毕业设计（论文）-CA6140普通车床经济型数控改造（全套图纸） .doc

目录I目录摘要.Abstract.21绪论.31.1引言.31.2机床数控改造的目的.41.3数控系统的产生和发.51.3.1数控系统的出现和发展.51.3.2数控系统的发展趋势.61.4数控改造的必要性.61.5数控机床改造的优点.71.6数控机床改造的设计步骤.81.7CA6140的数控改造.91.7.1数控系统的选择.91.7.2CPU和存储器.101.7.3I/O接口电路.11目录II1.7.4其它部件的选择.112数据参数的选择及其计算.132.1纵向进给系统得设计计算（装配图2）.132.1.1选择脉冲当量：.132.1.2计算切削力：.132.1.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型：.152.1.4齿轮及转距的有关计算：.162.2横向进给系统的设计计算：.182.2.1切削力计算：.192.2.2滚珠丝杠设计计算：.192.2.3齿轮及设计的有关计算：.212.2.3步进电机的选择：.222.3自动刀架的设计.242.3.1刀架的抬起：.242.3.2刀架的回转和选位.242.3.2刀架的下降定位和压紧.252.3.3减速机构的设计计算.262.3.3蜗杆传动的设计计算.292.3.4螺旋升降装置得设计计算.333数控系统硬件电路设计.383.1概述.383.28088微处理器控制系统设计.393.2.1主要技术特性及硬件配置.393.2.2存储空间的分配.393.2.3I/O地址分配.393.2.4单片机部分电路设计图如图纸所示.393.2.5光电隔离电路.393.2.6功率放大电路.40目录III3.2.7其他辅助电路.414软件设计部分.424.1概述.424.2总体方案设计.424.3插补方法的确定.434.4进给控制字FCW的设置.454.5环行分配器的子程序.45附录.46附录.52致谢.57参考文献.58摘要近20年来.我国数控技术和数控机床走过了引进技术、消化吸收和实现产业化的历程。目前.数控机床己经成为机床行业的新的经济增长点.发展迅速,正方兴未艾。应用数控技术对CA6140普通车床进行自动化和精密化的改装，改装技术主要为:在车床上附加数控装置和执行元件，选择合适的机床伺服系统和计算机系统等.结果表明:经改造后的机床完全能实现加工外圆、锥度、螺纹、端面等的自动控制，提高了原机床的生产效率，降低了劳动强度采用数控技术改造的有效途径.术对企业原有机床进行改造，即发展经济型的数控机床是当前工矿企业的成功之路。关键词：车床数控技术技术改造Abstract2AbstractIntherecent20years.Ourcountrynumericalcontroltechnologyandthenumericalcontrolenginebedpassedthroughtheintroductiontechnology,thedigestionhaveabsorbedandrealizetheindustrialproductioncourse.Atpresent.Numericalcontrolenginebedoneselfafterbecomestheenginebedprofessiontheneweconomicalpointofgrowth.Developsrapidly,Isbeingontherise.Theapplicationnumericalcontroltechnology6140conventionallathescarriesonautomatedandtheprecisionre-equippingtoCtheA,there-equippingtechnologymainlyis:Attachesthenumericalcontrolinstallmentandthefunctionalelementonthelathe,choosestheappropriateenginebedservosystemandthecomputersystemandsoon.Theresultindicatedthat,Definitelycanrealizetheprocessingouterannulus,thetaper,thethread,theendsurfaceafterthetransformationenginebedandsoontheautomaticcontrol,enhancedtheoriginalenginebedproductionefficiency,reducedthelaborintensitytousethenumericalcontroltechnologytocarryonthetransformationtotheenterpriseoriginalenginebed,namelythedevelopmenteconomynumericalcontrolenginebedwasthecurrentindustryandminingenterpriseenginebedtechnologicaltransformationseffectiveway.KeyWords：Lathe；Numericalcontroltechnology；Technologicaltransformations绪论31绪论1.1引言提高数控车床的可靠性已成为当前数控车床制造企业自身生存和发展的关键。在市场竞争日趋激烈的情况下,只有那些可靠性高的数控车床才能受到用户的青睐。数控车床是否可靠成为广大用户选购数控车床的重要标准。我国数控机床近年来在生产和应用领域都有较快的发展,但与工业发达国家相比,仍存在较大差距。数控技术是现代制造技术中最关键的环节之一。我国数控技术的研究应用水平还很低,严重制约着我国制造水平的提高。发展民族数控事业是迫在眉睫的大事。随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，产品的更新换代也不断加速，因此对机床不仅要求具有较高的精度和生产率，而且应能迅速地适应产品零件的变换。生产的需要促使了数控机床的产生，随着电子技术，特别是计算机技术的发展，数控机床迅速的发展起来。从第一台数控机床（1952年美国）问世至今，机床的数控化率在不断的提高。世界各工业国家已普遍生产和应用，日本生产机床的数控化率在1988年就已达到70%。我国从开放搞活以来，加快了数控机床技术的引进，促使我国的机床数控技术的普及和发展。当前普遍应用的微型计算机数控机床，它综合了电子技术、计算机技术、自动化技术、测量技术和机械制造等方面的最新成果，是一种灵活高效的自动化机床，是机电一体化的典型产品之一。各大企业不断设置数控机床扩大再生产和替换陈旧设备。数控机床的普及率不断提高，这种情况下，普通机床的数控改造是否必要可从以下几点说明。数控机床可以较好地解决形状复杂、精密、小批多变零件的加工问题，能够稳定的加工质量和提高生产效率，但是应用数控机床还是受到其他条件的限制。数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，对中小企业常是力不从心。目前各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代的机床闲置起来又造成浪费。绪论4国内订购新数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。通过数控机床对具体生产有多余功能。要较好地解决上述问题，应走普通车床数控改造之路，从一些工业化国的经验者，机床的数控改造也必不可少，数控改造机床占有较大比例。如：日本的大企业中有近30%的机床经过数控改造，中小企业则是70%以上。在美国有许多数控专业化公司为世界各地提供机床数控改造服务。我国作为机床大国-为了提高机床的数控化率对普通机床进行数控改造不失为一种良策。一些发达国家如德国、美国、日本等就非常重视对旧机床的改造，而且已形成了一个完善的产学研结合的改造体系。由于技术的不断进步，机床改造已成为一个永恒的课题。我国应在这方面加大宣传力度，走出一条适合我国国情的机床的数控改造之路。机床数控改造节省资金，同购置新机床相比一般可节省6080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。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。机床经数控改造后，即可实现加工的自动化，效率可比传统机床提高3-7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。因此，普通机床的数控不但存在的必要，而且大有可为，尤其对一些中小企业更是如此。1.2机床数控改造的目的设备是企业发展生产技术和实现经营目标的物质基础。设备的技术性能和技术状态不但直接影响产品质量，还关系工时、材料和能源的有效利用，同时对企业的经济效益也会产生深远影响。设备的技术改造和更新直接影响企业的技术进步、产品开发和市场开拓。因此，从企业产品更新替代、发展品种、提高质量、降低能耗，提高劳动生产率和经济效益的实际出发，进行充分的技术分析，有针对性的用新技术改造和更新现有设备，是提高企业素质和市场竞争力的一种有效方法。绪论5据全国工业普查的统计资料介绍，截止到2000年底，数量较多涉及面较宽的金属加工机床的拥有量约为384万台，其中役龄在615年约为153.2万台，约占39.9%，役龄在16a以上约为133.7万台，约占34.8%。这表明我国工业制造业的装备，乃至各行各业的设备仍有相当大数量比较落后，有待改造或更新。鉴于此，采用数控技术对普通机床进行数控改造，尤其适合我国机床拥有量大，生产规模小的具体国情。1.3数控系统的产生和发展1.3.1数控系统的出现和发展第二次世界大战后，美国为革新飞机制造业中用于仿形机床的靠模和样件的加工设备，开始研制新型机床。1952年，美国帕森斯公司ParsonsCo.)与麻省理工学院伺服机构实验室(ServeMechanicsLaboratoryofTheMassachusettsInstituteofTechnology)合作，研制成功第一代数控系统。用于三坐标立式铣床。其插补装置采用脉冲乘法器，整个控制装置由真空管组成。1959年，晶体管元件问世，数控系统中广泛采用晶体管和印制板电路，从此数控系统进入第二代。1965年，出现了小规模集成电路，由于其体积较小，功耗低，抗干扰能力较强，使数控系统的可靠性得到进一步提高，数控系统发展到第三代。上述三代数控系统均为硬接线数控系统，称为普通数控系统(NC)o随着计算机技术的发展，出现了以小型计算机替代专用硬接线装置，以控制软件实现数控功能的计算机数控系统(CNC)，使数控系统进入第四代。1970年前后，美国英特尔(Intel)公司首先开发和使用了四位微处理器，1974年美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统，由于中、大规模集成电路的集成度和可靠性高、价格低廉，所以微处理器数控系统得到了广泛应用。这就是微机数控系统，从而使数控系统进入了第五代。现代数控系统为了进一步扩展功能，增强实时控制能力和可靠性，常采用多微处理器结构，如SIEMENS公司的SINUMERIK840D和日本FANUC公司FANUCof系列等。由多个微处理器构成功能模块，各功能模块之间的互连与通信，或采用共享总线结构，或采用共享存贮器结构