机电系普通车床数控化改造设计论文
毕业论文 题 目：数控机床改进学 科： 学 生： 指导教师： 毕业设计（论文）任务书一、毕业设计(论文)题目：普通车床数控化改造二、毕业设计(论文)内容：1.对CA6140数控车床的一些主要机构主轴箱及典型机构主传动系统、进给传动系统、自动回转刀架、机床尾座进行分析，了解其的大致结构组成。2.重点对机床进给伺服系统机械部分以及步进电动机改造设计和计算和同步带传动改造设计。为了提高支承刚度，采用向心推力球轴承对加止推轴承支承方式。齿轮间隙采用双薄片调隙方式；为提高横向进给系统刚度，支承方式采用两端装止推轴承。3. 对数控系统驱动的电路进行设计。驱动电路采用离低压驱动方式。4. 润滑系统的改造。采用油气润滑方式，这种润滑方式不同于油雾润滑方式，油气润滑是用压缩空气把小油滴送进轴承空隙中，油量大小可达最佳值。压缩空气有散热作用，润滑油可回收，不污染周围空气。毕业设计（论文）开题报告一.选题的背景与意义：本课题针是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床-C6140型车床，对机械部分重新设计、装配，对电气部分在原有基础上进行较大规模的技术更新，较大幅度地提高水平和档次。目的为重新恢复其使用，提高其精度、效率和自动化程度，提高性能或档次，更好的适应新工艺、新技术使用。中国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3%。近10年来，中国数控机床年产量约为0.6-0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6%。中国机床役龄10年以上的占60%以上;10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20%, FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数(美国和日本自动和半自动机床占60%以上)。可见大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装各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。工业发达国家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床，本质是采用信息技术对传统产业(包括军、民机械工业)进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC, FMS外，还包括在产品开发中推行CAD, CAE, CAM,虚拟制造以及在生产管理中推行MIS(管理信息系统)、CIMS等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造称之为信息化)，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竟争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年，每年都有大量机电产品进口，为推动我国机电一体化系统的发展，作为机械设计专业的一名大学生，有责任做出自己的努力。随着科学技术的发展,现代机械制造要求产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量的要求也越来越高。随着社会对产品多样化要求的增强，产品品种增多,产品更新换代加速。数控机床代替普通机床被广泛应用是一个必然的趋势。它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点： 1. 适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。 2. 加工精度高； 3. 生产效率高； 4. 减轻劳动强度，改善劳动条件； 5. 良好的经济效益； 6. 有利于生产管理的现代化。 二.研究的基本内容与拟解决的主要内容：对CA6140车床主进行数控改造。1.对CA6140数控车床的一些主要机构主轴箱及典型机构主传动系统、进给传动系统、自动回转刀架、机床尾座进行分析，了解其的大致结构组成。2.重点对机床进给伺服系统机械部分以及步进电动机改造设计和计算和同步带传动改造设计。为了提高支承刚度，采用向心推力球轴承对加止推轴承支承方式。齿轮间隙采用双薄片调隙方式；为提高横向进给系统刚度，支承方式采用两端装止推轴承。3. 对数控系统驱动的电路进行设计。驱动电路采用离低压驱动方式。4. 润滑系统的改造。采用油气润滑方式，这种润滑方式不同于油雾润滑方式，油气润滑是用压缩空气把小油滴送进轴承空隙中，油量大小可达最佳值。压缩空气有散热作用，润滑油可回收，不污染周围空气。三. 研究的方法与技术路线：通过观察普通CA6140车床和普通CA6140数控车床，确定其改造方向，并对其进行改造，并查阅有关资料，对进给伺服机构机械部分和轴组件部分重新进行计算，使其提高性能。对进给伺服机构机械部分和轴组件部分重新进行计算是这次设计中的一大难点，通过查阅有关以往普通CA6140数控车床资料，经过反复修改计算，将其性能提高。纵向进给机械结构改造方法，为了提高支承刚度，采用向心推力球轴承对加止推轴承支承方式。齿轮间隙采用双薄片调隙方式。.横向进给机械结构改造方法，为提高横向进给系统刚度，支承方式采用两端装止推轴承。减速机构改造方法，采用同步齿形带传动机构。轴组件改造方法，主轴采用空心形状大大减小了应力的集中，使轴的刚度有很大提高。计算并验证分析解决上述改造相关问题所拟定的设计参数。数控控制板改造方法，为提靠性和处理速度，采用硬件环形分配器产生脉冲控机的运转。为增强系统的抗干扰能力，输入输出信号要经电隔离。驱动电路改造方法，采用离低压驱动方式。隔离电路和功率放大电路改造方法，隔离电路采用的光电隔离电路；功率放大电路采用双电源型。润滑方式的改造方法，采用油气润滑方式替代传统的油雾润滑方式。四. 研究的总体安排与进度：12月12号听指导老师讲授如何写作毕业论文，选题目。12月13号到12月28号，根据指导老师的指导看有关论文的书籍。毕业论文第一稿在指导老师全面修改后完成。10年1月1号开始写第二稿，写完成后，交给指导老师修改，2月25号打印出第二稿。2月26号开始写第三稿，在指导老师的辅导下于3月10号完成。3月20号把论文一、二、三稿、电子稿都上交给班主任指导教师审核意见： 目 录 摘要 .(1)设计任务及要求 (1)一 车床主传动变速箱结构分析. (1)二 数控车床头箱结构分析.(2)2.1 主传动系统 .（4）2.2 进给传动系统.（4）2.3 自动回转刀架.（4）2.4 机床尾座.（4）三 伺服系统及步进电动机的设计和计算（4）3.1伺服系统结构改造设计方案.(4)3.2 进给伺服机构机械部分的设计计算.(5)四 同步带传动设计.(5)4.1 同步齿形带的选择和校核.(5)4.2 主轴组件的设计.(8)五 数控系统驱动的电路设计. .(10)5.1硬件电路的基本组成.(10)5.2 控制系统的功能(12)六 润滑系统的改造(14)体会 . .(14)致谢.(14)参考文献.(15)普通车床数控化改造摘要:中国是一个传统的机械制造大国，但其装备水平落后，特别是一些老的机械制造厂大多还是比较旧的机床，远远不能满足加工的要求。针对目前制造业的技术装备现状，对传统机械制造业装备进行改造，解决机械制造业中的一些技术问题，用现代先进技术对旧的设备进行改造和提升，是我国制造业的发展方向。本课题是针对CA6140普通废旧车床进行数控化改造，其现实意义在于如何寻找一种可行的、有推广价值的设备改造方法，对传统机械制造行业的技术装备进行技术提升，以解决目前设备老化所带来的问题。本课题研究过程中，首先对目前工厂所使用的常规数控机床进行了全面的调查和分析。在结合原C6140车床本身的结构和运动特性，对其主传动部分进行重新计算设计，设计出符合改造要求的主传动系统，在满足正常加工的条件下，选择合适的动力与控制系统，使整个主传动系统能在控制系统下完成设计所要求动力运转，并实现数控车床的无级调速的性能。 关键字：普通车床数控车床改造设计前 言 随着科学技术的发展,现代机械制造要求产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量的要求也越来越高。随着社会对产品多样化要求的增强，产品品种增多,产品更新换代加速。数控机床代替普通机床被广泛应用是一个必然的趋势。同时，数控机床将向着更高的速度、精度、可靠性及完善性的功能发展。机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电一体化发展的先河。 数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。 数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点： 1. 适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。 2. 加工精度高； 3. 生产效率高； 4. 减轻劳动强度，改善劳动条件； 5. 良好的经济效益； 6. 有利于生产管理的现代化。 数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显
