攀枝花学院专科毕业论文（设计）
普通车床的数控改造
学生姓名： 何雨聪 学生学号： 201021205032 院（系）： 交通与汽车工程学院 年级专业： 2010级机电一体化 指导教师： 魏弦 助理指导教师：
二〇一三年六月
攀枝花学院专科毕业论文(设计) 摘要
摘要
随着我国生产业不断发展壮大，加工需求日益增加，加工精度也不断提高。以前的普通机床生产已经远远满足不了市场的需求，所以普通车床的数控化改造是势在必行的。本文通过更换普通车床的进给运动方式，将滑动丝杆传动转化为滚珠丝杆传动、采用步进电机驱动进给运动、配置自动转位刀架来实现自动化功能，使普通机床不仅变得适应性强、加工精度高、生产速度快，还大大的提高了生产效率，使其变为有利于生产、管理的现代化机床。通过改造后的数控机床能实现自动换刀，进给系统的自动化的功能。
关键词 普通车床，改造，伺服系统，数控化
1 I
攀枝花学院专科毕业论文(设计) 1绪论
目录
摘要 .................................................................................................................................................. I 目录 ................................................................................................................................................ II 1绪论 ............................................................................................................................................. 1
1.1 机床改造的意义及优越性 ............................................................................................. 1 1.1.1 研究意义 ..................................................................................................................... 1 1.1.2 数控化改造后机床的优越性 ....................................................................................... 1 1.2 机床数控化改造主要解决的问题 ........................................................................................ 2
2 设计思路及方案 ................................................................................................................... 3
2.1伺服系统的选择 ................................................................................................................... 3 2.2进给运动方式的选择 ........................................................................................................... 4 2.3换刀方式的选择 ................................................................................................................... 4
3普通车床的介绍 ...................................................................................................................... 5
3.1 普通车床概述 ....................................................................................................................... 5 3.1.1机床的组成和主要技术参数 ........................................................................................ 5 3.2 车床的加工范围及特点 ..................................................................................................... 7 3.2.1 加工范围 ....................................................................................................................... 7 3.2.2 车床的加工特点 ........................................................................................................... 7 3.3 车床的传动系统分析 ........................................................................................................... 8
4 具体的改造过程 ................................................................................................................. 10
4.1采用步进电机驱动进给运动 ............................................................................................. 10 4.1.1纵向步进电动机的选择 .............................................................................................. 11 4.1.2 横向步进电机的选择 ................................................................................................. 15 4.2滚珠丝杆传动 ..................................................................................................................... 18 4.2.1纵向滚珠丝杆的设计与计算 ...................................................................................... 18 4.2.2横向滚珠丝杆的设计与计算 ...................................................................................... 24 4.3配置自动转位刀架实现自动功能...................................................................................... 29 4.3.1 减速机构的设计 ......................................................................................................... 30 4.3.2 上刀体锁紧与精定位机构的设计 ............................................................................... 30 4.3.3 刀架抬起机构的设计 ................................................................................................... 30 4.3.4蜗杆副的设计计算 ...................................................................................................... 31 4.3.5 蜗杆轴的设计 ............................................................................................................. 34 4.3.6 蜗轮轴的设计 ............................................................................................................. 39 4.3.7 中心轴的设计 ............................................................................................................. 40 4.3.8齿盘的设计 .................................................................................................................. 41 4.3.9 轴承的选用 ................................................................................................................. 43 4.4数控 控制系统 ..................................................................................................................... 44 4.4.1加工指令........................................................................................................................ 44 4.4.2 控制程序及T0中断服务程序 ..................................................................................... 44 4.4.3步进电动机的位置控制 ................................................................................................ 45
5 结论 ....................................................................................................................................... 46
攀枝花学院专科毕业论文(设计) 1绪论
参考文献 ..................................................................................................................................... 47 附录 .............................................................................................................................................. 48 致谢 .............................................................................................................................................. 49
攀枝花学院专科毕业论文(设计) 1绪论
1绪论
1.1 机床改造的意义及优越性 1.1.1 研究意义
我国是生产和使用机床最多的国家之一，但大多数车床使用时间比较长，设备比较落后。由于数控车床具有自动化程度提高加工精度高，质量稳定，便与生产管理现代化等特点，数控车床的应用越来越普及，也是制造业现代化的必然趋势。如果全部淘汰旧车床而采用新的数控车床不仅需要大量的资金，而且造成原有的设备的闲置和浪费，所以不能所有车床一次改造得一次一次改造，避免闲置浪费的问题发生。
企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。而普通机床已不适应多品种、小批量生产要求，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需要换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求。
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，一方面是全功能、高性能；另一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，无检测反馈机构，系统的定位精度一般可达±0.01至0.02mm，已能满足车床改造后加工零件的精度要求。
1.1.2 数控化改造后机床的优越性
1机床数控化改造可以提高零件的加工精度和生产效率。
2机床数控化改造可以提高机床的性能和质量，加工出普通机床难以加工或者不能加工的复杂型面零件。
3机床数控化改造后可以实现加工的柔性自动化，效率可比传统机床提高3-7倍。
4可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运，降低工件的定位误差。
5拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自检功能，更好的调节了机床加工状态。还可以提示操作者机床故障或编程错误等机床运行中出现的问题。
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