機械學院《CA6140普通車床數(shù)控化改造》任務(wù)書 3

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1、 南 華 大 學 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 學 院： 機械工程學院 題 目： CA6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計 起 止 時 間： 2013.12.24—2014.5.30 學 生 姓 名： 班 級： 指 導 老 師： 系 室 主 任：

2、 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

3、工長度：1000mm (3)快進速度： 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

4、 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，

5、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)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CA61

6、40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)速交流電動機，無級

7、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。縱向、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，該刀架具有重復定位精度高、剛性好、使用壽命長、工藝性好等優(yōu)點。 導軌及其他關(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。

8、 畢業(yè)設(shè)計（論文）基本要求 1、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，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

9、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) 3.1－3.10 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

10、.3—5.10 自動轉(zhuǎn)位刀架選用、導軌及關(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) 5.11—5.18 CA6140普通車床數(shù)控改造后的調(diào)試與驗收 8) 5.19—5.26整理設(shè)計說明書及圖紙,翻譯外文專業(yè)資料 9) 5.27—5.28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].化學工業(yè)出版社,2009.03 [2] 羅永順.機床數(shù)控化改造實例M[].機械工業(yè)出版社,2010.01 [3] 王志明.數(shù)控技術(shù)[M].上海大學出版社,2009.08 [4] 趙松年,計時鳴 .機電一體化控制技術(shù)與系統(tǒng)[M].西安電子科技大學出版社,20

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