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1、湖南鐵道職業技術學院HUNAN RAILWAY PROFESSIONALTECHNOLOGY COLLEGE湖 南 铁 道 职 业 技 术 学 院HUNAN RAILWAY PROFESSIONAL TECHNOLOGY COLLEGE毕 业 设 计题 目 : 普通 化改造系 别 : 机电工程系 学生姓名: 专业与班级: 指导老师: 完成时间: 2010年12月湖南铁道职业技术学院毕业设计评阅书1. 指导教师评语： 签名:年 月 日2 . 答辩委员会综合评语:经毕业设计(论文)答辩委员会综合评定成绩为: 答辩委员会主任(签字):毕业设计评分标准考核项目及总分具 体 内 容分值评分标准得分差及中
2、良优设计过程20查阅资料及手册能力50233.54.55工作态度及纪律情况50233.54.55独立工作能力50233.54.55基本概念、基本理论及专业知识掌握情况50233.54.55设计结果40规定任务的完成情况100578910说明书质量1005 78910图纸及技术文档的质量150810121315设计有无独到和创新之处50233.54.55答辩情况40对设计的阐述（自述）150810121315基本理论和方法问题150810121315有关设计问题100278910班级学号姓名总分指 导 老 师签 名考 核 小 组 专 家 签 名毕业设计任务书机电工程系一、设计课题名称：普通车床（
3、C616）的经济型数控化改造二、指导教师：石金艳三、设计要求：采用数控装置和伺服装置，对C616车床进行数控化改造。要求能进行车削数控加工，达到或超过原车削加工性能。数控装置、伺服装置选择合理，控制系统设计简单可靠，保护措施完备。四、设计依据：C616车床控制要求、电气原理图及相关参数；数控装置型号规格参数；伺服装置型号规格参数；常用低压控制电器型号规格参数。五、参考资料：熊光华主编数控机床北京：机械工业出版社；2002廖兆荣主编机床电气自动控制北京：化学工业出版社；2003王爱玲主编现代数控机床结构与设计北京：兵器工业出版社；1999余良英编著机床数控改造设计与实例北京：机械工业出版社；19
4、98白恩远主编现代数控机床伺服及检测技术北京：国防工业出版社；2002袁任光编著交流变频调速器选用手册广州：广东科技出版社，2002曾毅等编著变频调速控制系统的设计与维护济南：山东科学技术出版社，2002编写组编机床设计手册第5卷上、下册北京：机械工业出版社，1979李荣生主编电气传动控制系统设计指导北京：机械工业出版社，2004姜德希编机床电气线路图册北京：中国农业出版社，编写组编著工厂常用电气设备手册上、下册北京：中国电力出版社，1997六、设计内容进度及工作量(一)设计内容和进度要求序号进度要求设计内容11周了解车床传动、控制、加工性能，分析国内外数控车床的结构、控制和加工要求。经过分析
5、、比较、计算，确定改造总体方案。205周对进给、主轴传动系统进行分析计算，选择拖动电动机并确定传动系统改造方案。1周完成进给、主轴传动系统改造图。305周选择伺服装置05周完成伺服系统控制设计，并完成伺服系统控制原理图。405周选择数控装置。51周完成电气原理图草图。05周完成电气原理图和电气安装接线图。605周伺服系统调试设计。05周数控装置调试设计。05周机床安装及调试设计。72周编写设计说明书。81周毕业设计答辩准备及答辩。(二)工作量设计说明书：数控化改造总体方案设计；机械部分改造设计；伺服装置选型；伺服系统控制设计；数控装置选型；电气控制系统设计；机床安装与调试设计。图纸：机械改造图
6、；伺服系统控制原理图；电气原理图；元器件清单七、说明书的格式和装订要求（一）毕业设计封面（全系统一格式）（二）毕业设计评阅书（全系统一格式）（三）评分标准（全系统一格式） （四）毕业设计任务书（指导教师下发）（五）毕业设计明细表（全系统一格式）（六）目录（七）毕业设计正文（八）设计图纸（九）毕业设计总结（十）参考资料注:说明书用A4开纸打印或书写，毕业设计正文字数不少于1.5万（含空格）八、毕业设计课题审批表审批具体意见审查部门负责人意见专业负责人 时 间 年 月 日学术负责人 时 间 年 月 日目录目录1第1章 数控机床的概述和方案21.1 机床数控化改造的意义21.2 机床数控化改造的市场
7、21.3 设备改造前后各项性能31.4 机床的改造方案的确定4第2章主轴的改造62.1 数控机床对主轴的要求62.2 机床主轴的改造72.3 变频器的选型72.4 编码器的选型8第3章进给系统改造设计103.1 纵向传动系统的改造103.1.1纵向改造实施方案103.1.2 纵向进给的设计与计算103.2 横向传动系统的改造163.2.1横向改造实施方案163.2.2 横向进给系统设计与计算173.3 步进电动机的选型203.4 步进电机驱动器选型24第4章数控系统选型264.1 数控系统的选择264.2 世纪星HNC-18i数控系统功能描述26第5章 机床附件的改造295.1 丝杠改造与设计
8、295.2 机床电路的改造305.3 自动换刀装置32第6章 安装与调试336.1系统调试336.2 电气系统的调试456.3 安装及调试中应注意的问题46元器件清单51毕业设计心得52参考文献53第1章 数控机床的概述和方案1.1 机床数控化改造的意义一般说来，数控机床比传统机床有以下突出的优越性。 1.可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。 2.可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高37倍。 3.加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要工人修配。 4.可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。 5.拥有自动报警、自动监控、自动补偿
9、等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。 6.降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应等等。 7.数控技术现已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。8.减少投资额、交货期短 9.同购置新机床相比，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只花新机床购置费用的1/3，交货期短。 10.机械性能稳定可靠，结构受限 11.所利用的床身、卧柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。但是受到原来机械结构的限制，不宜做突破性
10、的改造。 12.用户熟悉了解设备、便于操作维修 13.购买新设备时，不了解新设备是否能满足其工艺要求。改造则不然，可以精确地计算出机床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。 14.可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。 15.以采用最新的控制技术 可根据技术革新的发展速度，及时地提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次，将旧机床改成当今水平的机床1.2 机床数控化改造的市场 1.由于机床下有行业固定资产投资连续几年快速增长，国内机电产品市场需求年均增长30，带
11、动了机床市场需求30以上的增长。从2002年开始，我国就成为世界第一机床消费大国。2004年国产金属切削机床年产量达到38.94万台、数控机床产量5.19万台；2005年前三季度，我国金属切削机床和数控机床产量分别达到34.08万台和4.33万台。我国的大多数制造行业和企业的生产、加工装备大多数是传统的机床，而且多数是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响到企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。 2.由于近几年国内外数控系统的高速发展，使原来进口的高档数控系统已不再满足日新月异的
12、产品需求，迫切需要更换最新的数控系统及软件。我国自改革开放以来，很多企业从国外引进技术、设备和生产线进行技术改造。在这些项目中，大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。但是有的引进项目由于种种原因，设备或生产线不能正常运转，甚至瘫痪，使企业的效益受到影响，严重的使企业陷入困境。一些设备、有的生产线的产品销路很好，但是因为设备故障不能达产达标；有的因为能耗高、产品合格率低而造成亏损；有的已引进较长时间，需要进行技术更新。种种原因使有的设备不仅没有创造财富，反而消耗着财富。 这些不能使用的设备、生产线是个包袱，也是一批很大的存量资产，修好了就是财富。只要找出主要的技术难点，解决关键技术问题，就可以最小的投资盘活最大的存量资产，争取到最大的经济效益和社会效益。这也是一个极大的改造市场。 3.由于机床数控技术的不断进步，机床改造是个永恒的课题。我国的机床改造业，也已进入到以数控技术为主的新的行业。1.3 设备改造前后各项性能各项性能指标完全达到JB2670-82标准。改造前后的设备情况如下：C616改装前的主要参数：床身上最大工件回转直径320mm最大工件长度750mm刀架以上最大工件回转直径175mm主轴转速种数正反转各12种主轴转速范围45-1980转/分主轴每转刀架进给量范围横向0.04-2
