C6140纵向进给系统改造设计.doc

第 PAGE \* MERGEFORMAT 30 页 前 言 计算机技术和先进制造技术的发展，推动了机械加工在各方面的变革和进步。典型的数控机床已成为现代加工器械的鲜明代表。考虑到企业的生产效率和投资成本，普通车床的数控化改造将是一个极为有意义的课题。 在过去的几十年，虽然金属切削的基本原理变化不大，但随着社会生产力的发展，要求制造业向自动化和精密化方向发展，而刀具材料和电子技术的几部，特别是微电子技术、电子计算机技术的进步，运用到控制系统中，技能帮助机床的自动化又能提高加工精度，这些都要求对旧机床进行改造，另外，在经济方面，用机床的数控改造比更新设备节约50%的资金。再加上市场的原因，由于目前机床市场供给无法满足大量的机床设备的更新要求，因此更显示出机床数控化改造的必要性。 数控改造相对于购置机床来说，能充分发挥设备的潜力，改造后的机床比传统机床有很多的突出优点。由于数控机床的计算机有很高的运算能力，可以准确的计算出每个坐标轴的运动量，加工出较复杂的曲面和曲线。而且计算机有很强的记忆和储存能力，可以将输入的程序记忆和储存下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序就可以实现另一工件的加工，从而实现“柔性自动化”。改造后的机床不像新购买的机床不了解加工精度，而改造的机床可以精确的计算出加工能力。另外，数控改造可以充分利用现有地基，还可以根据技术革新发展的速度,及时的提高生产设备的自动化水平。 数控技术改造机床是以微电子技术和传统技术相结合为基础，不但技术上还有先进性同时在应用上臂其他传统的自动化改造方案有较大的通用性和可用性。而且投入费用低，。由于自投入以来取得了显著的技术经济效益，已成为我国设备技术改造中主要方向之一也为我国传统技术制造技术朝机电一体化方向过渡的主要任务之一。 普通车床数控化改造的设计是机电一体化系统课程设计的主要内容，通过综合运用所学的机械、电子、自动控制、计算机等知识，进行一次机电结合的全面训练，已培养学生的独立分析问题、解决问题和进行机电一体化系统初步设计的能力。本人将在四个星期内，在陈建刚老师的指导下，对CA6140数控车床进行开环控制纵向进给的改造。 目 录 一、前言…………………………………………………………………………… 1 二、正文…………………………………………………………………………… 3 第1章 绪论…………………………………………………………………… 3 1.1 设计任务书…………………………………………………………… 3 1.2 总体方案的确定……………………………………………………… 3 1.3 机械系统的改造设计方案…………………………………………… 4 第2章 机械部分设计及计算………………………………………………… 5 2.1 脉冲当量的确定……………………………………………………… 5 2.2 切削力的计算………………………………………………………… 5 2.3 滚珠丝杠螺母副的计算与选型（纵向）………………………………6 2.4 同步带减速箱的设计………………………………………………… 13 2.5 步进电动机的计算与选型…………………………………………… 19 2.6 同步带传递功率的校核……………………………………………… 23 第3章 绘制进给传动机构的装配图………………………………………… 23 第4章 控制系统设计………………………………………………………… 24 4.1 控制系统硬件电路设计……………………………………………… 24 4.2 步进电动机驱动电源的选用………………………………………… 25 4.3 控制系统软件部分设计……………………………………………… 26 三、 个人总结……………………………………………………………………29 四、 参考文献……………………………………………………………………30 第1章 绪论 在机械加工设备中，如果绝大多数传统机床改用微机控制、实现机电一体化改造，将会适应多品种、小批量、复杂零件加工的需求，不但提高加工精度和生产率，而且会降低生产成本、缩短生产周期，更加适合我国国情。利用微机实现机床的机电一体化改造的方法有两种，一种是以微机为中心设计控制系统；另一种是采用标准的步进电机数字控制系统作为主要控制装置，前者需要重新设计控制系统、比较复杂；后者选用国内标准化的微机数控系统、比较简单。这种标准的微机控制系统通常采用单片机、驱动电源、步进电机及专用控制程序组成的开环控制，其结构简单、价