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1、 编号: 毕业论文(设计)题 目 普通车床的数控改造 指导教师 学生姓名 学 号 专 业 10级机械设计制造及其自动化 教学单位 德州学院 二0一二年四月十六日德州学院毕业论文（设计）开题报告书2012年3月6日 院（系）机电工程系专 业机械设计及自动化姓 名蒋立宁学 号201021703061论文（设计）题目普通车床的数控改造一、选题目的和意义通过本课程设计的训练,使我们在学完机床数控技术及相应的机床电器及PLC等课程之后,能够运用所学的知识独立完成数控车,的进给系统的自动控制系统设计,从而使我们进一步加深和巩固对所学的知识的理解和掌握,并提高我们的实际操作能力。 运用所学的理论知识,进行数
2、控系统设计的初步应用,培养我们的综合设计能力和计算能力； 明白和掌握三相反应式伺服步进电动机的进给驱动的方式和原理以及控制方法； 掌握PLC控制系统设计的基本原理和方式,并能具备查阅和运用标准手册、图册等有关技术工具书的能力；能熟练掌握编写技术的能力。二、本选题在国内外的研究现状和发展趋势随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程，而中国从20世纪80年代
3、开始起步，仍处于发展阶段。数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。三、课题设计方案 主要说明：研究（设计）的基本内容、观点及拟采取的研究途径和方法。 1、微机数控系统总体设方案的初定：（1）系统运动方式的初定（2）伺服系统的初步选择。（3）执行机构传动方式的确定。（4）计算机的选择。2、进给伺服系统机械部分设计计算：（1）进给伺服系统的机械部分设计确定。（2）确定适当的脉冲当量
4、。（3）滚珠丝杠螺母副的选型。（4）滚动导轨的选型。（5）进给伺服系统的传动计算。（6）步进电机的计算和选用。3、微机控制系统的设计：（1）控制系统方案的确定和框图绘制。（2）MCS51单片机及扩展芯片的选用和定型。（3）I/O接口电路及译码电路的设计和选择。（4）绘制改造后的数控机床微机控制系统的电路原理图。4、数控加工程序的编制：（1）实例零件工艺分析和确定加工工艺路线。（2）选择改造后的数控机床作为加工设备。（3）确定新的对刀点。（4）选择适当的刀具。（5）确定合适的切削用量。（6）手工编制数控加工程序。四、计划进度安排 主要说明：起止时间及分阶段的进度要求。2012年3月6日2012年
5、3月20日 材料收集2012年3月21日2012年3月30日 完成毕业设计初稿2012年4月1日2012年4月9日 交指导老师初审2012年4月10日 2012年4月13日 完成中期稿五、主要参考文献1南昌大学机电工程系主编，机电一体化机电产品设计指导书，数控机床设计;2朱晓春主编，数控技术(第一版)，机械工业出版社，1999，P202-233；3张迎新主编，单片机初级教程，北京航空航天大学出版社，2000，P167-206;4.戴曙主编，金属切削机床，机械工业出版社1993；5.濮良贵、纪名刚主编，机械设计，高等教育出版社，2001；5杜君文，邓广敏 主编，数控技术，天津大学出版社，2002
6、年版；6阎楚良，杨方飞 编著，机械数字化设计新技术，机械工业出版社，2007-3-1版；7朱晓春主编，数控技术 ，机械工业出版社，2005年版；8白恩远等主编，现代数控机床伺服及检测技术，国防工业出版社，2005年版；9任建平等主编，现代数控机床故障诊断及维修，国防工业出版社，2005年版；10王爱玲等，现代数控原理及控制系统，国防工业出版社，2002年版。指导教师意见及建议： 签名： 年 月 日教学单位领导小组审批意见： 组长签名： 年 月 日德州学院毕业论文（设计）中期检查表院(系)：机电工程系 专业： 机械设计专业 2012 年 4月 9日毕业论文（设计）题目：普通车床的数控改造学生姓名
7、蒋立宁学 号201021703061指导教师王芳职 称副教授计划完成时间：2012年6月7日2012年3月6日2012年3月20日 材料收集2012年3月21日2012年3月30日 完成毕业设计初稿2012年4月1日2012年4月9日 交指导老师初审2012年4月10日 2012年4月13日 完成中期稿完成情况：到目前为止我已经查阅了很多的资料和图书，并且不断地从所学的课程和专业知识中不断地巩固和提高，在老师的指导和同学的帮助下已经完成了毕业设计的全部内容。指导教师评议（指出优点和不足，如有其它建议，可另附页） 签 名： xxxx年x月x日备 注：目录引言和前言1第一章 CA6140车床的简介
8、2第二章 进给系统的机械部分设计及计算6第三章 机床数控系统的设计改造17第四章 刀架的选型18第五章 加工零件实例20 参考文献22谢辞22德州学院 机电工程系 2012届 机械设计专业 毕业论文（设计）普通车床的数控改造加工直径为400mm的CA6140普通车床改造成数控车蒋立宁（德州学院机电系，山东德州253023）随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。目前，欧、美、日等工业化国家已先后完成了数控机床产
9、业化进程，而中国从20世纪80年代开始起步，仍处于发展阶段。数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。关键词：车床 80C51单片机 数控系统前言机械制造业是国民经济中具有十分重要的地位和作用的一个重要行业。机械制造业提供的装备水平对国民经济各部门的技术进步有着很大的和直接的影响。机械制造业的规模的水平是反映国民经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各地都把发展机械制造业作
10、为振兴和发展本国经济的战略重点。 20世纪80年代后期，由于微电子技术、控制技术、传感器技术、机电一体化技术的迅速发展，特别是计算机的广泛应用，不仅给机械制造领域带来了许多新工艺、新技术、新观念，而且使机械制造技术产生了质的飞跃，走上了一个新的台阶。我国是制造业大国，但不是强国。虽然机械制造业取得了很大的成绩，但与国家经济发展需要和世界先进水平相比还是存在着较大的差距，必须迎头赶上。机械制造生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先进程度。机械制造装备的核心为金属加工机床。一个国家的机床工业水平在很大程度上代表着这个国家的工业生产能力和技术水平。改革开放后，我国的机械制造装备业获得迅速发展
11、，目前我国已能生产出多种精密、自动化、高效率的机床及自动生产线，例如已能生产100多种数控机床和加工中心等，并达到一定的技术水平，但与世界先进水平相比还有很大的差距，并且在我国企业中，大多真正投入生产中的还是普通机床。随着计算机技术的飞速发展,机床的数控化已经成为现实。以数控机床为代表的现代基础机械是制造业实现生产现代化的重要设备,数控技术的水平高低和机床的数控化率是衡量一个国家工业现代化水平的重要标志。我国是一个发展中国家,无论从数控技术水平和机床的数控化率都落后于先进的西方发达国家,特别是从上个世纪后期,国家采取了积极的财政政策和扩大内需的方针后,作为现代基础机械的数控机床就满足不了工厂逐
12、年增加的生产需求。根据我国机床拥有量大、生产规模小的具体国情,采用经济型数控系统对普通机床进行数控化改造,对提高我国机械加工的数控化率,提升拥有大量普通机床的国有企业的加工能力,具有重要的意义。下面便以CA6140 型车床为例，利用经济型数控系统对其进行数控化改造。 第一章 CA6140卧式车床简介 1机床的特点与用途 CA6140型卧式车床，其结构具有典型的卧式车床布局，它的通用性程度较高。加工范围较广，适合于中小型的各种轴类和盘套类零件的加工；能车削内外圆柱面、圆锥面、各种环槽、成形面及端面；能车削常用的米制、英制、模数制及径节制四种标准螺纹，也可以车削加大螺距螺纹、非标准螺距及较精密的螺纹；还可以进行钻孔、扩孔、铰孔、滚花和压光等工作。2. 机床的主要结构CA6140型普通车床的主要组成部件有：主轴箱、进给箱、溜板箱、刀架、尾架、光杠、丝杠和床身。 图1 CA6140车床的外形结构图 1、11床腿 2.进给箱 3.主轴箱 4.床鞍 5.中滑板
