C6140普通车床螺纹轴类零件专机改造设计
25页 10000字数+论文说明书+5张CAD图纸【详情如下】
C6140普通车床床鞍装配图.dwg
C6140普通车床给进装配图.dwg
C6140普通车床螺纹轴类零件专机改造设计开题报告.doc
C6140普通车床螺纹轴类零件专机改造设计论文.doc
任务书.doc
单片机控制.dwg
外文翻译--数字控制.doc
脉冲发生器的联结方式.dwg
齿侧间隙的消除.dwg
摘要
本文针对在普通车床上加工轴类零件存在着生产效率低、要求工人技术水平较高等问题，经过对普通车床机械传动装置的技术改造：即只保留原机床的主传动系统前端（采用PLC控制两台步进电机，驱动工件实现双工位进给），将一台闲置的旧普通车床改装成数控加工专用机床。
经改装的机床提高了零件的加工精度和自动化程度，使生产效率有了很大的改观，具有投资小、见效快、改装工作量少、制作和调试周期短、旧设备利用率高、且将来不加工此类零件时可较容易恢复机床原有的工作性能等特点，对中小型生产企业的加工具有一定的实际意义。
关键词：车床，改装，PLC，自动控制系统，机械加工
ABSTRACT
This paper is aimed to solve the problem of low efficiency，bad accuracy and high demand on the workers technical level，through the technical reform on mechanical drive system (PLC controls the two stepping motors to drive workpieces double position feed)An idle old common lathe is refit into a special equipment by using numerical controlled technique
The refit machine promoted its processing accuracy and level of automatic control of the parts and greatly improved the productive efficiency and it has the following characteristics:small investment，better efficiency，less refit workload，short period of manufacturing and testing，high utilization rate of old equipment and easily resume its
Former processing function when stopping production of such parts in future，it is of practical importance to the small and middle-sized enterprises.
Keywords: Lathe ，refit，PLC，automatic control system，machine.
目录
绪论 1
1 总体设计方案的确定 2
2 机械部分的设计改造 2
2.1 主传动系统的选择 2
2.2.2 横向进给机构的设计改造 3
2.2.3 刀架的选择改造 3
2.3 纵向（Ｘ向）进给机构的计算 4
2.3.1 工作台质量的估算 4
2.3.2 纵向切削力的计算 4
2.3.3 滚珠丝杠设计 4
2.3.4 齿轮设计(在纵向上) 5
2.4 横向（Y向）进给机构的计算 5
2.4.1 横向切削力的计算 5
2.4.2 横向滚珠丝杠设计 6
2.4.3 齿轮设计(在横向上) 7
2.5 步进电动机的选择 7
2.5.1 步进电动机结构和分类 7
2.5.2 纵向步进电机的计算与选择 7
2.5.3 横向步进电机的计算与选择 8
3经济型数控系统选型 8
4电动刀架的选择 8
5 轴类零件工序及控制程序 9
5.1 机床改造参数的选择 9
5.2 轴类零件加工工艺 11
5.2.1 轴类零件的选择 11
5.2.2 轴类零件的加工 12
5.3 PLC在专机改造方面的应用 16
结束语 19
致谢 19
参考文献 20
绪论
机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电一体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。
数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点：1.适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。2.加工精度高；3.生产效率高；4.减轻劳动强度，改善劳动条件；5.良好的经济效益；6.有利于生产管理的现代化。数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是，国产数控机床与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右，差距太大，急待改造。旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。1984年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说，本课题具有典型性和实用性[4]。
1 总体设计方案的确定
C6140型普通车床是一种加工效率高，操作性能好，并且社会拥有量较大的普通型车床。经过大量实践证明，将其改造为单片机控制专机机床，无论是经济上还是技术都是确实可行了[2]。
一般说来，如果原有车床的工作性能良好，精度尚未降低，改造后的专机车床，同时具有数控控制和原机床操作的性能，而且在加工精度，加工效率上都有新的突破。
本设计主要是对C6140普通型车床进行专机改造，用步进电机对纵、横进给系统进行控制。系统可采用开环控制和闭环控制，开环控制虽然有不稳定、振动等缺点，但其成本较低，经济性较好，车床本身所进行的加工尺寸是粗、半精加工。所以实用开环控制。驱动原件采用步进电动机。系统传动主要有：滑动丝杠螺母传动和滚珠丝杠螺母传动两种，经比较分析：前者传动效率及精度较低，后者精度和效率高，但成本高，考虑对车床的性能要求，故采用滚珠丝杠螺母传动。刀架性能要求是准确快速的换刀，因此采用自动转位刀架。
2 机械部分的设计改造
2.1 主传动系统的选择
主传动系统不变。为保证车螺纹时严格的运动关系，在主轴箱上安GD7072 光电脉冲发生器，通过主轴--脉冲发生器--数控系统--步进电机的信息转换系统，实现主轴转一周，刀架纵向进给一个螺纹导程的车螺纹运动。
2.2 进给传动系统的设计改造
2.2.1 纵向进给机构的设计改造
掉原机床的进给箱和拖板箱，利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔，安装伺服电机和一对齿轮的箱体。滚珠丝杆仍安置在原丝杠的位置。采用一级齿轮减速（见图1）
结束语
通过本次毕业设计，使我对机械制图软件有了更进一步的认识，同时也巩固了四年来所学专业基础知识。
万事开头难，可能是由于第一次做这样的论文缺乏经验的缘故，仍然记得在设计之初，拿到任务书的那一刻，自己一头雾水的情景。仔细揣摩题目的意义后，才找到出发点，请教老师指导后开始了设计。题目似乎是简单的，但在做的过程中还是遇到了许多麻烦，步进电机控制过程中，由于对步进电机的了解不足，所以对结果始终感觉没有把握。专机改造系列化设计中，所需变动的东西太多，以至电脑运行缓慢乃至死机，最终只完成了部分改造。工程图制作中，软件生成的图例有些不满足国标的要求，需要对它们进行修改，由于自己对软件的学习不足，存在很多疏漏。
致谢
本文作为一名本科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。
本文是在洪老师的悉心指导下完成的。承蒙洪老师的亲切关怀和精心指导，虽然有繁忙的工作，但仍抽出时间给予我学术上的指导和帮助，使我从中受益非浅。洪老师对学生认真负责的态度、严谨的科学研究方法、敏锐的学术洞察力、勤勉的工作作风以及勇于创新、勇于开拓的精神是我永远学习的榜样。在此，谨向洪老师致以深深的敬意和由衷的感谢。
其次，还要感谢大学四年来所有指导过，教育过我的老师们，正是你们不倦的教诲，使我打下了扎实的专业基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励，此次毕业设计才会顺利完成。
最后感谢河南科技学院机电系四年来对我的大力栽培。
在这里，我仅用一句话来表明我无法言语的心情：感谢你们！
参考文献
[1]李海龙.宋鹏.董金祥.基于步进电机的机床改造设计.计算机辅助设计图形学学报，2004
[2]刘跃南主编.机床计算机数控及其应用.机械工业出版社，2004
[3]君主杨有编.数字控制技术与数控机床.机械工业出版社，2005
[4]吴祖育.秦鹏飞.数控机床.上海:上海科学技术出版社，1994
[5]谭浩强.微型计算机原理及应用.北京:清华大学出版社，2002
[6]韩鸿鸾.荣维芝.数控机床的结构与维修.北京:机械工业出版社，2004
[7]朱大先.金属切削手册.上海:上海科学技术出版社，2001
[8]哈工大.机床设计图册.上海:上海科学技术出版社，1983
[9]李洪.实用机床设计手册.辽宁:辽宁科学技术出版社，1999
[10]龚仲华.数控技术.北京:机械工业出版社，2003
[11]成大先.机械设计手册第四版.北京:化学工业出版社，2002
[12]宋天麟.数控机床及其使用与维修.南京:东南大学出版社，2003
[13]胡乾斌.单片微型计算机原理与应用.武汉:华中科技大学出版社，2003
[14]张永康.金属切削原理与刀具.北京:机械工业出版社，2001
[15]严爱珍.数控原理与系统.北京:机械工业出版社，1999
[16]董献坤.数控机床结构与编程.北京:机械工业出版社，2001
[17]王勇章.机床的数字控制技术.哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社，1995
[18]何德原.机床故障与维修.北京:机械工业出版社，1996
[19]陈婵娟.数控车床设计.北京：化学工业出版社，2006
[20]李佳.数控机床及应用.北京:清华大学出版社，2003
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