【正文】 的滾珠絲杠系列中選出合適的型號較困難，需要特制的滾珠絲杠副；為便于安裝，滾珠絲杠副的絲杠采用分移式，而不是整體，用聯(lián)軸器連接。通過以上比較，決定使用開環(huán)控制系統(tǒng)。但也有其缺點(diǎn)，如步進(jìn)電機(jī)沒有過載能力，啟動(dòng)頻率低，工作頻率也不很高等。本設(shè)計(jì)為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，通常情況下采用以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制。由于反饋環(huán)節(jié)不包括大部分機(jī)械傳動(dòng)元件，調(diào)試比閉環(huán)簡單，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較以保證，所以比閉環(huán)容易實(shí)現(xiàn)。直流或交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的半閉環(huán)控制，其性能介于開環(huán)和閉環(huán)控制之間。但它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)難度大造價(jià)高。 伺服進(jìn)給系統(tǒng)的選擇數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)可分為開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)。 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 數(shù)控系統(tǒng)按運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位直線控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。 mm， mm。2 總體方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)本次設(shè)計(jì)是將CA6140普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控，要求改造后的車床有自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，具有切削螺紋的功能，在縱向和橫向具有直線和圓弧插補(bǔ)功能。如采用消除間隙的連軸節(jié)/消除傳動(dòng)齒輪間隙的機(jī)構(gòu)等；5）盡量滿足低振動(dòng)和高可靠性方面的要求。 設(shè)計(jì)要求及需解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行數(shù)控化改造時(shí)，不能簡單的將數(shù)控裝置與普通車床連接在一起，應(yīng)對主要部件進(jìn)行必要的改造使其達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求。 4）柔性化、集成化 當(dāng)今世界上的數(shù)控機(jī)床向柔性自動(dòng)化系統(tǒng)發(fā)展的趨勢是：從點(diǎn)(數(shù)控單機(jī)、加工中心和數(shù)控復(fù)合加工機(jī)床)、線（FMC、FMS、FTL、FML）向面(工段車間獨(dú)立制造島FA)、體（CIMS、分布式網(wǎng)絡(luò)集成制造系統(tǒng)）的方向發(fā)展，另一方面向注重應(yīng)用性和經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展。 2）復(fù)合化 數(shù)控機(jī)床的功能復(fù)合化的發(fā)展，其核心是在一臺機(jī)床上要完成車、銑、鉆、攻絲、絞孔和擴(kuò)孔等多種操作工序，從而提高了機(jī)床的效率和加工精度，提高生產(chǎn)的柔性。 高精度化：其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級(L0NM)，其應(yīng)用范圍日趨廣泛。技術(shù)發(fā)展的需要對21 世紀(jì)的數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢高速化、高精度化、高可靠性、復(fù)合化、智能化、柔性化、集成化和開放性是當(dāng)今數(shù)控機(jī)床行業(yè)的主要發(fā)展方向。4）提高了機(jī)床的使用價(jià)值。對復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高改造后提高了生產(chǎn)效率。因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時(shí)效，幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。一般大型機(jī)床改造只需花新機(jī)床購置費(fèi)的1/3。本次設(shè)計(jì)對車床的進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造，并且具有自轉(zhuǎn)位刀架。包括基礎(chǔ)件(如床身、立柱、橫梁等)、主軸箱、刀架、進(jìn)給箱、尾座、溜板箱幾部分。普通車床的數(shù)控化改造一般是指對現(xiàn)有普通車床的某些部位做一定的改造，配上經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)，從而使原機(jī)床具有數(shù)控加工能力。另外，通過這次設(shè)計(jì)，也使我進(jìn)行一次機(jī)電結(jié)合的全面訓(xùn)練，所學(xué)的機(jī)械、電子和微機(jī)的知識得以綜合運(yùn)用。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新行業(yè) ?，F(xiàn)在，在美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家，普通車床它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)，生意盎然，加工中心正處在黃金時(shí)代。1977年以前，蘇聯(lián)一直保持產(chǎn)量優(yōu)勢，以后日本的半導(dǎo)體技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)迅猛發(fā)展，促進(jìn)了數(shù)機(jī)床的生產(chǎn)。1970年前美國處于領(lǐng)先地位。近期重在打基礎(chǔ)，建立信譽(yù)，擴(kuò)大國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的國內(nèi)市場份額，遠(yuǎn)期謀求趕超世界先進(jìn)水平，大步走向世界市場； 自從第一臺商品數(shù)控機(jī)床問世以來 ，到1965年，世界主要工業(yè)國家的數(shù)控機(jī)床己進(jìn)入了大批量生產(chǎn)階段。在方法上，深入用戶，精通工藝，低中高檔并舉，學(xué)習(xí)日本，首先解決量大而廣的中檔數(shù)控機(jī)床，批量生產(chǎn)，占領(lǐng)市場，減少進(jìn)口，擴(kuò)大出口。應(yīng)學(xué)習(xí)美、德、日經(jīng)驗(yàn)，政府高度重視、正確決策、大力扶植。中國今后要加速發(fā)展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)，既要深入總結(jié)過往的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，切實(shí)改善存在的問題，又要認(rèn)真學(xué)習(xí)國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，沿正確的道路前進(jìn)。同時(shí)我國又是一個(gè)機(jī)床大國，有三百多萬臺普通機(jī)床。我國數(shù)控機(jī)床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品開發(fā)上取得了明顯的進(jìn)步，特別是在機(jī)床的高速化、多軸化、復(fù)合化、精密化方面進(jìn)步很大。用普通機(jī)床加工出來的產(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，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。 我國正處于從以勞動(dòng)密集性產(chǎn)業(yè)為主向以技術(shù)密集性產(chǎn)業(yè)為主的發(fā)展階段，對自動(dòng)化設(shè)備的需求會(huì)越來越大、越來越積極。 總的來說：數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量不斷增長，；進(jìn)口量增長較快，達(dá)29倍，出口量有所增加，但數(shù)目較小，；數(shù)控機(jī)床消費(fèi)量增加較快。其中生產(chǎn)數(shù)控金切機(jī)床的約150家，生產(chǎn)數(shù)控成形機(jī)床的約30家，共計(jì)約180家，占廠家總數(shù)的1/3。目前，中國機(jī)床工業(yè)廠多人眾。因此，對中、小企業(yè)來說走普通機(jī)床數(shù)控化改造之路是比較理想的選擇，也是提升我國機(jī)床數(shù)控化的有效途徑。而普通機(jī)床已越來越不能滿足現(xiàn)代加工工藝和提高生產(chǎn)效率的要求，有些機(jī)床必然要被數(shù)控機(jī)床所代替。The system of enters 。關(guān)鍵詞：經(jīng)濟(jì)型；數(shù)控改造；進(jìn)給系統(tǒng)；自動(dòng)刀架AbstractWith the development of science and technology,and Automation of production and life indepth general machine tools can not meet market demand, the laborintensive, highrisk, and mass production can not meet the needs of modern science, more and more enterprises are turning to the ordinary numerical control machine tools .This paper briefly described the research background and significance,then lathe CNC of the economic transformation were analyzed and to some books about design and the use of some knowledge about the research,proposed to meet the requirements of this topic NC rehabilitation programs.This introduction of the design included:The drawup of the generaloutline,the decision of the total designal projection,the reforms design to the system of serve enters,the choice and design to the knife which turn automatically and the design ofthe numerical control system, and so the Motorcycle been reformed,lengthways,horizontal enter to proceed to system the number controls the control,and meet must be the automatic control a knife which is turning automatically, and it is able to slice the thread automatically. Finally, the calculation steps of the design and conclusions drawn diagram ponents and overall assembly diagram, and mark the process of technical requirementsKey word: Economy。機(jī)床改造后，縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)控控制，并達(dá)到既定要求，刀架是自動(dòng)控制的自轉(zhuǎn)位刀架，能自動(dòng)切削螺紋。本文簡要的闡述了課題研究的背景和意義，對普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造進(jìn)行了分析和比較，并參考相關(guān)設(shè)計(jì)書籍，運(yùn)用相關(guān)知識，提出了滿足本課題要求的數(shù)控改造方案。山東科技大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文摘要隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)和生活中自動(dòng)化程度的深入。普通機(jī)床越來越不能滿足市場的需求，其勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性高，且不能滿足現(xiàn)代科學(xué)的批量生產(chǎn)需要，越來越多的企業(yè)將普通機(jī)床逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)控化。本設(shè)計(jì)說明書包括：概論、總體方案的擬定、伺服進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)、自轉(zhuǎn)位刀架的選擇設(shè)計(jì)以及數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等幾部分。最后根據(jù)設(shè)計(jì)的計(jì)算步驟和結(jié)論繪制了零件結(jié)構(gòu)圖和整體裝配圖，并標(biāo)注了加工的技術(shù)要求。The number controls to reforms。Automatic knife目 錄摘要 IAbstract II1 課題的提出 1 國內(nèi)外發(fā)展情況 1 2 設(shè)計(jì)要求及需解決的關(guān)鍵問題 42 總體方案設(shè)計(jì) 5 設(shè)計(jì)任務(wù) 5 總體方案的論證 6 83 進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算 9 確定脈沖當(dāng)量 9 切削力的計(jì)算 9 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算和選型 10 齒輪傳動(dòng)比計(jì)算 194 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選型 22 縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型 22 橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型 285 自轉(zhuǎn)位刀架 34 數(shù)控車床刀架的基本要求 34 自轉(zhuǎn)位刀架的結(jié)構(gòu) 34 刀架的選擇 35 刀架工作原理 35 刀架的安裝 376 數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 38 控制系統(tǒng)方案的確定及繪制框圖 38 單片機(jī)的選擇 39 8051單片機(jī)及擴(kuò)展芯片的使用 39 I/O接口電路及譯碼電路的設(shè)計(jì) 40 40技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析 42總結(jié) 43參考文獻(xiàn) 44致謝 45附錄 46581 課題的提出隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷成熟和完善，數(shù)字化在現(xiàn)代工業(yè)方面也得到了很大的應(yīng)用，促使機(jī)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(jìn)行柔性自動(dòng)化控制的新一代機(jī)床——數(shù)控機(jī)床的誕生和發(fā)展。但是我國很多中小企業(yè)仍有大量的普通機(jī)床，數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，投資較大，完全用數(shù)控機(jī)床替換可能性不大，而且替代下來的機(jī)床閑置起來又會(huì)造成浪費(fèi)。 國內(nèi)外發(fā)展情況隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人民生活水平的提高，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志，而其中最具代表性的就是機(jī)械加工技術(shù)。2000年，金切機(jī)床制造廠約358家()，成形機(jī)床制造廠191家()，共計(jì)549家()。內(nèi)數(shù)控金切機(jī)床17,521臺，約占9%。產(chǎn)量滿足不了社會(huì)發(fā)展的需求。機(jī)床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機(jī)床數(shù)控化率還不是很高。數(shù)控機(jī)床已成為我國市場需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。但是，國產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與先進(jìn)國家的同類產(chǎn)品相比，還存在差距，還不能滿足國家建設(shè)的需要。但機(jī)床的素質(zhì)差，性能落后，單臺機(jī)床的平均產(chǎn)值只有先進(jìn)工業(yè)國家的1/10左右，差距太大，急待改造。中國廠多人眾，極需正確的方針、政策對數(shù)控機(jī)床的發(fā)展進(jìn)行有力的指引。在方針政策上，應(yīng)講究科學(xué)精神、經(jīng)濟(jì)實(shí)效，以切實(shí)提高生產(chǎn)率、勞動(dòng)生產(chǎn)率為原則。在步驟措施上，必須使國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)先進(jìn)、可靠，狠抓產(chǎn)品質(zhì)量與配套件過關(guān)，打好技術(shù)基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量，擁有量，數(shù)控化率都在急速上升。1971年蘇聯(lián)生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床2538臺，一舉超過美國，名列世界第一。1976年日本數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量是3300臺，1978年時(shí)為7300臺，1980年為22000臺，到1981年僅用4年時(shí)間便超過了其他各國而成為世界上最大的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)國，產(chǎn)量達(dá)到26000臺，基本上兩年翻一番。由于機(jī)床及其技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。本次設(shè)計(jì)是利用數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)以及機(jī)床傳動(dòng)原理等技術(shù)將普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，以實(shí)現(xiàn)節(jié)省資金、提高生產(chǎn)效率。從而，我在加工編程能力、初步設(shè)計(jì)計(jì)算的能力以及分析和處理生產(chǎn)中所遇到的機(jī)、電方面技術(shù)問題的能力進(jìn)一步提高。 普通車床的組成 普通車床盡管類型很多，結(jié)構(gòu)布局各不相同，但其基本組成大致一樣。 普通車床CA6140主要結(jié)構(gòu)組成見下圖， CA6140結(jié)構(gòu)簡圖 1主軸箱；2拖板；3尾座；4床身；9床腿； 6光杠；7絲杠；8溜板箱；10進(jìn)給箱 數(shù)控車床的組成 數(shù)控車床由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置（CNC）、伺服驅(qū)動(dòng)及位置檢測裝置、車床本體等幾部分組成。其改造有如下優(yōu)點(diǎn)：1）節(jié)省費(fèi)用。機(jī)床的數(shù)控改造和購置新機(jī)床相比可節(jié)省60%左右的費(fèi)用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯。2）性能穩(wěn)定可靠。3）3至5倍。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費(fèi)用而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 5）降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。數(shù)控技術(shù)的問世已有40多年的歷史，它是由機(jī)械學(xué)、控制學(xué)、電子學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)四大基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展起來的一門綜合性新型學(xué)科。 1）高速化、高精度化、高可靠性 高速化：提高進(jìn)給速度與提高主軸轉(zhuǎn)速。高可靠性：一般數(shù)控系統(tǒng)的可靠性要高于數(shù)控設(shè)備的可靠性在一個(gè)數(shù)量級以上，但也不是可靠性越高越好，因?yàn)樯唐肥苄阅軆r(jià)格比的約束。 3）智能化 智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個(gè)