【正文】 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目： 車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造設(shè)計 系部： 專業(yè)： 學(xué)號： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師（含職稱）： 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 1．設(shè)計的主要任務(wù)及目標(biāo) 目前我國有許多的制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備還是傳統(tǒng)的機(jī)床，用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力， 直接影響到企業(yè)的生存和發(fā)展。企業(yè)要在激烈的市場競爭中獲得生存、得到發(fā)展 ,它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。數(shù)控機(jī)床作為機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，很好地解決了現(xiàn)代機(jī)械制造中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、多變零件的加工問題，且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，大幅度地提高生產(chǎn)效率。但從目前企業(yè)面臨的情況看，因數(shù)控機(jī)床價格較貴，一次性投資較大使企業(yè)心有余而力不足。在投資 少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機(jī)床的自動化程度，比較符合我國的國情，對普通機(jī)床數(shù)控化改造不失為一種較好的良策。 CA6140 是傳統(tǒng)的普通車床，自動化程度不高，無法加工復(fù)雜型面，工作效率低，機(jī)床且使用年限已久，強(qiáng)電控制電路的很多元件都已呈現(xiàn)老化現(xiàn)象，故障率高。機(jī)床的導(dǎo)軌以及滑動絲杠、支承軸承等也有不同程度的磨損機(jī)床的導(dǎo)軌以及滑動絲杠、支承軸承等也有不同程度的磨損 ， 加工精度已遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求 。 因此 對 CA6140 普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造，可擴(kuò)大機(jī)床的加工范圍，充分發(fā)揮該機(jī)床的加工能力，提高機(jī)床的生產(chǎn)效 率 。 此次畢業(yè)設(shè)計 主要研究的是對 CA6140 車床的機(jī)械部分進(jìn)行數(shù)控改造，以達(dá)到提高 CA6140 車床的加工質(zhì)量，高效利用現(xiàn)有的資源，減少企業(yè)購買新數(shù)控設(shè)備的成本。 2．設(shè)計的基本要求和內(nèi)容 CA6140 普通車床的數(shù)控改造機(jī)械部分的改造主 要涉及到車床的縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)改造和刀架的改造，本設(shè)計要求如下 ：Xx 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計 (1)將普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 (2)主要 完成機(jī)械部分改造 (3)繪制機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖 3．主要參考文獻(xiàn) [1]曾勵主編 .機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計 [M].北京：高等教育出版社， 2021 [2]余英良主編 .機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計與實例 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998 [3]林奕鴻等編著 .機(jī)床數(shù)控技術(shù)及其應(yīng)用 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 1994 [4]張新義主編 .經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)設(shè)計 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1994 [5]機(jī)電一體化技術(shù)手冊編委會編 .機(jī)電一體化技術(shù)手冊 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994 [6]鄭堤，唐可洪主編 .機(jī)電一體化設(shè)計基礎(chǔ) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1997 [7]鄒慧君等編著 .機(jī)械系統(tǒng)概念設(shè)計 [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 4．進(jìn)度安 排 設(shè)計（論文）各階段名稱 起 止 日 期 1 查閱搜集相關(guān)資料撰寫開題報告 —— 2 論證并確定總體方案 —— 3 完成對 CA6140 車床的機(jī)械部分改造設(shè)計 —— 4 學(xué)習(xí) ATUOCAD 并繪制裝配圖 —— 5 撰寫設(shè)計說明書準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 —— XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計 I 車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控 改造設(shè)計 摘要 國內(nèi)外制造業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗表明，發(fā)展制造業(yè)，數(shù)控機(jī)床是基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床很好地解決了現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、批量小、多變 零件 的加工問題，且能穩(wěn)定產(chǎn)品的加工質(zhì)量，大幅提高生產(chǎn)效率 。 然而 企業(yè)若花大量的資金更換全新的數(shù)控機(jī)床，則花費(fèi)過高，給企業(yè)造成的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)過大，同時報廢大量的普通機(jī)床也是一個極大的浪費(fèi)。因此對機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造不失為一個良策。本設(shè)計 是針對常見的 CA6140 車床 進(jìn)行數(shù)控化改造以達(dá)到經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的要求。主傳動系統(tǒng)部分保留原機(jī)床 的主軸手動變速；進(jìn)給傳動系統(tǒng)的縱向與橫向改造都是采用步進(jìn)電 機(jī)通 過一級齒輪減速后驅(qū)動滾珠絲杠；原刀架拆除加裝自動轉(zhuǎn)位刀架（四工位）實現(xiàn) 自動換刀；加裝脈沖發(fā)生器 以實現(xiàn)切削螺紋功能； 數(shù)控系統(tǒng)選擇 MCS51系列單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： CA6140 車床；數(shù)控化改造 ； 滾珠絲杠；步進(jìn)電動機(jī) Lathe transformation of the economic design of NC Abstract The manufacturing industry experience both at home and abroad shows that the development of manufacturing industry of foundation is numerical control machine tools .CNC machine tool solves the problems of modern machinery manufacturing plex structure,recision and small batch and changeable parts processing. and CNC machine tool can stabilize the quality of their products and greatly improve the production ,it is cost that panies spend a lot of money to get new CNC machine is the economic burden for enterprises and the machine is a mon scrapped a great , transformation of the NC machine tools would be a good design is for the mon reform CA6140 lathe for CNC machine tools to meet the requirements of NC transmission system retain the original manual transmission system reform are based on the stepper motor through gears drive the ball cutter dismantle cutter with four automatic transfers to change location of the pulse generator to achieve the function of cutting 51 singlechip control system is selected for Nc system. Key words: CA6140 lathe。 NC transformation。 ball screws。 Stepping MotorXX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計 II 目錄 1 前言 .................................................................. 1 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的實際意義 ........................................ 1 2 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造總體方案的確定 .......................................... 3 設(shè)計任務(wù) ........................................................ 3 總體方案的論證與確定 ............................................ 3 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 ............................................. 3 機(jī)械部分的數(shù)控化設(shè)計改造與選擇 ............................. 4 3 主傳動系統(tǒng)的設(shè)計改造 .................................................. 6 4 主軸編碼器 ............................................................ 7 5 機(jī)床滑動導(dǎo)軌的改造 .................................................... 8 6 進(jìn)給傳動系統(tǒng)的數(shù)控化改造設(shè)計 .......................................... 9 縱向進(jìn)給傳動系統(tǒng)的數(shù)控化改造設(shè)計 ............................... 10 切削力的確定 .............................................. 10 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計計算與選型 ............................ 10 齒輪減速器的設(shè)計 .......................................... 17 步進(jìn)電動機(jī)的計算與選擇 .................................... 18 橫向進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控改造設(shè)計 ..................................... 21 切削力的確定 .............................................. 21 滾珠絲杠副的設(shè)計計算和選型 ................................ 22 齒輪減速器的設(shè)計 .......................................... 28 步進(jìn)電動機(jī)的計算與選擇 .................................... 29 7 刀架的數(shù)控化改造 ..................................................... 33 8 結(jié)論 ................................................................. 34 參考文獻(xiàn) ............................................................... 35 致謝 ................................................................... 37 XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計 1 1 前言 數(shù)控機(jī)床是 以數(shù)字化的信息實現(xiàn)機(jī)床控制的典型機(jī)電一體化產(chǎn)品，它是將主運(yùn)動的變速、起停，進(jìn)給運(yùn)動的方向、速度、位移大小，以及諸如刀具的選擇、交換、工件的夾緊、松開和冷卻的起、停等信息數(shù)字化，然后將這些數(shù)字信息送入數(shù)控系統(tǒng)或計算機(jī)，由數(shù)控系統(tǒng)或計算機(jī)發(fā)出各種指令控制機(jī)床伺服系統(tǒng)或其他的執(zhí)行元件以完成加工任務(wù)。 數(shù)控機(jī)床是多學(xué)科、新技術(shù)的合成體，是自動化程度很高的機(jī)床 。 數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比較有很多特點： ，數(shù)控加工的切削量、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、使用刀具等加工所需條件、參數(shù)都可以根據(jù)工藝要求，預(yù)先編程予以規(guī)定，加工過程中避免了人為的干擾，大大提高了同一批產(chǎn)零件的一致性； 強(qiáng)，能加工形狀復(fù)雜的零件 ； ； ，減少操作失誤，降低廢品、次品； ； 的自動化。 因此數(shù)控機(jī)床 以其適應(yīng)性強(qiáng)、加工質(zhì)量穩(wěn)定、效率高、精度高的特點產(chǎn)品生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。 本次設(shè)計 通過 對 CA6140 普通 車床的數(shù)控 化 改造， 提高了原機(jī)床的加工精度和擴(kuò)大了機(jī)床的適用范圍，使生產(chǎn)效率得到了很大的提高。該論文 主要介紹了普通臥式車床機(jī)械部分的數(shù)控改造化，闡述了 CA6140 車床橫、縱向進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造設(shè)計。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的實際意義 隨著人民生活 水平的不斷提高，物質(zhì)生活和精神生活不斷豐富，經(jīng)濟(jì)發(fā)展日益加快，市場的變化就會愈來愈大，產(chǎn)品的品種愈來愈多，且產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期愈來愈短 。 這時，多品種單件小批生產(chǎn)的特點顯得愈來愈突出。這就要求企業(yè)要很好適應(yīng)多品種單件生產(chǎn)的特點 ，因此 企業(yè)淘汰舊機(jī)床和 裝備 數(shù)控機(jī)床是適應(yīng) 這種要求必經(jīng)途徑。企業(yè)獲得數(shù)控機(jī)床有兩種途徑：一是對現(xiàn)有機(jī)床進(jìn)行技術(shù)改造，把傳統(tǒng)式的機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床 ；二是購置全新的數(shù)控機(jī)床。當(dāng)前我國的企業(yè)大多數(shù)為中小型的民營企業(yè)，購置全新的數(shù)控機(jī)床關(guān)于投資資金的利潤率、對企業(yè)流動資金的影響、企業(yè)資金的籌措能力、投資的風(fēng)險及資本的回收 、技術(shù)上的可行性 這幾個方面是企業(yè)不得不考慮的問題。 綜合 以上 各個方面的因數(shù)，企業(yè)選擇對現(xiàn)有舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造是一個最好的選擇，其優(yōu)點體現(xiàn)在以下方面： 、交貨期短 ，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。通過對機(jī)床局部的改造，相較于購買全新的數(shù)控機(jī)床，一般能節(jié)省 60%左右的資金， 對于大型、特殊機(jī)床效果尤為明顯。此外還具有 針對性強(qiáng)、適應(yīng)性廣、投入少、XX 學(xué)校 畢業(yè)設(shè)計 2 見效快 的特點，但有些情況特殊，如高速主軸、刀具自