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[定稿]C6132型车床用微机数控系统改造的设计开题报告.doc
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[定稿]C6132型车床用微机数控系统改造的设计说明书.doc
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CAD-C6132车床数控改造设计电路原理图.dwg
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CAD-C6132横装配图.dwg
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CAD-C6132纵装配图.dwg
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CAD-总装图.dwg
1、监控程序直线圆弧插补程序设计升降速处理软件步进电机的软件控制及转程序设计机床的加工程序编制致谢参考文献附录前言经济型数控是我国年代科技发展的产物。这种数控系统由于功能适宜，价格便宜，用它来改造车床，投资少见效快，成为我国“七五”“八五”重点推广的新技术之。数控机床与通用机床相比，增加了功能，提高了性能，简化了结构，较好地解决形状复杂精密小批及形状多变零件的加工问题，能够获得稳定的加工质量和提高生产率，其应用越来越广泛，但是数控机床的应用也受到其他条件的限制。数控机床价格昂贵，次性投资巨大，对中小企业常是心有余而力不足。目前，各企业都有大量的通用机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下的机床闲置起来又会造成浪费。在国内，订购新数控机床的交货周期般较长，往往不能满足生产需要。通用数控机床对类具体生产项目有多余功能。要较好地解决上述问题，通用机床数控化改造。
2、学生综合运用所学的专业和基础理论知识，独立解决本专业般工程技术问题的能力，树立正确的设计思想和工作作风。毕业设计说明书不只反映了设计的思想内容，方法和步骤，而且还反映了学生的文理修养和作风。本说明书介绍了此次设计的任务，将普通卧式车床改造为经济型数控车床有关经济型数控车床改造总体方案确定及框图进给伺服系统机械部分设计计算及校核数控系统硬件电路的设计加工程序编制。设计方案总体方案的确定系统的运动方式与伺服系统的选择由于改造后的经济型数控车床应具有定位直线插补顺圆和逆圆插补暂停循环加工公英制螺纹加工等功能，故应选择连续控制系统。考虑到属于经济型数控机床加工精度要求不高，为了简化结构降低成本，采用步进电机开环控制系统。计算机系统根据机床要求，采用位微机。由于系列单片机具有集成度高，可靠性好功能强速度快抗干扰能力强性能价格比高等特点，决定采用系列的单片机扩展系统。。
3、刚度验算横向进给丝杆支承方式图所示，最大牵引力,支承间距，因丝杆长度较短，不需预紧螺母及轴承预紧。计算如下Ⅰ丝杆的拉伸或压缩变形量查阅综合作业指导书图,根据,查出可算出图横向进给丝杆支承方式Ⅱ滚珠与螺纹滚道间接触变形量查图得系列列圈滚珠和螺纹滚道接触变形量因进行了预紧Ⅲ支承滚珠丝杆的轴承的轴向接触变形采用推力球轴承查阅机床设计手册表滚动体直径,数量综合以上几项变形量之和定位精度稳定性校核计算临界负载式中材料弹性模量截面惯性矩丝杆两轴承端距离丝杆支承方式系数，从表中查出，端固定，端简支为般,所以此滚珠丝杆不会产生失稳。横向滚珠丝杆副的几何参数其参数如表表滚珠丝杠几何参数参数名称符号关系式螺纹滚道公称直径导程接触角钢球直径滚道法面半径偏心距螺纹升角螺杆外径内径接触直径螺母螺纹直径内径齿轮传动比计算已确定横向脉冲当量，滚珠直径导程,初选步进电动机步距角可计算传动。
4、服控制精度高。闭环系统多采用直流伺服电机或位流伺服电机驱动。半闭环控制系统与闭环系统不同，不直接检测工作台的位移量，而是用检测元件出驱动轴的转角，再间接推算出工作台实际的位移量，也有反馈回路，其性能介于开环系统和闭环系统之间。执行机构传动方式的确定为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，在设计机械传动装置时，通常提出低摩低惯量高刚度无间隙高谐振以及有适宜尼比的要求。在设计中应考虑以下几点Ⅰ尽量采用低磨擦的传动和导向元件。如采用滚珠丝杠螺母传动副滚动导轨贴塑导轨等。Ⅱ尽量消除传动间隙。例如采用间隙齿轮等。Ⅲ提高系统刚度。缩短传动链可以提高系统的传动刚度，减小传动链误差。可采用预紧的方法提高系统刚度。例如采用预加负载导轨和滚珠丝杠副等。计算机的选择微机数控系统由存储器扩展电路接口电路伺服电机驱动电路检测电路等几部分组成。总体方案框图绘制图总体方案框图横向进给伺服。
5、给系统，刀架改造为能自动换刀的回转刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于切削过程中切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动运行，调节和更换，再加上纵向和横向联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复查的回转零件，并能实现多工序自动加工车削，从而提高了生产效率和加工精度，也能适合小批量多品种复查零件的加工。车床改造属于经济型数控车床的改造，主要针对进给系统进行数控化改造，利用数控系统对纵横向进给系统进行开环控制，驱动元件采用步进电动机，车床通过步进电动机带动滚珠丝杠转动。关键词微机控制伺服系统回转刀架自动车削前言设计方案总体方案的确定系统的运动方式与伺服系统的选择计算机系统机械传动方式系统运动方式的确定伺服系统的选择执行机构传动方式的确定计算机的选择总体方案框图绘制横向进给伺服系统机械部分计算与校核计算切削力滚珠丝杆。
6、控制系统由微机部分键盘及显示器接口及光隔离电路步进电机功率放大电路等组成。系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用数码管显示加工数据及机床状态等信息。机械传动方式为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杆。为了保证定的传动精度跟平稳性，尽量减少摩擦力。选用滚珠丝杆螺母副。同时，为了提高传动刚度和消除间隙，采用有预加负荷的结构。齿轮传动也要采用消除齿侧间隙的结构。系统运动方式的确定数控系统运动方式可分为点位控制系统点位直线系统和连续控制系统。伺服系统的选择伺服系统可分为开环控制系统半闭环控制和闭环控制系统。开环控制系统中，没有反馈电路，不带检测装置，指令信号是单方向送的。指令发出后，不再反馈回来，故称开环控制。开环系统主要由步进电机驱动。闭环控制系统具有装在机床移动部件上的检测反馈元件，用来检测实际位移量，能补偿系统的误差，因而伺。
7、便是很好的对策。通用机床的数控化改造就在通用机床上增加微机控制装置，使其具有定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。这工作早在世纪年代已经开始时迅速发展，并有专门企业经营这门业务。目前，在国外已发展成为个新兴的工业部门。从美国日本等工业化国家的经验看，机床的数控化改造也必不可少，如日本的大企业中有的机床经过数控改造，中小企业则多达。在美国有许多数控专业化公司为世界各地担供数控化改造业务。中国是拥有多万台机床的国家，其中大部分都是多年累积生产的通用机床，如卧式车床和各种铣床等，自动化程度低，要想在近几年来内用自动和精密设备更新现有机床，不论是资金还是中国机床制造厂的能力都是办不到的。因此，通用机床的数控化改造大有可为。它适合中国的经济水平生产水平和教育水平，已成为中国设备技术改造主要方向之。十几年来，随着科学技术的发展，经济型数控技术也在不断进步，数控系统。
8、产品不断改进完善，并且有了阶段性的突破，使新的经济型数控系统功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构简单，维修方便。由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力，根据我国国情，该技术在今后段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。对于原有老的经济型数控车床，特别是年代末期改造的设备，由于种种原因闲置的很多，浪费很大在用的设备使用至今也十几年了，同样面临进步改造的问题通过改造可以提高原有装备的技术水平，大大提高生产效率，创造更大的经济效益。是金属切削机床加工中比较常用的类机床。属于经济型数控车床的改造，主要针对进给系统进行数控化改造，利用数控系统对纵横向进给系统进行开环控制，驱动元件采用步进电动机，车床通过步进电动机带动滚珠丝杠转动。当工件随主轴回转时，通过刀架的纵向和横向移动，能加工出内外圆柱面，圆锥面，端面，螺纹面等，借助于成型刀具，还能加工各种回转表面。
9、力滚珠丝杆螺母副的设计计算选型计算进给牵引力计纵向进给伺服系统机械部分计算与校核计算切削滚珠丝杆螺母副的计算和造型,车床,微机,数控系统,改造,设计,毕业设计,全套,图纸用微机数控系统改造型车床设计要数控机床在机械加工行业中的应用越来越广泛。数控机床的发展，方面是全功能高性能另方面是简单实用的经济型数控机床，具有自动加工的基本功能，操作维修方便。经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统，功率步进电机为驱动元件，结构简单，系统的定位精度较高。普通车床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杆或丝杆带动纵溜板横溜板的移动。进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作，刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动，切削次序也由人工控制。对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改造成为微机控制的，能独立运动的进。
10、螺母副的设计计算选型计算进给牵引力计算最大动负载滚珠丝杆螺母副的选型传动效率计算刚度验算稳定性校核横向滚珠丝杆副的几何参数齿轮传动比计算横向步进电机计算和选型初选步进电机校核步进电机转矩横向进给伺服系统机械部分结构设计横向进给伺服系统总图设计进给伺服系统的装配图纵向进给伺服系统机械部分计算与校核计算切削滚珠丝杆螺母副的计算和造型计算进给牵引力计算最大动负载滚珠丝杆螺母副的选型传功效率计算刚度验算稳定性校核纵向滚珠丝杆副几何参数齿轮传动比计算进给齿轮箱传比计算步进进电机的计算和选型初选步进电机校核步进电机转矩纵向进给伺服系统机械部分结构设计纵向进给伺服系统总图设计进给伺服系统的装配图微机数控系统硬件电路的设计硬件电路般要求控制系统的组成及功能存储器接口电路扩展控制系统的功能步进电机控制电路步进电机开环驱动原理脉冲分配驱动电路其他辅助电路微机控制系统的软件设计。
11、系统机械部分计算与校核计算切削力根据数控机床精度要求确定脉冲当量横切端面查综合作业指导书页式中车床床身上加工最大直径横切端面时主切削力可取纵切时的式中走刀方向的切削力垂直走刀方向的切削力滚珠丝杆螺母副的设计计算选型计算进给牵引力横向导轨为燕尾形，参考机床设计手册表查阅综合作业指导书页式中切削分力移动部件的重量表查得横向溜板及刀架重力滑动导轨摩擦系数，随导轨形式而不同考虑颠复力矩影响的实验系数取计算最大动负载选用滚珠丝杆导轨参考机床设计手册查阅综合作业指导书页式中寿命，以转为单位丝杆转速为最大切削条件下进给速度，可取最高进给速度的取丝杆导程初选为使用寿命,对于数控机床取运转系数，查表般取滚珠丝杆螺母副的选型查阅综合作业指导书附表，可采用外循环垫片调整紧的双螺母滚珠丝杆副，列圈，其额定动负载为,精度等级按表选为级。传动效率计算式中螺旋升角，摩擦角取滚动摩擦系数。
12、。普通车床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杆或丝杆带动纵溜板横溜板的移动。进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作，刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动，切削次序也由人工控制。对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改造成为微机控制的，能独立运动的进给系统，刀架改造为能自动换刀的回转刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于切削过程中切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动运行，调节和更换，再加上纵向和横向联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复查的回转零件，并能实现多工序自动加工车削，从而提高了生产效率和加工精度，也能适合小批量多品种复查零件的加工。毕业设计是学生在校学习阶段的最后个教学环节，也是学生完成工程师基本训练的重要环节。其目的是培养。
参考资料：
C6132型车床用微机数控系统改造的设计.rar（V5.1）