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上海師范大學(xué)天華學(xué)院 2013 屆
畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
設(shè)計（論文）題目
CA6140車床數(shù)控化改造機(jī)械改裝設(shè)計
學(xué)生姓名
陳迪
學(xué) 號
09021107
專業(yè)、班級
機(jī)械設(shè)計1班
系 部
機(jī)械工程系
指導(dǎo)教師姓名
張洪興
1課題作用
我國目前機(jī)床總量380余萬臺，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬臺，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到3％。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6％。我國機(jī)床役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機(jī)床中，自動/半自動機(jī)床不到20％，F(xiàn)MC/FMS等自動化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國和日本自動和半自動機(jī)床占60％以上）?？梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。。
2國內(nèi)外發(fā)展趨勢
美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個"永恒"的課題。我國的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國、日本、德國，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生（Remanufacturing）業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton機(jī)床公司、Devlieg-Bullavd（得寶）服務(wù)集團(tuán)、US設(shè)備公司等。美國得寶公司已在中國開辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝（Retrofitting）業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。
3 重點介紹完成任務(wù)的可能思路、方案和計劃
首先是對車床的主傳動變速箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，數(shù)控車床頭箱結(jié)構(gòu)分析，步進(jìn)電機(jī)選擇，主軸結(jié)構(gòu)設(shè)計，齒形帶傳動設(shè)計，驅(qū)動方案和驅(qū)動電路設(shè)計等。確定總體方案應(yīng)該在滿足生產(chǎn)需要的前提下，對原方案盡可能的減少機(jī)械部分的改動量，選擇簡單易用的數(shù)控系統(tǒng)達(dá)到合理的價格。
①CNC的選擇:根據(jù)機(jī)床的要求，采用單片機(jī)，用微機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由I/O接口輸出步進(jìn)脈沖，經(jīng)一級齒輪減速后，帶動滾珠絲杠從而實現(xiàn)縱向，橫向進(jìn)給運動。數(shù)控系統(tǒng)采用MCS-51系列的單片機(jī)控制，經(jīng)比較采用具有價格低，功能強(qiáng)8031為擴(kuò)展系統(tǒng)單片機(jī)除了數(shù)控系統(tǒng)外，還應(yīng)選用如下幾個部件
②步進(jìn)電動機(jī)：多數(shù)情況下當(dāng)做伺服電機(jī)使用用于回轉(zhuǎn)角度完全取決于輸入脈沖的數(shù)目，且精度很高，所以伺服電動機(jī)應(yīng)用于控制系統(tǒng) 考慮到經(jīng)濟(jì)性 采用高,低壓切換型
③自動回轉(zhuǎn)刀架：快速準(zhǔn)確換刀是每一臺數(shù)控機(jī)床所必須具備的功能。電動刀架一般可分為臥式轉(zhuǎn)塔刀架。由于臥式較昂貴，采用常用的立式四工位電動刀架。
④滾珠絲杠螺母副 ：滾珠絲杠螺母副能保證機(jī)床進(jìn)給的動作靈敏，優(yōu)點是摩擦阻力小，傳動效率高，可達(dá)0.9-0.96 且預(yù)緊后可消除間隙提高傳動剛度，取代了原來普通機(jī)床所采用的T型絲杠等滑動絲杠副的缺點。但需要注意的是其不能自鎖，有可逆性質(zhì)。
⑤進(jìn)給軸的改造:普通車床x(橫向)與z(縱向)均由電機(jī)驅(qū)動。走刀運動經(jīng)走刀箱絲杠及溜板箱，獲得縱向移動。走刀運動經(jīng)走刀箱傳動光桿及溜冰箱，獲得橫向運動。所以進(jìn)行數(shù)控改造時取消走刀箱及溜冰箱，采用伺服電機(jī)（即步進(jìn)電機(jī)）
縱向：縱向電機(jī)— 減速器（或聯(lián)軸器）—縱向滾珠絲杠—大拖板，獲得不同走刀量及螺距橫向：橫向電機(jī)— 減速器（或聯(lián)軸器）—橫向滾珠絲杠—橫滑板，獲得不同走刀量四計劃進(jìn)度安排 主要說明：起止時間及階段的進(jìn)度要求。
四計劃進(jìn)度安排 主要說明：起止時間及階段的進(jìn)度要求。
第1周----第2周 查找資料，擬寫開題報告，翻譯外文資料
第3周----第4周 總體方案設(shè)計
第5周----第6周 CNC系統(tǒng)，電動刀架，步進(jìn)電機(jī)，滾珠絲杠的選型
第7周----第8周 機(jī)械改裝設(shè)計；繪制二維X,Z軸。電動刀架，主軸脈沖發(fā)生器機(jī)械改裝裝配圖
第9周----第10周 撰寫設(shè)計說明書
第11周----第12周 準(zhǔn)備答辯以及參加答辯
學(xué)生姓名 _______陳迪______（簽名）
日期： 年 月 日
指導(dǎo)教師評語：（建議填寫內(nèi)容：對學(xué)生提出的方案給出評語，明確是否同意開題，提出學(xué)生完成上述任務(wù)的建議、注意事項等）
指導(dǎo)教師 _____________（簽名）
日期： 年 月 日
注：1. 本開題報告，須雙面打印。由學(xué)生填寫并經(jīng)指導(dǎo)老師審核、評價；
2. 本開題報告一式兩份，一份須與學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計（論文）一并存檔，一份作系部存檔用。
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