機械學(xué)院《CA6140普通車床數(shù)控化改造》任務(wù)書 3

南 華 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 題 目： CA6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計 起 止 時 間： 2013.12.242014.5.30 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 指 導(dǎo) 老 師： 系 室 主 任： 院 長： 2013年12月24日 論文 (設(shè)計) 內(nèi)容及要求：畢業(yè)設(shè)計（論文）原始依據(jù)將CA6140普通車床改造成經(jīng)濟型數(shù)控車床。要求該車床具有切削螺紋的功能，縱向和橫 向具有直線和圓弧插補功能。系統(tǒng)分辨率縱向為0.01mm，橫向為0.005mm。設(shè)計參數(shù)如下：(1) 最大加工直徑：在床面上 400mm在床鞍上 210mm(2)最大加工長度：1000mm(3)快進速度：縱向 2.4m/min橫向 1.2m/min (4)最大切削進給速度:縱向 0.5m/min橫向 0.25m/min (5) 代碼制: ISO (6) 脈沖分配方式: 逐點比較法 (7) 輸入方式: 增量值、絕對值通用 (8) 控制坐標(biāo)數(shù): 2 (9) 最小指令值: 縱向 0.01mm/pulse 橫向 0.005mm/pulse (10) 刀具補償量: 0-99.99mm (11) 進給傳動鏈間隙補償量: 縱向 0.15mm 橫向 0.075mm (12) 自動升降速性能:有畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容對CA6140臥式車床進行數(shù)控化改造，實現(xiàn)微機對車床的數(shù)字化控制。利用微機對車床的縱向、橫向進給系統(tǒng)進行數(shù)字控制，并達(dá)到縱向最小運動單位為0.01mm /脈沖，橫向最小運動單位0.005mm /脈沖，主運動實現(xiàn)自動變速，刀架改造成自動控制的自動轉(zhuǎn)位刀架，能自動切削螺紋,并具有直線插補和圓弧插補的功能。具體設(shè)計內(nèi)容是:（一）、數(shù)控部分的設(shè)計改造1、數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按其運動軌跡可分為：點位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。由于CA6140車床要加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。2、伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計改造 數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路，因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差，但其結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整，所以常用于精度要求不高的場合。由于所改造的CA6140車床的目標(biāo)加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。3、數(shù)控系統(tǒng)選型 數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。數(shù)控裝置的設(shè)計方案通常有：l 1）全部自己設(shè)計制作；l 2）采用單板機或STD模塊或工控機改制；l 3）選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動； 在普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造中，由于第一種設(shè)計周期較長且不經(jīng)濟，同時質(zhì)量也難于保證。第二種則更加不經(jīng)濟。所以本設(shè)計將采取第三種方案。（二）、機械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計1、主傳動部分的改造 將原機床的主軸電動機換成變頻調(diào)速交流電動機，無級調(diào)速部分由變頻器控制。將原機床的主軸手動變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機構(gòu)。改造后使其主運動和進給運動分離，主軸電動機的作用只是帶動主軸旋轉(zhuǎn)。為保證切削螺紋的功能，需安裝主軸脈沖發(fā)生器。2、進給機構(gòu)的改造將原機床的掛輪機構(gòu)、進給箱、溜板箱、滑動絲杠、光杠等全部拆除?？v向、橫向進給以步進電動機作為驅(qū)動元件經(jīng)一級齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動。3、其它部件的改造 刀架部分：拆除原手動刀架和小拖板，安裝由微機控制的四工位電機驅(qū)動的自動轉(zhuǎn)位刀架，該刀架具有重復(fù)定位精度高、剛性好、使用壽命長、工藝性好等優(yōu)點。導(dǎo)軌及其他關(guān)鍵零件結(jié)構(gòu)設(shè)計。4數(shù)控化改造后車床的調(diào)試與驗收。畢業(yè)設(shè)計（論文）基本要求1、設(shè)計要求：熟悉CA6140普通車床及數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)、工作原理和車床加工過程；盡可能搜集車床數(shù)控化改造中各種技術(shù)資料；并詳細(xì)了解國內(nèi)外數(shù)控車床的發(fā)展趨勢及我國車床數(shù)控化改造的情況；到機械加工企業(yè)進行有針對性的實習(xí)，加深對所設(shè)計課題的直觀了解。2、書寫格式要求：書寫格式應(yīng)按畢業(yè)設(shè)計大綱及有關(guān)規(guī)定，并用A4紙打印。3、圖紙要求：用CAD組圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細(xì)均勻，圓弧連接光滑，設(shè)計中應(yīng)充分利用國家標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范, 設(shè)計中盡量注意到車床的有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工藝性要好，裝拆檢修容易，操作方便，使用安全，減少消耗，降低成本。4、工作量要求：畢業(yè)設(shè)計說明書字?jǐn)?shù)不少于2萬字，畢業(yè)設(shè)計的圖紙工作量不少于3張A0圖紙，撰寫3000字的畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)綜述，翻譯3000漢字以上的專業(yè)資料。 畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排 1)2013.12.24 2014.1.14 搜集有關(guān)資料,完成開題報告,完成畢業(yè)設(shè)計文獻(xiàn)綜述 2) 1.15-2.28 閱讀有關(guān)設(shè)計書籍 3) 3.13.10 CA6140普通車床數(shù)控化改造方案的擬定與論證，繪制車床數(shù)控化改造方案圖 4) 3.11-4.1 主軸傳動部分改造與設(shè)計，并繪制相關(guān)裝配圖及零件圖 5) 4.2-5.2 車床進給伺服系統(tǒng)設(shè)計，并繪制相關(guān)裝配圖及零件圖 6) 5.35.10 自動轉(zhuǎn)位刀架選用、導(dǎo)軌及關(guān)鍵零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制相關(guān)裝配圖及零件圖 7) 5.115.18 CA6140普通車床數(shù)控改造后的調(diào)試與驗收 8) 5.195.26整理設(shè)計說明書及圖紙,翻譯外文專業(yè)資料 9) 5.275.28準(zhǔn)備畢業(yè)設(shè)計答辯 主要參考文獻(xiàn)1 魏杰.數(shù)控機床結(jié)構(gòu)M.化學(xué)工業(yè)出版社,2009.032 羅永順.機床數(shù)控化改造實例M.機械工業(yè)出版社,2010.013 王志明.數(shù)控技術(shù)M.上海大學(xué)出版社,2009.084 趙松年,計時鳴 .機電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng)M.西安電子科技大學(xué)出版社,2009.065 王愛玲,武文革,辛志杰.現(xiàn)代數(shù)控機床(第2版)M.國防工業(yè)出版社,2009.07 6 韓鴻鸞,榮維芝.數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)與維修M.機械工業(yè)出版社,2012.077 聞邦椿,機械設(shè)計手冊(第5版第2卷)M.機械工業(yè)出版社,2010.018 聞邦椿,機械設(shè)計手冊(第5版 第3卷)M.機械工業(yè)出版社,2010.019 隋秀凜,高安邦.實用機床設(shè)計手冊M.機械工業(yè)出版社,2010.0410濮良貴,紀(jì)名剛.機械設(shè)計(第八版)M.高等教育出版社,2011.0411宋天麟.數(shù)控機床及其使用與維修M.東南大學(xué)出版社,2003.01 12陳嬋娟.數(shù)控車床設(shè)計M.北京化學(xué)工業(yè)出版社,2006 13林亨,嚴(yán)京濱.數(shù)控加工技術(shù)M 北京清華大學(xué)出版社 200514 Valentino, James V.Goldenberg, Ed V. Introduction to Computer Numerical Control (4th Edition)M. Predator Inc, AAA Prentice Hall, 2007.1215 Larry D. Computer Numerical Control Programming of Machines HorathM. Macmillan USA,1993.0116 Computer Numerical Control. Machining and Turning Centers QuesadaM, Robert Prentice, Hall 2004.05指導(dǎo)老師： 年 月 日