C6150卧式车床数控化改造毕业论文

XXXXXX 大学2016 届毕业设计（论文）题目: C6150 卧式车床数控化改造 站 点： 年 级： 2014 级 专 业： 机械设计制造及其自动化 姓 名： XX 指导老师： XXX 完成日期： 二 O 一六年四月二十九日 XX 大学 毕业设计- 0 -C6150 卧式车床数控化改造内容摘要 了解数控机床的概念，所谓数字控制是按照含有机床(刀具)运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。它的优点很多,可以在同一机床上一次装夹可完成多个操作，生产率显著提高等优点，但它的价格昂贵。由于我国现在使用的机床大多数为普通车床，自动化程度低,要更新现有机床需要很多资金。为了解决这个问题,也为了适应多品种中、小批量零件加工我们选择机床经济型数控改造。本次设计主要为纵向进给系统的设计，其中包括纵向进给系统改造方案的确定，各零部件的设计。关键词 数控、车床、改造、纵向进给Abstract to understand the concept of NC machine tool, the so-called digital control machine tool (cutter) is according to the process of sports information program specified order automatic operation. And the CNC machine is CNC machine tools to work in computer monitoring. It has many advantages, can be on the same machine on a fixture can complete a plurality of operations, the advantages greatly improves the production efficiency, but it is expensive. Because our country now use the machine for the majority of ordinary lathe, the low degree of automation, to update the existing tools need a lot of money. In order to solve this problem, in order to adapt to many varieties, small batch processing of parts we choose CNC machine tools of economic transformation. This design mainly for the design of vertical feed XX 大学 毕业设计- 1 -system, including the determination of retrofit scheme of longitudinal feed system, the design of the parts.Keywords CNC, lathe, transformation, the longitudinal feedXX 大学 毕业设计- 2 -目 录 内容摘要. . 1前言 .5 一、概述 .5（一）数控发展简史 .5（二）数控机床及其特点 .7（三）数控机床的工艺范围及加工精度 .8（四）数控机床的经济分析 .10（五）数控机床的发展趋势 .13（六）数 控 化 改 造 的 必 要 性 及 如 何 改 造 进 行 论 述 .14二、总体方案的制度与比较 .19（一）车 床 数 控 化 改 造 的 实 践 准 备 及 资 料 收 集 .19（二）数 控 化 改 造 方 案 的 制 定 .20（三）C 6150 卧 式 车 床 数 控 化 改 造 总 体 方 案 的 比 较 与 选 择 .22三、机械部分改造设计与计算 .23（一）纵向进给系统的设计与计算 .23（二）脉 冲 发 生 器 的 选 择 .28（三）刀 架 的 选 用 .29（四）拖 板 箱 .29四、电 气 控 制 的 设 计 计 算 .29（一）数 控 系 统 基 本 硬 件 组 成 .29XX 大学 毕业设计- 3 -（二）单 片 机 控 制 系 统 的 设 计 .30（三）软 件 系 统 .31五、其 它 .32（一）齿 轮 传 动 消 除 间 隙 的 方 法 .33（二）润 滑 与 密 封 .34结束语 .35参考文献 .36致谢 .37XX 大学 毕业设计- 4 -前 言数控机床经济型改造,实质是机械工程技术与微电子技术的结合。经改造后的机床加工的精度、效率、速度都有了很明显的提高，适合我国现在经济水平的发展要求。本次毕业设计中，我们对有关数控机床及数控改造的相关书籍、刊物进行大量阅读,收集了很多资料,了解了数控机床的基本概念，数控机床的发展概况，数控机床的组成及其工作原理，扩大了我们的知识面。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。一、 概 述（一）数控系统发展简史1946 年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。6 年后，即在 1952 年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。 XX 大学 毕业设计- 5 -1、数控（NC）阶段（19521970 年）早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路“搭“成一台机床专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（HARD-WIRED NC），简称为数控（NC）。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即 1952 年的第一代-电子管；1959 年的第二代-晶体管；1965年的第三代-小规模集成电路。2、计算机数控（CNC）阶段（1970 年现在）到 1970 年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段（把计算机前面应有的“通用“两个字省略了）。到 1971 年，美国 INTEL公司在世界上第一次将计算机的两个最核心的部件-运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器（MICROPROCESSOR），又可称为中央处理单元（简称 CPU）。到 1974 年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强，控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。XX 大学 毕业设计- 6 -到了 1990 年，PC 机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于 PC 的阶段。总之，计算机数控阶段也经历了三代。即 1970 年的第四代-小型计算机；1974 年的第五代-微处理器和 1990 年的第六代-基于 PC（国外称为 PC-BASED）。还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即 CNC）了，而我国仍习惯称数控（NC）。所以我们日常讲的“数控“，实质上已是指“计算机数控“了。（ 二 ） 数 控 机 床 及 其 特 点数 控 机 床 （ Numerical Control Machine Tools） 是 指 采 用数 字 形 式 信 息 控 制 机 床 。 详 言 之 ， 凡 是 用 数 字 化 的 代 码 将 零 件加 工 过 程 中 所 需 的 各 种 操 作 和 步 骤 以 及 刀 具 与 工 件 之 间 的 相 对 位 移量 等 记 录 在 程 序 介 质 上 ， 送 入 计 算 机 或 数 控 系 统 ， 经 过 译 码 、 运 算以 及 处 理 ， 控 制 机 床 的 刀 具 与 工 件 的 相 对 运 动 ， 加 工 出 所 需 要的 工 件 的 一 类 机 床 即 为 数 控 机 床 。 数 控 机 床 较 好 地 解 决 了 复 杂 、 精 密 、 小 批 、 多 变 的 零 件 加 工 问题 ， 是 一 种 灵 活 的 、 高 效 能 的 自 动 化 机 床 ， 尤 其 对 于 约 占 机 械 加 工总 量 80%的 单 件 、 小 批 量 零 件 的 加 工 ， 更 显 示 出 其 特 有 的 灵 活 性 。概 括 起 来 ， 采 用 数 控 机 床 有 以 下 几 方 面 的 好 处 ： 提 高 加 工 精 度 ， 尤 其 提 高 了 同 批 零 件 加 工 的 一 致 性 ， 使 产品 质 量 稳 定 ； XX 大学 毕业设计- 7 - 提 高 生 产 效 率 ， 一 般 约 提 高 效 率 3 5 倍 ， 使 用 数 控 加 工中 心 机 床 则 可 提 高 生 产 率 5 10 倍 ； 可 加 工 形 状 复 杂 的 零 件 ； 减 轻 了 劳 动 强 度 ， 改 善 了 劳 动 条 件 ； 有 利 于 生 产 管 理 和 机 械 加 工 综 合 自 动 化 的 发 展 。 然 而 ， 数 控 机 床 毕 竟 是 一 种 高 度 自 动 化 的 机 床 ， 技 术 复 杂 ，成 本 较 高 。 在 实 际 采 用 时 ， 一 定 要 充 分 考 虑 其 技 术 经 济 效 果 。目 前 ， 选 用 数 控 机 床 时 主 要 考 虑 以 下 三 种 因 数 ： 即 单 件 、 中小 批 量 的 生 产 ； 形 状 比 较 复 杂 ， 精 度 要 求 高 的 加 工 ； 产 品 更新 频 繁 ， 生 产 周 期 要 求 短 的 加 工 。 凡 是 符 合 这 三 种 因 素 之 一的 情 况 ， 采 用 数 控 机 床 ， 对 于 改 进 产 品 质 量 、 减 轻 工 人 劳 动强 度 、 提 高 经 济 效 益 等 ， 都 会 获 得 显 著 的 效 果 （ 三 ） 数 控机 床 的 工 艺 范 围 及 加 工 精 度1. 数 控 机 床 的 工 艺 范 围 ： 根 据 数 控 加 工 的 优 缺 点 及 国 内 外 大 量 应 用 实 践 ， 一 般 可 按 适 用程 度 将 零 件 分 为 三 类 ：（ 1） 最 适 用 类1） 形 状 复 杂 ， 加 工 精 度 要 求 高 ， 用 通 用 机 床 无 法 加 工 或 虽 然 能 加工 但 很 难 保 证 产 品 质 量 的 零 件 。2） 用 数 学 模 型 描 述 的 复 杂 曲 线 或 曲 面 轮 廓 零 件 。3） 有 难 测 量 、 难 控 制 进 给 、 难 控 制 尺 寸 的 不 开 敞 内 腔 的 壳 体 或 盒型 零 件 。XX 大学 毕业设计- 8 -4） 必 须 在 依 次 装 夹 中 合 并 完 成 铣 、 镗 、 铰 或 螺 纹 等 多 工 序 的 零 件 。（ 2） 较 适 用 类1） 在 通 用 机 床 加 工 时 极 易 受 人 为 因 素 （ 如 ： 情 绪 波 动 、 体 力 强 弱 、技 术 水 平 高 低 等 ） 干 扰 ， 零 件 价 值 又 高 ， 一 旦 质 量 失 控 会 造 成 重 大经 济 损 失 的 零 件 ；2） 在 通 用 机 床 上 加 工 时 必 须 制 造 复 杂 的 专 用 工 装 的 零 件 。3） 需 要 多 次 更 改 设 计 后 才 能 定 型 的 零 件 。4） 在 通 用 机 床 上 加 工 需 要 作 长 时 间 调 整 的 零 件 。5） 用 通 用 机 床 加 工 时 ， 生 产 率 很 低 或 体 力 劳 动 强 度 很 大 的 零 件 。（ 3） 不 适 用 类1） 生 产 批 量 大 的 零 件 。2） 装 夹 困 难 或 完 全 靠 找 正 定 位 来 保 证 加 工 精 度 的 零 件 。3） 加 工 余 量 不 稳 定 ， 且 数 控 机 床 上 无 在 线 检 测 系 统 可 自 动 调 整 零件 坐 标 位 置 的 零 件 。4)必 须 用 特 定 的 工 艺 装 备 协 调 加 工