C616车床数控改造设计【4张CAD图纸+毕业答辩论文】

摘要

   介绍普通C616车床的数控改造，因为我国多年积累了大部分的普通机床，自动化程度低，想要短期内大量更换新机床，是不现实的。为了节省资金，提高生产效率，所以要对普通车床进行数控改造。

 采用MCS－51系列单片机控制经济型数控机床，用步进电机来驱动进给系统，实现自动加工。原理为：根据加工零件的图样与工艺方案，通过单片机控制，转化成脉冲信号，经放大电路后驱动纵向和横向步进电机，通过滚珠丝杠实现刀架纵向、横向两个方向的进给，以完成工件的加工。

数控改装后的车床在纵向和横向具有圆弧和直线插补功能，该车床有自动回转刀架，具有切削螺纹的功能。改造后车床可以加工出各种形状的复杂的回转零件,并能实现多工序自动车削,从而提高了生产效率和加工精度,也能适应小批量多品种复杂零件的加工.

关键词  数控改造；进给系统；步进电机；单片机

目   录

摘要I

第1章 绪论1

1.1 课题背景1

1.2 数控改造的必要性1

1.3 设计任务2

第2章 设计任务与总体方案的确定3

2.1 设计任务3

2.2 总体设计方案确定3

第3章 机床进给伺服系统机械设计计算及结构设计说明5

3.1 主要设计参数如下5

3.2 确定脉冲当量5

3.3 纵向进给系统的设计计算5

3.3.1 已知条件5

3.3.2 切削力计算6

3.3.3 滚珠丝杠设计计算6

3.3.4 齿轮及转矩的有关计算8

3.4 横向进给系统的设计计算10

3.4.1 横向进给系统的设计10

3.4.2 横向进给系统的计算10

3.5 步进电机的选择14

3.5.1 步进电机选用的基本原则14

3.5.2 步进电机的选择16

第4章 数控系统的硬件电路设计18

4.1 绘制系统电气控制结构框图18

4.2 单片机控制系统设计19

4.2.1 8031单片机的基本特性19

4.2.2 8031芯片引脚功能19

4.3 存储器扩展电路20

4.3.1 8031与EPROM的连接20

4.3.2 数据存储器的扩展20

4.3.3 程序存储器的扩展21

4.4 I/O接口电路及辅助电路设计21

4.4.1 I/O接口电路21

4.4.2 辅助电路设计22

4.5 绘制微机控制电路原理图24

4.5.1 控制系统的功能24

4.5.2 采用软件环形分配图24

4.5.3 自动回转刀架的控制24

4.5.4 螺纹加工控制24

4.5.5 地址编码24

结论26

参考文献27

致谢28

第1章绪论

1.1课题背景

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的不断提高，产品的更新换代也不断加快，因此对机床不仅要求具有较高的精度和生长率，而且应能迅速的适应产品零件的变换。我国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，数控车床迅速发展起来。

我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的年产量数控化率为6％。我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。