臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計-橫向進給系統(tǒng)設(shè)計

臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計-橫向進給系統(tǒng)設(shè)計,臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計-橫向進給系統(tǒng)設(shè)計,臥式,車床,數(shù)控,改造,設(shè)計,橫向,進給,系統(tǒng) 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 學(xué)生姓名 王海鵬 學(xué) 號 0501510138 指導(dǎo)教師 張衛(wèi) 張少文 選題情況 課題名稱 臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計—橫向進給系統(tǒng)設(shè)計 難易程度 偏難 適中 √ 偏易 工作量 較大 合理 √ 較小 符合規(guī)范化的要求 任務(wù)書 有 √ 無 開題報告 有 √ 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 √ 中 差 學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況 好 √ 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 √ 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 √ 中 差 中期成績評定：良 所在專業(yè)意見： 學(xué)習(xí)態(tài)度主動認(rèn)真，積極參加集中指導(dǎo)和問題討論，能按進度要求完成設(shè)計任務(wù)。 負責(zé)人： 2009年 4 月1 日 南 京 理 工 大 學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 系 部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械工程及自動化 學(xué) 生 姓 名： 王海鵬 學(xué) 號： 0501510138 設(shè)計(論文)題目： 臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計 橫向進給系統(tǒng)設(shè)計 起 迄 日 期: 2009年3月9日～ 2009年6月14日 設(shè)計(論文)地點: 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師: 張衛(wèi) 張少文 專業(yè)負責(zé)人: 龔光容 發(fā)任務(wù)書日期: 2009年2月26日  任務(wù)書填寫要求 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負責(zé)人審查、學(xué)院（系）領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生； 2．任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3．任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)及學(xué)院（系）主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4．任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“學(xué)院（系）”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號（2000級為10位數(shù)），不能只寫最后2位或1位數(shù)字； 5．任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2004年3月15日”或“2004-03-15”。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達到的目的： 本課題主要是采用微機數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為400mm的普通臥式車床。要求學(xué)生在對臥式車床的改造任務(wù)和功能需求作出認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，做好總體改造方案設(shè)計及橫向進給系統(tǒng)的詳細設(shè)計。通過這一典型機電一體化產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用所學(xué)專業(yè)知識改造開發(fā)新產(chǎn)品及解決工程實際問題的能力。 2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 本課題要求學(xué)生在對臥式車床的改造任務(wù)和功能需求作出認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，做好總體改造方案設(shè)計及橫向進給系統(tǒng)的詳細設(shè)計。具體內(nèi)容及要求如下： （1）調(diào)查研究、查閱及翻譯文獻資料，撰寫開題報告； （2）改造任務(wù)及功能需求分析； （3）總體改造方案的確定； （4）橫向進給系統(tǒng)機械部分和控制部分的詳細設(shè)計； （5）文檔整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書及使用說明書。 相關(guān)設(shè)計技術(shù)條件及要求如下： （1）床身上最大加工直徑：400mm；最大加工長度：1000mm； （2）橫向進給脈沖當(dāng)量：0.005mm/脈沖，縱向進給脈沖當(dāng)量：0.01mm/脈沖； （3）橫向最快的工進速度：400mm/min，縱向最快的工進速度：800mm/min； （4）換刀時刀架轉(zhuǎn)速：30r/min； （5）CNC系統(tǒng)主CPU采用單片機。 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求〔包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實物樣品等〕： （1）資料翻譯譯文及開題報告； （2）總體改造方案的確定； （3）橫向進給系統(tǒng)機械部分和控制部分的詳細設(shè)計； （4）畢業(yè)設(shè)計說明書及使用說明書。 4．主要參考文獻： [1] 張俊謨.單片機中級教程—原理與應(yīng)用[M].第二版,北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006. [2] 孫桓,陳作模,葛文杰.機械原理[M].第七版,北京:高等教育出版社,2006. [3] 濮良貴,紀(jì)名剛.機械設(shè)計[M].第八版,北京:高等教育出版社,2006. [4] 尹志強.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007. [5] 左建民.液壓與氣壓傳動[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007. [6] 梁景凱,蓋玉先.機電一體化技術(shù)與系統(tǒng)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2007. [7] 張立勛,黃筱調(diào),王亮.機電一體化系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2006. [8] 江思敏,姚鵬翼,胡榮.Protel 電路設(shè)計教程[M].北京:清華大學(xué)出版社，2002. [9] 劉朝儒,吳志軍,高政一.機械制圖[M].第五版,北京:高等教育出版社，2006. [10] 成大先.機械設(shè)計手冊(第5卷)[M]. 第三版，北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2000. 畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書 5．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進度計劃： 起 迄 日 期 工 作 內(nèi) 容 2009年 3月9日 ～ 3 月15 日 3月16日 ～ 3 月22 日 3月23日 ～ 4 月12日 4月13日 ～ 5 月10日 5月11日 ～ 5 月31 日 6月1日 ～ 6 月7 日 6月8日 ～ 6 月14 日 接受畢業(yè)設(shè)計任務(wù)，熟悉畢業(yè)設(shè)計要求；查閱資料，完成外文資料翻譯工作。 撰寫開題報告及文獻綜述。 改造任務(wù)及功能需求分析，總體改造方案的確定。 橫向進給系統(tǒng)機械部分詳細設(shè)計。 控制部分硬件電路及控制軟件的設(shè)計。 文檔整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。 準(zhǔn)備論文答辯。 所在專業(yè)審查意見： 負責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院（系）意見： 院（系）領(lǐng)導(dǎo)： 年 月 日 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(論文)前期工作材料 學(xué)生姓名: 王海鵬 學(xué) 號： 0501510138 系　部: 機械工程系 專 業(yè): 機械工程及自動化 設(shè)計(論文)題目: 臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計 --橫向進給系統(tǒng)設(shè)計 指導(dǎo)教師: 張衛(wèi) 張少文 高級工程師 助教 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備 注 1 畢業(yè)設(shè)計(論文)選題、審題表 1 2 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 1 3 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告〔含文獻綜述〕 1 4 畢業(yè)設(shè)計(論文)外文資料翻譯〔含原文〕 1 5 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 1 2009年5月 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計說明書(論文) 作 者: 王海鵬 學(xué) 號： 0501510138 系　部: 機械工程系 專 業(yè): 機械工程及自動化 題 目: 臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計 --橫向進給系統(tǒng)設(shè)計 張少文 助教 張衛(wèi) 高級工程師 指導(dǎo)者： 評閱者： 2009 年 6 月 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）中文摘要 如今科學(xué)技術(shù)發(fā)展很快，特別是微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展更快，應(yīng)用到數(shù)控系統(tǒng)上，它既能提高機床的自動化程度，又能提高加工精度，所以最經(jīng)濟的辦法就是進行普通機床的數(shù)控改造。 本文主要是采用微機數(shù)控技術(shù)對最大加工直徑為400mm的普通臥式車床進行改造設(shè)計。首先對臥式車床的改造任務(wù)和功能需求進行了認(rèn)真分析，其次確定了普通臥式車床數(shù)控改造的總體方案，包括主傳動系統(tǒng)的改造方案、換裝自動回轉(zhuǎn)刀架、螺紋編碼器的安裝方案、進給系統(tǒng)的改造與設(shè)計方案。最后經(jīng)過計算切削力、滾珠絲杠設(shè)計計算、齒輪及轉(zhuǎn)矩有關(guān)計算對絲杠、齒輪等進行了選型，詳細設(shè)計出了橫向進給系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞 數(shù)控技術(shù) 改造設(shè)計 橫向進給 車床 畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）外文摘要 Title Design of Horizontal Machine based on Numerical Control Technology --Design of Lateral Feeding System Abstract Today, rapid development of science and technology, especially micro-electronics technology and computer technology have expanded rapidly, and applied to the numerical control system, it can increase the degree of automation, machine tools, can improve the machining accuracy, so the most economical way is to carry out general transformation of the NC machine tool. In this paper, using computer numerical control machining technology to the maximum diameter of 400mm for the general transformation of the design of horizontal lathe. First of all, the transformation of the horizontal lathe tasks and functions carried out a careful analysis of needs, and secondly to determine the general horizontal lathe CNC overall transformation program, including the main drive system of the transformation program, installed automatic rotary tool, the installation of encoder thread program, the transformation of feed system and design. Finally, after calculating the cutting force, ball screw design, the gear and the calculation of torque on the screw, gear selection, etc., the detailed design of a horizontal feed system. Keywords CNC technology Transformation design Lateral feed Lathe 南京理工大學(xué)泰州科技學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 學(xué) 生 姓 名： 王海鵬 學(xué) 號： 0501510138 專 業(yè)： 機械工程及自動化 設(shè)計(論文)題目： 臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計 —橫向進給系統(tǒng)設(shè)計 指 導(dǎo) 教 師: 張衛(wèi) 張少文 2009年 3 月 22日 開題報告填寫要求 1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效； 2．開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3．“文獻綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打印）在本開題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻綜述的參考文獻應(yīng)不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當(dāng)于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）； 4．有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408—94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫 2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 摘要 本文闡述了機床進行數(shù)控化改造的必要性，機床改造的方案以及數(shù)控化改造的優(yōu)點。使其在生產(chǎn)過程中加工精度明顯提高，定位準(zhǔn)確可靠，操作方便，性能價格比高。機床的數(shù)控化改造已成為一種趨勢。 關(guān)鍵詞 機床 數(shù)控改造 橫向進給 隨著我國市場經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)、國際市場競爭日益激烈，產(chǎn)品更新更為迅速，中、小批量的生產(chǎn)越來越多。而普通機床已不適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)要求，數(shù)控機床則綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)等先進技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當(dāng)變更加工對象時只需更換零件加工程序，無需對機床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求[1]。 對于機械制造企業(yè)，單純靠購買新的數(shù)控機床，所需投資大。為了節(jié)約資金，降低成本，利用原來的部分普通機床進行數(shù)控化改造，提高機械設(shè)備的數(shù)控化率，是一種有效的途徑[2]。 1 機床進行數(shù)控化改造的必要性 1．1 微觀看改造的必要性 微觀上看，數(shù)控機床比傳統(tǒng)機床有以下突出的優(yōu)越性，而且這些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計算機的威力。 可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。由于計算機有高超的運算能力，可以瞬時準(zhǔn)確地計算出每個坐標(biāo)軸瞬時應(yīng)該運動的運動量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。 可以實現(xiàn)加工的自動化，而且是柔性自動化，從而效率可比傳統(tǒng)機床提高3～7倍[3]。 由于計算機有記憶和存儲能力，可以將輸入的程序記住和存儲下來，然后按程序規(guī)定的順序自動去執(zhí)行，從而實現(xiàn)自動化。數(shù)控機床只要更換一個程序，就可實現(xiàn)另一工件加工的自動化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動化，故被稱為實現(xiàn)了“柔性自動化”。 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。 可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件 在機床間的頻繁搬運。 擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自律功能，因而可實現(xiàn)長時間無人看管加工。 由以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力（一個人可以看管多臺機床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)等等[4]。 以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個極為重大的突破。此外，機床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)[5]。 1．2 宏觀看改造的必要性 宏觀上看，工業(yè)發(fā)達國家的軍、民機械工業(yè)，在70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、民機械工業(yè)）進行技術(shù)改造。除在制造過程中采用數(shù)控機床、FMC、FMS外，還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行MIS（管理信息系統(tǒng)）、CIMS等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。而我們在信息技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達國家約落后20年。如我國機床擁有量中，數(shù)控機床的比重（數(shù)控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達20.8％，因此每年都有大量機電產(chǎn)品進口。這也就從宏觀上說明了機床數(shù)控化改造的必要性[6,7]。 2 機床數(shù)控化改造的方案 數(shù)控機床由機床、數(shù)控系統(tǒng)和外圍技術(shù)三部分組成。普通車床改造的目的是利用數(shù)控系統(tǒng)控制車床自動完成機械加工任務(wù)，提高車床的加工精度和生產(chǎn)率。在考慮經(jīng)濟型數(shù)控機床改造具體方案時，所遵循的原則是在滿足需要的前提下，對原有車床盡可能減少改動量，以降低改造成本。改造中需要解決的問題是：將機械傳動部分的進給和手動控制的刀架轉(zhuǎn)位改造成數(shù)控裝置控制的刀架自動轉(zhuǎn)位和自動進給的數(shù)控加工車床。根據(jù)機床的有關(guān)資料，確定總體方案為： 利用數(shù)控系統(tǒng)對輸入的加工程序進行運算處理，發(fā)出的進給指令通過I/O接口輸出給X軸和Z軸步進電動機，經(jīng)齒輪減速后，帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，由螺母帶動刀架直線移動，從而實現(xiàn)縱向和橫向的自動進給運動。換刀指令通過刀架控制器控制三相電動機實現(xiàn)刀架轉(zhuǎn)位功能，由脈沖編碼器協(xié)調(diào)完成車削功能，如圖1所示。 圖1 總體方案 機床與生產(chǎn)線的數(shù)控化改造主要內(nèi)容有以下幾點： （1）恢復(fù)原功能，對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進行診斷并恢復(fù)； （2）NC化，在普通機床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機床、CNC機； （3）翻新，為提高精度、效率和自動化程度，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進行更新； （4）技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造[8,9]。 3 數(shù)控化改造的優(yōu)點 (1) 減少投資額、交貨期短 同購置新機床相比，一般可以節(jié)省60％～80％的費用，改造費用低。特別是大型、特殊機床尤其明顯。一般大型機床改造，只花新機床購置費用的1/3，交貨期短。但有些特殊情況，如高速主軸、托盤自動交換裝置的制作與安裝過于費工、費錢，往往改造成本提高2～3倍，與購置新機床相比，只能節(jié)省投資50％左右[10]。 (2) 機械性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)受限 所利用的床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅固的鑄造構(gòu)件，而不是那種焊接構(gòu)件，改造后的機床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。但是受到原來機械結(jié)構(gòu)的限制，不宜做突破性的改造。 (3) 熟悉了解設(shè)備、便于操作維修 購買新設(shè)備時，不了解新設(shè)備是否能滿足其加工要求。改造則不然，可以精確地計算出機床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者對機床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時間短，見效快。改造的機床一安裝好，就可以實現(xiàn)全負荷運轉(zhuǎn)[11]。 (4) 可充分利用現(xiàn)有的條件 可以充分利用現(xiàn)有地基，不必像購入新設(shè)備時那樣需重新構(gòu)筑地基。 (5) 可以采用最新的控制技術(shù) 可根據(jù)技術(shù)革新的發(fā)展速度，及時地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機床改成當(dāng)今水平的機床[12]。 4 結(jié)束語 經(jīng)數(shù)控化改造的機床就成為了數(shù)控機床，具有數(shù)控機床的特點，如數(shù)控機床本身具有的高速、高效和高精度，工序集中，可靠性高等特點。但是改造后的機床也具有一定的局限性，主要有機床原有結(jié)構(gòu)精度限制了改造后機床的加工精度和加工性能；機床原有的結(jié)構(gòu)形式限制了改造后機床的加工范圍和數(shù)控化程度。這些不利條件最終影響了改造后機床的速度和精度[13]。 隨著數(shù)控產(chǎn)業(yè)整體水平的提高，數(shù)控系統(tǒng)的性能、伺服電動機及其驅(qū)動裝置等配套產(chǎn)品的性能也提高很多，對數(shù)控化改造中機床速度和精度的提高都非常有利。 我國現(xiàn)有機床中,近幾年急需技術(shù)改造的約占25%,這將蘊藏著無限商機。機床改造主要是采用數(shù)控和計算機控制技術(shù),我國數(shù)控機床發(fā)展和機床數(shù)控化改造應(yīng)緊跟世界潮流,發(fā)展多軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng),開發(fā)高速、高精度、高效加工中心等關(guān)鍵技術(shù),向智能化方向發(fā)展[14,15]。 參 考 文 獻 [1] 閆素珍.聲發(fā)射技術(shù)及其應(yīng)用[J].西安航空技術(shù)高等?？茖W(xué)校校報,2002. [2] 梁家惠,尹作友.聲發(fā)射儀器的發(fā)展[J].無損檢驗，1998. [3] 顧京.數(shù)控加工編程及操作[M].北京:高等教育出版社,2002. [4] 夏展宏.32通道聲發(fā)射特征參數(shù)的實時提取[J].無損檢驗,2003. [5] 尹作友.聲發(fā)射采集系統(tǒng)的設(shè)計與研究[J].遼寧工學(xué)院院報,2004. [6] 高欽和.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計[M].北京:人民郵電出版社,2005. [7] 楊綸標(biāo),高英儀.模糊數(shù)學(xué)原理及應(yīng)用[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2001. [8] 王福泉,郝啟旺.變頻技術(shù)在空壓機電機上的應(yīng)用[J].電機技術(shù),2002. [9] 孫增圻.智能控制理論與技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2003. [10] 張新義.經(jīng)濟型數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994. [11] 李洪.實用機床設(shè)計手冊[M].沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1999. [12] 陳宏鈞,馬素敏.金屬速查速算手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社,1994. [13] 范云漲,陳兆年.金屬切削機床設(shè)計簡明手冊[M].北京:機械工業(yè)出版社,1994. [14] 王啟義,蔡群禮,胡寶珍.金屬切削機床設(shè)計[M].沈陽:東北工學(xué)院出版社, 1989. [15] 黃祖德.機械設(shè)計[M].北京:北京理工大學(xué)出版社,1992.  畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）開 題 報 告 ２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 一、本課題要研究或解決的問題： 本課題要求在對臥式車床的改造任務(wù)和功能需求作出認(rèn)真分析的基礎(chǔ)上，做好總體改造方案設(shè)計及橫向進給系統(tǒng)的詳細設(shè)計。具體內(nèi)容及要求如下： （1）調(diào)查研究、查閱及翻譯文獻資料，撰寫開題報告； （2）改造任務(wù)及功能需求分析； （3）總體改造方案的確定； （4）橫向進給系統(tǒng)機械部分和控制部分的詳細設(shè)計； （5）文檔整理、撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書及使用說明書。 相關(guān)設(shè)計技術(shù)條件及要求如下： （1）床身上最大加工直徑：400mm；最大加工長度：1000mm； （2）橫向進給脈沖當(dāng)量：0.005mm/脈沖，縱向進給脈沖當(dāng)量：0.01mm/脈沖； （3）橫向最快的工進速度：400mm/min，縱向最快的工進速度：800mm/min； （4）換刀時刀架轉(zhuǎn)速：30r/min； （5）CNC系統(tǒng)主CPU采用單片機。 二、擬采用的研究手段（途徑）： 由于該設(shè)計是經(jīng)濟型數(shù)控改造，在考慮具體方案時，應(yīng)遵守的基本原則是在滿足使用要求的前提下，對機床的改動盡可能少，以降低成本。 （1）機械部分改造 橫向進給機構(gòu)的改造：拆掉原手動刀架和小拖板，安裝上數(shù)控刀架；拆掉普通絲桿、光桿進給箱和溜板箱，換上滾珠絲杠螺母副；保留原手動機構(gòu)，用于調(diào)整操作，原有的支撐結(jié)構(gòu)也保留，采用一級齒輪減速，步進電機、齒輪箱體安裝在中拖板的后側(cè)。 （2）數(shù)控系統(tǒng)部分設(shè)計 數(shù)控系統(tǒng)按運動方式分為點位控制系統(tǒng)、點位直線控制系統(tǒng)、連續(xù)(輪廓)控制系統(tǒng)根據(jù)設(shè)計要求，CA6140車床要加工復(fù)雜零件輪廓，其各坐標(biāo)軸的運動有著確定的函數(shù)關(guān)系。根據(jù)設(shè)計要求，本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。 采用以步進電機驅(qū)動的開環(huán)控制。因為開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計制造容易、控 制精度較好、容易調(diào)試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。開環(huán)控制多用于負載變化不大或要求不高的經(jīng)濟型數(shù)控設(shè)備中。 采用簡易數(shù)控裝置，以步進電機為驅(qū)動機構(gòu)，實現(xiàn)在微機控制下的自動加工。其工作原理是：根據(jù)加工零件的圖樣與工藝方案，用規(guī)定的代碼和程序格式編寫加工程序，通過數(shù)控裝置上的鍵盤輸入微機，微機在監(jiān)控程序的管理下工作，并通過專用控制程序，把用戶加工程序轉(zhuǎn)化成一定頻率和數(shù)量的脈沖信號，經(jīng)驅(qū)動電路放大后驅(qū)動縱橫向二臺步進電機轉(zhuǎn)動，通過機械接口傳動絲杠實現(xiàn)刀架縱、橫兩個方向的頻率。自動回轉(zhuǎn)刀架由單片機發(fā)出換刀轉(zhuǎn)位指令，由自動刀架驅(qū)動電源驅(qū)動三相電機使刀架松開、抬起、旋轉(zhuǎn)后再自動鎖緊而完成轉(zhuǎn)位換刀過程。 該經(jīng)濟型微機橫向進給系統(tǒng)擬采用步進電機作為驅(qū)動元件，改造方案如圖1所示。微機通過I/O接口發(fā)出驅(qū)動脈沖，經(jīng)過光電隔離進入步進電機的驅(qū)動控制線路，驅(qū)動控制線路接受來自數(shù)控車床控制系統(tǒng)的進給脈沖信號，并將該信號轉(zhuǎn)換為控制步進電機各定子繞組依次通電、斷電的信號，使步進電機運轉(zhuǎn)。步進電機的轉(zhuǎn)子帶動滾珠絲杠傳動，絲杠轉(zhuǎn)動使工作臺產(chǎn)生移動。 光電隔離 微 機 功率放大 步進電 機 橫向工作臺 x x