CK6140数控车床运动部件及驱动部分调试与维修
摘要
随着机械制造业的飞速发展，为进一步提高教学生产类中小型数控车床的性价比，提高主轴转速，增加机床刚性，对原有的数控车床作了一定的结构改进设计，使之不仅能满足教学用途外还能用于生产实际上半精、精加工。
本次课题我承担了CK6140数控车床机床本体进给驱动部件等的设计。在设计中，CK6140车床不但可以选择步进电机，而且可以选择伺服电机。选择恰当的进给驱动丝杠支承、滚珠丝杠预紧方式以及轴承选用及润滑等也是相当的重要，同时，进给驱动的安装如何保证精度等，在本课题中有相应的叙。本次完成了进给驱动的相关设计问题，能满足教学生产类中小型数控车床加工相关零件的要求，同时该机床也有较好的性价比，最终达到本次设计的综合训练的目的。
关键词 数控车床 床身 滚珠丝杠
第1章数控机床概述
1.1数控机床简介
随着科学技术的发展，机电产品日趋精密复杂。产品的精度要求越来越高、更新换代的周期也越来越短，从而促进了现代制造业的发展。尤其是宇航、军工、造船、汽车和模具加工等行业，用普通机床进行加工（精度低、效率低、劳动度大）已无法满足生产要求，从而一种新型的用数字程序控制的机床应运而生。这种机床是一种综合运用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等新技术的机电一体化典型产品。数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的自动化机床。该系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令（刀具移动轨迹信息）规定的程序。具体地讲，把数字化了的刀具移动轨迹的信息输入到数控装置，经过译码、运算，从而实现控制刀具与工件相对运动，加工出所需要的零件的机床，即为数控机床。
1.2国内外发展状况
我国的数控机床无论从产品种类、技术水平、质量和产量上都取得了很大的发展，在一些关键技术方面也取得了重大突破。据统计，目前我国可供市场的数控机床有1500种，几乎覆盖了整个金属切削机床的品种类别和主要的锻压机械。这标志着国内数控机床已进入快速发展的时期。
近年来我国机床行业不断承担为国家重点工程和国防军工建设提供高水平数控设备的任务。如国产XNZD2415型数控龙门混联机床充分吸取并联机床的配置灵活与多样性和传统机床加工范围大的优点，通过两自由度平行四边形并联机构形成基础龙门，在并联平台上附加两自由度串联结构的A、C轴摆角铣头，配以工作台的纵向移动，可完成五自由度的运动。该构型为国际首创。基于RT-Linux开发的数控系统具有的实时性和可靠性，能在同一网络中与多台PLC相连接，可控制机床的五轴联动，实现人机对话。该机床的作业空间4.5mx1.6mx1.2m，A轴转角±1050,C轴连续转角0一4000，主轴转速(无级)最高10000r/min，重复定位精度±0.01mm，可实现三维立体曲面如水轮机叶片，导叶的五轴联动高速切削加工。
目前我国已经可以供应网络化、集成化、柔性化的数控机床。同时，我国也已进入世界高速数控机床和高精度精密数控机床生产国的行列。目前我国已经研制成功一批主轴转速在8000—10000r/min以上的数控机床。我国数控机床行业近年来大力推广应用CAD等技术，很多企业已开始和计划实施应用ERP、MRPII和电子商务。
长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高度依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时我国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，我国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。
1.3本课题设计的目的和意义
目前，世界各国对数控机床各种新技术的研究与发展进程，是与各国经济形势紧密相连的。机床工业与国家的经济相互促进和发展，进入21世纪知识机警时代，人们的知识所起的作用更加突出，而机床工业作为机器制造业的基础，其重点地位与战略意义也更加明显。
在世界范围内，对新工艺、新材料、新结构、新单元、新元件的研究开发工作正在大力开展，如对新的主轴结构、高速电主轴、高速直线电机等方面提出了更高的要求。对加工超硬、难切削材料及特殊复合材料及复杂零件、不规则曲面等也有了更多的需求。
我国是世界上机床产量最多的国家，但数控机床的产品竞争力在国际市场中仍处于较低水平，即使在国内市场也面临着严峻的形势：一方面国内市场对各类机床产品特别是数控机床有大量的需求，而另一方面却有不少国产机床滞销积压，国外产品机床充斥市场，严重影响我国数控机床自主发展的势头。这种现象的出现，除了有经营上、产品质量上和促销手段上的原因外，还有一个主要的原因就是我国生产的数控机床品种、性能和结构不够先进，新产品的开发周期长，不能即使针对用户的需求提供满意的产品。
虽然高、尖、新的数控机床固然重要，但在此背后，假如教学类数控机床也用类似的机床似乎有些不合适，市场也需要中小型的数控机床来作为教学时使用。原有的教学类数控车床转速相对来说不高，在此基础上公司希望通过提高转速来扩大市场竞争力。
目录
摘要 I
Abstract II
目录 III
第1章数控机床概述 1
1.1数控机床简介 1
1.2国内外发展状况 1
1.3本课题设计的目的和意义 2
第2章数控机床的总体布局 4
2.1数控车床的组成 4
2.2数控车床的特点 4
2.3数控车床总体布局的概念 5
2.4数控车床布局的结构特点及影响布局的因素 6
2.4.1数控车床布局的结构特点 6
2.4.2影响数控车床布局的因素 6
第3章CK6140运动部件参数的确定 8
3.1主运动功率的确定 8
3.1.1切削用量的选择 9
3.1.2车削时车削力的计算 10
3.1.3主传动中电机的功率和型号的确定 10
3.2进给驱动部件传动功率的计算 11
3.2.1数控机床进给传动系统要求 11
3.2.2计算进给部件传动功率的相关公式及原理 13
第4章驱动部件的选用 15
4.1滚珠丝杠的选用及校核 15
4.1.1驱动部件传动的概述 15
4.1.2驱动部件的结构形式 16
4.1.3驱动部件的型号 18
4.1.4驱动部件支承的选择 18
4.1.5驱动部件轴承的选用 20
4.2导轨的设计 20
4.2.1滑动导轨的类型 21
4.2.2滑动导轨的间隙调整机构 22
4.2.3床身的设计 22
第5章故障诊断及处理方法 23
5.1主运动故障 23
5.1.1主轴高速飞车的原因 23
5.1.2故障的处理 23
5.1.3车床CK6140在1200转时，主轴噪声变大 23
5.2驱动部分的故障 24
5.2.1直流主轴驱动系统常见故障 24
第6章 驱动部件的正确调试和维修 25
6.1驱动部件的通电检查工作 25
6.1.1 驱动部件通电前的检查 25
6.1.2驱动部件通电后的检查工作 25
6.2 驱动部分的维护 26
6.2.1驱动部分的日常维护 26
6.2.2 驱动部分的定期维护 27
6.2.3监视驱动部分的电网电压 27
6.2.4驱动部件长期不用时的维护 28
第7章 运动部件的正确调试和维修 29
7.1 运动部件的维修前期工作 29
7.1.1做好维修前期的准备工作 29
7.2 运动部件的维修方法 31
7.2.1 维修的部分方法 31
结论 33
致谢 34
参考文献 34
参考文献
[1] 陈婵娟. 数控车床设计. 北京： 化学工业出版社， 2007。
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