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湖南科技大學(xué) 15 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題 目
CA6140普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造回轉(zhuǎn)刀架及其控制的設(shè)計(jì)
作者姓名
劉桂華
學(xué)號(hào)
1109030109
所學(xué)專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻(xiàn)）
1、 研究的意義
我國目前機(jī)床總量380余萬臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬臺(tái)，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到3％。近10年來，我國數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為0.6～0.8萬臺(tái)，年產(chǎn)值約為18億元。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(dòng)/半自動(dòng)的機(jī)床不到20%（美國和日本自動(dòng)/半自動(dòng)機(jī)床占60%以上）?？梢娢覈拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)和制造大多數(shù)還是依靠傳統(tǒng)的普通機(jī)床。這種傳統(tǒng)機(jī)床加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量差、品種少、檔次成本高。
隨著制造業(yè)的迅猛發(fā)展，企業(yè)要在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中生存和發(fā)展，就需要以最低的價(jià)格，最好的質(zhì)量和最短的時(shí)間去生產(chǎn)滿足市場(chǎng)的產(chǎn)品。因此，提高企業(yè)加工制造裝備的數(shù)控化率則是主要途徑。但是，由于我國的大部分企業(yè)自身的資金問題，要進(jìn)行大規(guī)模添置或更換新型的數(shù)控機(jī)床還比較困難。加之替換下來的機(jī)床閑置會(huì)造成資源的浪費(fèi)。所以，普通機(jī)床的數(shù)控化改造便成為企業(yè)提高其數(shù)控化率的有效途徑。
2、 國內(nèi)外對(duì)本選題的研究動(dòng)態(tài)及自己的見解
機(jī)床作為機(jī)械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，促使機(jī)床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行柔性自動(dòng)化控制的新一代機(jī)床－數(shù)控機(jī)床的誕生和發(fā)展。?
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。?
長(zhǎng)期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。目前各企業(yè)都有大量的普通機(jī)床，完全用數(shù)控機(jī)床替換根本不可能，而且替代下來的機(jī)床閑置起來又會(huì)造成浪費(fèi)，要解決這些問題，應(yīng)走普通機(jī)床的數(shù)控改造之路。從美國、日本等國家工業(yè)化進(jìn)程看，機(jī)床的數(shù)控改造也必不可少，數(shù)控改造機(jī)床占有較大比例。如日本的大企業(yè)中有26%的機(jī)床經(jīng)過數(shù)控改造，中小企業(yè)則是74%，在美國有許多數(shù)控專業(yè)化公司，為世界各地提供機(jī)床數(shù)控改造服務(wù)。因此，普通機(jī)床的數(shù)控改造不但有存在的必要，而且大有可為，尤其對(duì)一些中小企業(yè)更是如此。
2、研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題（根據(jù)任務(wù)要求進(jìn)一步具體化）
本選題主要內(nèi)容是針對(duì)CA6140普通車床的組成和工作原理，將其改造成經(jīng)濟(jì)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(bǔ)功能并且完成數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定，伺服進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分的設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)控系統(tǒng)硬件電路總體方案的確定。
本研究的內(nèi)容具體如下
1、我國及世界目前關(guān)于CA6140車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改裝設(shè)計(jì)的研究動(dòng)態(tài)
2、CA6140車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改裝設(shè)計(jì)研究的前景
3、CA6140車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改裝設(shè)計(jì)的主要設(shè)計(jì)方案
4、繪制進(jìn)給伺服機(jī)構(gòu)裝配圖
5、按照總體方案及機(jī)械機(jī)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路方案，并繪制控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
3、 研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析
通過對(duì)CA6140普通車床的組成和原理分析然后根據(jù)以下技術(shù)路線：
(1) 縱向和橫向滾珠絲杠的選型及校核。
(2) 縱向和橫向步進(jìn)電機(jī)的選擇。?
(3) 主軸交流伺服電機(jī)的選擇與校核。?
(4) 其他元件的選擇。
4、 參考文獻(xiàn)
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