CA6140车床刀架机构经济型数控改造.docx

　重庆大学网络教育学院 毕业设计（论文）题目 CA6140车床刀架机构经济型数控改造 学生所在校外学习中心 重庆学习中心 批次 层次 专业 本科、机械设计制造及自动化学 号 学 生 指 导 教 师 起 止 日 期 2013.7.8-2013.9.17 　中文摘要普通机床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下，然后再对普通车床进行适当的机械改造，改造的内容主要包括：（1）车床的改造，为使改造后的机床有较好的精度保持性，除尽可能地减少电器和机械故障的同时，应充分考虑机床零件的耐磨性，尤其是机床导轨。（2）托板的改造，托板时数控系统直线控制的对象，所以对其改造尤显重要。这中间最突出的一点就是选用滚珠丝杠代替滚动丝杠，提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。（3）变速箱体的改造，由于采用数控系统控制，所以要对输入输出轴及减速齿轮进行设计，从而再对箱体进行改造。（4刀架的改造，采用数控刀架，这样可以用数控系统直接控制，而且刀架体积小，重复定位精度凹，安全可靠。通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件，这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。关键字：普通车床 数控改造 步进电机 经济型目录1 绪论51.1课题背景51.2机床改造的内容及意义71.2.1研究意义71.2.2主要研究内容及技术路线71.3 机床的经济型数控化改造主要解决的问题82自动回转刀架设计92.1 数控车床自动回转刀架的概述92.2 设计研究内容92.3 研究实际社会意义及应用效果102.4 小结103 总体结构设计113.1 电动机的选择113.2 减速传动机构的设计113.3 上刀体锁紧与精定位机构的设计113.4 刀架抬起机构的设计114 自动回转刀架的工作原理135 主要传动部件的设计计算175.1 蜗杆副的设计计算175.1.1 蜗杆的选型175.1.2 选择材料和确定许用应力175.1.3按接触强度确定主要参数175.1.4蜗杆和蜗轮主要几何尺寸计算195.2 蜗杆轴的设计205.2.1 蜗杆轴的材料选择，确定许用应力205.2.2 按扭转强度初步估算轴的最小直径205.2.3 确定各轴段的直径和长度205.2.4蜗杆轴的校核215.2.5 键的选取与校核265.3 蜗轮轴的设计265.3.1 蜗轮轴材料的选择，确定需用应力265.3.2 按扭转强度，初步估计轴的最小直径265.3.3 确定各轴段的直径和长度275.4中心轴的设计275.4.1 中轴的材料选择,确定许用应力275.4.2 确定各轴段的直径和长度285.4.3 轴的校核285.6 刀架体设计306 电气控制部分设计316.1硬件电路设计316.1.1 收信电路316 结论36参考文献38致谢39　　1 绪论1.1课题背景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。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。在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个永恒的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生（Remanufacturing）业。从事再生业的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg-Bullavd（得宝）服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装（Retrofitting）业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、