机械数控机床毕业设计：ca6140进行数控化改造

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1、徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书第1章概述1.1本文的选题及主要研究内容1.1.1本文的选题我们对已报废的两台CA6140进行数控化改造。通过改造，其目的就是要提高机械设备的数控化率，以便进行推广。分析现在经济型数控车床容易出现安全性故障的原因，经过反复的论证，在设计过程中，所有限位保护电路均采用负逻辑，如发生电路开路或接触不良时会立即报警，防止意外事故发生:设定了特殊的限位控制装置，使刀架在特定的位置不能换刀，保证了生产安全。数控加工过程中，程序的编制和输入调试是很重要也很烦琐的一个环节，工人的水平直接影响到生产效率的高低，同时也影响到产品的质量，

2、如何降低对操作人员的要求，这是值得研究的问题，我们利用系统资源，依据特征参数，编写成组工艺，按照成组工艺编写若干程序存储在RAM中，输入相关零件的参数，即可调用程序，进行加工。非常适合于一般操作人员，对操作者的要求不高，大大提高了生产效率。合理的设计控制系统，利用原机床的电机作为主电机，节约了购买机的费用。1.1.2主要研究内容1、CA6140改造总体机械部件设计。2、主要部件的设计和选用。对机床的改造部位是：拆掉手动刀架和小拖板装上数控刀架；拆掉普通丝杆、光杆进给箱、溜板箱，换上滚珠丝杠螺母副；主轴后端加一光电编码器用波纹管连接，供加工螺纹使用；热点

3、模具网。数控系统选用江苏东方数控新技术公司生产的NIM-9702数控系统。驱动系统的设计：由于改造设计的是简易型经济数控，所以在考虑具体方案时，基本原则是在满足需要的前提下，对于机床尽可能减小改动量，以降低成本。43徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书3、提供常用零件的成组工艺及数控程序模板，使用户只需根据零件特征，输入相关零件的参数，即可调用程序，进行加工。4、创新设计数控机床限位保护装置。使设备发生电路开路或接触不良时，应立即报警，防止意外事故发生，提高设备使用的安全性。5、设计双限位保护开关，使刀架在特定的位置不能换刀。6、满足设备的各项性能指标。

4、7、对完成改造后的机床进行调试，使其达到用户使用要求。1.1.3数控机床的发展预测1、数控机床推广应用逐步由经济型为主向普及型为主转变。2、数控金切机床的构成比逐渐趋于合理。数控机床工序集中的加工特点，将使具有复合功能的高效数控机床的需求增长，这将导致数控机床拥有量和市场消费量中各类数控机床的构成比不同于传统的机床构成比。1.1.4数控改造的意义我国作为机床大国.为了提高机床的数控化率.对普通机床进行数控化改造不失为一种良策。一些发达国家在机床的数控化改造方面已走在了我们的前面.如德国、美国、口木等国就非常重视对旧机床的改造.而且已形成了一个完善的“产

5、学研”结合的改造体系.在世界机床行业不景气的今天.机床改造成为新的经济增长行业.生意盎然.处于黄金时代。由于机床与技术的不断进步.机床改造已成为一个“永恒”的课题。我国应在这方而加大重视和宣传.走出一条适合我国国情的机床的数控化改造之路。43徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书第2章总体方案设计2.1总体方案设计要求总体方案设计应考虑机床数控系统的运行方式，伺服系统的类型，计算机的选择，以及传动方式和执行机构的选择等。1、普通车床数控化改造后应具有定位，纵向和横向的直线插补，圆弧插补功能；还要求能暂停，进行循环加工和螺纹加工等，因此，数控系统选连续控制系

6、统。2、车床数控化改装设计后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。因此，进给伺服系统采用步进电机开环系统。3、根据普通车床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及经济性要求，经济型数控车床一般采用8位微机。在8位微机中，MCS-51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，具有很高的性能价格比。因此，可选择MCS-51系列单片机扩展系统。4、根据系统的功能要求，微机数控系统控制中除了CPU外，还包括扩展程序存储器、扩展数据存储器、I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能相识加工数据和机床

7、状态信息的显示器；包括光电隔离电路和步进驱动电路。此外系统中还应该包括螺纹加工用的光电脉冲发生器和其他辅助电路。5、设计自动回转刀架及其控制电路。6、纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杆螺母副组成，其传动比应满足机床所要求的分辨率。7、为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙。齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。8、采用贴塑导轨的摩擦力。9、原机床的主要结构布局基本不变，尽量减少改动量，以降低成本，缩短改造周期。43徐州建筑职业技术学院毕业设计说明书图

8、2.1总体改造方案2.2设计参数设计参数包括车床的部分技术参数和设计数控进给伺服系统所需要的数