普通型车床纵向进给系统数控升级
设计说明
普通型车床具有加工件尺寸大、刚性较强、加工精度高等特点，是制造业中不可或缺的设备之一。传统的普通型车床仅可进行手动操作，现在随着数控技术的发展，车床的升级已成为趋势。本文将讨论普通型车床纵向进给系统数控升级设计的说明。
1. 纵向进给系统的作用
纵向进给系统是普通型车床中比较重要的一个部分，主要作用是控制刀架进给、撤退和停车的运动。在传统的车床中，这个过程则需要操作者手动完成，需要消耗大量的体力和时间。
通过将纵向进给系统升级为数控设备，可以实现精准的进给动作，提高生产效率，同时也可以通过程序输入指令，控制设备自动进行加工作业，避免操作者的疲劳和出错。因此，纵向进给系统数控升级对于普通型车床的升级来说是重要的一步。
2. 数控升级的步骤
普通型车床纵向进给系统的数控升级过程包括以下步骤：
步骤一：安装数控系统
数控系统是基于计算机平台实现的，因此需要对设备进行安装。在这个过程中需要注意的是要确保数控系统的精度和准确性。同时，在安装过程中需要特别考虑设备的相关接口和电缆，以保证系统的正常工作。
步骤二：设计控制程序
设计控制程序是纵向进给数控升级过程中比较关键的一步。在这一过程中需要设计一套控制算法，通过计算机控制刀架进给、撤退和停车的运动。同时在程序中也需要设置各种参数，例如切削速度、进给速度、切削深度等，以实现加工作业。
步骤三：实现控制程序
将控制程序实现到数控系统中，制作相关的编程文件，并将其上传至数控系统。
步骤四：测试和调试
测试和调试是数控升级过程中必不可少的步骤。在此步骤中，需要对控制程序进行相关的测试，确保程序的正确性和稳定性。可以在模拟环境中进行测试，确认纵向进给的运动和加工效果是否符合预期。
步骤五：完善数控系统
在测试中发现问题后，需要对数控系统进行调整和升级。这个过程中，需要特别关注系统的反馈、控制精度和加工效果。
3. 数控升级的优势
普通型车床纵向进给系统数控升级具有以下优势：
（1）减少人为操作因素
在传统的车床中，需要操纵者手动完成进给、撤退和停车等动作。受人为操作因素的影响，很容易导致加工偏差和误差。而通过数控升级，可以将人为操作因素大大减少，从而提高了加工质量和效率。
（2）提高生产效率
通过数控升级，可以实现自动化加工，减少了人力成本和时间成本。同时可以在纵向进给系统上自动调整加工参数，从而提高加工效率。
（3）提高加工精度
数控系统可以实现高精度的控制，保证加工的精度和质量。通过数控升级，可以实现更加精细的运动控制，从而达到更高的加工精度，大大提高了产品的质量。
（4）易于维护
数控系统集成了多种检查功能，可以及时发现设备的故障，并通过系统自动报警等方式提醒操作者，便于及时处理故障。
总之，普通型车床纵向进给系统数控升级是一项必要的升级操作，它可以提高生产效率和加工精度，减少人工操作，节省时间和成本。随着数控技术的不断发展，将有更加先进的纵向进给数控设备问世，促进制造业的发展和进步。
xx学院毕业设计 C616纵向进给系统数控化改造设计 说 明 书 学员： 学号： 姓名： 班级： 日期：
目录 1.绪论 (1) 2.机械部分设计 (2) 2.1 设计框图及机械结构改进设计 (2) 2.2转动惯量的计算 (3) 2.3 转动矩计算 (4) 2.4步进电机的选择 (6) 2.5纵向进给系统的设计与计算 (7) 2.5.1系统的脉冲当量 (8) 2.6切削力的计算 (8) 2.7滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (9) 2.7.1计算进给牵引力 F (9) m 2.7.2 计算最大动载荷C (9) 2.8 传动效率的计荷 (11) 2.9 刚度验算 (13) 2.10齿转传动比的计算 (13) 2.10.1齿轮传动间隙的消除 (14) 2.11轴的设计与校核 (16) 2.12 初步估算轴的最小直径，并选择联轴器 (16) 2.12.1. 轴的结构设计 (17) 2.12.3按弯矩合成强度校核轴的强度 (18) 2.12.4按疲劳强度安全系数校核轴的强度 (21) 3.机床纵向伺服进给单元电气控制部分设计 (23) 3.1 电气控制系统方案的确定 (23) 3.1.1 步进电动机与丝杠的联接 (23) 3.1.2 8051单片机的选择 (24) 3.2 步进电动机开环控制系统设计 (24) 3.2.1 脉冲分配器 (25) 3.2.2 光隔离电路 (28) 3.2.3步进电动机驱动电路 (29) 3.3 8255可编程控制芯片的扩展 (30) 3.3.1 8255芯片的介绍 (30) 3.3.2 58051单片机与8255接口电路的设计 (30)
数控车床纵向进给系统传动的方案 设计 随着制造业技术的发展，数控工具的应用越来越广泛，而数控车床是机械加工中使用最广泛的一种数控机床。在数控车床的使用中，纵向进给系统传动方案的设计具有相当重要的意义，做好系统设计可有效提升产能和生产工艺。 一、数控车床纵向进给的基本原理及工作方式 数控车床纵向进给系统的主要原理是电机通过传动装置使刀架沿着转轴纵向轴向移动，将工件逐步加工成形。这里所指的传动装置，即是通过旋转电动机来传动球螺杆。而球螺杆就是在传动时通过与负荷间产生的滑移变形和滚动摩擦起到实现精度高的传动功能的很重要的柔性元件。 对于数控车床的使用，其主要的工作方式是将工件放置在工作台上，然后将刀架中的刀具逐渐地接触到工件表面上并继续进行削除，当达到所需的形状和尺寸时，就可以切断工件。 二、传动方案1：球螺杆传动 目前，球螺杆传动是目前数控车床纵向进给系统的主要传动方式。该方式主要是通过电机辅助驱动螺纹杆或同步带旋转，使得母轮的旋转产生大量的旋转运动，从而使螺杆上的小铜轮自动转动。同时，小铜轮的转动使得超静力耐磨材料发生侧向运动，以便传递到竖向滑块上。
这种传动方式传动精度高，速度快，加工效率高。同时，其具有压力大而拉扯力小，对系统的磨损小，能完成加工复杂的大型工件或大量工作的优点。但它也具有噪声大、操作和维护相对复杂等缺点，较难在小型数控加工中得到广泛应用。 三、传动方案2：伺服电机传动 除了球螺杆之外，伺服电机也可作为数控车床纵向进给系统的传动方案之一。主要特点是具有提高生产率、减少运行成本以及减轻人工干预的作用。 传动系统采用伺服电机驱动轴与对应进给器相连，当电机的输出信号产生时，即可自动控制工作台的位置。与传统的传动方案相比，它更加精确可靠，能够更好地满足当前市场需求。 但同时在操作上需要一定的技术水平，成本相对较高，所以不能适用于所有的加工项目。因此，在选择数控车床纵向进给系统传动方案时，不同的应用场景和制造商都需进行充分比较，选择最适应的方案以满足生产需求。 四、数控车床纵向进给系统传动方案设计的注意事项 1、稳定性：设计中需要考虑该系统的稳定性，尤其是在高速运行时。因为其稳定性是提高效率和保障安全的保证，需要避免机器出现不正常的震动而导致加工误差。 2、精度：纵向进给系统的经济性和高精度是约束设计中一个极其重要的因素，需要在设计时遵循这样的原则。
1绪论 1.1 课题背景和目的 在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。但是，我国在数控技术研究和产业发展方面亦存在不少问题，特别是在技术创新能力、商品化进程、市场占有率等方面情况尤为突出。我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品国内、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。在新世纪到来时，如何有效解决这些问题，使我国数控领域沿着可持续发展的道路，从整体上全面迈入世界先进行列，使我们在国际竞争中有举足轻重的地位，将是数控研究开发部门和生产厂家所面临的重要任务。而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性： (1)提高生产率。数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。采用最佳参数和最佳走刀路线，缩短加工时间，从而提高生产率。 (2)数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品质量。由于它是按照程序自动加工不需要人工干预，其加工精度还可以利用软件进行校正及补偿，故可以获得比机床本身精度还要高的精度和重复精度。 (3)有广泛的适应性和较大的灵活性。通过改变程序，就可以加工新产品的零件，能够完成很多普通机床难以完成或者根本不能加工的复杂型面零件的加工。 (4)可以实现一机多用。一些数控机床，可以自动换刀，一次装卡后，几乎能完成零件的全部加工部位的加工，节省了设备和厂房面积。 (5)可以进行精确的成本计算和生产进度安排，减少在制品，加速资金周转，提高经济效益。 (6)不需要专用夹具。采用普通的通用夹具就能满足数控加工的要求。节省了专用夹具设计制造和存放的费用。 (7)大大减轻了工人的劳动强度。 因此，采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。 由于以上优越性，数控机床所占的比例逐渐增大。从2004年的市场消费内容也可可看出,普通机床的市场份额在下降,数控机床则强烈增长，尤其是中高档数控机床供不
一、设计目的: 通过本课程设计的训练,使学生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,数控铣和加工中心的进给系统的自动控制系统设计,从而使学生进一步加深和巩固对所学的知识的理解和掌握,并提高学生的实际操作能力。 ⑴运用所学的理论知识,进行数控系统设计的初步训练,培养学生的综合设计能力； ⑵掌握三相反应式步进电机进给驱动的原理和控制方法； ⑶掌握PLC控制系统设计的基本技能,具备查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力； ⑷基本掌握编写技术的能力。 二、设计内容和要求： 参考课程设计指导书[1]，对于普通车床数控化改造设计，纵向进给驱动由三相感应式步进电机实现，完成其选型计算，用4位拨动开关设定转动速度，并设计其启动停止、正反转、加减速和步数控制系统，数控系统的脉冲当量为0.01mm/脉冲。 三、设计工作任务及工作量的要求： ⑴设计任务 ①.步进电机选型计算； ②.PLC控制程序设计 ⑵设计工作量要求： ①.电路接线图和电器件清单； ②.控制程序T形图及其对应的程序清单； ③.编写课程设计说明书一份。（A4不少于10页） ⑶三个同学分为一组，同学们之间可以互相讨论研究工作内容和设计方法，但每位同学的设计任务必须各有侧重独立完成，不能有雷同现象。 四、设计参数： 设计参数包括车床的部分技术参数和车床拟实施数控化改造所需要的参数。以CA6140型车床的改造,设计参数如下： 最大加工直径：在床面上,400mm；在床鞍上, 210mm。 最大加工长度：1000mm。 行程：纵向,1000mm。 快速进给：纵向,2400mm／min 最大切削进给速度：纵向,500mm／min 溜板及刀架质量：纵向,81.63kg 主电动机功率：7.5kw 定位精度：0.04mm／全行程 重复定位精度：0.016mm／全行程 程序输入方式：增量值、绝对值通用 控制坐标数：2 脉冲当量：纵向,0.01mm／脉冲
第一章、数控机床进给系统概述 数控机床伺服系统的一般结构如图图1-1所示： 图1-1数控机床进给系统伺服 由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。 1.1、伺服系统对伺服电机的要求 （1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。 （2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。 （3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。 （4）电机应能随频繁启动、制动和反转。 随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高。 数控车床的进给传动系统一般均采用进给伺服系统。这也是数控车床区别于普通车床的一个特殊部分。 1.2、伺服系统的分类 数控车床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统。机械传动部件和执行元件组成机械传动系统。检测元件与反馈电路组成检测系统。 进给伺服系统按其控制方式不同可分为开环系统和闭环系统。闭环控制方式通常是具有位置反馈的伺服系统。根据位置检测装置所在位置的不同，闭环系统又分为半闭环系统和全闭环系统。半闭环系统具有将位置检测装置装在丝杠端头和装在电机轴端两种类型。前者把丝杠包括在位置环内，后者则完全置机械传动部件于位置环之外。全闭环系统的位置检测装置安装在工作台上，机械传动部件整个被包括在位置环之内。 开环系统的定位精度比闭环系统低，但它结构简单、工作可靠、造价低廉。由于影响定位精度的机械传动装置的磨损、惯性及间隙的存在，故开环系统的精度和快速性较差。 全闭环系统控制精度高、快速性能好，但由于机械传动部件在控制环内，所以系统的
大学 毕业设计（论文） 题目：C6132型卧式车床的数控化改造 总体设计及纵向进给设计 院（系）： 专业： 班级： 学生姓名： 导师姓名：职称： 起止时间：
摘要 本次设计是对普通车床C6132的数控化改造。在这里主要包括:主传动系统的改造、纵向进给系统的改造、横向进给系统的改造。而我主要是针对纵向进给系统进行机械改造。这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。 数控改造主要传动系统的机械改造。由于对经济型数控机床的加工精度要求不高，为简化结构、降低成本。通过控制横进给系统，保证改造后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。为实现机床所要求的传动效率，采用步进电机经联轴器再传动丝杠；为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。 关键词：车床数控改造联轴器滚珠丝杠
Abstract This design is about the common Lathe C6132 transformation of NC. Main tasks are: the transformation of the main transmission system, the transformation of the vertical feeding system, horizontal feed system reform. While I was mainly aim at the lateral feeding system mechanical transformation. The graduation project on the design of the basic skills training has improved the analysis and the ability to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design. NC transformation is mainly a transformation of mechanical drive system. Because of the economy less precision CNC machining, it is order to simplify the structure and reduce costs. By controlling the cross-feed system, it ensures the modified lathe with positioning, linear interpolation, circular interpolation, and pause. Required for the realization of the transmission efficiency of machine tool, we should us a stepping motor drive and then screw through the coupling. To ensure a certain degree of driving accuracy and stability and minimize friction, a ball screw pair is needed. Keywords: lathe, NC Transformation , Coupling ,Ball Screw
目录 1 绪论 (1) 1.1 国内外数控机床的发展现状 (1) 1.2 数控系统的发展趋势 (2) 1.3 普通机床数控改造的意义 (3) 1.4 本文的设计任务 (3) 2 C6140普通车床数控改造的总体方案设计 (5) 2.1 C6140普通车床介绍 (5) 2.2 总体方案的确定 (6) 2.3 机械系统的改造设计方案 (8) 3 纵向进给系统的详细设计与计算 (13) 3.1 脉冲当量的确定 (13) 3.2 切削力的计算 (13) 3.3 滚珠丝杠螺母副的设计及计算 (14) 3.4 齿轮传动的计算 (18) 3.5 步进电动机的选择 (19) 4 传动间隙的调整与预紧及导轨的设计 (22) 4.1 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧 (22) 4.2 进给系统传动齿轮间隙的消除 (23) 4.3 数控改造C6140车床导轨设计 (24) 5 数控系统硬件电路设计和软件设计 (28) 5.1 数控系统基本硬件组成 (28) 5.2 单板机控制系统的设计 (28) 5.3 软件设计 (31) 结束语 (33) 致谢 (34) 参考文献 (35)
1 绪论 1.1 国内外数控机床的发展现状 1.1.1 国内数控机床的发展现状 近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。 2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。 1.1.2 国内数控机床的特点 （1）新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。 （2）数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高。 2001年国内数控金切机床产量已达1.8万台，比上年增长28.5%。金切机床行业产值数控化率从2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。 （3）数控机床发展的关键配套产品有了突破。 1.1.3 国外数控机床的发展现状 （1）国际机床市场的消费主流是数控机床。 1998年世界机床进口额中大部分是数控机床，美国进口机床的数控化率达70%，我国为60%。目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床、数控铣床为主转向以加工中心、专用数控机床、成套设备为主。 （2）国外数控机床的网络化。 随着计算机技术、网络技术日益普遍运用，数控机床走向网络化、集成化已成为必然的趋势和方向，互联网进入制造工厂的车间只是时间的问题。从另一角度来看，目前流行的ERP即工厂信息化对于制造业来说，仅仅局限于通常的管理部门（人、财、物、产、供、销）或设计、开发等等上层部分的信息化是远远不够的，工厂、车间的
目录 1绪论 (2) 1．1 数控机床与数控技术 (2) 1.1.1数控机床的发展趋势及国内发展现状 (2) 1.1.2数控机床的发展趋势 (2) 1.2数控改造的必要性 (4) 1.2.1机床数控化改造的必要性 (4) 1.2.2数控化改造的特点 (5) 1.2.3、数控系统的选择 (6) 1.2.4数控改造中主要机械部件改装探讨 (6) 2 数控车床总体改造方案及机械部分设计 (7) 2.1设计要求 (7) 2.1.1 设计基本思路 (7) 2.1.2总体方案设计 (8) 2.1.3初始故障诊断原理 (8) 2.2改造方案的确定 (9) 2.3改造的实施 (11) 2.4验收及后期工作 (12) 3车床的PLC数控系统控制原理设计 (13) 3.1 车床的操作要求 (13) 3.2 PLC数控系统需解决的问题 (13) 3.3 数控系统的控制原理 (14) 3.4 总程序结构设计 (14) 3.5手动程序梯形图设计 (16) 4结论 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19)
1绪论 1．1 数控机床与数控技术 1.1.1数控机床的发展趋势及国内发展现状 从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。 进入21世纪，我国经济与国际全面接轨，进入了一个蓬勃发展的新时期。机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力，加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步，数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。本文简要分析了数控机床高速化、高精度化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、绿色化等发展趋势，并提出了我国数控机床发展中存在的一些问题。 1.1.2数控机床的发展趋势 高速化、高精度化、高可靠性、复合化、智能化、柔性化、集成化和开放性是当今数控机床行业的主要发展方向。 数控技术的问世已有40多年的历史，它是由机械学、控制学、电子学、计算机科学四大基础学科发展起来的一门综合性新型学科。技术发展的需要对21 世纪的数控技术提出了更高的要求。 1）个性化的发展趋势 ①高速化、高精度化、高可靠性 高速化：提高进给速度与提高主轴转速。
数控车床纵向进给系统和横向进给系统的设计数控车床是一种能够通过计算机程序自动控制刀具进行加工的机床， 它的主要进给系统包括纵向进给系统和横向进给系统。纵向进给系统主要 控制车床主轴在加工过程中的进给运动，而横向进给系统则控制刀具的横 向运动。 纵向进给系统的设计是为了实现主轴在加工过程中的进给运动。这个 系统通常包括主轴、进给电机、螺杆以及进给装置。进给电机通过控制螺 杆的旋转，驱动主轴进行进给运动。进给装置用于调整进给速度和步距。 在设计纵向进给系统时，需要考虑进给速度的范围和精度以及步距的调整 方式。 纵向进给系统的设计要考虑以下几个方面： 1.进给速度范围：根据加工要求，需要确定车床主轴的进给速度范围。这取决于加工材料的硬度和切削工具的性能。通常，进给速度范围应该能 够满足不同加工要求的需要，同时要保证加工过程的稳定性和精度。 2.进给速度控制：进给速度的控制需要通过控制进给电机的转速来实现。在数控系统中，通过给进给电机提供特定的脉冲信号，来控制电机的 转速。例如，增加脉冲的频率可以提高进给速度，而减少脉冲的频率则可 以降低进给速度。 3.步距调整：步距是进给运动的基本单位，用于控制切削的量和加工 的精度。步距调整可以通过调节进给装置上的螺母位置来实现。在数控系 统中，可以通过输入相应的指令来调整步距大小，以满足不同的加工要求。 4.进给精度：进给精度是指车床主轴在进给过程中刀具位置的控制精度。进给精度的要求取决于加工物体的质量要求和几何要求。为了提高进
给系统的精度，可以采用高精度的进给电机、螺杆以及进给装置，并进行精确的校准和调试。 横向进给系统的设计是为了实现刀具在加工过程中的横向运动。这个系统通常包括刀架、进给电机、丝杆以及进给装置。进给电机通过控制丝杆的旋转，驱动刀架进行横向运动。进给装置用于调整进给速度和步距。在设计横向进给系统时，需要考虑刀具的精度要求和运动范围。 横向进给系统的设计要考虑以下几个方面： 1.进给速度范围：根据加工要求，需要确定刀架的进给速度范围。和纵向进给系统类似，进给速度范围应该能够满足不同加工要求的需要，同时要保证加工过程的稳定性和精度。 2.进给速度控制：进给速度的控制需要通过控制进给电机的转速来实现。和纵向进给系统相似，通过给进给电机提供特定的脉冲信号来控制转速。 3.步距调整：步距调整可以通过调节进给装置上的丝杆位置来实现。在数控系统中，通过输入相应的指令来调整步距大小。 4.进给精度：横向进给系统的进给精度要求取决于加工物体的几何要求。为了提高进给系统的精度，可以采用高精度的进给电机、丝杆以及进给装置，并进行精确的校准和调试。 总之，数控车床的纵向进给系统和横向进给系统的设计都需要考虑进给速度范围、进给速度控制、步距调整和进给精度等方面的要求。通过合理设计和精确控制，可以实现高精度和稳定的加工效果。
普通型车床纵向进给系统数控升级 设计说明 普通型车床具有加工件尺寸大、刚性较强、加工精度高等特点，是制造业中不可或缺的设备之一。传统的普通型车床仅可进行手动操作，现在随着数控技术的发展，车床的升级已成为趋势。本文将讨论普通型车床纵向进给系统数控升级设计的说明。 1. 纵向进给系统的作用 纵向进给系统是普通型车床中比较重要的一个部分，主要作用是控制刀架进给、撤退和停车的运动。在传统的车床中，这个过程则需要操作者手动完成，需要消耗大量的体力和时间。 通过将纵向进给系统升级为数控设备，可以实现精准的进给动作，提高生产效率，同时也可以通过程序输入指令，控制设备自动进行加工作业，避免操作者的疲劳和出错。因此，纵向进给系统数控升级对于普通型车床的升级来说是重要的一步。 2. 数控升级的步骤 普通型车床纵向进给系统的数控升级过程包括以下步骤： 步骤一：安装数控系统
数控系统是基于计算机平台实现的，因此需要对设备进行安装。在这个过程中需要注意的是要确保数控系统的精度和准确性。同时，在安装过程中需要特别考虑设备的相关接口和电缆，以保证系统的正常工作。 步骤二：设计控制程序 设计控制程序是纵向进给数控升级过程中比较关键的一步。在这一过程中需要设计一套控制算法，通过计算机控制刀架进给、撤退和停车的运动。同时在程序中也需要设置各种参数，例如切削速度、进给速度、切削深度等，以实现加工作业。 步骤三：实现控制程序 将控制程序实现到数控系统中，制作相关的编程文件，并将其上传至数控系统。 步骤四：测试和调试 测试和调试是数控升级过程中必不可少的步骤。在此步骤中，需要对控制程序进行相关的测试，确保程序的正确性和稳定性。可以在模拟环境中进行测试，确认纵向进给的运动和加工效果是否符合预期。 步骤五：完善数控系统 在测试中发现问题后，需要对数控系统进行调整和升级。这个过程中，需要特别关注系统的反馈、控制精度和加工效果。 3. 数控升级的优势
本科毕业设计（论文）通过答辩 目录 第1章概述 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2进给系统概述 (1) 第2章运动设计 (2) 2.1传动方案拟定 (2) 2.2丝杠螺母副的选择与计算 (2) 2.2.1丝杠螺母副的选择 (2) 2.2.2丝杠螺母副的计算 (3) 2.2.3滚珠丝杠螺母副的验算 (4) 第3章动力计算 (8) 3.1电动机的验算 (8) 3.2齿轮的计算 (10) 3.3轴的设计 (13) 总结 (19) 参考文献 (20)
数控车床纵向进给系统设计 第1章概述 1.1.设计目的 机床课程设计是在金属切削机床之后进行的实践性环节，其目的在于通过机床进给运动机械变速传动系统的结构设计，使学生在拟定传动和变速的结构方案过程中，得到结构构思、方案分析、结构工艺性、机械制图、零件设计、编写技术文件和查阅技术资料的等方面的综合训练，树立正确的设计思想，掌握基本的设计方法，并培养学生具有初步的结构分析、结构设计与计算能力。 1.2.进给系统概述 进给系统的特点是速度低、消耗功率少、受力小，而速度越低越易出现爬行现象，而一般的捣鬼由于受摩擦力下降特性的影响，很难满足高精度的要求，特别是对于数控而言更不能适应精度要求。而滚珠丝杠副基本上是滚动摩擦，摩擦阻力小，切摩擦阻力的大小几乎与运动速度完全无关，这样就有效的保证了运动的平稳性，克服了爬行现象的产生。而且滚珠丝杠摩擦损失小，传动效率高，运动灵敏、低速时无爬行现象、轴向刚度高、寿命长、维护简单且具有传动可逆性并反向精度高等优点故而选用滚珠丝杠螺母副传动。
陕西科技大学课程设计说明书 第2章运动设计 2.1.传动方案拟定 2.1.1.总体传动框图如下图： 2.1.2.具体的分析过程： 因设计要求系统为开环系统从而使系统简化，若直接将电机与滚珠丝杠联必会引起丝杠温度过高即磨损加剧使其寿命降低。故在其两者之间加一消隙齿轮箱，一是使丝杠速度降低，而则是消除系统传动中的间隙，提高传动精度，并有效减少反向运动死区现象，消息齿轮箱与丝杠可采用联轴器形式连接，这样便确定了如上图所示的传动方案。 2.2.丝杠螺母副的选择与计算 2.2.1.丝杠螺母副的选择 1.内循环与外循环的选用说明 外循环滚珠丝杠是利用挡珠器一端修磨的圆环引导滚珠离开旋滚道进入回珠槽，以及引导滚珠由回珠槽，返回螺旋滚道，因管道突出与螺母外面，径向尺寸较大。内循环滚珠丝杠是借助反向器迫使滚珠丝杠翻越丝杠的齿顶进入相邻滚道，内循环是因回路短、工作滚珠数少，流畅性好，摩擦损失少，传动效率高，径向尺寸紧凑，轴向刚度好，承载能力强等优点，故而采用内循环滚珠丝杠。（制造有些困难） 2.滚珠丝杠的轴向间隙调整和预紧方法 滚珠丝杠的轴向间隙的调整和预紧方法的原理预普通丝杠螺母相同，但滚珠丝杠螺母机构间隙调整精度要求高，要求能作微调以获准确的间隙或预紧量。常用的方法有三种：垫片调隙式，螺纹调隙式，齿差调隙式，垫片调隙式常需垫片反复修磨，工作中不能随时调整，螺纹调隙式调整量难以精确控制。齿差调隙式精度可靠，多用于调整准确性要求较高的场合，
一、前言 随着科学技术的迅猛发展，数控机床已是衡量一个国家机械制造水平的重要标志。目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到3％。用普通机床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，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。采用经济型数控系统对普通机床数控改造，尤其适合我国机床拥有量大、生产规模小的具体国情。《电气时代》、《机械工人》、《电气应用》等多家杂志为满足广大企业技术改造发展生产的需要，多次联合举办学习班，为企业提供权威、经济、可行、实用的技术指导，改造费用为新购置费用的四分之一到三分之一。 普通机床的数控改造有两方面的意义： 1、微观看改造的意义 从微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。 （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。由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。 （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3～7倍。由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了“柔性自动化”。 （3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“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。
C6140普通车床数控改造及横纵向进给系统设 计 摘要 我国是传统的机械制造大国，但是设备及其落后，尤其是老的机械制造厂主要还是旧的机床，不能满足处理的条件。制造技术和设备的现状,与现代先进技术对大型故障机,尤其是大量闲置的普通机床进行改造、升级,尽快使这批设备在经济发展中发挥能力、创造效益,的确是许多企业不能忽视一个主题,是我国制造业的发展方向。这个话题是CA6140普通车床数控改造,其现实意义在于如何找到一个可行的和扩展设备改造方法的价值,传统的机械制造技术和设备产业技术升级,为了解决设备老化带来的问题。 关键词: 滚珠丝杠滚珠丝杠螺母副单片机步进电机
ABSTRACT China is a traditional machine manufacture great nation, however, its equipment level falls behind, In particular, in some Engineering works, and most of the machine is quite old, far from enough to meet the requirements of processing. In view of present manufacturing industry's technical equip present situation, makes the transformation, the promotion particularly with the modern vanguard technology to a large quantities of breakdown engine bed large quantities of idles ordinary engine bed, enables this batch of equipment by the small investment to display the potency, the creation benefit as soon as possible in the economic development, indeed is a many enterprise's noticeable topic, is our country manufacturing industry development direction.This topic is aims at CA6140 the ordinary worn out lathe to make the numerical control transformation, how does its practical significance lie in seeks for one kind feasible, to have the promoted value equipment to transform the method, carries on the technical promotion to the traditional machine manufacture profession's technical equip, solves the problem which the present equipment gets older brings. In this topic research process, the first convention numerically-controlled machine tool which used for the present factory has carried on the comprehensive investigation and the analysis. Keywords: Ball screw Ball the Screw Nut is Auxiliary Monolithic Machine Step-by-step Electric Motor.
目录 一、课程设计的目的和要求 (2) 二、总体方案的设计 (3) 三、机械部分设计 (5) 四、数控系统设计 (10) 五、总结与参考书 (14)
第一章课程设计的目的和要求 一.课程设计的目的 机床数控系统课程设计是机械类专业机电一体化课程的重要实践性教学环节之一.是综合运用所学过的机械、电子和计算机知识而进行的一项机电结合的基本训练。其目的是： 1.能够正确运用机床数控技术等课程的基本理论和有关知识，学会设备数控化改 造方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算。 2.通过对设备改造的机械部分设计，掌握数控设备典型零件的计算方法以及正确 的结构设计方法。 3.通过设备的数控系统硬件和软件设计，掌握简单数控系统硬件及软件设计的基 本方法。 4.通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养分析问题和解决问题的能力。 5.提高应用手册、标准及编写文件等资料的能力。 二．课程设计的内容 完成一台CA6140普通车床的数控化改造。利用微机对纵、横进给系统进行开环控制，纵向脉冲当量0.01mm，横向脉冲当量0.005mm。刀架采用电动自动转位刀架，主轴变速采用电磁离合器有极变速。具体内容如下： 1.总体方案的分析、比较、论证。 2.机械部分设计。重点是进给传动系统机构的结构设计及伺服电机的选择计算。 3.数控系统设计。硬件部分完成微机控制系统电气原理图设计；软件部分包括主要程 序框图和部分汇编程序设计。 4.编写课程设计说明书 说明书是课程设计的总结性技术文件，应叙述整个设计的内容，包括总体方案的确定，系统框图的分析，机械传动设计计算，电气部分的设计说明，选用元器件及其参数的说明，软件设计及其说明等。 5.图纸 （1）机械结构装配图A1图纸2张，要求视图基本完整、符合标准。其中应有一个坐标轴的完整剖视图。 （2）数控系统组成框图A2图纸1张 （3）数控系统电气原理图A1图纸1张 （4）软件框图A2图纸1张 6.课程设计时间分配建议 本课程设计用3周时间完成，各部分所占时间分配大致如下： （1）方案论证1天 （2）机械部分设计6天 （3）电气部分设计4天 （4）软件设计2天 （5）编写说明书1天
CA6136普通车床纵向进行的数控改造毕业设计
第一章绪论 1.1 机床的数控化改造 1.1.1机床进行数控化改造的现状 目前，关于机床改造方面的报道比较多，其方法多种多样，具体表现在: 1.根据用户的需求可以选择不同的数控系统。 2.根据要求可以进行经济性数控化改造，也可以进行智能化数控机床改造。不管哪种形式的数控改造，最基本的思路是要满足用户的基本使用需求。但目前对车床的数控化改造，主要是经济性数控化改造。在改造过程中，主要沿用系统供应商提供的外部接线要求进行控制电路设计，没有对系统进行深入的分析研究，不能结合实际应用解决当前同类机床存在的问题，比如:现在的机床普遍采用正逻辑控制，当限位保护电路，如发生电路开路或接触不良时，不会立即报警，容易造成事故。针对目前同类数控机床使用中存在的问题，经过仔细的研究和分析系统特性，在改造机床时所有限位保护电路均采用负逻辑，如发生电路开路或接触不良时会立即报警，防止意外事故发生；设定了特殊的限位控制装置，使刀架在特定的位置不能换刀，保证了生产安全。这一技术已经申请了国家发明专利。 另外，我们知道车床加工的主要任务是承担轴类、套类、盘类等零件的加工。成本、质量、生产率和产量、交货期是衡量企业生产能力和市场竞争能力的4个要素，采用传统的非数控生产方式只有达到一定闭值的大批量的规模生产才能取得上述4个方面的统一。但在当前激烈的市场竞争环境下，以生产为中心，企业为主导的卖方市场已转向以市场需求为中心用户为主导的买方市场，产品需求呈现多样化和个性化，且产品经济寿命大大缩短，这首先将形成以多品种变批量的生产方式为主流的生产环境；其次，衡量企业竞争力的首位因素也由成本转为交货期。 为此，发展柔性结构体系的数控制造装备及制造系统是实现在快速多变的市场环境中对用户驱动的市场需求作出灵活、快速响应的关键。所谓制造装备及制造系统的柔性化是指当产品的品种的需求发生变化时，它们仍能在满足经济性的前提下，实现及时转换生产的适应能力。同时，持续地提高经济加工精度也是适应市场竞争的另一个主要目标。
普通车床数控化改造总体方案设计 1.机械部分的改造设计 ca6140车床的主轴以及进给系统都是由法兰式电动机拖动。普通车床主轴传动系统部分改造难度大、成本高，且精度提高有限，所以在改造此类机床时，摇臂钻床要选那些主轴各方面性能能满足使用要求的。改造时，保留原主轴系统，对进给传动系统及电气控制系统进行改造。 进给传动系统的传动精度及效率也是数控机床性能的重要组成部分。原机床进给箱为交换齿轮箱，结构复杂、反向间隙大、传动精度差。在改造过程中，采用步进电动机与滚珠丝杠，并装有减速机构的传动方式，通过减速机构可得到所需的减速比并增大驱动力矩。普通车床原机床是用滑动丝杠，传动误差大，因此在数控化改造中将其更换为滚珠丝杠。滚珠丝杠的传动效率高、无爬行、预紧后可消除反向间隙、精度高。改造后ca6140车床的横向、纵向传动方式为：步进电动机一消隙齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台的传动方式。ca6140车床垂直方向的传动方式为：步进电动机一圆锥齿轮一滚珠丝杠螺母副一工作台。同时，垂直方向还应考虑滚珠丝杠的自锁，采用超越离合器的自动平衡装置实现自锁。 ca6140车床的导轨是采用铸铁-铸铁或铸铁一淬火钢滑动导轨，其静摩擦因数大，摇臂钻床动、静摩擦因数相差较大，低速时易出现爬行，力矩损失大，影响运动的平稳性和定位精度。若是将导轨改造成滚动导轨或静压导轨，工艺复杂、费用大、周期长；所以在对ca61 40车床改造时采用在普通车床原导轨上粘接聚四氟乙烯软带的方法。聚四氟乙烯软带是以聚四氟乙烯树脂为基材与耐磨填充料复合后，在常温下用模压法成型烧结、车削和活化处理制得。其特点是摩擦因数低，抗磨损，静、动摩擦因数差值小，定位准确，防振消声运行平稳，低能耗，具有耐老化和足够的力学性能，对提高机械加工精度、延长导轨副使用寿命也有
目录 摘要 (3) ABSTRACT (3) 前言部分 (5) 第1章绪论 (6) 1.1机床总体方案的设计 (6) 1.1.1 课程设计任务书 (6) 1.1.2 总体方案设计 (6) 1.2开环伺服进给系统机械部分设计 (6) 1.2.1 滚珠丝杠螺母副的计算选型 (6) 1.2.2 步进电动机的计算和选型 (6) 第2章机床机电一体化改造总体方案的设计 (7) 2.1课程设计任务书 (7) 2.1.1 题目 (7) 2.1.2 原始数据： (7) 2.1.3 主要技术参数： (7) 2.1.4 课程设计的内容及要求： (7) 2.2总体方案设计 (7) 2.2.1 系统的运动方式的确定 (7) 2.2.2 伺服系统的选择 (7) 2.2.3 执行机构传动方式的确定 (7) 2.2.4 数控系统的选择 (8) 第3章开环伺服进给系统机械部分设计 (8) 3.2计算切削力 (8) 3.3滚珠丝杠螺母副的计算选型（ (9) 3.3.1 计算进给牵引力 (9) 3.3.2 计算最大动负载 (9) 3.3.3 滚珠丝杠螺母副的选型 (10) 3.3.4 传动效率计算 (10) 3.3.5 刚度计算 (10) 3.3.6 稳定性校核 (12) 纵向滚珠丝杠副的几何参数 (12) 3.4齿轮传动比计算 (12) 3.5步进电动机的计算和选型 (13) 3.5.1 等效转动惯量计算 (13) 3.5.2 电机力矩计算 (14) 3.5.3 计算步进电动机空载起动频率和切削时的工作频率 (16)
第4章机械传动机构的调整和结构的简要说明 (17) 4.1丝杠进给速度的调节 (17) 4.2轴向的预紧力的调整及定位 (18) 结论部分 (19) 设计体会 (20) 参考文献 (21) 谢词................................................................................................ 错误!未定义书签。