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Φ500mm的数控车床总体设计
及纵向进给设计
摘 要
通过该课题的研究，努力达到以下目的：
1、加强数控机床结构设计和模块化训练；
2、加强数控机床功能部件的选型与设计计算的训练；
3、加强数控机床的整机设计中应该把握的主要问题的训练
普通机床数控化改造的研究意义：
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）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。
3） 提高生产效率。 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 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
关键词：车床，数控，伺服电机，滚珠丝杠
目 录
摘 要II
目 录III
第1章 数控机床发展概述1
1.1 数控机床及其特点1
1.1.1 数控机床与普通机床的区别1
1.1.2 数控机床的适用范围2
1.2 数控机床的工艺范围及加工精度2
1.3 数控机床发展趋势3
1.4 机床数控化改造的优越性4
第2章 数控机床总体方案的制订及比较6
2.1总体方案设计的内容6
2.1.1系统运动方式的确定6
2.1.2伺服系统的选择7
2.1.3执行机构传动方式的确定7
2.1.4计算机的选择8
2.2总体设计方案的确定8
2.2.1系统的运动方式与伺服系统的选择8
2.2.2计算机系统8
2.2.3机械传动方式8
第3章 确定切削用量及选择刀具1
3.1刀具选择1
3.2切削用量确定1
3.3切削三要素1
3.4加工精度和表面粗糙度2
3.5刀具材料5
第4章 纵向进给系统设计计算6
4.1 选择脉冲当量6
4.2 计算切削力6
4.3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型7
4.4 齿轮进给齿轮箱传动比计算11
4.5 步进电机的计算和选型12
第5章 微机数控系统的设计16
5.1 微机数控系统的设计纲要16
5.1.1 硬件电路设计16
5.1.2 软件电路设计17
5.2 8031单片机及其扩展18
5.2.1 8031单片机的简介18
5.2.2 8031单片机的系统扩展19
5.2.3 存储器扩展21
5.2.4 I/O口的扩展22
5.2.5 步进电机驱动电路23
5.2.6 脉冲分配器（环行分配器）24
5.2.7 光电隔离电路24
5.2.8 功率放大器24
5.2.9 其他辅助电路25
结 论27
致 谢28
参考文献29
第1章 数控机床发展概述
近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。目前国外机械设备的数控化率已达到85%以上，而我国的机械设备的数控化率不足20%，随着我国机制行业新技术的应用，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（汽铣、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面。1.高速、高精加工技术及装备的新趋势2.轴联动加工和复合加工机床快速发展3.智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势4.重视新技术标准、规范的建立其中包括：a.关于数控系统设计开发规范b. 关于数控系统设计开发规范，加强数控铣床的整机设计中应该把握的主要问题的训练。
研究此课题的意义在于：针对大学毕业生技能的需求，在培养过程中，加强实践环节，把自己置身于工程背景之中，以提高我们的专业水平。通过此设计，我们可以初步掌握改造一般铣床的方法与步骤，可为我们今后工作打下良好的基础。将大学三年所学到的知识进行汇总，考核我们所学知识的牢固度，检验我们运用知识的能力。
1.1 数控机床及其特点
1.1.1 数控机床与普通机床的区别
数控机床对零件的加工过程，是严格按照加工程序所规定的参数及动作执行的。它是一种高效能自动或半自动机床，与普通机床相比，具有以下明显特点：
1. 适合于复杂异形零件的加工
数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，因此在宇
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