CA6140车床主轴箱的数控化改造 - 图文

单位宽度每米长度的质量 18 24 30 单位宽度的许用拉力 4 6 8

1.26同步带的齿数、长度和宽度

35 10 48 15 60 25

齿数

z 模数m

1.5 2 2.5 3 4 名义长度L 35 164.9 219.2 274.9 329.9 40 188.5 251.3 314.2 377 502.7 50 235.6 314.2 392.7 471.2 628.3 60 282.7 377 471.2 565.5 754 70 329.9 439.8 549.8 659.7 879.7 80 377 502.7 628.3 754 1005.3 90 424.1 565.5 706.9 848.2 1131 100 471.2 628.3 784.4 942.5 1256.6 宽度b 8～32 10～15 12～60 12～60 16～80 8、10、12、16、20、25、32、40、50、60、80

2．主轴组件的设计

主轴在改造过程中还可以选用原来的主轴，因为主轴在精度、力学性能和经济性上都能满足改造后的要求。轴的支撑轴颈、配合轴颈是轴类零件的主要表面，它影响轴的旋转精度与工作状态。CA6140车床主轴支撑轴颈和配合轴颈的尺寸精度通常为IT6~9级公差，特别精密的轴颈为IT5级，甚至更高。在力学性能上由于主轴在工作时，应力集中在主轴心部，而CA6140车床主轴采用空心形状大大减小了应力的集中，使轴的刚度有很大提高。

主轴支撑是主轴组件的重要组成部分，主轴支撑是指主轴轴承、支撑座及其相关零件的组合体，其中核心元件是轴承。滚动轴承的主要优点是适应转速和载荷变动的范围大；能在零间隙或负间隙条件下稳定运转，具有教高的旋转精度和刚度；轴承润滑容易，维修、供应方便，摩擦因数小等。

主轴悬伸量的确定。主轴悬伸量a是指主轴前支撑径向支反力的作用点到主轴前端面之间的距离，它对主轴组件刚度影响较大。根据分析和试验，缩短伸量可以显著提高主轴组件的刚度和抗振性。因此，设计时在满足结构要求的前提下，尽量缩短悬伸量a。

前轴径D1＝115mm 后轴径D2＝80mm

根据结构定悬伸长a=115mm

(1) 求轴承刚度

17

5 628.3 785.4 942.5 1099.6 1256.6 1413.7 1570.8 20～80

宽度系列 主轴最大输出转矩 Mn=9550?6.6n=1260.6N?m

床身上最大加工直径约为最大回转直径60％即：240mm

故半径为0.12m

FZ=1260.60.12=10505N

Fy=0.5 FZ=5252.5N

故总切削力为F＝

Fz2?Fy2＝11745N

l0

先暂取初值为： =2.5即暂取L0的初值为2.5×115＝287mm

a

前后支撑支反力PA和PB分别为： l0+aPA＝F =11745?345?120345?15830N

l0a

Pb=F? =11754?120345?3085N

l0

取前后支撑刚度为KA＝1530N／?m

KB=1030 N／?m

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(2) 求悬体跨距

KA1530

= =1.495 KB

1030

初算时可假设主轴当量外径D为前后轴颈的平均值，即：

D ＝ （115+80）／2＝98mm

44-8 故惯性矩为： I ＝ 0.005?（0.098-0.048）＝581?10?8则 ??EI11K?2.1?10?581?101530?106?0.1153?0.52

Aa3l0查下图得

a?2.6

lo?2.6?115?300mm l0/a值与原假设值相近，符合要求。

4

m

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五．数控系统驱动的电路设计

一、硬件电路的基本组成

任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件组成系统的基础，其性能的好坏，直接影响到系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效地运行，是可工作的控制系统。

机床数控系统的硬件电路概括起来由以下四部分组成。 （1）中央处理器CPU。

（2）总线，包括数据总线（DB）、地址总线（AB）和控制总线（CB）。 （3）存储器，包括只读可编存储器和随机读写存储器。 （4）I/O输入、输出接口电路。

其中CPU是数控系统的核心，是控制其它各部分协调工作的“大脑”，其

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