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1、太原工业学院毕业设计毕 业 设 计 题目：普通机床的数控改造 机械部分的设计系 别： 机械工程系 专 业： 机械设计及自动化 姓 名： 段国雄 学 号： 087013109 指导教师： 田静 2011年 6 月 7 日诚信声明本人声明：我所呈交的专科毕业设计论文是本人在指导老师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和参考文献中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签
2、名： 日期： 2011 年 6 月 7 日 普通机床的数控改造-机械部分的设计摘要：C616普通车床数控化改造，利用微机对纵向、横向进给系统进行开环控制，纵向脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向脉冲当量为0.005/脉冲，驱动元件采用步进电动机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用四工位电动自动转位刀架。它主要用于对中小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工，这些零件加工工艺要求机床应完成的工作内容有：控制主轴正反转和实现其不同切削速度的主轴变速；刀架能实现纵向和横向的进给运动，并具备在换刀点自动改变四个刀位完成选择刀具；冷却泵、润滑泵的启停；加工螺纹时，应保证主轴转一转，刀架移动一个被加工螺纹的螺距或导程
3、。这些工作内容，就是数控化改造数控系统控制的对象。关键字：数控改造， 进给系统， 滚珠丝杠Abstract：C616 General of NC lathe, the use of computer on the vertical and horizontal feed system for open-loop control, the vertical pulse equivalent to 0.01mm / pulse, the horizontal equivalent of 0.005 pulse / pulse, with stepper motor drive components
4、, drive system with ball screws bar pair, a four-position turret electric automatic indexing turret. It is mainly used for small and medium sized shaft, disk type and screw machining, machine tool processing requirements of these parts work to be completed includes: Reversible Control of the spindle
5、 and the cutting speed to achieve their different spindle speed; knife to achieve Vertical and horizontal feed motion, and automatic tool change with changes in the four cutter to complete the selection tool; cooling pumps, lubrication pump start and stop; processing thread, should ensure a turn the
6、 spindle, tool holder to be processed to move a thread pitch or lead. The content of this work is the transformation of NC CNC system objects.Key: CNC transformation, Feeding system, Ball screw 毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目： 普通机床的数控改造-（机械部分的设计） 系部： 机械工程系 专业： 机械制造及自动化 学号： 087013109 学生： 段国雄 指导教师（含职称）： 田静(讲师) 专业
7、负责人： 李雅青 1设计（论文）的主要任务及目标1） 对C616机床的改造后能使其实现数控控制，让数控机床可以完成普通机床难以完成或根本不能加工的复杂零件的加工，提升机床的加工精度，柔性，生产率；实现计算机操控，排除人为误差，使零件的加工一致性好，质量稳定可靠；提高机床自动化程度，降低操作人员劳动强度。2） 通过对C616普通车床进行过改造能够正确运用机床数控系统等课程的基本理论各有关知识，学会设备数控化改造方案的拟定，比较，分析机进行必要的计算。3） 改造的机床具有广泛的适用性和灵活性，缩短新产品的试制和生产周期，易于组织多种品种生产，使企业能对市场需求做出快速响应。2设计（论文）的基本要求
8、和内容1）掌握普通机床C616的工作原理 2）了解其改造的设计方案 3）确定机械改造方案 4）收集相关资料及图纸（纵向进给系统结构装配图） 5）完成相应的工程图 6）论文设计说明书7）其他（校，系规定内容） 3主要参考文献【1】经济型数控系统设计 张新义主编 机械工业出版社【2】数控车床设计 陈婵娟主编 化学工业出版社【3】机床数控改造设计与实例 余英良 机械工业出版社【4】机电综合设计指导 吴振彪 中国人民大学出版社【5】数控机床及其应用 李善术 机械工业出版社【6】机械制造装备设计 冯辛安 机械工业出版社【7】机械制造技术基础(第二版) 张福润 徐鸿本 刘延林 华中科技大学出版社【8】数控
9、技术课程设计 范超毅 赵天婵 吴斌方 华中科技大学出版社 【9】机电综合设计指导（第一版） 吴振彪 中国人民大学出版社【10】 简明机械设计手册（第二版 唐金松 上海科技大学出版社4进度安排 设计（论文）各阶段名称起 止 日 期1根据论文题目查看相关资料2011年4月30日前2了解C616机床的结构及工作原理2011年5月1日到5月10日3设计改造及其设计图2011年5月11日到5月18日4完成论文2011年5月18日到5月31日5校订论文，论文装订2011年6月1日到6月目录1前 言11.1 问题的提出11.2、改造的意义11.2.1节省资金11.2.2 性能稳定可靠11.2.3提高生产效率
10、11.3、数控机床发展概况21.3.1机床数控系统的分类21.32国内数控机床的特点42 机械部分的改造52.1改造方案的确定52.2 机械部分改造的设计62.2.1 纵向进给机构的改造62.2.2.纵向进给系统的设计计算92.2.3 横向进给机构的改造142.2.4 进给系统的设计计算143总 结214 参考文献225 致谢词23太原工业学院毕业设计1前 言1.1 问题的提出 数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。但从目前企业面临的情况看，因数控机床
11、价格较贵，一次性投资较大使企业心有余而力不足，因此对普通机床的数控改造就显得相当必要了。1.2、改造的意义1.2.1节省资金机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用，并可以利用现有地基。1.2.2 性能稳定可靠因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。1.2.3提高生产效率机床经改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高 3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用而且可以缩短生产
12、准备周期。 1.3、数控机床发展概况1.3.1机床数控系统的分类机床数控系统的种类很多，为了便于了解和研究，可以从不同的角度对其分类。可以按伺服系统的控制方式，机床的运动轨迹，数控系统功能水平分类。一般地，按伺服系统的控制方式进行分类。伺服系统包括驱动机构和机床移动部件，它是数控系统的执行部分，按其控制原理可分为以下三类。（1）开环控制系统（Open Loop Control System）典型的开环伺服系统如图1-2所示，是采用步进电机的伺服系统。对于数控装置发来的每一个进给脉冲经驱动线路放大并驱动步进电机转动一个步距（即一个固定的角度，如1.5），再经减速齿轮带动丝杠旋转，并通过丝杠螺母副
13、传东工作台的移动。可以看出工作台的移动量与进给脉冲的数量成正比。显然这种开环系统的精度完全依赖于步进电机的步距精度及齿轮、丝杠的传动精度。它没有测量反馈矫正措施，所以对高精度的数控机床往往不能满足要求，但开环系统的结构简单、调试容易、造价低，在数控机床的发展过程中占有一定的重要地位，现在仍普遍采用。图1-2 开环伺服系统方框图（2） 半闭环控制系统（Semi-closed Loop Control System）如图1-3所示，采用装在丝杠上的角位测量丝杠或电机轴的转动量间接地测量工作台的移动量。它的优点就是不论工作台位移的长短，角位移测量元件制成可循环使用。图1-3 半闭环伺服系统方框图半闭
14、环的意思就是用丝杠（或电机轴）的转动量与数控装置的命令相比较（闭环），而另一部分丝杠螺母工作台的位移量不受闭环控制（开环），故称为半闭环。显然，从理论上讲，半闭环的精度低于闭环，但半闭环调试方便，稳定性好，角位移的测量元件简单、价廉，所以配备传动精度较高的齿轮、丝杠的半闭环系统得到广泛应用。（3）闭环控制系统（Closed Control System）如图1-4所示，采用直线位移测量元件，测量机床移动部件工作台（主轴箱）的位置并将测量结果送回与数控装置命令的移动量相比较，二者不相等而有差值时，将此差值放大外控制伺服电机带工作太继续移动；直至测量值与命令值相等差值为零或接近于零时停止移动。从理论上讲，闭环伺服系统的精度取决于测量工作台的精度，但实际上机床的结构、传动装置以及传动间隙等非线形因素都会影响精度，严重的还会使闭环伺服系统的品质下降甚
