【正文】 I 題目： 普通車床 Z 軸進給數(shù)控化改造設(shè)計 系（部） 機電工程系 專 業(yè) 機械設(shè)計與制造 班 級 11 級 1 班 學(xué) 生 李怡明 學(xué)號 110022022 指導(dǎo)教師 蔡少鋒 職稱 單 位 泉州信息學(xué)院 論文提交日期 年 月 日 論文答辯日期 年 月 日 答辯委員會主席 論文評閱人 蔡少鋒 I 摘 要 針對大多數(shù)企業(yè) ,具有數(shù)量眾多和較長使用壽命的普通機床，其加工精度較低、不能批量生產(chǎn)，自動化程度不高，自適應(yīng)性差，但考慮投資成本，產(chǎn)業(yè)的連續(xù)性，又不能馬上被淘汰。 數(shù)控機床作為機電液氣一體化的典型產(chǎn)品，能解決機械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量、零件多變的問題，加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。 購買新的數(shù)控機床 是提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率的重要途徑 ,但是成本高，許多企業(yè)在短時間內(nèi)無法實現(xiàn)，這嚴(yán)重阻礙企業(yè)設(shè)備更新的步伐。為此把普通機床數(shù)控化改造，不失為一條投資少、提升產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的捷徑，提升企業(yè)競爭力，在我國成為制造強國的進程中，占有一席之地。本文的主要內(nèi)容有： 對普通車床數(shù)控化改造經(jīng)濟性評價詳細論證，確定普通車床數(shù)控化改造方案； 2．對進給系統(tǒng)的滾珠絲杠型號選擇與裝配設(shè)計，支承方式的設(shè)計與軸承型號選擇，步進電機選擇等進行了詳細研究； 3．對常用進口數(shù)控裝置系統(tǒng)和國產(chǎn)數(shù)控裝置系統(tǒng)進行仔細比較，根據(jù)所改造的性能和精 度指標(biāo)來選配數(shù)控裝置系統(tǒng)和自動刀架型號，提出選擇方法； 4．根據(jù)普通車床 CA6140 電氣控制系統(tǒng)和原理圖與普通車床數(shù)控化改造CJK6140A的數(shù)控系統(tǒng)對比分析，形成普通車床數(shù)控化改造完整的電氣控制技術(shù)圖； ，仔細研究了在主軸上安裝脈沖發(fā)生器的選型，脈沖發(fā)生器直接與主軸間連接方法，并形成了相應(yīng)的技術(shù)圖； ，甩掉原有進給箱等，對主傳動系統(tǒng)的進行大修，滑板貼塑與鏟刮調(diào)試，對機床相關(guān)部件和參數(shù)進行測繪、測量； ； 8．給出普通車床數(shù)控 化改造的安裝、調(diào)試方法。 關(guān)鍵詞： 普通車床；數(shù)控；改造 II ABSTRACT Most enterprises still have large amounts generalpurpose machine tools which have longevity of service, low precision, can not adapt to mass production, low automatization and adaptability, but can not be washed out because of its low cost and continuity of enterprise’ s production. As a representative production of mechanical, electronic, hydraulic and pneumatic integration, numerically controlled machines have a stabilization quality and high efficiency, and can solve problems such as plex structure, high precision, mass production, part variety in machining. Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency, but it may not e true to many enterprises because it cost much. Enterprises’ equipment updating step are counteracted severly. So General lathe39。s numerically controlled reforming is a quick way that costs less, improve production precision and efficiency, and it can improve enterprises’ petitive power. So it can takes its place in our way to a powerful manufacturing country. The main contents is: 1. The economical efficiency of the reform is evaluated in detail and the reforming scheme is maked according to misty optimum’ s synthesize adjudicate principle. type, assembling, supporting, bearing type, and stepping motorof feeding system is designed. 3. The import and domestic NC systems were pared carefully, brought up a choose method and selected the NC system and automatic tool rest according to the function and accuracy index of reforming. 4. The plete electricity control diagram was drawn out according to the result of paring CA6140s electricity control system and principle with the reforming CJK6140A’ s NC system. 5. In order to protect the function of cutting a screw ,we carefully studied the impulse regulator and its connection with the principal axis, and draw out a techniquediagram. 6. Disassembled the lathe, throw away the old feeding system, repaired the main driving system ,covered plastics on sliding surface, shoveling or scraping and testing, counted or measured the parts of the lathe. 7. Draw out parts diagrams and assemble diagram. of installing and testing of general purpose lathes numerically controlled reforming were put forward. Key words: General purpose lathe； Numerical control(NC)； Reform III 主 要 符 號 表 a,b,…,u 列向量 A， B， P… 矩陣 Rm*n m*n 實數(shù)矩陣空間 …… 目錄 摘 要 I ABSTRACT II 主 要 符 號 表 III 第一章 緒論 1 問題提出 1 國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況 1 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢 2 智能化新一代 PCNC 數(shù)控系統(tǒng) 3 普通機床數(shù)控化改造經(jīng)濟性評價 3 微觀看改造的必要性 3 宏觀看改造的必要性 4 普通機床數(shù)控化改造市場 4 第二章 CA6140 普通車床數(shù)控改造總體方案的設(shè)計要求 4 總體方案 4 設(shè)計要求 5 主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的改造 6 第三章 進給伺 服系統(tǒng)機械部分設(shè)計與計算 7 進給系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計 7 進給伺服系統(tǒng)機械部分的計算與選型 7 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 8 縱向滾珠絲杠螺母副的副的型號選擇與校核步驟 8 橫向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核步驟 13 橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算 13 滾珠絲杠設(shè)計計算 14 齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計算 15 滾珠絲杠螺母副的精度等級： 17 滾珠絲杠副軸向間隙的調(diào)整和預(yù)緊方法 18 進給系統(tǒng)傳動齒輪間隙 的消除 19 采用減速箱的目的及注意事項 19 自動回轉(zhuǎn)刀架的選型 20 數(shù)控車床刀架的基本要求 20 自動回轉(zhuǎn)刀架的工作原理 20 第四章 CA6140 數(shù)控改造步進電機的設(shè)計 21 步進電機的工作方式 21 4． 2 步進電機的選擇 21 ． 1 步進電機選用的基本原則 21 ． 2 CA6140 縱向進給系統(tǒng)步進電機的確定 23 第 五 章 CA6140 普通車床數(shù)控化改造的數(shù)控系統(tǒng) 23 數(shù)控車床及數(shù)控系統(tǒng)概述 23 機床主機 24 驅(qū)動裝置 24 輔助裝置 25 數(shù)控裝置系統(tǒng) 25 編程裝置 25 微機控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 25 控制系統(tǒng)的功能要求 25 硬件電路的組成 26 單板機控制系統(tǒng)的設(shè)計 26 硬件配置 26 存貯器空間分配 26 I/O 口地址分配 27 27 8031 單片機簡介 27 存儲器擴展電路設(shè)計 28 程序存儲器的擴展 28 數(shù)據(jù)存儲器的擴展 30 并行 I/O 接口電路的擴展 31 譯碼電路設(shè)計 33 其他輔助電路設(shè)計 34 8031 的時鐘電路單片機的時鐘的產(chǎn)生方式 34 復(fù)位電路 34 越界報警電路 34 掉電保護電路 35 第六章 結(jié)束語 36 參考文獻 37 1 第一章 緒論 問題提出 數(shù)控車床作為機電液氣一體化的典型產(chǎn)品，是現(xiàn)代機械制造業(yè)中不可缺少的加工設(shè)備，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，能解 決機械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、零件多變的加工問題，且產(chǎn)品加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。 企業(yè)要在激烈的市場競爭中獲得生存、求得發(fā)展 ,就必須在最短的時間內(nèi)以優(yōu)異的質(zhì)量、低廉的成本 ,制造出合乎市場需要的、性能合適的產(chǎn)品 ,而產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣 ,制造周期的快慢 ,生產(chǎn)成本的高低 ,又往往受工廠現(xiàn)有加工設(shè)備的直接影響。 購買新的數(shù)控機床是提高數(shù)控化率的主要途徑 ,但是成本太高，很多工廠在短時間內(nèi)都無法有那么多的資金，這嚴(yán)重阻礙企業(yè)的設(shè)備更新和設(shè)備改造的步伐；同時目前大多數(shù)企業(yè)還有數(shù)量眾多，而且還具有較長使用壽命的普通機床， 由于普通機床加工精度相對較低、不能批量生產(chǎn)，生產(chǎn)的自動化程度不高，生產(chǎn)自適應(yīng)性差，但考慮投資成本，產(chǎn)業(yè)的連續(xù)性和轉(zhuǎn)型周期，又不能馬上淘汰。而改造現(xiàn)有舊機床、配備與之相適應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)，把普通機床改裝成數(shù)控機床，是當(dāng)前許多企業(yè)對現(xiàn)有設(shè)備改造換代的首選辦法，也是提高機床數(shù)控化率的一條有效途徑，不失為一條投資少、提升產(chǎn)品加工精度及質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率的捷徑，使企業(yè)提升競爭力，在我國成為世界制造業(yè)中心及制造強國的進程中，占有一席之地。 機床作為機械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起 人們的關(guān)注，由于計算機技術(shù)的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進行柔性自動化控制的新一代機床－數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。 隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在