前 言
大学四年的学习生活即将结束，大学学习生活中的最后一个环节也是最重要一个环节———毕业设计，是对所学知识和技能的综合运用和检验。
本人的毕业设计课题是对普通车床（CA6140）进行经济型数控改造，其内容包括：总体方案的确定和验证、机械改造部分的设计计算（伺服进给机构设计、自动转位刀架的选择或设计、编码盘安装部分的结构设计）、主运动自动变速原理等。对普通车床进行经济型数控改造符合我国国情，即适合我国目前的经济水平、教育水平和生产水平，又是国内许多企业提高生产设备自动化水平和精密程度的主要途径，在我国有着广阔的市场。从另一个角度来说，该设计既有机床结构方面内容，又有机加工方面内容，还有数控技术方面的内容，有利于将大学所学的知识进行综合运用。虽然设计者未曾系统的学习过机床设计的课程，但通过该设计拓宽了知识面，增强了实践能力，对普通机床和数控机床都有了进一步的了解。
毕业设计作为我们在大学校园里的最后一堂课、最后一项测试，它既是一次锻炼，也是一次检验，在整个设计过程中，我获益匪浅。在此，我要衷心感谢梁洁萍老师对我的关心和细致指导。
由于毕业设计是我的第一次综合性设计，无论是设计本人的纰漏还是经验上的缺乏都难免导致设计的一些失误和不足，在此，恳请老师和同学们给以指正。
摘 要
本设计说明书包括：概论、总体设计方案的拟定和验证、主传动部分的改造设计、伺服进给系统的改造设计、自动转位刀架的选择设计、编码盘安装部分的结构设计等几个部分。改造后的机车，主运动实现自动变速，纵向、横向进给系统进行数控控制，并要求达到纵向最小运动单位为0.01 /脉冲，横向最小运动单位0.005 /脉冲，刀架要是自动控制的自动转位刀架，要能自动切削螺纹。
关键字：数控改造 进给系统 滚珠丝杠 自动刀架
Abstract
This introduction of the design included:The draw-up of the general outline, the decision and verify of the total designal projection, the reforms design to the parts of the lord spreads to move,the reforms design to the system of serve enters ,the choice and design to the knife which turn automatically, the constructions design of coding dish gearing part ,and so on.while the Motorcycle been reformed, the lord exercises realize to change speed automatically. lengthways, horizontal enter to proceed to system the number controls the control, and request to attain lengthways minimum sport unit as 0.01 mm/ pulse, horizontal minimum sport unit as 0.005 mm/ pulse, knife must be the automatic control a knife which is turning automatically,and it is able to slice the thread automatically.
Key word: The number controls to reforms the system of enters roll the bead in silk automatic knife
目录
任务书
开题报告
本科生毕业设计（论文）指导人评语
本科生毕业设计（论文）评阅人评语
本科生毕业设计（论文）答辩委员会记录
摘要…………………………………………………………………………………….1
前言……………………………………………………………………………………2
第一章 概论…………………………………………………………………………..3
一、 系统发展史……………………………………………………………………3
二、 国内数控机床的状况分析……………………………………………………3
三、 数控系统能发展趋势…………………………………………………………4
四、 数控机床的改造的必要性……………………………………………………5
五、 数控化改造的空间……………………………………………………………6
六、 数控机床改造的效益分析……………………………………………………7
第二章 普通机床的数控化改造和可行性论证……………………………………..9
第一节 车床的数控化改造………………………………………………………9
一、设计的内容及任务…………………………………………………………….9
第二节 可行性论证………………………………………………………………….10
第三章 总体方案的拟订和论证……………………………………………………..11
第一节 总体设计方案的拟订……………………………………………………..11
1．主传动系统的设计改造………………………………………………………..11
2．数控系统的选择………………………………………………………………..11
3．自动转位刀架选择设计………………………………………………………..12
4．驱动系统的设计改造……………………………………………………………..12
第二节 可行性分析………………………………………………………………..15
第三节 总体方案的确定 …………………………………………………………16
第四章 主传动部分改造与设计……………………………………………………17
一、主传动部分方案拟订和设计的内容………………………………………….18
二、主轴部分改造设计计算……………………………………………………….19
第五章 伺服进给结构设计………………………………………………………….20
第一节伺服系统的组成原理和要求……………………………………………….27
一、 伺服系统的组成原理………………………………………………………….27
二、 伺服系统的要求……………………………………………………………….27
第二节 伺服进给系统的设计内容和设计计算…………………………………...29
一、 纵向进给系统的设计…………………………………………………….……29
二、 横向进给系统饿设计计算……………………………………………….……40
第三节 步进电机的选择……………………………………………………….….47
一、 C6140纵向进给系统步进电机确定………………………………………….47
二、 C6140横向进给系统步进电机确定……………………………………….…48
第四节 伺服系统说明………………………………………………………….….48
一、 机床进给系统的结构及工作原理……………………………………….……48
二、 步进电机………………………………………………………………………50
三、 步进电机的驱动电源…………………………………………………………50
四、 滚珠丝杠………………………………………………………………………51
五、 机床导轨………………………………………………………………………52
第六章 自动转位刀架………………………………………………………..…….53
一、数控车床刀架的基本要求……………………………………………..…….53
二、车床刀架结构…………………………………………………………..…….53
三、 工作原理………………………………………………………………..…….54
四、 刀架的安装…………………………………………………………………….55
第七章 编码盘安装部分的结构设计……………………………………………….56
一、 光电编码器工作原理………………………………………………………….56
二、 步进电机频率对编码盘的限制…………………………………….................57
三、 编码盘的安装………………………………………………………………….57
第八章 经济型数控系统中常用软件模块设计…………………………………….59
第一节 插补原理及其程序设计…………………………………………………...59
一、 插补方法概述………………………………………………………………….59
二、 逐点插补原理及其程序设计………………………………………………….60
三、 插补控制软件………………………………………………………………….69
第二节 接口电路设计………………………………………………………………78
一、 单片机和主机（PC机）的连接………………………………………………78
二、 8031单片机接口的扩展……………………………………………………….80
三、 键盘/显示器接口芯片（8279）……………………………………………….82
四、 中断优先电路…………………………………………………………………..85
五、 光电隔离电路…………………………………………………………………..86
第三节 伺服电路……………………………………………………………………87
一、 系统的组成……………………………………………………………..............87
二、 接口电路………………………………………………………………………..89
三、 位置和速度接口……………………………………………………………….89
四、 步进电机控制程序设计……………………………………………………….89
五、 单片机控制的自动换刀程序设计…………………………………………….96
六、 典型零件的加工程序设计…………………………………………………….97
参考文献
参考文献
1、 张新义主编．经济型数控机床系统设计．北京：机械工业出版社，1998
2、 余英良主编．机床数控改造设计与实例．北京：机械工业出版社，1994
3、 王贵明主编．数控实用技术．北京：机械工业出版社，2001
4、 张建纲、胡大锋主编．数控技术．武汉：华中科技大学出版社，2000
5、 张建明主编．机电一体华系统控制．北京：高等教育出版社，2001
6、 邓星钟主编．机电传动控制．武汉：华中科技大学出版社，2001
7、 王爱玲主编．现代数控机床结构与设计．北京：兵器工业出版社，1999
8、 卜云峰主编．机械工业及自动化简明设计手册上下册．北京：机械工业出版社，1999
9、 刘跃南主编.机床计算机数控及应用,北京:机械工业出版社,1997
10、李洪主编.实用机床设计手册.沈阳:辽宁科学技术出版社,1999
11、李群芳、黄建主编．单片机微型计算机也接口技术．北京：电子工业出版社，2001
12、陶晓杰主编.伺服电机用于车床进给系统.制造业自动化，第22期,2000
13、机床设计手册编写组，机床设计手册（第三册），机械工业出版社，1986
14、李立强等主编.控车床自动转位刀台设计，制造技术与车床，2000
15、黄玉美主编.床总体方案的创新设计，设备管理与维修，2000
16、孙桓等主编.机械原理，高等教育出版社, 1995
17、机械工程手册.机械工程手册.机械工业出版社,1900
18、刘淑华.浅谈数控车床主传动系统设计.52668网路博览会.产业频道,2003
19、杨波.浅谈机床数控改造.e-works,e-works论坛,2001
20、大连理工大学工程画教研室主编.机械制图.北京:高等教育出版社,1993 |
