ca6140車床的數控化改造畢業論文(已修改)

　

【正文】 摘 要數控機床的優點：具有高度柔性，加工精度高，加工質量穩定、可靠，生產率高，改善勞動條件，利于生產管理現代化。普通機床的缺點：普通機床靠齒輪和普通絲杠螺母傳動。由于各運動副間存在間隙，加上手工操作不準確，因此重復精度較低。普通機床測量時需停車后手工測量，測量誤差較大，而且效率低下。適合批量較小，精度要求不高，零活類零件。它投資較數控低，但對工人的操作技能要求較高，因此工資水平高。 在數控機床上加工零件，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經常調整機床。因此，數控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產及新產品的開發，縮短了生產準備周期，節省了大量工藝設備的費用。物競天擇，適者生存。一些不適應社會發展在機床必將被淘汰，所以實施機床的數控化改造是機械行業在必然趨勢。通過搜集資料、實踐研究等方法對機床就行改造即是用較少的成本去創造更高的價值。而這也將極大的推動中國機械行業的發展。經過大量實踐證明普通機床數控化改造具有一定經濟性、實用性和穩定性。所以很多企業紛紛將現有機床改造成經濟型數控機床，這種做法具有投資少、見效快的特點。事實證明：機床的數控化改造可以為企業帶來可觀的經濟效益。目前機床數控化改造的市場在我國還有很大的發展空間，現在我國機床數控化率不到3％。用普通機床加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業的產品、市場、效益，影響企業的生存和發展，所以必須大力提高機床的數控化率。本文以車床的數控改造為例，介紹了機床數控改造的方法，包括其結構的改造設計，性能與精度的選擇以及最后改造方案的確定。關鍵字：機床、數控化、改造、意義目 錄第1章 數控化改造的好處第2章 數控化改造方案 第三章 介紹CA6140普通車床 第一節 簡單介紹……………………………………………………4第二節 加工范圍及特點……………………………………………6 第三節 傳動系統的介紹……………………………………………7 第四章 設計進給系統 第一節 設計縱向進給系統…………………………………………9 第二節 設計橫向進給系統…………………………………………18 第五章 改造車床主軸及控制系統 第一節 改進主軸電機………………………………………………26 第二節 主軸脈沖編碼器的運用……………………………………26 第三節 改進刀架……………………………………………………28 第四節 改進機床導軌………………………………………………29 第五節 坐標系的建立X、Z軸的限位和參考返回電路……………30 第六節 安裝用鍵和變頻器…………………………………………31 第七節 機床的安裝、調試、精度檢驗……………………………31 致謝 參考文獻 第一章 數控化改造的好處一、有利于企業技術的提高，成本的節約數控機床與普通機床相比，有很大的優勢，數控機床具有高度柔性，加工精度高，加工質量穩定、可靠，生產率高，改善勞動條件，利于生產管理現代化；而普通機床精度低，效率低，適合批量較小，精度要求不高，零活類零件。它投資較數控低，但對工人的操作技能要求較高，因此工人工資水平高。這樣會大大的加大企業的支出，對企業的收入也是有所影響的。二、有利于企業經濟開支的節約數控化改造一般用戶都能承擔的起,這為資金緊張的中小型企業的技術改造開辟了新路,也對實力雄厚的大型企業產生了較大的吸引力。由于新型機床價格昂貴,一次性投資巨大,如果把舊機床設備全部用新型機床替換。要花費大量的資金,而替換下的機床又會閑置起來造成巨大浪費,若采用數控技術對舊機床加以改造和購買機床相比,則可省50%以上的資金,一套經濟型數控裝置的價格僅為全功能裝置的1/3到1/5。三、有利于數控化市場的擴大訂購新的數控機床的交貨周期一般較長,往往不能滿足用戶的需要,而改造的數控機床能夠適應市場對產品多樣化和高精度的要求。因此得到了用戶廣泛的應用,機床的數控化改造已成為滿足市場需求的主要補充手段,對中、小型企業來說是十分理想的選擇。四、有利于企業生產的擴大在現代機械制造工業中,中小批量甚至單件生產,個性化的產品占有相當大的比重,尤其是我國加入世貿組織后,成為世界性的加工基地,產品出口的增長迅速,從低附加值、勞動密集型產品逐步過度到高附加值的精密型零件的出口，高精度的數控機床起了重要的作用。數控機床是最能適應這種生產需要的。五、有利于企業的工業化水平的提高以數控機床為代表的現代基礎機械是制造實現生產現代化的重要設備，數控技術水平的高低和機床的數控化率，數控設備的擁有量已成為衡量一個國家現代工業化水平的重要標志。六、有利于企業的多方面發展數控技術用于機床的改造是建立在微電子技術與傳統技術相結合的基礎上，具有高可靠性、柔性強，易于實現機電一體化、經濟性可觀等特點。為此，在舊機床上進行數控化改造可以提高機床的使用性能、降低生產成本、用較少的資金投入而得到較大的經濟效益。第二章 數控化改造方案一、 改造的內容普通車床的數控化改造主要有4個內容：（1）車床的主軸的正、反向轉數控制和實現其不同切削速度的主軸變速。（2）車床縱橫兩個方向的走刀量控制。由計算機控制的電動機直接帶動傳動絲杠來實現。（3）自動換刀的控制。是通過計算機控制的電動機來達到轉角的目的。（4）在加工螺紋時，應保證主軸轉一轉、刀架移動一個被加工螺紋的螺距或導程。二、改造原則確定具體改造方案的基本原則是：在滿足使用要求的前提下對機床的改動盡可能少，以降低成本、增強抗干擾性。三、改造方案采用SINUMERIK802D數控系統，由I/O接口輸出步進脈沖，步進電機經減速齒輪減速后帶動絲杠轉動，利用滾珠絲杠螺母副從而實現縱向、橫向的進給運動。使用四方刀架進行自動換刀。此外，為了保證車床加工螺紋的功能和防止意外事故的發生，增加光電編碼器和電路中設置了保護電路。四、進給系統改造的要求具有較高的定位精度、有良好的動態響應特性，即系統跟蹤指令信號的響應要好、穩定性要好，為了確保數控機床進給的傳動精度和工作穩定性。要求進給系統達到無間隙、低慣量、高剛度和高諧頻率以及適應的阻尼等。第三章 介紹CA6140普通車床第一節 簡單介紹一、機床的組成和主要技術參數 1．機床的組成 CA6140車床的主要組成部件由圖1所示。圖1 CA6140車床外形圖 1—主軸箱 2—刀架 3—尾座 4—床身 5—右床腿 6—溜板箱 7—左床腿 8—進給箱 6—溜板箱 7—左床腿 8—進給箱1．主軸箱 主軸箱1是一部件，由箱體、主軸、傳動軸、軸上傳動件、變速操縱機構、潤滑密封件等組成。主軸通過前端的卡盤或者花盤帶動工件完成旋轉作主運動，也可以安裝前尖頂通過撥盤帶動工件旋轉。2．刀架 四方刀架裝在小滑板上，而小滑板裝在中滑板上，縱滑板可沿床身導軌縱向移動，從而帶動刀具縱向移動，用來車外圓、鏜內孔等。而中滑板相對于縱滑板作橫向移動，用來帶動刀具加工端面、切斷、切槽等。小滑板可相對中滑板改變角度后帶動刀具斜進給，用來車削內外短錐面。尾座 尾座3可沿其導軌縱向調整位置，其上可安裝頂尖支撐長工件的后段以加工長圓柱體，也可以安裝孔加工刀具加工孔。尾座可橫向作少量的調整，用于加工小錐度的外錐面。進給箱 進給箱8內裝有進給運動的傳動及操作裝置，通過改變進給量的大小，可改變所加工螺紋的種類及導程。 床身及床腿 床身4是機床的支承件，它安裝在左床腿7和右床腿5上并支承在地基上。床身上安裝著機床的各部件，并保證它們之間具有要求的相互準確位置。床身上面有縱向運動導軌和尾座縱向調整移動的