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1、毕业设计论文-CA6132普通车床的数控技术改造 目 录第一章 绪论- 3 -数控技术和装备开展趋势- 3 -第二章 数控机床系统总体设计- 8 -一 总体方案设计内容- 8 -二 总体方案确定- 8 -第三章 进给系统设计计算- 10 -一 选择脉冲当量- 10 -二 计算切削力- 10 -三 滚珠丝杠螺母副的计算和选型- 11 -四 齿轮进给齿轮箱传动比计算- 20 -五 步进电机的计算和选型- 21 -第四章 微机数控系统的设计- 26 -一 微机数控系统的设计纲要- 26 -一 硬件电路设计- 26 -二 软件电路设计- 27 -二 8031单片机及其扩展- 27 -一 8031单片机
2、的简介- 27 -二 8031单片机的系统扩展- 28 -三 存储器扩展- 30 -四 IO口的扩展- 31 -三 步进电机驱动电路- 32 -一 脉冲分配器环行分配器- 32 -二 光电隔离电路- 33 -三 功率放大器- 33 -四 其他辅助电路- 34 -四 数控系统的软件设计- 35 -一 软件脉冲分配器- 35 -二 逐点比拟法插补程序- 37 -三 步进电机升降速软件设计- 38 -第五章 数控机床零件加工程序- 40 -第六章 总结与展望- 41 -摘 要 当今世界数控技术及装备开展的趋势及我国数控装备技术开展和产业化的现状在此根底上讨论了在我国参加WTO和对外开放进一步深化的新
3、环境下开展我国数控技术及装备提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性并从战略和策略两个层面提出了开展我国数控技术及装备的几点看法装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度数控技术及装备是开展新兴高新技术产业和尖端工业如信息技术及其产业生物技术及其产业航空航天等国防工业产业的使能技术和最根本的装备马克思曾经说过各种经济时代的区别不在于生产什么而在于怎样生产用什么劳动资料生产制造技术和装备就是人类生产活动的最根本的生产资料而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术当今世界各国制造业广泛采用数控技术以提高制造能力和水平提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力此外世界
4、上各工业兴旺国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资不仅采取重大措施来开展自己的数控技术及其产业而且在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策总之大力开展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各兴旺国家加速经济开展提高综合国力和国家地位的重要途径 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品即所谓的数字化装备其技术范围覆盖很多领域 1 机械制造技术 2 信息处理加工传输技术 3 自动控制技术 4 伺服驱动技术 5 传感器技术 6 软件技术等ABSTRACTThe survey fo
5、und that most enterprises of china still have large amounts general-purpose machine tools which have longevity of service low precision can not adapt to mass production low automatization and adaptability but can not be washed out because of its low cost and continuity of enterprises productionPurch
6、asing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency but it may not come true to many enterprises because it cost much Enterprises equipment updating step are counteracted severly So General lathes numerically controlled reforming is a quick wa
7、y that costs less improve production precision and efficiency and it can improve enterprises competitive power So it can takes its place in our way to a powerful manufacturing country The economical efficiency of the reform and the application of NC technology in General purpose lathe CA6132s numeri
8、cally controlled reforming is researched in this paper according to our practice of CA6132s numerically controlled reforming And the reforming scheme and main points are formed The main contents is The economical efficiency of the reform is evaluated in detail and the rerorming scheme is maked accor
9、ding to misty optimums synthesize adjudicate principleThe ball screws type assembling supporting bearing type and stepping motor of feeding system is designedhe import and domestic NC systems were compared carefully brought up a choose method and selected the NC system and automatic tool rest accord
10、ing to the function Methods of installing and testing of general purpose lathes numerically controlled reforming were put forward KEY WORDS General purpose lathe NC reform Servo system CNC system第一章 绪论数控技术和装备开展趋势1 数控技术的开展趋势数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化使制造业成为工业化的象征而且随着数控技术的不断开展和应用领域的扩大他对国计民生的一些重要行业IT汽车轻工化
11、已是现代开展的大趋势从目前世界上数控技术及其装备开展的趋势来看其主要研究热点有11 高速高精加工技术及装备的新趋势 效率质量是先进制造技术的主体高速高精加工技术可极大地提高效率提高产品的质量和档次缩短生产周期和提高市场竞争能力为此日本先端技术研究会将其列为5大现代制造技术之一国际生产工程学会CIRP将其确定为21世纪的中心研究方向之一 在轿车工业领域年产30万辆的生产节拍是40秒辆而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一在航空和宇航工业领域其加工的零部件多为薄壁和薄筋刚度很差材料为铝或铝合金只有在高切削速度和切削力很小的情况下才能对这些筋壁进行加工近来采用大型整体铝合金坯料掏空的方法来制
12、造机翼机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉螺钉和其他联结方式拼装使构件的强度刚度和可靠性得到提高这些都对加工装备提出了高速高精和高柔性的要求 从EMO2001展会情况来看高速加工中心进给速度可达80mmin甚至更高空运行速度可达100mmin左右目前世界上许多汽车厂包括我国的上海通用汽车公司已经采用以高速加工中心组成的生产线局部替代组合机床美国CINCINNATI公司的HyperMach机床进给速度最大达60mmin快速为100mmin加速度达2g主轴转速已达60 000rmin加工一薄壁飞机零件只用30min而同样的零件在一般高速铣床加工需3h在普通铣床加工需8h德国DMG公司的双主轴
13、车床的主轴速度及加速度分别达12000rmm和1g 在加工精度方面近10年来普通级数控机床的加工精度已由10m提高到5m精密级加工中心那么从35m提高到115m并且超精密加工精度已开始进入纳米级 001m 在可靠性方面国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上伺服系统的MTBF值到达30000h以上表现出非常高的可靠性为了实现高速高精加工与之配套的功能部件如电主轴直线电机得到了快速的开展应用领域进一步扩大12 5轴联动加工和复合加工机床快速开展 采用5轴联动对三维曲面零件的加工可用刀具最正确几何形状进行切削不仅光洁度高而且效率也大幅度提高一般认为1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床
14、特别是使用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益但过去因5轴联动数控系统主机结构复杂等原因其价格要比3轴联动数控机床高出数倍加之编程技术难度较大制约了5轴联动机床的开展 当前由于电主轴的出现使得实现5轴联动加工的复合主轴头结构大为简化其制造难度和本钱大幅度降低数控系统的价格差距缩小因此促进了复合主轴头类型5轴联动机床和复合加工机床含5面加工机床的开展 在EMO2001展会上新日本工机的5面加工机床采用复合主轴头可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工使得5面加工和5轴加工可在同一台机床上实现还可实现倾斜面和倒锥孔的加工德国DMG公司展出DMU
15、Voution系列加工中心可在一次装夹下5面加工和5轴联动加工可由CNC系统控制或CADCAM直接或间接控制 13 智能化开放式网络化成为当代数控系统开展的主要趋势 21世纪的数控装备将是具有一定智能化的系统智能化的内容包括在数控系统中的各个方面为追求加工效率和加工质量方面的智能化如加工过程的自适应控制工艺参数自动生成为提高驱动性能及使用连接方便的智能化如前馈控制电机参数的自适应运算自动识别负载自动选定模型自整定等简化编程简化操作方面的智能化如智能化的自动编程智能化的人机界面等还有智能诊断智能监控方面的内容方便系统的诊断及维修等 为解决传统的数控系统封闭性和数控应用软件的产业化生产存在的问题目前许多国家对开放式数控系统进行研究如美国的NGC The Next Generation Work-StationMachine Control 欧共体的OSACA Open System Architecture for Control within Automation Systems 日本的OSEC Open Sys
