第1頁1目錄第一章概述.11.O引言.61.1經(jīng)濟型數(shù)控改造的實際意義.61.1.1技術(shù)分析.61.1.2經(jīng)濟分析.61.1.3市場分析.71.1.4生產(chǎn)分析.71.1.5綜合分析.71.2數(shù)控機床的基本結(jié)構(gòu)及工作原理.71.3數(shù)控機床的分類.91.3.1按加工工藝方法分類.91.3.2按控制運動的方式分類.91.3.3按驅(qū)動裝置的特點分類.91.4數(shù)控機床的特點及應用范圍.111.4.1數(shù)控機床的加工特點.111.4.2數(shù)控機床的應用范圍.12第二章經(jīng)濟型車床數(shù)控改造總體方案的確定.132.1設(shè)計任務.132.2總體數(shù)控改造方案設(shè)計.13第三章主傳動系統(tǒng)設(shè)計.153.1概述.153.1.1數(shù)控機床主傳動系統(tǒng)的特點.153.2主傳動系統(tǒng)的配置方式.163.2.1主傳動系統(tǒng)的主軸電動機的選型.163.2.2交流主軸電機的調(diào)速.173.2.3分級變速齒輪箱的傳動系統(tǒng)設(shè)計.183.2.4主傳動系統(tǒng)組件的結(jié)構(gòu)形式.22第四章伺服進給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算.244.1伺服進給傳動系統(tǒng)概述.244.2步進電動機及開環(huán)進給控制.254.2.1步進電動機的驅(qū)動控制.254.2.2、步進電機的驅(qū)動放大電路.284.2.3步進電動機參數(shù)說明.314.3縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算.32第2頁24.3.1設(shè)計參數(shù).324.3.2縱向進給切削力的確定.334.3.3縱向進給滾珠絲杠螺母副的計算和選型.334.3.4縱向進給減速齒輪的設(shè)計與校核.364.3.5縱向進給步進電動機的計算和選型.374.4橫向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算.404.4.1橫向進給切削力的確定.404.4.2橫向進給切削力的確定.404.4.3橫向進給滾珠絲杠螺母副的計算和選型.404.4.4橫向進給減速齒輪的設(shè)計與校核.424.4.5橫向進給步進電動機的計算和選型.454.5滾珠絲杠的安裝.474.5.1滾珠絲杠的安裝形式.474.5.2滾珠絲杠軸承的校核.484.5.3消除齒輪間隙的措施：.51第五章自動回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計.535.1自動回轉(zhuǎn)刀架主要類型及特點.535.2自動回轉(zhuǎn)刀架的設(shè)計計算.535.2.1自動回轉(zhuǎn)刀架步進電動機的選用.545.2.2自動回轉(zhuǎn)刀架的蝸輪蝸桿設(shè)計計算.54第六章電動尾座的設(shè)計.586.1設(shè)計方案.586.2電動尾座改造部分設(shè)計計算.586.2.1電動尾座驅(qū)動電動機的選擇.586.2.2電動尾座用的齒輪設(shè)計.58第七章主軸編碼器的設(shè)計.6171編碼器工作原理.6172主軸編碼器的安裝.62第八章數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計.638.1概述.638.2計算機數(shù)控（CNC）系統(tǒng)的簡介.648.2.1概述.648.2.2微處理器數(shù)控（MNC）系統(tǒng)的組成.658.3CNC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu).678.3.1單微處理機與多微處理機結(jié)構(gòu).678.3.2大板式結(jié)構(gòu)與功能模塊式結(jié)構(gòu).688.4CNC系統(tǒng)的軟件.698.4.1CNC系統(tǒng)軟件的組成與功能.698.4.2CNC系統(tǒng)軟件的特點和結(jié)構(gòu).72第3頁38.4.3.CNC系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)的分類.748.5CNC系統(tǒng)的工作過程.758.5.1CNC系統(tǒng)的數(shù)據(jù)段歷程.758.5.2CNC系統(tǒng)自動工作時的總體流程.758.6運動軌跡的插補原理.768.6.1運動軌跡插補的概念.768.6.2運動軌跡插補的方法.778.6.3逐點比較法.77結(jié)論.84參考文獻.85致謝.86摘要數(shù)控機床在機械制造業(yè)中發(fā)揮著巨大的作用，但數(shù)控機床一次性投資較大，對機床進行數(shù)控化改造不失為一良策。本設(shè)計利用數(shù)控裝置對CA6140普通車床進行控制,主傳動系統(tǒng)部分采用交流調(diào)頻主軸電動機經(jīng)帶輪及分級齒輪變速箱驅(qū)動主軸，通過變頻器和齒輪變速箱實現(xiàn)分段無級變速；進給系統(tǒng)采用步進電機通過減速后驅(qū)動滾珠絲杠運動，在縱向進給系統(tǒng)中通過一級齒輪減速后驅(qū)動滾珠絲杠，在橫向進給系統(tǒng)中通過二級齒輪減速驅(qū)動滾珠絲杠；刀架改為自動轉(zhuǎn)位刀架(四工位)從而實現(xiàn)自動換刀；通過MCS-51系列8051單片機對數(shù)據(jù)進行計算處理，由I/O接口輸出步進脈沖信號控制進給速度和行程；為了保持切削螺紋的功能，要在主軸外端或其它適當部位裝上脈沖發(fā)生器；將車床的手動尾座改造成為可控電動尾座。本次設(shè)計的數(shù)控改造為經(jīng)濟適用型，改造簡單易行，可降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率。主要介紹了經(jīng)濟型數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)設(shè)計計算。闡述了CA6140普通數(shù)控車床的主軸系統(tǒng)的改進及機床縱向、橫向進給系統(tǒng)的改造設(shè)計及計算。第4頁4關(guān)鍵詞：CA6140車床；數(shù)控改造；滾珠絲杠；步進電動機ABSTRACTTheNCmachineplaysaverygreatroleinmechanicalengineeringAlthoughtheinvestmentneedsagreatdealofmoney，itisagoodwaytotrydigitalmodificationforordinarylathe.ThespindlespeedofCA6140remainsthemanualfunctionofshiftinggearsThealterationiseasyanditcanreducelaborintensityandimproveproductiveefficiencybuttheNCMachinelargerone-timeinves