机床改造毕业设计：CA6140型普通车床改造成经济型数控车床的设计（可编辑）.doc

机床改造毕业设计：CA6140型普通车床改造成经济型数控车床的设计 ?????????????????????????????????????4 3.1 横向进给系统的设计与计算????????????????????????4 3.2纵向进给系统改造设计?????????????????????????????8 3.3数控车床的传动装置设计??????????????????????????11 3.4自动转位刀架的设计??????????????????????????????18 4结论???????????????????????????????????????????????????19 参考文献????????????????????????????????????????????????20 致谢?????????????????????????????????????????????????????22 附录?????????????????????????????????????????????????????23 1 前言 国外利用数字计算机进行控制加工是从40年代开始的。1952年美国麻省理工学院在一台立式铣床上装了一套试验性的数控系统,成功地实现同时控制三轴的运动,它成了世界上第一台数控机床。此后,从60年代开始,其他一些工业国家如德国、日本等陆续地开发生产及使用数控机床。1974年微处理机直接用于数控机床,进一步促进了数控机床的普及应用和大力发展。随着数控机床的功能越来越完善,可靠性和性能越来越高,它在制造业中逐渐担当了越来越重要的角色。 我国数控机床的研制是从1958年开始的,经历了几十年的发展,直至80年代后引进了日本、美国、西班牙等国数控伺服及伺服系统技术后,我国的数控技术才有质的飞跃,应用面逐渐铺开,数控技术产业才逐步形成规模。 由于现代工业的飞速发展,市场需求变的越来越多样化,多品种、中小批量甚至单件生产占有相当大的比重,普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。如果设备全部更新替换,不仅资金投入太大,成本太高,而且原有设备的闲置又将造成极大的浪费。如今科学技术发展很快,特别是微电子技术和计算机技术的发展更快,应用到数控系统上,它既能提高机床的自动化程度,又能提高加工精度,所以最经济的办法就是进行普通机床的数控改造。实践已经证明普通机床的经济型数控改造具有重大的实际价值: 1)节省资金。 机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用,大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用,并可以利用现有地基。 2)性能稳定可靠。因原机床各基础件经过长期时效,几乎不会产生应力变形而影响精度。 3) 提高生产效率。 机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高 3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装,不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。 普通机床的数控改造对提高现有机床设备的利用率,提高零件加工精度和生产效率具有重要的现实意义。目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间,现在我国机床数控化率不到3%。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在国际、国内市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益,影响企业的生存和发展,所以必须大力提高机床的数控化率。为此,在旧有机床上进行数控改造有着较好的市场前景。 本课题来源于生产实践。将CA6140型普通车床改造成经济型数控车床,应能实 现CA6140车床原有功能,在机床的精度、性能等方面除保持原来状况外还有所提高。在整个设计过程中满足以下几点要求: a.横向(X向) 进给脉冲当量为0.005mm /脉冲; b.进给速度范围:向 3 ~ 1000mm/min (无级调速) 快进速度:X向 1000 ~ 3000mm/min内任意设定; c.原车床的主传动系统予以保留,横向进给系统由微机实现开环控制,两轴联动; d.刀架采用自动转位刀架,具有切削螺纹的功能; e.改造方便,成本低。 该设计的总体思路是采用以8031单片机为核心的数控装置控制加工过程。微机通过I/O接口发出驱动脉冲,经过光电隔离进入步进电机的驱动控制线路,驱动控制线路接受来自数控车床控制系统的进给脉冲信号,并将该信号转换为控制步进电机各定子绕组依次通电、断电的信号,使步进电机运转。步进电机的转子带动滚珠丝杠转动,从而使工作