普通车床C616改装成经济型数控车床.docx
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普通车床C616改装成经济型数控车床
1数控系统向开放式体系结构发展8
2数控系统向软数控方向发展8
一、题目:
普通车床（C616）改装成经济型数控车床
二、指导思想和目的要求：
毕业设计是培养我们理论联系实际，解决生产实际问题能力的重要步骤，它系统的检验了我们是否是合格的毕业生。
它通过对机床数控系统设计总体方案的拟定，进给伺服系统机械部分结构设计、计算控制系统硬件电路的设计以及数控机床加工程序的编制，使我们综合运用所学的机械、电子和微机的知识,进行一次机电结合的全面训练，从而培养了我们具有加工编程能力，初步设计计算的能力以及分析和处理生产中所遇到的机电方面技术问题的能力。
三、主要技术指标
采用数控装置和伺服装置，对C616车床进行数控化改造。
要求能进行车削数控加工，达到或超过原车削加工性能。
数控装置、伺服装置选择合理，控制系统设计简单可靠，保护措施完备。
四、进度和要求
序号
进度要求
设计内容
1
1周
了解车床传动、控制、加工性能，分析国内外数控车床的结构、控制和加工要求。
经过分析、比较、计算，确定改造总体方案。
2
0．5周
对进给、主轴传动系统进行分析计算，选择拖动电动机并确定传动系统改造方案。
1周
完成进给、主轴传动系统改造图。
3
0．5周
选择伺服装置
0．5周
完成伺服系统控制设计，并完成伺服系统控制原理图。
4
0．5周
选择数控装置。
5
1周
完成电气原理图草图。
0．5周
完成电气原理图和电气安装接线图。
6
0．5周
伺服系统调试设计。
0．5周
数控装置调试设计。
0．5周
机床安装及调试设计。
7
2周
编写设计说明书。
8
1周
毕业设计答辩准备及答辩。
五、主要参考书及参考资料
张新义《经济型数控机床设计》机械工业出版社
余英良《机床数控改造设计与实例》机械工业出版社
何铭新《机械制图》高等教育出版社
徐灏《机械设计手册》第2版第4卷机械工艺出版社
周鹏翔《工程制图》第二版高等教育出版社
唐增宝《机械设计课程设计》（修订版）华中理工大学出版社
雷晓玲《综合作业指导书》机械工艺出版社
王玉琳《发展经济型数控系统的必要性》高等教育出版社
赵长德《微机原理与接口技术》中国科学技术出版社
林俊《机床数控系统课程》中国科学技术出版社
目录
摘要-------------------------------------------------------------------------------------3
第一章、课题研究意义及目的-------------------------------------------------------------4
（一）数控机床与数控技术----------------------------------------------------------------7
（二）设计方案的目的及应用-------------------------------------------------------------8
第二章、机械部分的改造与设计-------------------------------------------------------------9
（一）数控系统硬件电路设计---------------------------------------------------------------12
（二）纵向进给系统的设计与计算----------------------------------------------------12
（三）横向进给系统的设计与计算------------------------------------------------------15
第三章、步进电机的选择---------------------------------------------------------------------23
（一）步进电机选用的基本原则------------------------------------------------------------23
（二）步进电机的选择------------------------------------------------------------------------25
第四章、机床导轨改造------------------------------------------------26
第五章、自动转位刀架的选用------------------------------------------27
第六章、经济型数控机床改造时数控系统的选用--------------------------28
第七章、典型零件的工艺设计及应用程序的编制--------------------------29
（一）工艺分析---------------------------------------------------------------------------------30
（二）工作坐标系的设定---------------------------------------------------------------------30
（三）手动钻孔---------------------------------------------------------------------------------31
（四）编制加工程序---------------------------------------------------------------------------3
小结---------------------------------------------------------------------------------------------33
致谢--------------------------------------------------------------------------------------------34
参考文献----------------------------------------------------------------------------------------34
附件------------------------------------------------------------------------------------------------1
摘要
经济型数控车床是指价格低廉、操作使用方便，适合我国国情的装有简易数控系统的高效自动化车床。
在我国，经济型数控车床因其价廉而得到广泛的应用。
中小型企业为了发展生产，常希望对原有旧车床进行改造，实现数控化、自动化。
经济型数控车床系统就是结合现实的生产实际，结合我国国情，在满足系统基本功能的条件下，尽可能降低价格。
价格便宜，性价比适中是其主要特点，特别适合在设备中占用较大比重的普通车床改造，适合在生产第一线大面积推广。
企业应用经济型数控系统对设备进行改造后，将提高产品加工精度和批量生产能力，同时又能保持“万能加工”和“专用高效”这两种属性，提高设备自身对产品更新换代的应变能力，提高企业的竞争力。
利用计算机改造现有的普遍车床，主要应该解决的问题是如何将机械传动的进给和手工控制的刀架转位，进给改造成由计算机控制的刀架自动转位以及自动进给加工车床，即经济型数控车床。
进行数控机床的改造是非常有必要的。
数控机床可以很好地解决形状复杂、精密、小批量及多变零件的加工问题。
能够稳定加工质量和提高生产效率，但是数控机床的运用也受到其他条件的限制。
如：
数控机床价格昂贵，一次性投资巨大等，因此，普通车床的数控改造，大有可为。
它适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造主要方向之一。
关键词：
普通车床，经济型数控车床，中小企业，计算机
第一章
（一）课题的研究意义和内容：
整个人类社会的文明史，就是制造技术不断演变和发展的历史。
任何国家的制造业都是国民经济的基础产业，也是国民经济的主要来源。
没有发达的制造业，就不可能有国家真正的繁荣和强大。
制造技术是制造业的技术支柱，是一个国家科技水平、综合国力的重要体现，制造技术的发展是一个国家经济增长的根本动力。
而制造业中机床是其基础装备。
我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。
但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右，差距太大，急待改造。
旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加计算机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。
随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。
在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。
许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。
我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。
1984年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。
到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。
可以预料，今后机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。
（二）数控机床和数控技术
数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。
数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革
命性的变化。
数控机床是现代加工车间最重要的装备。
它的发展是信息技术（1T）与制造技术（MT）结合发展的结果。
现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。
掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。
在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度。
零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。
一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而可能出现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。
全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。
数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。
数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。
通过数控加工程序的运行，
可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。
（三）数控机床特点
数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。
与普通机床相比，数控机床有如下特点：
1.加工精度高，具有稳定的加工质量；
2.可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；
3.加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间
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