毕业设计--普通车床的数控化改造

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1、 毕毕 业业 设设 计计 说说 明明 书书 题目：普通车床的数控化改造题目：普通车床的数控化改造 专专 业：业：机械制造及其自动化机械制造及其自动化 学学 号：号： 班班 级级： 机机 械械 3 3 班班 姓姓 名：名： 指导老师指导老师： 2008 年年 3 月月 10 日日 普通车床的数控化改造 目目 录录 一、问题的提出4 二、机床数控改造的意义4 2.1 节省资金4 2.2 性能稳定可靠4 2.3 提高生产效率4 三、设计任务与总体方案的确定5 3.1、改造方案的确定5 3.2、车床的改造确定的总体改造方案5 3.3、机械部分改造的设计6 3.4、纵向进给系统的设计计算8 3.5、横向

2、进给系统的设计计算13 四、步进电动机选择19 五、总结20 六、致谢词21 七、参考文献22 摘 要 本设计说明书包括：概论、总体设计方案的拟定和验证、主传动部分的改造 设计、伺服进给系统的改造设计、自动转位刀架的选择设计。改造后的机车，主 运动实现自动变速，纵向、横向进给系统进行数控控制，并要求达到纵向最小运 动单位为 0.01 /脉冲，横向最小运动单位 0.005 /脉冲，刀架要是自动控制的自 动转位刀架，要能自动切削螺纹。 关键字： 数控改造 进给系统 滚珠丝杠 一、问题的提出 数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好 地解决了现代机械制造中结构复杂、精密

3、、批量小、多变零件的加工问题，且能 稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。但从目前企业面临的情况看，因 数控机床价格较贵， 一次性投资较大使企业心有余而力不足。 我国作为机床大国， 对普通机床数控化改造不失为一种较好的良策。 二、改造的意义 2.1 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。 2.2 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。 2.3 提高生产效率

4、机床经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。 三、设计任务与总体方案确定 3.1 改造方案的确定 （1） 设计任务书 C616 普通车床数控化改造，利用微机对纵向、横向进给系统进行开环 控制，纵向脉冲当量为 0.01mm/脉冲，横向脉冲当量为 0.005/脉冲，驱动元 件采用步进电动机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用四工位电动自动转 位刀架。 C616 车床主要用于对中小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工，这些零 件加工工艺要求机床应完成的工作内容有：控制主轴正反转和

5、实现其不同切 削速度的主轴变速；刀架能实现纵向和横向的进给运动，并具备在换刀点自 动改变四个刀位完成选择刀具；冷却泵、润滑泵的启停；加工螺纹时，应保 证主轴转一转，刀架移动一个被加工螺纹的螺距或导程。这些工作内容，就 是数控化改造数控系统控制的对象。由于是经济型数控改造，所以在考虑具 体方案时，基本原则在满足使用要求的前提下，对机床的改动尽可能少，以 降低成本。 3.2 车床的改造确定的总体改造方案： 对机床的改造部位是：拆掉手动刀架和小拖板装上数控刀架；拆掉普通丝 杆、光杆进给箱、溜板箱，换上滚珠丝杠螺母副；主轴后端加一光电编码器 用波纹管连接，供加工螺纹使用； 数控系统选用江苏东方数控新技术公司生产的 NIM-9702 数控系统； 驱动系统的设计。由于改造设计的是简易型经济数控，所以在考虑具体方 案时，基本原则是在满足需要的前提下，对于机床尽可能减小改动量，以降 低成本。 总体改造如图 1 所示: 图 1 C616 车床总体改造图 3.3 机械部分改造的设挤 1.纵向进给机构的改造 纵向进给运动是由伺服电动机通过安全离合器直接驱动有预加载荷的