CA6140數(shù)控改造設(shè)計(jì)[橫向+縱向]【含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】

本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)姓 名： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械工程及自動(dòng)化 設(shè)計(jì)題目： 普通車(chē)床的數(shù)控改造 專(zhuān) 題： CA6140車(chē)床數(shù)控改造 指導(dǎo)教師： 職 稱(chēng)： 年 五 月 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專(zhuān)業(yè)年級(jí) 學(xué)生姓名 任務(wù)下達(dá)日期： 年3月25日畢業(yè)設(shè)計(jì)日期： 年3月25日至 年6月15日畢業(yè)設(shè)計(jì)題目：普通車(chē)床數(shù)控改造畢業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)題題目：CA6140車(chē)床數(shù)控改造畢業(yè)設(shè)計(jì)主要內(nèi)容和要求： 對(duì)CA6140車(chē)床進(jìn)行數(shù)控改造。要求實(shí)現(xiàn)主軸的分級(jí)無(wú)級(jí)變速；縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)脈沖當(dāng)量為0.01mm/脈沖；橫向進(jìn)給系統(tǒng)脈沖當(dāng)量為0.005mm/脈沖；刀架改為自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架(四工位)從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀；通過(guò)MCS-51系列8051單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖信號(hào)控制進(jìn)給速度和行程；為了保持切削螺紋的功能，要在主軸外端或其它適當(dāng)部位裝上脈沖發(fā)生器。院長(zhǎng)簽字： 指導(dǎo)教師簽字：畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū)指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)（基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；獨(dú)立解決實(shí)際問(wèn)題的能力；研究?jī)?nèi)容的理論依據(jù)和技術(shù)方法；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；工作態(tài)度及工作量；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū)評(píng)閱教師評(píng)語(yǔ)（選題的意義；基礎(chǔ)理論及基本技能的掌握；綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力；工作量的大??；取得的主要成果及創(chuàng)新點(diǎn)；寫(xiě)作的規(guī)范程度；總體評(píng)價(jià)及建議成績(jī)；存在問(wèn)題；是否同意答辯等）：成 績(jī)： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯及綜合成績(jī)答 辯 情 況提 出 問(wèn) 題回 答 問(wèn) 題正 確基本正確有一般性錯(cuò)誤有原則性錯(cuò)誤沒(méi)有回答答辯委員會(huì)評(píng)語(yǔ)及建議成績(jī)：答辯委員會(huì)主任簽字： 年 月 日學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組綜合評(píng)定成績(jī)：學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人： 年 月 日摘 要數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，但數(shù)控機(jī)床一次性投資較大，對(duì)機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造不失為一良策。本設(shè)計(jì)利用數(shù)控裝置對(duì)CA6140普通車(chē)床進(jìn)行控制,主傳動(dòng)系統(tǒng)部分 采用交流調(diào)頻主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶輪及分級(jí)齒輪變速箱驅(qū)動(dòng)主軸，通過(guò)變頻器和齒輪變速箱實(shí)現(xiàn)分段無(wú)級(jí)變速；進(jìn)給系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)通過(guò)減速后驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)，在縱向進(jìn)給系統(tǒng)中通過(guò)一級(jí)齒輪減速后驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠，在橫向進(jìn)給系統(tǒng)中通過(guò)二級(jí)齒輪減速驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠；刀架改為自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架(四工位)從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀；通過(guò)MCS-51系列8051單片機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖信號(hào)控制進(jìn)給速度和行程；為了保持切削螺紋的功能，要在主軸外端或其它適當(dāng)部位裝上脈沖發(fā)生器；將車(chē)床的手動(dòng)尾座改造成為可控電動(dòng)尾座。本次設(shè)計(jì)的數(shù)控改造為經(jīng)濟(jì)適用型，改造簡(jiǎn)單易行，可降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。主要介紹了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算。闡述了CA6140普通數(shù)控車(chē)床的主軸系統(tǒng)的改進(jìn)及機(jī)床縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)及計(jì)算。關(guān)鍵詞： CA6140車(chē)床；數(shù)控改造；滾珠絲杠；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)ABSTRACT The NC machine plays a very great role in mechanical engineeringAlthough the investment needs a great deal of money，it is a good way to try digital modification for ordinary lathe.The spindle speed of CA6140 remains the manual function of shifting gearsThe alteration is easy and it can reduce labor intensityand improve productive efficiency but the NC Machine larger one-time investment, NC machine tools for the transformation of a good after all. The design of the device using NC Lathe CA6140 control, part of the main transmission system using AC spindle motor and graded by the pulley driven spindle gearbox, through the inverter and gearbox to achieve sub; Feed System used by stepper motor driven ball screw slowdown after campaign vertical feed system through a gear after the ball screw drive, in the horizontal feed system through two gear-driven ball screw; Tool to automatically transfer tool carrier (4-position), thus achieving automatic tool change; by MCS-51 series 8051 data to be dealt with. from the I / O interface stepper pulse output signal to control the feed rate and itineraries; In order to maintain the function of cutting thread, to the outer end of spindle or other appropriate location loaded pulse generator; Lathe will be transformed into Tailstock manually controlled electric Tailstock. The design of the NC transformation of the economy - the application, transforming simple, can reduce labor intensity, improve production efficiency. Introduced a major economic NC machine tool servo system design. Expounded the CA6140 ordinary NC lathe spindle system improvements and vertical machine, horizontal feed system of the design and calculation. Keywords：CA6140 lathe；digital modification；ball screw；stepping motor目 錄第一章 概述11.O 引言11.1 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造的實(shí)際意義11.1.1 技術(shù)分析11.1.2 經(jīng)濟(jì)分析11.1.3 市場(chǎng)分析21.1.4 生產(chǎn)分析21.1.5 綜合分析21.2 數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理21.3數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)41.3.1 按加工工藝方法分類(lèi)41.3.2 按控制運(yùn)動(dòng)的方式分類(lèi)41.3.3 按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類(lèi)41.4 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍61.4.1 數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)61.4.2數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍7第二章 經(jīng)濟(jì)型車(chē)床數(shù)控改造總體方案的確定82.1設(shè)計(jì)任務(wù)82.2總體數(shù)控改造方案設(shè)計(jì)8第三章主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)103.1概述103.1.1數(shù)控機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)103.2主傳動(dòng)系統(tǒng)的配置方式113.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的主軸電動(dòng)機(jī)的選型113.2.2交流主軸電機(jī)的調(diào)速123.2.3分級(jí)變速齒輪箱的傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)133.2.4主傳動(dòng)系統(tǒng)組件的結(jié)構(gòu)形式17第四章伺服進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算194.1伺服進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)概述194.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及開(kāi)環(huán)進(jìn)給控制204.2.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制204.2.2、步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)放大電路234.2.3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)參數(shù)說(shuō)明264.3縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算274.3.1 設(shè)計(jì)參數(shù)274.3.2縱向進(jìn)給切削力的確定284.3.3 縱向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型284.3.4縱向進(jìn)給減速齒輪的設(shè)計(jì)與校核314.3.5縱向進(jìn)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選型324.4橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算354.4.1橫向進(jìn)給切削力的確定354.4.2橫向進(jìn)給切削力的確定354.4.3 橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型354.4.4橫向進(jìn)給減速齒輪的設(shè)計(jì)與校核374.4.5橫向進(jìn)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算和選型404.5 滾珠絲杠的安裝424.5.1滾珠絲杠的安裝形式424.5.2滾珠絲杠軸承的校核434.5.3消除齒輪間隙的措施：46第五章自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì)485.1自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架主要類(lèi)型及特點(diǎn)485.2自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計(jì)計(jì)算485.2.1自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選用495.2.2自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)計(jì)算49第六章電動(dòng)尾座的設(shè)計(jì)536.1設(shè)計(jì)方案536.2電動(dòng)尾座改造部分設(shè)計(jì)計(jì)算536.2.1電動(dòng)尾座驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的選擇536.2.2電動(dòng)尾座用的齒輪設(shè)計(jì)53第七章主軸編碼器的設(shè)計(jì)5671編碼器工作原理5672主軸編碼器的安裝57第八章數(shù)控車(chē)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)588.1概述588.2 計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)的簡(jiǎn)介598.2.1概述598.2.2微處理器數(shù)控（MNC）系統(tǒng)的組成608.3 CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)628.3.1 單微處理機(jī)與多微處理機(jī)結(jié)構(gòu)628.3.2大板式結(jié)構(gòu)與功能模塊式結(jié)構(gòu)638.4 CNC系統(tǒng)的軟件648.4.1 CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能648.4.2 CNC系統(tǒng)軟件的特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)678.4.3.CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的分類(lèi)698.5CNC系統(tǒng)的工作過(guò)程708.5.1 CNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)段歷程708.5.2 CNC系統(tǒng)自動(dòng)工作時(shí)的總體流程708.6 運(yùn)動(dòng)軌跡的插補(bǔ)原理718.6.1 運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)的概念718.6.2 運(yùn)動(dòng)軌跡插補(bǔ)的方法728.6.3 逐點(diǎn)比較法72結(jié)論79參考文獻(xiàn)80致謝81