C6150普通车床主传动系统的数控改造设计Word格式.docx

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Abstract

Withtherapiddevlopmentofscienceandtechnology,CNCisbecominganimportantsymboltomeasureacountry，smachinerymanufaucturinglevel.UsingeconomicnumericalcontrolsystemtotransformGeneralmachinetools,adaptstoourcountrywhichhaslargenumberGeneralmachinetoolsandissmallscaleproduction.

ThepaperstudiedthoroughlytheretrofittingtechnologyonC6150universallathe,includingthecomutatingofparametersofkeycomponents,thedesignoflathestructure,optimizationoftheretrofittingscheme,aswellasmattersneedingattentionofreformindetail,etc.Theresultshowsthatthemachinetoolsachieveedexpectedfunctionandprecisionafterretrofitting,themachinecansufficienflyexecuteautomaticcontrolonoutsidediametertaperscrewendsetc,itimportanttheproductionrateofthemachineanddecreasesthelaborstressfromtheoperator.

Keywords:

UnversalLatheNumericalTechnologyNumericalControlTransformation

1绪论

1.1概述

1.1.1国内外数控机床的发展状况

1946年第一台计算机在美国诞生，1952年世界第一台数控机床也在美国诞生，用于三轴镗铣床的加工，自此，数控机床的发展紧随着微电子技术和计算机技术的发展而发展，近60年来，数控机床经历了两个阶段，六个时代的发展过程。

第一阶段叫逻辑数字控制阶段，其经历了电子管、晶体管和小规模集成电路三个时代；

第二阶段计算机数字逻辑控制阶段，其经历了小型计算机、微处理器和PC机三个时代。

目前世界上数控机床每隔2-3年就发展一代，日本、美国、德国、西班牙等国家在数控机床的研制、开发方面走在世界的前列，其中德国SIEMENS系列、日本FANUC系列、西班牙FAGOR系列、美国CINCINNATI系列以其高的的可靠性和卓越的性能在世界各地赢得了用户的青睐。

进入八十年代以来，市场竞争激烈，产品更新换代极为迅速，规模生产效益显著，而且随着航空工业、汽车工业以及轻工业生产的高速增长，复杂型面零件越来越多，对精度要求越来越高，这就迫切要求加工这些零件的机床向高度柔性的数控机床方向发展，其在加工设备中所占比例越来越高，其拥有量是衡量一个国家工业水平的标准。

因此，世界其他各国也在大力开发机械制造自动化技术。

我国从1958年开始数控机床的研制，其主要工作是剖析国外数控机床。

70年代中期，由于电子元器件的质量和制造工艺水平差，致使国产数控机床的稳定性和可靠性未从根本上得到解决。

另外售价也贵，未能及时推广。

我国数控机床从八十年代重新开始起步发展，到1993年产量已增长1828倍，产值数控化率从1%增到12%。

数控机床生产逐渐形成批量，开始出现了一批以北京研究所为龙头的机床厂。

主要生产BF7、BF3、MTC-1等数控系统，后来又组建了许多经济型数控系统的生产厂家，如：

武汉华中数控有限公司、南京大方股份有限公司等等。

数控机床一方面向大型多功能方向发展；

一方面向经济型方向发展。

所谓经济型数控机床是指价格低廉，操作使用方便，适合我国国情的装有数控系统的自动化机床。

由此可见，我国在作为机械制造自动化的数控机床设备，无论是在品种上、质量上，还是在使用上，同世界先进水平比均有很大差距，这也是制约我国机械工业发展的重要因素。

1.1.2国内外数控机床改造的状况

数控机床的逐渐普及，数控系统的价格不断降低，使得旧机床进行数控化改造的优点更明显，促使越来越多的机械加工厂选择旧机床数控改造作为设备更新的途径。

世界各国，包括许多工业发达的国家相继成立了机床修复公司，翻新公司或改造公司，承担旧机床数控改造的任务，并成功地改造了一些大型和重型机床。

德国的Schiess公司在1981年吧一台加工直径为19m的超重型立式车床改装成数控机床。

该机床是1929年生产的，当时曾是世界上最大的机床，其改造内容有：

工作台导轨改装成静压导轨，承载能力增加了50%；

主传动采用半导体可控硅控制，取代老式机组的传动刀架的滑动导轨改为滚动导轨；

增加测量显示装置，配置数控系统等。

该机床的全部改造费用仅为当时同类规格新机床价格1200万马克的28.9%，其中大修费用占7.9%数控改造费占20.8%。

该公司还改造了一台最大直径为14m的超重型立式车床，全部改造费用为当时同类规格新机床价格800万马克的19.1%。

我国常柴股份公司曾改造一台仿形铣床，改造费用40万，节约投资近250万元，用其加工N485柴油机铸造用模具，每套外协加工费用270万元，不到三个月时间，此台仿形铣床完成了两套N485模具和20套空调模具的加工。

根据常柴股份公司对已完成数控化改造的11台加工中心和1台仿形铣床投入运行后统计，新增产值达到3000多万元，取得了良好的经济效益。

我国从八十年代初期开始进行数控化改造技术研究和推广，到现在已有三十多年的历史。

这中间取得了不少经验，但失败的教训也不少。

由于机床数控化改造工艺不完善，使得改造目前大都局限在中小型车铣床的数控改造上，这和工业发达国家的水平尚有很大差距。

1.1.3机床数控化改造的优点

采用国内外先进工艺、先进技术对旧机床进行改造有以下优点：

1.机床改造针对性强，容易适宜生产的要求。

因为机床的改造方案是根据原机床中存在的问题提出的，需要改哪些地方，改到什么程度都有的放矢，能与生产紧密结合，可以直接将科学技术转化为生产力。

2.机床改造可以充分利用原机床的绝大部分，大大节约原材料和资金，同时见效快，改造周期短，与新机床制造相比只需要其1/10-1/15的时间，工期大大缩减，从而节约了成本，解决了生产急需。

3.改造后的机床性能稳定可靠，机床应用范围的到扩大，适应多品种、小批量的零件生产。

这是因为机床的大型结构件一般是铸铁制成的，而铸铁件年代越久则时效越充分，精度比新铸件更加稳定。

改造不需要改变支撑累大型构件，只需修复或更换若干中小部件就可获得与新机床类似效果。

改造后的机床功能有较好的提高，除了保留原有功能外，还可以满足各种复杂型面累零件加工，极大地扩大了机床的应用范围。

4.经过数控改造，可以有效提高工件加工精度和声产效率。

因为改造时可根据生产技术的发展要求，及时提高生产设备的自动化水平和效率，提高设备质量和档次。

如某单位Φ3.4m的立式车床改造后，加工球体轴承座零件，其2m直径偏差仅为0.035mm，满足了设计要求，并且机床改造后的工作效率提高了5-6倍。

5.可充分发挥企业现有技术力量的作用，调动技术人员的积极性；

同时降低对工人技术水平的要求。

1.1.4机床数控化改造的必要性和可能性

数控机床在现代机械加工中起着举足轻重的作用，机床数控化率已成为衡量一个国家工业水平的重要标志。

提高机床数控化率有两个途径：

一是购买新的数控机床，即更新设备；

二是改造旧机床，配置数控系统，把旧机床改造成数控机床。

所谓机床的数控化改造是指应用现代的数控成熟技术和经验，以适应生产的具体要求为目的，改变现有机床的结构，给旧机床换上新部件、新装置、新附件，提高现有机床的技术性指标，是之全部或部分达到新数控机床的水平。

机床数控化改造主要内容有以下几点：

其一恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复。

其二NC化，在普通机床上加上数控显示装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床。

其三翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度。

其四技术更新或技术创新，为提高性能和档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有的基础上进行较大规模的技术更新或创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

我国现有机床大约五百多万台，其中约43%以上是车床，多数役龄都很长，尤其是大型和重型机床的役龄更长，这些机床结构一般陈旧，操作部分复杂，测量系统，控制系统落后。

把这些性能落后、生产率低的机床全部闲置或淘汰，用新的机床去取代是不现实的。

重型机床特别是现代化的数控机床价格都非常昂贵，因此把旧的机床改造成经济型数控机床的意义非常大。

对普通机床和旧机床进行数控化改造是可行的。

首先我国经济增长方式正在由粗放型向集约型转变，集约型经济增长方式就是以经济效益为中心，主要依靠科技进步和提高劳动者素质，重点放在现有企业的挖潜改造、充实和提高上，也就是运用高技术对老设备进行改造，以大幅度体改产品质量，降低成本，达到提高经济效益的目的；

二是技术上的保障，近年来，微电子技术的发展、电子计算机的应用、传感技术、粘接技术等新工艺、新产品的出现都为机床的数控化改造提供了充足的后备力量；

三是在经济方面，机床数控化改造针对性强、投资少、资金利用率高，许多基础部件仍可利用，可以缩短改造周期并降低生产成本。

另外筹集资金相对容易一些。

购买一台的数控机床一般需要几十万到几百万，改造一台只需几万到十几万即可。

1.2本课题的目的和意义

在设计中通过运用所学的基础课、技术基础课和专业课的理论知识，生产实习和实验等实践知识，达到巩固、加深和扩大所学知识的目的。

通过设计分析比较机床的某些典型机构，进行选择和改进，学习构造设计，进行设计计算和编写技术文件，达到学习设计步骤和方法的目的。

通过设计学习查阅有关设计手册、设计标准和资料，达到积累设计知识和提高设计能力的目的。

通过设计获得设计工作的基本技能的训练，提高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一定的条件。

2CA6150普通车床主传动系统数控化改造

2.1C6150车床简介

2.1.1原机床功能

所选C6150旧车床是一台普通卧式车床，它的功能性较大，适用于加工各种轴类、套筒类和盘类零件上的回转表面，如车削内外圆柱面、圆锥面、环槽及成形回转表面；

车削端面及各种常用螺纹；

在其上还能作钻孔、扩孔、铰孔、滚花等工作。

2.1.2原机床精度

C6150旧车床在数控化改造前进行了整体修复，修复后对机床原始精度和加工精度检测