CA6140车床的经济型数控改造设计机械 毕业设计new.docx
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1、摘要我国是世界上机床产量最多的国家,但数控机床的产品竞争力在国际市场中仍处于较低水平,即使在国内市场也面临着严峻的形势:一方面国内市场对各类机床产品特别是数控机床有大量的需求,而另一方面却有不少国产机床滞销积压,国外机床产品充斥市场,严重影响我国数控机床自主发展的势头。这种现象的出现,除了有经营上、产品质量上和促销手段上等的原因外,一个最主要的原因就是新产品(包括基型、变型和专用机床)的开发周期长,不能及时针对用户的需求提供满意的产品。普通机床的数控化改造事业方兴未艾,在我国目前形式下将大批故障机床尤其是一大批闲置的普通机床进行改造、升级,以较小的投入尽快使这批设备在经济发展中发挥效能、创造效
2、益,的确是许多企业的一项不可忽视的课题。此次毕业设计中,我主要改造的部分是自动刀架、传动机构的滚珠丝杠的加入,实现了单片机控制,并对步进电机进行了选择,并加入了主轴脉冲发生器,使车床的精度,安全性得到了一定的提高,同时节省了操作时间。关键词: 滚珠丝杠 单片机 脉冲发生器 自动刀架目 录第1章 绪论-1 1.1 国内外车床发展概况及存在的问题-11.2 数控化改造的内容-21.3 数控机床的发展趋势-2第2章 C6140普通车床数改的总体方案-42.1 总体改造方案-42.2 主传动系统和进给系统的改造-42.2.1 机械部分的改造-52.2.2 刀架的改造-5第3章 数改C6140车床传动装
3、置设计-53.1 传动装置总体设计-53.2 滚珠丝杠螺母副选择-63.2.1 滚珠丝杠副的特点及类型-73.2.2 滚珠丝杠副的结构-83.3 纵向进给系统的设计与计算-93.3.1 纵向进给系统的设计计算-93.3.2 滚珠丝杠设计计算-113.3.3 齿轮及转矩的有关计算-153.4 横向进给系统的设计计算-193.4.1 横向进给系统的设计计算-193.4.2 滚珠丝杠设计计算-203.4.3 齿轮及转矩有关计算-223.5 滚珠丝杠副的安装结构-243.6 进给系统传动齿轮间隙的消除-253.6.1 采用减速箱的目的及注意事项-253.6.2 减少或消除空程的必要性和方法-25第4章
4、 数改C6140自动刀架设计-264.1 自动刀架的分类-264.2 自动刀架的设计-27 4.2.1 刀架抬起-274.2.2 刀架转位-274.2.3 刀架定位-274.2.4 夹紧刀架-28第5章 数改C6140步进电机的选择-295.1 步进电机的工作方式-295.2 步进电机的选择-29 5.2.1 数改C6140纵向进给系统步进电机的确定-29 5.2.2 数改C6140横向进给系统步进电机的确定-305.3 主轴脉冲发生器-305.4 主轴脉冲发生器的结构及原理-315.5 数控系统基本硬件组成-325.6 单片机控制系统的设计-33 5.6.1 硬件配置-33 5.6.2 存贮
5、器空间分配-33 5.6.3 I/O口地址分配-34 5.6.4 光电隔离电路-34第一章 绪论1.1国内外车床发展概况及存在的问题随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型
6、、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。长期以来,我国的数控系统为传统的封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多
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