毕业设计_普通车床数控化改造设计

至于驱动系统，交流驱动系统也发展得非常迅速。

交流传动已由模拟向数字方向发展，以运放器等模拟器件为主的控制器正在被以微处理器为主的数字集成电路所取代，从而解决了零点漂移温度漂移等干扰精度的因素。

数控机床改造的意义数控机床改造在西方各国已发展成个新兴的行业，早在年代已经开始便已诞生，其发展的原因是多方面因素导致的，主要有技术经济市场和生产上的众多因素。

我国是拥有多万台机床的机械制造大国。

而这些机床又大多是使用多年的老旧机床，全部替换为数控机床以我国机床制造厂的经济实力是无法承受的。

因此，尽快将我国现有普通机床实现数控化改装，是我国现有设备技术改造迫切要求处理的难题。

数控化改造是建立在微电子控制技术与传统技术相结合的基础上的。

在机床改造中引入微机的应用，不但技术上具有先进性，而且在应用上比其它传统的自动化改装方案，有较大的推广性与适应性。

而且改造费用较低，套经济型数控装置的价格仅为全功能数控装置的百分之三十左右具体视情况而定，用户可以承受。

从相关成功应用的事例可以证明，投入使用后，成倍地提高了生产效率，减少了废品率，获得了显著的经济效益。

因此，我国提出从大力推广经济型数控这中间技术的基础上，再逐步推广全功能数控这条道路，适合我国的机械加工环境，普通机床的数控化改造已成为我国机械设备技术改造主要方向。

同时，它还可以成为全功能数控机床换代的准备时期，为今后使用全功能数控机床，培养技术人才，积累维护经验熟练使用经验，而且实现了我国传统的机械制造技术向机电体化制造技术发展。

车床数控系统总体设计方案的拟定总体方案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逆时针插补暂停循环加工公英制螺纹加工等功能，并且在车削加工中，要求刀具沿轴运动有确定的函数关系即刀具以给定的速率相对于工件沿加工路径运动，所以不能选用点位控制系统，因为点位控制系统要求工件相对于刀具移动过程中不进行切削。

因此，改造后的机床应选用连续控制系统。

型车床改造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，因为闭环控制系统适用于精度要求较高的机床设计，且闭环控制系统的造价昂贵。

控制系统根据机床要求，采用控制。

由于控制系统具有稳定性好，工作环境不挑剔，易于检修等特点，且对系统较为熟悉，因此采用控制系统系统。

机械传动方式为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经过齿轮减速再传向传动杠，为保证定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，所以选用滚珠丝杠螺母副以及滚动导轨。

同时，为提高传动刚度和消除齿间间隙，所以采用预加负载的滚动导轨和滚珠丝杠副机构。

齿轮传动也采用消除齿侧间隙的消隙齿轮结构。

设计数控工作台及其控制系统设计任务及参数在任务书中已经给出。

系统总体方案见图。

根据设计任务的要求，采用连续控制系统和步进电机开环控制系统。

这样可使控制系统结构简单成本低廉，调试和维修都比较容易。

为确保数控系统的传动精度和工作平稳性，尽量采用低摩擦的传动和导向元件以避免上述不利因素的产生。

此工作台采用滚珠丝杠螺母副和滚动导轨。

为尽量消除传动间隙，可设法调整传动齿轮的中心距以消除齿侧间隙。

计算机系统仍采用系列单片机扩展系统。

向向图经济型数控车床总体方案框图光电隔离功率放大步进电机上拖板光电隔离功率放大步进电机下拖板车床进给伺服系统机械部分设计计算台普通车床改造成数控车床，采用控制系统，步进电机开环控制，具有直线和圆弧插补功能，具有升降速控制功能。

其主要设计参数如下加工最大直径在床面上加工最大长度溜板及刀架重力纵向横向刀架快速速度纵向横向最大进给速度纵向横向主电机功率起动加速时间机床定位精度伺服系统机械部分设计确定系统的负载确定系统脉冲当量，运动部件惯量计算，空载起动及切削力计算，确定伺服电机，传动及导向元件的设计计算及选用，绘制机械部分装配图及零件工作图。

现分述如下系统脉冲当量的选择个进给脉冲，使机床运动部件产生的位移量，也称为机床的最小设定单位脉冲当量是衡量数控机床加工精度的个最基本技术参数。

经济型数控车床车床常采用的脉冲当量是脉冲。

根据机床精度要求调研确定脉冲当量，纵向脉冲，横向脉冲。

切的计算削力在设计机床进给伺服系统时，计算传动和导向元件，选用伺服电机等都需要根据切削力计算，以下是数控车床中的切削力的计算。

纵车外圆主切削力按齿轮传动的效率计算切削力各分力比例如下横切端面主切削力可取纵切里的二分之此时走刀抗力为，吃刀抗力为，仍按上述比例粗略计算滚珠丝杠螺母副的计算和选型滚珠丝杠螺母副的选型首先要选择结构类型确定滚珠循环方式，滚零件图设计进度周，主要进行毕业设计准备工作，熟悉题目，收集资料，进行毕业实习，明确研究目的和任务，构思总体方案周，设计计算，绘图周，编写毕业设计论文，准备毕业设计答辩。

指导教师签名年月日系部审核此表由指导教师填写由所在系部审核毕业设计论文学生开题报告课题名称普通车床数控化改造设计课题类型指导教师马丽学生姓名陈燊学号专业班级数控班课题来源及研究的目的和意义般说来，数控机床比传统机床有以下突出的优越性。

可以加工出传统机床加工不出来的曲线曲面等复杂的零件。

可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高倍。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要工人修配。

可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。

拥有自动报警自动监控自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。

降低了工人的劳动强度，节省了劳动力个人可以看管多台机床，减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。

数控技术现已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。

课题类型课题类型理论探究型实践应用型本课题的研究内容根据任务书的要求，对普通车床进行经济型数控化改造。

在车床的导轨与刀架出安装步进电机以及滚珠丝杠副。

数控控制采用工业主控。

本课题研究的实施方案进度安排实施方案在保证经济性的前提下，对型车床进行数控化改造，并使之能够基本完成数控车床的各项加工任务。

进度安排周积累资料，准备开题，撰写开题报告周通过图书馆和网络，掌握车床的基本原理和结构以及相关数据周为配合数控改造而进行的机械大修改造的测量计算设计绘图等周整理数据，进行毕业设计说明书的编写周准备答辩。

已查阅的主要参考文献冯浩机电体化系统设计武汉华中科技大学出版社，漆汉宏电气控制技术北京机械工业出版社，张万奎机电传动控制武汉华中科技大学出版社，指导教师意见指导教师签名年月日毕业设计论文学生申请答辩表课题名称普通车床数控化改造设计指导教师职称马丽副教授申请理由毕业设计完成，申请答辩。

学生所在系部机械系专业班级数控班学号学生签名日期毕业设计论文指导教师评审表序号评分项目理工类满分评分工作量文献阅读与外文翻译技术水平与实际能力研究成果基础理论与专业知识文字表达学习态度与规范要求总分评语是否同意参加答辩指导教师签名另附毕业设计论文指导记录册年月日毕业设计论文评阅人评审表学生姓名陈燊专业班级数控班学号设计论文题目普通车床数控化改造评阅人评阅人职称序号评分项目理工类满分评分工作量文献阅读与外文翻译技术水平与实际能力研究成果基础理论与专业知识文字表达学习态度与规范要求总分评语评阅人签名年月日毕业设计论文答辩表学生姓名陈燊专业班级数控班学号设计论文题目普通车床数控化改造序号评审项目指标满分评分报告内容思路清晰语言表达准确，概念清楚，论点正确实验方法科学，分析归纳合理结论有应用价值。

报告过程准备工作充分，时间符合要求。

创新对前人工作有改进或突破，或有独特见解。

答辩回答问题有理论依据，基本概念清楚。

主要问题回答准确，深入。

总分答辩组评语答辩组组长签字年月日答辩委员会意见答辩委员会负责人签字年月日毕业设计论文答辩记录表学生姓名陈燊专业班级数控班学号设计论文题目普通车床数控化改造答辩时间答辩地点答辩委员会名单问题提问人问题回答要点问题提问人问题回答要点问题提问人问题回答要点记录人签名问题提问人问题回答要点问题提问人问题回答要点问题提问人问题回答要点问题提问人问题回答要点问题提问人问题回答要点记录人签名毕业设计论文成绩评定总表学生姓名陈燊专业班级数控班毕业设计论文题目普通车床数控化改造成绩类别成绩评定Ⅰ指导教师评定成绩Ⅱ评阅人评定成绩Ⅲ答辩组评定成绩总评成绩ⅠⅡⅢ评定等级注成绩评定由指导教师评阅人和答辩组分别给分以百分记，最后按优良中及格不及格以下评定等级。

其中，指导教师评定成绩占，评阅人评定成绩占，答辩组评定成绩占。

毕业设计论文普通车床数控化改造设计学生姓名陈燊学号所在系部机械工程系专业班级数控班指导教师马丽副教授日期二六年五月摘要目前鉴于机械制造行业对于加工精度与加工效率的要求不断提升，普通车床已难以承担以上重任。

但基于普通车床基数大数控车床价格昂贵的前提，普通车床数控化改造势在必行。

改造完成的新型机床具有适应性较强加工精度较高生产效率较高和加工质量相对稳定等优点。

它综合地应用了计算机应用自动控制伺服驱动高精度测量和创新的机械结构等多方面的前沿技术，是今后机床控制的明确发展方向之。

关键词普通车床数控化改造伺服系统滚珠丝杠目录摘要绪论数控机床的产生数控机床的发展我国数控机床的发展概况数控机床的发展趋势数控机床改造的意义车床数控系统总体设计方案的拟定总体方案确定系统的运动方式与伺服系统的选择控制系统机械传动方式设计数控工作台及其控制系统车床进给伺服系统机械部分设计计算系统脉冲当量的选择切的计算削力纵车外圆横切端面滚珠丝杠螺母副的计算和选型纵向进给丝杠齿轮传动比计算纵向进给齿轮箱传动比计算横向进给