普通車床經(jīng)濟型數(shù)控改造縱向進給系統(tǒng)設(shè)計開題報告

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告</p><p>　　題目普通車床經(jīng)濟型數(shù)控改造縱向進給系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　專 業(yè) 名 稱 機械設(shè)計制造及其自動化</p><p>　　班 級 學 號 </p><p>　　學 生 姓 名 </p><p>　　指 導 教 師 </p

2、><p>　　填 表 日 期 年 月 日</p><p>　　一、選題的依據(jù)及意義：</p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　數(shù)控機床在機械加工行業(yè)中的應用越來越廣泛。數(shù)控機床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡單實用的經(jīng)濟型數(shù)控機床，具有自動

3、加工的基本功能，操作維修方便。經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開環(huán)步進控制系統(tǒng)，功率步進電機為驅(qū)動元件，無檢測反饋機構(gòu)，系統(tǒng)的定位精度一般可達±0.01至0.02mm，已能滿足普通零件的精度要求。</p><p>　　目前，國外已發(fā)展成為一個新興產(chǎn)業(yè)部門，從美國、日本等工業(yè)化國家的經(jīng)驗看，機床的數(shù)控化改造也必不可少。</p><p>　　在日本，機床改造業(yè)稱為機床改裝（Retrofitt

4、ing）業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團、崗三機械公司、千代田工機公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等，在大企業(yè)中有26%的機床經(jīng)過數(shù)控化改造，中小企業(yè)則達74%。在美國，機床改造業(yè)稱為機床再生（Remanufacturing）業(yè)，有許多數(shù)控專業(yè)化公司為世界各地提供數(shù)控化改造業(yè)務，著名的有：Bertsche工程公司、ayton機床公司、Devlieg-Bullavd（得寶）服務集團、US設(shè)備公司等，其中得寶公司已在中

5、國開辦公司。美國、日本和德國等發(fā)達國家，它們的機床改造作為新的經(jīng)濟增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機床以及技術(shù)的不斷進步，機床改造是個“永恒”的課題。</p><p>　　1.2 機床改造的內(nèi)容及意義</p><p><b>　　1.2.1研究意義</b></p><p>　　隨著市場經(jīng)濟的不斷發(fā)展，企業(yè)要在市場需求多變、競爭激烈的環(huán)境

6、中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價格、最好的質(zhì)量、最短的時間去滿足市場需求的不斷變化。而普通機床已不適應多品種、小批量的生產(chǎn)要求，數(shù)控機床則綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)等先進技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當變更加工對象時只需要更換零件加工程序，無需對機床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。而且我國存在大批普通機床，利用數(shù)控系統(tǒng)改造機床是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)

7、效率,提高舊設(shè)備利用率，推廣機電一體化技術(shù)的重要手段。</p><p>　　1.2.2主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線</p><p>　　對普通車床進行數(shù)控化改造，主要是將縱向和橫向進給系統(tǒng)改為用微機控制的、能獨立運動的進給伺服系統(tǒng)，刀架改造成為能自動換刀的回轉(zhuǎn)刀架。這樣，利用數(shù)控裝置，車床就可以按預先輸入的加工指令進行切削加工。由于加工過程中的切削參數(shù)，切削次序和刀具都會按程序自動調(diào)節(jié)和更換，再

8、加上縱向和橫向進給聯(lián)動的功能，數(shù)控改裝后的車床就可以加工出各種形狀復雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實現(xiàn)多工序自動車削，從而提高了生產(chǎn)效率和加工精度，也能適應小批量多品種復雜零件的加工。主要技術(shù)路有：</p><p>　　①縱向和橫向滾珠絲杠的選型及校核，縱向和橫向步進電機的選擇；</p><p>　　②主軸交流伺服電機的選擇與校核，自動轉(zhuǎn)換刀架的選擇；</p><p>　?、蹟?shù)

9、控硬件電路的選擇，以及其他元件的選擇。</p><p>　　1.2.3 機床的經(jīng)濟型數(shù)控化改造主要解決的問題</p><p>　?、倩謴驮δ?，對機床、生產(chǎn)線存在的故障部分進行診斷并恢復；</p><p>　　②NC化，在普通機床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機床、CNC機床；</p><p>　?、鄯?，為提高精度、效率和自動化程度

10、，對機械、電氣部分進行翻新，對機械部分重新裝配加工，恢復原精度；對其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進行更新；</p><p>　　④技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或為了使用新工藝、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進行較大規(guī)模的技術(shù)更新或創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。</p><p>　　二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：</p><p>&

11、lt;b>　　摘要</b></p><p>　　企業(yè)要在當前市場需求多變，競爭激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價格、最好的質(zhì)量、最短的時間去滿足市場需求的不斷變化。而普通機床已不適應多品種、小批量生產(chǎn)要求，數(shù)控機床則綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動檢測技術(shù)等先進技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當變更加工對象時只需要換零件加工程序，無需對

12、機床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。</p><p>　　如果將機床設(shè)備全部更新?lián)Q代，不僅資金投入太大，成本太高，而且原有設(shè)備的閑置又將造成極大的浪費。所以最經(jīng)濟的辦法就是進行普通機床的數(shù)控改造。采用數(shù)控改造技術(shù)，不但可以使改造后的機床滿足了技術(shù)發(fā)展的需要，提高了生產(chǎn)率和產(chǎn)品精度，增大了設(shè)備適應能力和型面加工范圍，還可以彌補定購新的數(shù)控機床交貨周期長的不足。所以采用此方法對中、小型企業(yè)來說是十

13、分理想的選擇。</p><p>　　C620型車床具有性能良好、結(jié)構(gòu)先進、操作輕便等特點 ,在我國機械制造行業(yè)中使用非常廣泛。本設(shè)計就取其為例，主要介紹其數(shù)控化改造的方案、以及改造部位的選型與設(shè)計計算。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】： C620車床 數(shù)控化改造 進給系統(tǒng) 刀架</p><p><b>　　Abstract</b></p

14、><p>　　The enterprise must be changeable in the current market demand, competes in the intense environment the survival and the development needs rapidly the renewal and the development new goods come into the

15、market the product, by the lowest price, the best quality, the shortest time satisfies the market demand the unceasing change. But the ordinary engine bed unsuitable multi- varieties, the small volume production request,

16、 the numerical control engine bed synthesized the numerical control technolog</p><p>　　If engine bed equipment completely renewal, not only fund investment is too big, the cost is too high, moreover the ori

17、ginal equipment will leave unused creates the enormous waste. Therefore the most economical means are carry on the ordinary engine bed the numerical control transformation. Use the numerical control transformation techno

18、logy, not only was allowed to cause the transformation of the engine bed to meet the technological development needs, enhanced the productivity and the produc</p><p>　　C620 is the conventional lathe that h

19、as the good performance, the advanced structure, and the operation of it is very easy.So the uses of it in our country machine manufacture profession are extremely wide. The design takes it is the example, mainly introdu

20、ces the plan of its numerical control transformation , as well as the spot shaping of the transformation and the design calculation.</p><p>　　【Keywords】: C620laths , the numerical control transformation, des

21、ign</p><p>　　三、研究內(nèi)容及實驗方案： </p><p><b>　　1.1 設(shè)計任務</b></p><p>　　本設(shè)計任務是對C620普通車床進行數(shù)控改造。利用單片機對縱向進給系統(tǒng)進行控制，縱向（Z向）脈沖當量為0.01mm/脈沖，驅(qū)動元件采用步進電機，傳動系統(tǒng)采用滾珠絲杠副。</p><p>　　1.

22、2 總體方案的論證 </p><p>　　對于普通機床的經(jīng)濟型數(shù)控改造，在確定總體設(shè)計方案時，應考慮在滿足設(shè)計要求的前提下，對機床的改動應盡可能少，以降低成本。</p><p>　　1.2.1 機械部分的改造設(shè)計 </p><p>　　為了實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用步進電機經(jīng)齒輪減速再傳動絲杠。為了保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母

23、副。同時，為了提高傳動剛度和消除間隙，采用有預加負載荷的結(jié)構(gòu)。傳動齒輪也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。此設(shè)計過程主要是縱向進給的改造，關(guān)鍵是步進電機和滾珠絲杠的選用。</p><p>　　1.2.2伺服進給系統(tǒng)的改造設(shè)計 </p><p>　　數(shù)控機床的伺服進給系統(tǒng)有開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。因為開環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計制造容易、控制精度較好、容易調(diào)試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。所以，

24、本設(shè)計決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。</p><p>　　1.3 總體方案的確定 </p><p>　　經(jīng)總體設(shè)計方案的論證后，確定C620車床經(jīng)濟型數(shù)控改造方案。C620車床的主軸轉(zhuǎn)速部分保留原機床的功能，即手動變速。車床的縱向（Z軸）進給運動采用步進電機驅(qū)動。將原來機床的普通絲杠改為滾珠絲杠以減小摩擦力。并將單片機組成的微機作為數(shù)控裝置的核心，由接口電路、驅(qū)動電路控制步進電機轉(zhuǎn)動，經(jīng)齒輪減

25、速后帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)車床的縱向進給運動。</p><p>　　四、目標、主要特色及工作進度</p><p>　　目標：使C620型普通車床具有車床基本功能的微機控制車床，用步進電機控制開環(huán)伺服系統(tǒng)的進給以簡單的單片機加上適當?shù)慕涌陔娐贰Ⅱ?qū)動電路組成控制系統(tǒng)，可加工直線、斜線、園弧，并配以換刀功能。</p><p><b>　　工作進度：</

26、b></p><p>　　1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫開題報告。第1周—第2周</p><p><b>　　2. 系統(tǒng)設(shè)計：</b></p><p>　?。?）機械部分縱向進給系統(tǒng)設(shè)計（CAD圖） 第3周—第8周</p><p>　?。?）控制

27、部分設(shè)計：硬件部分控制系統(tǒng)設(shè)計 第9周—第12周 </p><p>　　3.撰寫畢業(yè)論文 第13周—第15周</p><p>　　4. 答辯準備及畢業(yè)答辯 第16周—第17周</

28、p><p><b>　　五、參考文獻</b></p><p>　　[1]．王貴明 數(shù)控實用技術(shù) 機械工業(yè)出版社 2001</p><p>　　[2]．尹志強 機電一體化系統(tǒng)設(shè)計課程設(shè)計指導書 機械工業(yè)出版社 2007</p><p>　　[3]．孫波 機械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計寶典 西安電子

29、科技大學出版社 2008</p><p>　　[4]．周潤景 張麗娜編《基于Proteus的電路及單片機系統(tǒng)設(shè)計與仿真》</p><p>　　北京：北京航空航天大學出版社 2006</p><p>　　[5]． 余錫存主編：《單片機原理及接口技術(shù)》，西安電子科技大學出版社第二版 2007</p><p>　　[6]Bonnie s.hec