機械學(xué)院《CA6140普通車床數(shù)控化改造》任務(wù)書 3

1、南 華 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書學(xué) 院： 機械工程學(xué)院 題 目： CA6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計 起 止 時 間： 2013.12.242014.5.30 學(xué) 生 姓 名： 班 級： 指 導(dǎo) 老 師： 系 室 主 任： 院 長： 2013年12月24日 論文 (設(shè)計) 內(nèi)容及要求：畢業(yè)設(shè)計（論文）原始依據(jù)將CA6140普通車床改造成經(jīng)濟型數(shù)控車床。要求該車床具有切削螺紋的功能，縱向和橫 向具有直線和圓弧插補功能。系統(tǒng)分辨率縱向為0.01mm，橫向為0.005mm。設(shè)計參數(shù)如下：(1) 最大加工直徑：在床面上 400mm在床鞍上 210mm(2)最大加工長度：1000mm(3)快進速度：

2、縱向 2.4m/min橫向 1.2m/min (4)最大切削進給速度:縱向 0.5m/min橫向 0.25m/min (5) 代碼制: ISO (6) 脈沖分配方式: 逐點比較法 (7) 輸入方式: 增量值、絕對值通用 (8) 控制坐標數(shù): 2 (9) 最小指令值: 縱向 0.01mm/pulse 橫向 0.005mm/pulse (10) 刀具補償量: 0-99.99mm (11) 進給傳動鏈間隙補償量: 縱向 0.15mm 橫向 0.075mm (12) 自動升降速性能:有畢業(yè)設(shè)計（論文）主要內(nèi)容對CA6140臥式車床進行數(shù)控化改造，實現(xiàn)微機對車床的數(shù)字化控制。利用微機對車床的縱向、橫向進

3、給系統(tǒng)進行數(shù)字控制，并達到縱向最小運動單位為0.01mm /脈沖，橫向最小運動單位0.005mm /脈沖，主運動實現(xiàn)自動變速，刀架改造成自動控制的自動轉(zhuǎn)位刀架，能自動切削螺紋,并具有直線插補和圓弧插補的功能。具體設(shè)計內(nèi)容是:（一）、數(shù)控部分的設(shè)計改造1、數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定數(shù)控系統(tǒng)按其運動軌跡可分為：點位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。由于CA6140車床要加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。2、伺服進給系統(tǒng)的設(shè)計改造 數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)按有無位置檢測和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路，因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差，但其結(jié)構(gòu)

4、簡單，易于調(diào)整，所以常用于精度要求不高的場合。由于所改造的CA6140車床的目標加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。3、數(shù)控系統(tǒng)選型 數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。數(shù)控裝置的設(shè)計方案通常有：l 1）全部自己設(shè)計制作；l 2）采用單板機或STD模塊或工控機改制；l 3）選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動； 在普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造中，由于第一種設(shè)計周期較長且不經(jīng)濟，同時質(zhì)量也難于保證。第二種則更加不經(jīng)濟。所以本設(shè)計將采取第三種方案。（二）、機械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計1、主傳動部分的改造 將原機床的主軸電動機換成變頻調(diào)速交流電

5、動機，無級調(diào)速部分由變頻器控制。將原機床的主軸手動變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機構(gòu)。改造后使其主運動和進給運動分離，主軸電動機的作用只是帶動主軸旋轉(zhuǎn)。為保證切削螺紋的功能，需安裝主軸脈沖發(fā)生器。2、進給機構(gòu)的改造將原機床的掛輪機構(gòu)、進給箱、溜板箱、滑動絲杠、光杠等全部拆除?？v向、橫向進給以步進電動機作為驅(qū)動元件經(jīng)一級齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動。3、其它部件的改造 刀架部分：拆除原手動刀架和小拖板，安裝由微機控制的四工位電機驅(qū)動的自動轉(zhuǎn)位刀架，該刀架具有重復(fù)定位精度高、剛性好、使用壽命長、工藝性好等優(yōu)點。導(dǎo)軌及其他關(guān)鍵零件結(jié)構(gòu)設(shè)計。4數(shù)控化改造后車床的調(diào)試與驗收。畢業(yè)設(shè)計（論文）基本要求1

6、、設(shè)計要求：熟悉CA6140普通車床及數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)、工作原理和車床加工過程；盡可能搜集車床數(shù)控化改造中各種技術(shù)資料；并詳細了解國內(nèi)外數(shù)控車床的發(fā)展趨勢及我國車床數(shù)控化改造的情況；到機械加工企業(yè)進行有針對性的實習(xí)，加深對所設(shè)計課題的直觀了解。2、書寫格式要求：書寫格式應(yīng)按畢業(yè)設(shè)計大綱及有關(guān)規(guī)定，并用A4紙打印。3、圖紙要求：用CAD組圖，圖面整潔，布局合理，線條粗細均勻，圓弧連接光滑，設(shè)計中應(yīng)充分利用國家標準和規(guī)范, 設(shè)計中盡量注意到車床的有關(guān)結(jié)構(gòu)設(shè)計中的工藝性要好，裝拆檢修容易，操作方便，使用安全，減少消耗，降低成本。4、工作量要求：畢業(yè)設(shè)計說明書字數(shù)不少于2萬字，畢業(yè)設(shè)計的圖紙工作量不少于

7、3張A0圖紙，撰寫3000字的畢業(yè)設(shè)計文獻綜述，翻譯3000漢字以上的專業(yè)資料。 畢業(yè)設(shè)計（論文）進度安排 1)2013.12.24 2014.1.14 搜集有關(guān)資料,完成開題報告,完成畢業(yè)設(shè)計文獻綜述 2) 1.15-2.28 閱讀有關(guān)設(shè)計書籍 3) 3.13.10 CA6140普通車床數(shù)控化改造方案的擬定與論證，繪制車床數(shù)控化改造方案圖 4) 3.11-4.1 主軸傳動部分改造與設(shè)計，并繪制相關(guān)裝配圖及零件圖 5) 4.2-5.2 車床進給伺服系統(tǒng)設(shè)計，并繪制相關(guān)裝配圖及零件圖 6) 5.35.10 自動轉(zhuǎn)位刀架選用、導(dǎo)軌及關(guān)鍵零件結(jié)構(gòu)設(shè)計，并繪制相關(guān)裝配圖及零件圖 7) 5.115.18

8、 CA6140普通車床數(shù)控改造后的調(diào)試與驗收 8) 5.195.26整理設(shè)計說明書及圖紙,翻譯外文專業(yè)資料 9) 5.275.28準備畢業(yè)設(shè)計答辯 主要參考文獻1 魏杰.數(shù)控機床結(jié)構(gòu)M.化學(xué)工業(yè)出版社,2009.032 羅永順.機床數(shù)控化改造實例M.機械工業(yè)出版社,2010.013 王志明.數(shù)控技術(shù)M.上海大學(xué)出版社,2009.084 趙松年,計時鳴 .機電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng)M.西安電子科技大學(xué)出版社,2009.065 王愛玲,武文革,辛志杰.現(xiàn)代數(shù)控機床(第2版)M.國防工業(yè)出版社,2009.07 6 韓鴻鸞,榮維芝.數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)與維修M.機械工業(yè)出版社,2012.077 聞邦椿,機械設(shè)

9、計手冊(第5版第2卷)M.機械工業(yè)出版社,2010.018 聞邦椿,機械設(shè)計手冊(第5版 第3卷)M.機械工業(yè)出版社,2010.019 隋秀凜,高安邦.實用機床設(shè)計手冊M.機械工業(yè)出版社,2010.0410濮良貴,紀名剛.機械設(shè)計(第八版)M.高等教育出版社,2011.0411宋天麟.數(shù)控機床及其使用與維修M.東南大學(xué)出版社,2003.01 12陳嬋娟.數(shù)控車床設(shè)計M.北京化學(xué)工業(yè)出版社,2006 13林亨,嚴京濱.數(shù)控加工技術(shù)M 北京清華大學(xué)出版社 200514 Valentino, James V.Goldenberg, Ed V. Introduction to Computer Numerical Control (4th Edition)M. Predator Inc, AAA Prentice Hall, 2007.1215 Larry D. Computer Numerical Control Programming of Ma