本科毕业设计_C618的数控化改造（4张CAD图纸+机械设计毕业论文）.zip_含图纸整套资料

但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，年进口机床跃升至世界第位，达亿美元，比上年增长。

近年来我国出口额增幅较大。

金切机床行业产值数控化率从年的提高到年的。

数控，数控，改造图纸，机械设计，毕业论文本课题重点在于机械部分的设计，重点是传动部分，伺服进给机构，自动转位刀架及数控系统的选择与设计。

车床的主轴转速部分采用了变频调速交流异步电机，有级变速部分采用电磁离合器控制机构车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动，经步进电机驱动，齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向横向进给运动刀架改成由微机控制，经电机驱动的自动转位刀架。

为保持切削螺纹的功能，需安装主轴脉冲发生器。

改造后的车床实现了分段的无极调速，满足了横向与纵向的自动进给，具备了数控车床的功能。

因此它有利于改善工人的工作环境，降低工作强度，提高加工质量。

关键词主传动变频调速电磁离合器伺服系统齿轮滚珠丝杠转位刀架数控系统概论数控系统发展简史年诞生了世界上第台电子计算机，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。

年后，即在年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第台数控机床。

从此，传统机床产生了质的变化。

近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。

国内数控机床状况分析国内数控机床现状近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。

在这些数控机床中，除少量机床以模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。

年，我国机床工业产值已进入世界第名，机床消费额在世界排名上升到第位，达亿美元，仅次于美国的亿美元，消费额比上年增长。

但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，年进口机床跃升至世界第位，达亿美元，比上年增长。

近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床数控磨床数控特种加工机床数控剪板机数控成形折弯机数控压铸机等，普通机床有钻床锯床插床拉床组合机床液压压力机木工机床等。

出口的数控机床品种以中低档为主。

国内数控机床的特点新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。

数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高。

年国内数控金切机床产量已达万台，比上年增长。

金切机床行业产值数控化率从年的提高到年的。

数控机床发展的关键配套产品有了突破。

数控系统的发展趋势继续向开放式基于的第六代方向发展基于所具有的开放性低成本高可靠性软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。

至少采用机作为它的前端机，来处理人机界面编程联网通信等问题，由原有的系统承担数控的任务。

机所具有的友好的人机界面，将普及到所有的数控系统。

远程通讯，远程诊断和维修将更加普遍。

向高速化和高精度化发展这是适应机床向高速和高精度方向发展的需要。

向智能化方向发展随着人工智能在计算机领域的不断渗透和发展，数控系统的智能化程度将不断提高。

应用自适应控制技术数控系统能检测过程中些重要信息，并自动调整系统的有关参数，达到改进系统运行状态的目的。

引入专家系统指导加工将熟练工人和专家的经验，加工的般规律和特殊规律存入系统中，以工艺参数数据库为支撑，建立具有人工智能的专家系统。

引入故障诊断专家系统智能化数字伺服驱动装置可以通过自动识别负载，而自动调整参数，使驱动系统获得最佳的运行。

机床数控化改造的必要性微观看改造的必要性从微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。

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。

由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。

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。

由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。

数控机床只要更换个程序，就可实现另工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了柔性自动化。

加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要修配。

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。

由以上五条派生的好处。

如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。

宏观看改造的必要性从宏观上看，工业发达国家的军民机械工业，在年代末年代初已开始大规模应用数控机床。

由于采用信息技术对国外军民机械工业进行深入改造称之为信息化，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。

而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后年。

如我国机床拥有量中，数控机床的比重数控化率到年只有，而日本在年已达，因此每年都有大量机电产品进口。

这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。

数控化改造的市场空间机床的数控制化改造是个方兴未的行业，从各种统计数字上看前途应该是十分光明的，例如在美国，日本和德国等发达国家，它们的机床改造人作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。

由于机床以及数控技术的不断进步，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所以不难看出国内的市场我国目前机床总量余万台，而其中数控机床总数只有万台，即我国机床数控化率不到。

近年来，我国数控机床年产量约为万台，年产值约为亿元。

机床的年产量数控化率为。

我国机床役龄年以上的占以上年以下的机床中，自动半自动机床不到，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。

进口设备和生产线的数控化改造市场我国自改革开放以来，很多企业从国外引进技术设备和生产线进行技术改造。

据不完全统计，从年年间，全国引进技术改造项目就有项，大约亿美元。

这些项目中，大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。

但是有的引进项目由于种种原因，设备或生产线不能正常运转，甚至瘫痪，使企业的效益受到影响，严重的使企业陷入困境。

些设备生产线从国外引进以后，有的消化吸收不好，备件不全，维护不当，结果运转不良有的引进时只注意引进设备仪器生产线，忽视软件工艺管理等，造成项目不完整，设备潜力不能发挥有的甚至不能启动运行，没有发挥应有的作用有的生产线的产品销路很好，但是因为设备故障不能达产达标有的因为能耗高产品合格率低而造成亏损有的已引进较长时间，需要进行技术更新。

种种原因使有的设备不仅没有创造财富，反而消耗着财富。

这些不能使用的设备生产线是个包袱，也是批很大的存量资产，修好了就是财富。

只要找出主要的技术难点，解决关键技术问题，就可以最小的投资盘活最大的存量资产，争取到最大的经济效益和社会效益。

这也是个极大的改造市场。

机床改造的效益分析提高机床数控化效率有两个途径是购买新的数控机床二是对旧的机床进行改造而对于个机床拥有量大，经济财力又不足的发展中国家来说，采用旧机床改造来提高设备的先进性和数控化率是个极其有效和使用的途径，采用第二中方法有以下的优点减少了投资和交货的期限同购置新的数控机床相比，般可以节省到的费用，改造的费用大大减低。

机械的稳定性可靠机床的床身，立柱等基础件都是重而坚固的铸铁构件，而铸件越久自然失效充分，内应力的消除使得比新的铸件更稳定，这些铸件的使用又可以节约社会资源，又减少了铸铁件生产时对环境的污染。

熟悉了解设备结构性能，便于操作维修，购买的新设备，事先很难前面了解机床的结构性能，以至很难预算是否完全适合加工要求，而改造则完全可以避免这种情况，并且大大缩短了对数控机床在使用和维修方面的培训时间，机床旦改装完成，很快就可以投入使用，见效较快。

总体设计方案的确定的车床经济型数控改造的总体方案示意图如下图所显车床的主轴转速部分采用了变频调速交流异步电机，有级变速部分采用电磁离合器控制机构车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动，经步进电机驱动，齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向横向进给运动刀架改成由微机控制，经电机驱动的自动转位刀架。

为保持切削螺纹的功能，需安装主轴脉冲发生器。

改造后的总体方案示意图如图所示图总体方案设计图主传动部分改造与设计在改造设计之前，让我们先来看下数控机床主传动与普通机床相比所具有的特点采用调速电机驱动，以满足主轴根据数控指令进行自动变速的需要传动路线短，从而简化了主传动系统机械结构转速高功率大数控机床的主传动系统除应满足普通机床传动要求外，还应满足如下要求具有更大的调速范围，并实现无极调速。

数控机床就要为了保证加工时能选用合理的切削用量，充分发挥刀具的切削性能，从而获得最高的生产效率加工精度和表面质量，必须有更高的转速和更多的调速范围。

为了适应各种工序和各种加工材质的要求，主运动的调速范围还应进步扩大。

具有较高的精度和刚度，传动平稳，噪声低。

数控机床加工精度的提高，与主传动系统的刚度密切相关。

为此，应提高传动件的制造精度与刚度，齿轮齿面进行高频感应加热淬火增加耐磨性最后级采用斜齿轮传动，使传动平稳采用高精度轴承及合理的支承跨距等，以提高主轴件的刚性。

具有良好的抗振性和热稳定性。

加工时可能由于断续切削加工余量不均匀运动部件不平衡以及切削过程中的自激振动等原因引起的冲击力或交变力的干扰，使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，严重时甚至破坏刀具和或零件，使加工无法进行。

因此在主传动系统中的各主要零部件不但要求有定的静刚度，而且要求具有足够的抑制各种干扰力引起振动的能力抗振性。

抗震性用动刚度或动柔度来衡量。

如果把主轴组件视为个等效的单自由度系统，则动刚度与动力参数的关系为式中机床主轴结构系统的静刚度外加激振力的激振频率主轴组件的固有频率，为当量质量，为当量静刚度阻尼比，是阻尼系数，是临界阻尼系数，。

由上式可见，为提高主轴组件的抗震性，须使值较大，为此应尽量使阻尼比当量刚度值或固有频率的值较高。

在设主传动系统时，要注意选择上述几个参数的合理关系。

主传动部分改造方案拟定和设计的内容异步电动机的调速方法有变频调速变极调速辩转差调速三种。

异步电动机的转速公式为从该公式中可以看出，若均匀地改变电源的频率，就可以连续地改变电动机的同步转速。

这种调速