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《机电一体化系统设计》课程设计 题目： CA6140 车床经济型数控改装设计 院别: 工程机械学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名：XXX C6140普通车床改造  摘 要： 本文系统阐述了对C6140普通车床改造成经济 数控车床设计的主要内容，包括项目改造的意义，改 造内容，改造技术参数，机床进给伺服系统机械部分 设计计算，数控系统硬件电路设计，电气原理设计等。 其改造成本低廉，具有自动加工，换刀的功能， 操作维修方便，符合我国国情。  设计内容与要求 将CA6140普通车床改造成经济型数控车床。要 求该车床具有切削螺纹的功能，纵向和横向具有直线 和圆弧插补功能。系统分辨率纵向：0.01mm，横向： 0.005mm。 总体设计方案的确定 经总体设计方案的论证后，确定的CA6140车床 经济性数控改造的总体方案示意图如图 3.2.1所示。CA6140 车床的主轴转速部分保留原机床 的功能，既手动变速。车床的纵向 （Z 轴）和横向 （X 轴）进给运动采用步进电机驱动。由MCS-51系列单片 机组成微机作为数控装置的核心，由I/O接口、软件环 形分配器 （硬件环分器）与放大器控制功率步进电机 转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车 床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经 电动机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削 螺纹的功能，必须安装主轴脉冲发生器，为此采用主 轴靠同步齿形带使脉冲发生器同步旋转。发出两路信 号；每转发出的脉冲个数和一个同步信号，经隔离电 路以及I/O接口送给微机。 切削螺纹功能需安装主轴位置发生器实现。 图 3.2.1 总体方案示意图 目 录 一、C6140车床技术参数············································· 二、机床进给伺服系统机械部分设计计算·························· （一）、确定系统脉冲当量··················································· (二）、计算切削力······················································· （三）、滚珠丝杠螺母副的设计，计算和选型······························ （四）、导轨的计算和选型················································· （五）、进给伺服系统传动计算············································ （六）、步进电机的计算和选用············································ （七）、进给伺服系统机械部分的结构设计································· 三、自动转位刀架的设计机构 ···································· 四、微机数控系统硬件电路设计 ································· 总结······································································ 参考文献································································· 一、 C6140车床技术参数 将一台CA6140普通车床改造成经济型微机数控车床，采用连续控制系统， 步进电机开环控制，具有直线和圆弧插补功能，设计参数如下： 最大加工直径： 在床面上 φ400mm 在床鞍上 φ210mm 加工最大长度：1000mm 溜板及刀架重量： 纵向 1400N 横向 800N 刀架快移速度： 纵向 2.4m/