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1、北华航天工业学院毕业论文毕业设计报告(论文)全套图纸，加153893706报告(论文)题目：普通车床Z轴数控化改造作者所在系部： 机械工程系 作者所在专业： 机械设计制造及其自动化 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2012年6月 北华航天工业学院教务处制 北华航天工业学院毕业论文摘 要应用成熟的数控技术理论，以低廉的成本对普通旧机床进行数控化改造，可以恢复甚至提高原机床的精度，适应工业高速跨越式发展的要求，为此机床数控化改造在国际国内作为新的经济增长行业获得了很大的发展。本文以c6132车床为对象，对此车床进行了数控化改造。通过c61
2、32普通车床的数控化改造，阐述了车床的数控化改造的方案，详细论述了c6132车床的主轴传动系统、进给传动系统、数控系统的改造过程，为节约成本和以后对机床的维修提供了方便。关键词：数控 改造 车床 数控系统AbstractComputer numerical control(cnc) machine tools innovation was conducted by application sophisticated cnc technology theory and low cost. The accuracy of the original machine can be restored o
3、r even improved , so that it can be adapted to industrial requirements of high-speed development by leaps and bounds. CNC machine tools innovation was greatly developed as a new international and domestic economic growth industry. In the paper, CNC machine tools innovation programs, technical route
4、and so on was analyzed taking C6132 common machine as research objects. Through the numerical control transformation of c6132 ordinary lathe, have explained the scheme of numerical control transformation of the lathe, have described the main shaft transmission of c6132 lathe, entered to transforming
5、 the course of the transmission, numerical control system in detail, in order to save the cost and provide convenience to the maintenance of the lathe afterwards.Keywords: NC; transformation; lathe; CNC System目 录摘 要IABSTRACTI第1章 绪论11.1 课题综述11.1.1选题原因11.1.2 数控机床的发展历程21.1.3 数控机床的发展方向31.2 C6132车床简介4C61
6、32车床的组成部分及其功用41.3 普通车床数控化改造的必要性5第2章C6132车床的改造72.1总体方案设计的内容72.1.1设计任务72.1.2 系统运动方式的确定72.1.3伺服系统的选择72.1.4执行机构传动方式的确定82.1.5 计算机的选择82.2 机床进给伺服系统机械部分设计计算82.2.1 总方案确定82.2.2计算92.2.2.1切削力计算102.2.2.2滚珠丝杠计算：102.2.2.3齿轮及转距有关计算132.2.2.4步进电机的计算和选型132.2.3设计绘制进给伺服系统机械装配图16第3章 微机数控系统硬件电路设计173.1 单片微机数控系统硬件电路设计内容173.
7、1.1绘制系统电气控制的结构框图173.1.2选择中央处理单元CPU的类型173.1.3存储器扩展电路设计183.1.4输入/输出接口电路设计183.2 MCS-51 系列单片机简介183.2.1 8031单片机的基本特性183.2.2 8031芯片引脚及功能193.2.3定时器/计数器203.3存储器扩展电路设计213.3.1 8031与EPROM的连接213.3.2 数据存储器的扩展213.4 I/O接口电路及辅助电路设计213.4.1显示功能设计213.4.2键盘输入功能设计223.4.3步进电机接口及驱动电路223.4.4其他辅助电路25总结27致 谢28参考文献29 C6132车床纵
8、向进给数控化改造第1章 绪论1.1 课题综述1.1.1选题原因长期以来，国产数控机床始终处于低档迅速膨胀，中档进展缓慢，高档依靠进口的局面，特别是国家重点工程需要的关键设备主要依靠进口，技术受制于人。究其原因，国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了5-10年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了10-15年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不
9、高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。随着我国市场经济的发展，国内、外际市场竞争日益激烈，产品更新更为迅速，中、小批量的生产越来越多。就目前的现况而言旧机床主要表现在设备老化陈旧、自动化水平低、技术水平落后、劳动生产率低，严重影响了生产力的发展。数控机床则具有普通机床所不具备的优点，如：加工精度高，产品的稳定强；加工零件范围广，能适应单件、形状复杂、精度要求较高的零件生产；能有效地减轻工人的劳动强度，缩短生产准备时间。对我国企业而言采用，面对激烈的市场竞争，采用先进的工艺设备, 已经成为我国制造技术发展的总趋势，也是企业走出困境、提
10、升水平，实现跨越式发展的必由之路。目前，我国现有数以万计的陈旧、落后 普通机床，对于机械制造企业，单纯靠购买新的数控机床，所需投资大。为了节约资金，降低成本，利用原来的部分普通机床进行数控化改造，提高机械设备的数控化率，是一种有效的途径。同时，企业现有的数控机床长期处于运转甚至超负荷使用，缺少认真的维修和保养，造成机床严重磨损，丧失了精度；有些原有的数控机床性能已不能满足使用要求，急需更新改造。随着现代化机械加工技术向高效率、高精度方向发展，现代数控机床也朝着精密化、复杂化方向发展。在机械加工中,机床状态的好坏直接影响着被加工零件的加工质量及机械加工效率.从保证零件机械加工质量、提高加工效率讲
11、,目前许多机械加工车间里普通机床无法做到这点，以满足车间生产的需要。数控机床，特别是多轴数控、多轴联动的数控机床是高效、高质量产品制造的关键设备，也是结构较复杂、自动化程度高、精度和可靠性要求高的机电一体化高技术产品。随着科学技术的发展和机械制造技术的进步，必将推动数控机床的开发应用，逐步形成高档，普及型和经济型构成比合理的数控机床系列，以满足各种不同用户的需要数控机床是集机、电、仪和信息等多项技术于一体的典型机电一体化产品,是同时具备高效率、高质量、高柔性等优点的工作母机,随着CNC技术的不断完善和微处理机直接用于机床后,数控车床的性能价格比得到极大的完善, 不仅可以提高加工质量和效率，还能
12、实现对各种复杂的零件的加工，达到了普通机床无法取得的效果，这就使得数控机床成为不仅是一种技术上先进,而且是一种经济上合理的机床，不仅现在富有旺盛的生命，而且是未来机械工厂自动化的基础。1.1.2 数控机床的发展历程微电子技术，自动信息处理，数据处理以及电子计算机的发展，给自动化带来了新的概念，推动了机械制造自动化的发展。采用数字控制技术进行机械加工的思想最早是在20世纪40年代初提出来的。当时，美国北密执安的一个小型飞机制造厂帕森公司（paisons Co.）在制造飞机框架及直升机叶片轮廓用样板时，利用全数字电子计算机对轮廓路径进行数据处理，并考虑了刀具直径对加工路径的影响，提高了加工精度。1
13、949年帕森公司正式接受美空军委托，在麻省理工学院伺服机构实验室的协助下，开始从事数控机床的研制工作。经过三年的研究，于1952年试制成功世界第一台数控机床实验性样机。这是一台采用脉冲乘法器原理的直线插补三坐标连续控制铣床，这便是数控机床的第一代。1953年，美空军与麻省理工学院协作，开始从事计算机自动编程的研究，这就是创制APT（Automatically Programmed Tools）自动编程系统的开始。1959年，计算机行业研制出晶体管器件，因而数控装置中广泛采用晶体管和印刷电路板，从而跨入第二代数控时代。1965年，出现了小规模的集成电路。由于它体积小，功耗低，使数控系统的可靠性进
14、一步提高，数控系统发展到第三代。随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降。小型计算机开始取代专用数控计算机，数控的许多功能由软件程序实现。这样组成的数控系统称为计算机数控系统（CNC）。1970年，在美国芝加哥国际机床展览会上，首次展出了这种系统，称为第四代数控。1970年前后，美国英特尔公司开发和使用了微处理器。1974年美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系统。近20年来，微处理机数控系统的数控机床得到了飞速发展和广泛应用，这就是第五代数控系统（MNC）。1.1.3 数控机床的发展方向数控系统技术的突飞猛进为数控机床的技术进步提供了条件，为了满足市场的需要，达到现代制造技术对数控机床提出的更高的要求，当前，数控技术及数控机床的发展方向主要体现为以下几方面： 1) 高速、高效 机床向高速化方向发展，不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本，而且还可提高零件的表面加工质量和精度。超高速加工技术对制造业实现高效、优质、低成本生产有广泛的适用性。 目前，在超高速加工中，车削和铣削的切削速度已达到 50008000m/min 以上；主轴转数在30000转/ 分(有的高达10万r/min)以上；工作台的移动速度(进给速度)：在分辨率为1微米时，在100m/min(有的到200m/min)以上，在分辨率为0.1微米时，在24m/min以
