè)系統(tǒng)而又全新的的認(rèn)識。畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)習(xí)中最后一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)，是一個(gè)綜合性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)任務(wù)，它為我們以后從事技術(shù)工作打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)，對我們掌握所學(xué)知識情況進(jìn)行了全面而又直觀的檢測。為了能夠較好的完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我投入了
萬分的精力做了充分的準(zhǔn)備工作。
首先，我先針對畢業(yè)課題來考慮，在指導(dǎo)老師的指點(diǎn)和幫助下，對所需的資料進(jìn)行搜集和整理，根據(jù)設(shè)計(jì)的要求，再對資料做一個(gè)簡單的歸類。
其次，依據(jù)指導(dǎo)老師給出的設(shè)計(jì)任務(wù)要求，先制定設(shè)計(jì)的總體方案，按照指導(dǎo)老師要求的設(shè)計(jì)進(jìn)度，一步步的完成此次的設(shè)計(jì)任務(wù)。前幾周的數(shù)控拆裝綜合實(shí)驗(yàn)，為我此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)做了很好的鋪墊，讓我做起來沒有太多陌生的感覺，更加得心應(yīng)手些。
畢業(yè)設(shè)計(jì)雖已結(jié)束，但想想我在其中所學(xué)到的知識，所遇到的困難，仍記憶猶新。它讓我明白了無論是設(shè)計(jì)新產(chǎn)品，還是改造原先的老產(chǎn)品，都是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)過程，容不得半點(diǎn)含糊。設(shè)計(jì)人員應(yīng)先明白設(shè)計(jì)的目的，了解產(chǎn)品的價(jià)值和實(shí)用性，其次要對設(shè)計(jì)的產(chǎn)品進(jìn)行構(gòu)思，確定總體方案，查閱資料，最后編寫產(chǎn)品的設(shè)計(jì)說明書，進(jìn)行繪圖。
這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我獨(dú)立設(shè)計(jì)思考和分析解決問題的能力，拓寬了我的知識面，是一次很好的鍛煉機(jī)會！感謝指導(dǎo)老師焦主任和課外指導(dǎo)老師鄒工對我此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)!
參考文獻(xiàn)
張新義 《經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)》 機(jī)械工業(yè)出版社
余英良 《機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例》 機(jī)械工業(yè)出版社
何銘新 《機(jī)械制圖》 高等教育出版社
徐 灝 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》第2版 第4卷 機(jī)械工藝出版社