普通车床数控改造及横纵向进给系统设计

1、C6140普通车床数控改造及横纵向进给系统设计摘 要我国是传统的机械制造大国，但是设备及其落后，尤其是老的机械制造厂主要还是旧的机床，不能满足处理的条件。制造技术和设备的现状,与现代先进技术对大型故障机,尤其是大量闲置的普通机床进行改造、升级,尽快使这批设备在经济发展中发挥能力、创造效益,的确是许多企业不能忽视一个主题,是我国制造业的发展方向。这个话题是CA6140普通车床数控改造,其现实意义在于如何找到一个可行的和扩展设备改造方法的价值,传统的机械制造技术和设备产业技术升级,为了解决设备老化带来的问题。关键词: 滚珠丝杠 滚珠丝杠螺母副 单片机 步进电机ABSTRACTChina is a traditional machine manufacture great nation, however, its equipment level falls behind, In particular, in some Engineering works, and most of the machine is quite old, far from enough to meet the req

2、uirements of processing. In view of present manufacturing industrys technical equip present situation, makes the transformation, the promotion particularly with the modern vanguard technology to a large quantities of breakdown engine bed large quantities of idles ordinary engine bed, enables this batch of equipment by the small investment to display the potency, the creation benefit as soon as possible in the economic development, indeed is a many enterprises noticeable topic, is our country man

3、ufacturing industry development direction .This topic is aims at CA6140 the ordinary worn out lathe to make the numerical control transformation, how does its practical significance lie in seeks for one kind feasible, to have the promoted value equipment to transform the method, carries on the technical promotion to the traditional machine manufacture professions technical equip, solves the problem which the present equipment gets older brings. In this topic research process, the first conventio

4、n numerically-controlled machine tool which used for the present factory has carried on the comprehensive investigation and the analysis. Keywords: Ball screw Ball the Screw Nut is Auxiliary Monolithic Machine Step-by-step Electric Motor.目 录绪 论1第一章 数控机床的改造21.1普通机床数控改造21.1.1普通机床数控改造的好处21.1.2机床数控化改造的市场21.1.3数控改造基本步骤3第二章 总体方案设计42.1设计任务42.2确定总体方案42.2.1伺服系统方案的确定42.2.2执行机构传动方式的确定52.2.3单片微机控制方案确定5第三章 机床进给伺服系统设计计算63.1运动参数计算63.2系统脉冲当量选择及切削力确定63.2.1脉冲当量选择63.2.2纵车外圆73.2.2横切端面73.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型73.3.1滚珠丝杠的选型7

5、3.3.2纵向进给丝杠的计算73.3.3横向进给丝杠113.4 齿轮传动比计算143.4.1纵向进给齿轮箱传动比计算143.4.2横向同步齿形带传动比计算15第四章 步进电机的选型和计算164.1步进电机的特点与种类164.2步进电动机的选用原则174.3纵向步进电机的计算174.3.1等效转动惯量计算1714.3.2电机力矩计算184.3.3计算步进电机空载启动频率和切削时的工作频率204.4横向进给步进电机计算和选型224.4.1等效转动惯量计算224.4.2电机力矩计算234.4.3计算步进电机空载启动频率和切削时的工作频率26第五章 控制系统的方案设计275.1单片微机控制方案确定275.2控制系统的作用及要求275.2.1控制系统作用.275.2.2基本要求285.3控制系统硬件电路的设计285.4控制电路部分软件的设计295.4.1存储器与I/O芯片地址分配295.4.2控制系统的监控管理程序305.4.3 8255芯片初始化程序305.4.4 8289芯片初始化程序305.5步进电机的控制与驱动315.5.1开环步进电机控制315.5.2软件环形分配315.5.3步进电动

6、机的运动控制程序31第六章 经济技术分析及环保356.1机床改造技术分析356.2机床改造的环保问题35结 论36参考文献37致 谢381绪 论随着科学技术的高速成长以及经济竞争的加剧，更新产品速率慢慢变快，复杂模样的部件逐渐增多，精度要求越来越高，多样式、中等批量生产的比例也有明显增高。产品制作受市场激烈竞争的影响生产时间慢慢变短。传统的加工方法和生产方法很难适应这些不同的零件，加工要求灵活而复杂。因此近几十年来，由于开发可以有效地解决复杂，精确，小批量的CNC加工技术的多变量部件，因此世界各国都非常重视。传统的机械制造和微电子，电脑，信息处理，现代控制理论，使制造业变成常识密集型的科学作为该类别的现代制造业，它的生产规模朝着“少量少品种多量多品种批次”的方面成长。第一台数控机床是由美国在20世纪50年代制造出来，数控机床及其数控技术已有半个多世纪的开发经验。1959，因为晶体管元件在计算机行业中制造出来。随着1965年小型集成电路的呈现，小型化和低功耗进一步提高了数控系统的可靠性。CNC系统已发展到第三代。特别是这20年来，数控机床的性能价格比有了极大的提升来自于微处理器和微电子技

7、术的成长，这不仅是提高了产品的质量和效率，还缩小了生产时间，从而改善了生产环境。3第一章 数控机床的改造1.1普通机床数控改造顾名思义，CNC机床的改造是向机床添加微机控制器且有的自动化实现技术目标。公司必须以高质量和低成本生产满足市场需求和性能的产品，才能在激烈的市场竞争中生存和发展。先进的数控机床的使用已变为本国制造技术成长的趋向。提升数控率的主要途径是购买新的数控机床，修改旧机床，装备数控机床。将一般机床转换成数控机床是提升机床数控速度的又一有用路径。中国数控机床改造市场有很大的发展空间，今天的数控机床中国机器不到3。由于普通机床加工的产品质量低，机床的低数值，低等级和高成本必须显着提高机床的数控率，不然直接影响公司的产品，市场和利润，并影响公司的生存和成长。这几年，美国、德国、英国等发达国家，尽管生产了许多的数控机床，但对于一般机床的数控转换也十分重要，机床的技术改建市场非常活跃。机床制造业中的机床改造正在从中分离出来，已经形成了新的工业和领域，用数控技术改造机床和生产线。1.1.1 普通机床数控改造的好处（1）机械性能稳定性高。床身和柱子等基本部件均为实心铸造件，不是焊接部件

8、。改造后的机器质量好，性能好，可作为多年的新设备使用。CNC转换简化了原始机器结构。一则减少传动链对精密度的影响，原有的摇杆进给机构都消除，可以提升精密度；二则，它可以降低机械故障率，增加运动的可靠性。长期使用原机床的基础部件后，几乎不可能发生应力变形来影响精度。（2）数控制改造成本低，入资额少，经济性好。（3）我们熟悉设备，易于操作和维修，降低了技术对人员的要求，改善了管理。在购置新设备时，不知道新设备满不满足其处理讲求，并且不是转型。这样就能准确算出机床的加工能力。此外，由于长期使用，操作人员熟悉机床的特性，维护和操作培训短时间，快速的结果。一旦安装机床，它可以满负荷运行。操作人员只需要夹紧工件并按下开关，即可快速完成复杂的工件。通过计算机控制完成处理，节省了技术要求的麻烦。同时也提高定额管理水平。（4）提升生产率。与传统机床相比，机器自动化可提高3至5倍。对于更复杂的零件，越困难，它就越有效。此外，可以使用或不使用工具，这不仅节省了成本，而且缩短了生产准备周期。（5）增强了传统处理难以实现的功能，例如电弧处理和锥形处理1。1.1.2 机床数控改造市场在过去的10年中，中国的CNC

9、年产量已达到3万至4万台，每年大约生产值70亿元。机床的年产率不到6。大多数制造业和制造业的大多数制造和加工设备都是传统的机床，其中机床占了多一半。用该设备处理的产品通常具有诸如低质量，低质量，低质量，高成本和长交货时间的缺点。因此，国际国内市场缺少竞争力直接影响企业的产品，市场和利益，影响企业的生存和发展。这些无法使用的设备和生产线是大量的股票资产，而修理是财富。只要我们找出主要的技术难点并解决关键技术问题，我们就可以最大限度地减少对最大的股票资产的投资，争取最大的经济和社会效益。1.1.3 数控改造基本步骤1.处理对象的过程分析以确定过程计划不仅是机床转换的基础，而且是机床转换的目的。零件的不同样子和不同的技术要求以及加工方式不一样，对机床的要求也不一样。例如，对于圆柱形器件，可以通过车削，圆柱磨削等加工，而平面一般通过铣削，平面磨削等加工;外圆柱面具有高精密度和粗糙的表面，常用来车削;精密度高，外表粗糙度要求低时，必须在外圆磨床上加工。在分析基础上，绘画工序图，首先选择切削量，刃具路径，然后估算出产率。然后计算切削力和切削功率，计算进给系统所需的功率和扭矩。这是选择程序和驱动组件的基础，目前使用类推或测量方法完成。2.分析修改后的机床以确定要修改的机器类型。改造机床和设计机床是不一样的，机床设计是根据设计任务书，设计整个机床，然后逐个制作机床工件，最终把其安装到机床上;机床的转换不仅包括机床本身的转换，还包括机床的结构转换也参与其中。改进过程系统中的工具，夹具和其他附件，以满足生产需求。在制定机床改造计划时，可以根据既定的工艺计划初步选择要修改的机床类型，然后仔细分析所选机床，

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