摘要
本文主要是将传统的C616车床的电气控制系统改造成为数字控制的开环控制系统。随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，对机械加工设备的加工精密程度也要求越来越高。而在中国的机械加工设备的车床中，普通车床占了很大比例。这已经越来越制约着当今工业的发展。而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。所以对普通机床进行数控改造具有很大的意义。
本人在搜索、查阅和研究大量有关资料的基础上，对机床的数控改造技术进行了研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。整个改造过程主要对车床纵、横向进给系统进行了改造，选用自动转位刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹。整个控制系统以8031型号的单片机为中心，通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。
关键词：C616车床数控改造8031单片机步进电机
目录
摘要 (1)
ABSTRACT ...................................................... 错误！未定义书签。第1章绪论. (1)
1.1普通机床数控化改造概述 (1)
1.2机床数控化改造的意义 (1)
1.2.1 微观看改造的必要性 (1)
1.2.2 宏观看改造的必要性 (2)
1.3国内外机床改造业的发展概况 (2)
1.3.1 国外机床改造业的发展 (2)
1.3.2 国内机床改造业的发展 (3)
1.4数控机床未来的发展方向 (4)
第2章 C616普通车床数控改造总体方案的设计 (5)
2.1本毕业设计的选题及主要任务 (5)
2.2总体方案设计 (5)
第3章机械部分改造 (7)
3.1纵向（Z向）进给系统的设计 (7)
3.2横向（X）向进给系统的计算与设计 (13)
3.3机床导轨改造 (17)
3.4自动刀架的选择 (18)
3.5主轴脉冲发生器 (18)
第4章电气系统控制部分改造 (20)
4.1步进电机的选择 (20)
4.1.1 步进电机选用的基本原则 (20)
4.1.2 C616纵向进给系统步进电机的确定 (21)
4.1.3 C616横向进给系统步进电机的确定 (21)
4.2数控装置硬件设计 (21)
4.2.1 数控系统硬件组成 (21)
4.2.2 单片机的选择 (22)
4.2.3 存储器的选择 (23)
4.2.4 I/O接口电路 (23)
4.2.5步进电机驱动电路 (24)
4.3数控系统软件设计 (25)
总结 (27)
致谢 (28)
参考文献 (29)
第1章绪论
1.1 普通机床数控化改造概述
随着机电一体化技术的迅猛发展，数控机床的应用已日趋普及，机械制造业正在越来越多地采用数控技术来改善其生产加工方式，用以解决现代机械制造中结构复杂、紧密、批量小、多变零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率，但是数控机床的应用也受到其他条件的限制。首先，数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，中小企业常是心有余而力不足；目前，各企业都有大量的普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且被替代下的机床闲置起来又会造成浪费；在国内，订购新数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产急需；通用数控机床对具体生产存在冗余功能。要较好的解决上述问题，应走普通机床数控改造之路。低成本普通车床数控化改造是一项适合我国实际情况的先进适用技术，也是一项提升我国机床数控化率的有效途径。
机床的数控改造，就是在普通机床上增加计算机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。
数控化改造的优点
（1）减少投资额、交货期短。
（2）机械性能稳定可靠，结构受限。
（3）熟悉了解设备、便于操作维修。
（4）可充分利用现有的条件。可以充分利用现有地基，不必重新构筑地基。
（5）可以采用最新的控制技术。
1.2 机床数控化改造的意义
1.2.1 微观看改造的必要性
微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。
（1）可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。
（2）可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。
（3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。
（4）可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。
（5）拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。
由以上五条派生的好处。比如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求做出快速反应等等。这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。
1.2.2 宏观看改造的必要性
宏观上看，工业发达国家的军、民机械工业，在70 年代末、80 年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业（包括军、民机械工业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC、FMS 外，还包括在产品开发中推行CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在生产管理中推行MIS（管理信息系统）、CIMS 等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军用、民用机械工业进行深入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20 年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重（数控化率）到1995 年只有1.9％，而日本在1994 年已达20.8％，因此每年都有大量机电产品进口。
此外，机床数控化还是推行FMC（柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。
1.3 国内外机床改造业的发展概况
1.3.1 国外机床改造业的发展
在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个"永恒"的课题。
在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。在美国，机床改造业称为机床再生（Remanufacturing）业。从事再生业的著名公司有：Bertsche 工程公司、ayton 机床
公司、Devlieg-Bullavd（得宝）服务集团、US 设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装（Retrofitting）业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。
在德国，机床改造业已经成为一个新兴的工业部门。在不太景气的机床市场上，二手机床的销售相当红火。据统计，早在1998年德国二手机床销售额就达到25亿马克。德国在机床数控化改造方面，不仅考虑了如何通过机床的数控化改造来适应生产技术的发展、劳动组织的变革，而且还全面地考虑了如何充分利用技术工人现有的经验知识。因此，在德国除了企业从事机床改造工作外，还有一些高校、研究机构等也参与了机床改造的研究与指导工作，对机床改造过程中的生产技术、劳动组织和人员素质之间的相互关系进行了全面、系统地研究，联邦政府和州政府专门拨款支持该领域的研究工作。
在德国可以将改造后的旧机床的质量和性能做得与新机床差不多，而且，改造后的二手机床的用户也同样能够得到供应商或改造厂提供的配套服务。这样，可以消除二手机床用户的后顾之忧，他们也就更乐意改造本厂原有的旧机床或者从市场上购买改造过的二手机床，从而更有力地推动了机床改造行业的发展。
1.3.2 国内机床改造业的发展
目前我国机床市场的需求结构已经发生了很大变化，我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。数控机床，特别是普及型数控机床将逐步成为市场需求的主体。
自改革开放以来，很多企业从国外引进技术、机床设备和生产线进行技术改造。据不完全统计，从1979-1988 年，全国引进技术改造项目就有18446 项，大约165.8 亿美元。这些项目中，大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。然而，有一些设备、生产线从国外引进后，由于消化吸收不好，备件不全，维护不当，结果运转不良；还有一些项目只注意引进设备、仪器、生产线，忽视软件、工艺、管理等，造成项目不完整，设备潜力不能发挥，有的甚至不能启动运行，没有发挥应有的作用。这些引进项目不仅没有创造财富，反而消耗着财富。
这些不能使用的设备、生产线是个包袱，也是一批很大的存量资产，修好了就是财富。只要找出主要的技术难点，解决关键技术问题，就可以最小的投资盘活最大的
存量资产，争取到最大的经济效益和社会效益。这也是一个极大的改造市场。
2005年，我国数控金属切削机床生产59639台，进口30746台。除部分出口外，总消费数量约85000台。在生产的数控金属切削机床中，经济型数控机床约占60%以上（生产的数控车床中经济型数控车床占89%~90%），中档以上的数控金属切削机床不足40%。2006年，我国机床工业的产值和销售收入保持较高的增长速度，其中数控金属切削机床产量快速增长，全年生产85756台，同比增长32.8%，增幅高于金属切削机床产量增幅的18.4%。国产机床市场占有率进一步回升，由2001年的39.3%提高到2006年的44.8%。2007年1~10月我国进口金属加工机床57.06亿美元，其中金属切削机床进口达41.98亿美元，同比减少8.18%，所占比例为73.57%；成形机床进口达15.08亿美元，同比增长5.68%，所占比例为26.43%。
国内的机床制造企业在努力开拓高档数控机床市场的同时，一定要加速普及型数控机床产业化的步伐。通过生产和进口数控机床并不能满足我国日益增长的制造业需求，而且淘汰大型企业原有的大量普通金属切削机床不但造成了很大的浪费，而且会因为缺乏资金购买大量的数控机床来填补淘汰普通金属切削机床后的机床空缺，造成停产。所以，目前数控化改造是适应我国制造业迅猛发展、资金短缺、旧有机床所占比例大的国情所需。
1.4 数控机床未来的发展方向
电子技术、信息技术、网络技术、模糊控制技术的发展使新一代数控系统技术水平大大提高，促进了数控机床产业的蓬勃发展，也促进了现代制造技术的快速发展。数控机床性能在高速度、高精度、高可靠性和复合化、网络化、智能化、柔性化、绿色化方面取得了长足的进步。现代制造业正在迎来一场新的技术革命。数控系统未来分以下几个发展方向：
1、数控系统向开放式体系结构发展
2、数控系统向软数控方向发展
3、数控系统控制性能向智能化方向发展
4、数控系统向网络化方向发展
5、数控系统向高可靠性方向发展
6、数控系统向复合化方向发展
7、数控系统向多轴联动化方向发展
第2章C616普通车床数控改造总体方案的设计
2.1 本毕业设计的选题及主要任务
本设计是将一台C616普通车床改造成经济型数控车床。
对C616普通车床进行数控化改造的车床能进行生产加工，纵向脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。其加工质量和精度达到或超过改造前车床出厂时的水平，接近同档次数控车床的水平，数控改造的车床其生产效率、安全性超过改造前普通车床出厂时的水平。
2.2 总体方案设计
由于是经济型数控改造，所以在考虑具体方案时，基本原则是在满足使用要求的前提下，对机床的改动尽可能减少，以降低成本。
C616车床主要用于对中小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工，这些零件加工工艺要求机床应完成的工作有：控制主轴正反转和实现其不同切削速度的主轴变速，刀架能实现纵向和横向的进给运动，并且具备在换刀点自动改变刀位并完成选择刀具，加工螺纹时应保证主轴转一转，刀架移动1个被加工螺纹的螺距或导程。这些工作就是数控化改造数控系统控制的对象。
根据C616车床有关资料以及数控车床的改造经验，确定总体方案为：采用单片机对数据进行计算处理，由I/O接口输出步进脉冲。经一级齿轮减速后，带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向、横向进给运动。
对现有的普通车床进行数控改造，包括以下两个方面：
①机械部分改造：主传动系统不作变动，横向进给系统和纵向进给系统采用滚珠丝杠螺母副替换进给轴原有的普通丝杆副，由电动刀架代替普通刀架。
②电气控制系统改造：伺服控制采用开环控制，在机械部分改造完成后，采用8031单片机作为数控系统，控制步进电动机驱动纵向和横向进给运动。其系统框图如图2-2。
图2-2 系统框图
数控改造主要完成以下内容：
①用数控系统控制纵横两方向的步进电机，实现X、Z两轴的进给运动；
②将手动刀架拆除换成电动刀架；
③拆除丝杠、光杠进给箱、溜板箱，换上滚珠丝杠螺母副；
④在主轴后端加一主轴编码器，以便加工螺纹。
改造过程中，只保留机床导轨、主轴、溜板、尾座等部件，其余的全部撤除。带之以滚珠丝杠和步进电机，用数控系统来驱动各轴的运动。总体改造如图2-1所示。
图2-1 C616普通车床的数控改造
1-电动刀架；2-横向步进电机；3-横向滚珠丝杠；4-溜板；5-纵向滚珠丝杠；6-纵向步进电机
第3章机械部分改造
C616车床的主要运动是：主轴的旋转运动称为主运动，刀架的左右运动称为纵向（Z向）进给运动，刀架的前后运动称为横向（X向）进给运动。C616车床机械部分主要改造部位是：纵向和横向进给用滚珠丝杠副代替原来的丝杠和光杠；将原来的手动刀架改造成电动刀架；在主轴后端加一编码器（又称脉冲发生器），以便加工螺纹。
3.1 纵向（Z向）进给系统的设计
纵向进给系统的改造：拆掉原机床的进给箱和溜板箱，利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装内有步进电机和一对齿轮的箱体，将原来的普通丝杠改换成滚珠丝杠螺母副。
1. 纵向进给系统的设计经济型数控车床的改造一般是步进电机经减速驱动丝杠，螺母固定在溜板箱上，带动刀架左右移动。步进电机的布置，可放在丝杠的任意一端。对车床改造来说，外观不必像产品设计要求的那么高，而从改造方便，实用方面来考虑。一般都把步进电机放在纵向丝杠的右端，如图3-1所示。
图3-1 数控改造的总体方案示意图
2. 纵向进给系统的设计计算
已知条件：
工作台重量： W=750N
时间常数： T=28ms
滚珠丝杠基本导程： 0L =8mm
行程： S =700mm
脉冲当量: δp=0.01mm/step
步距角： α=0.75o/step
快速进给速度： max V =2.5m/min
(1) 切削力计算 由《机床设计手册》可知，切削功率
K N N c ??=η （3-1）
式中 N ——电机功率，查机床说明书，N=4kW ；
η——主传动系统总效率，一般为0.6～0.7取65.0=η
K ——进给系统功率系数，取为K=0.96。
则： c N =4×0.65×0.96=2.496 kW
又因为 6120/v F N z c = （3-2）
所以 v N F c z /6120=
式中 v ——切削线速度，取v=100m/min 。
主切削力 z F =6120×2.496/100=152.76（kg f ）=1527.6（N ）
由《金属切削原理》可知，主切削力
Z Z F Z F Z F Y X p
F z K f C F α= （3-3）
查表得： Z F C =188kgf/㎡=1880MPa
Z F X =1 Z F Y =0.75 Z F K =1
则可计算Z F 如表3-1所示：
表3-1 Z F 计算结果
当Z F =1520N 时，切削深度p α=2mm ，走刀量f =0.3mm ，以此参数作为下面计算的依据。
从《机床设计手册》中可得知，在一般外圆车削时：
X F =（0.1～0.6）Z F Y F =（0.15～0.7）Z F （3-4）
取： X F =0.5Fz=0.5×1527.6=763.8N
Y F =0.6Fz=0.6×1527.6=916.5N
(2) 滚珠丝杠设计及计算
综合导轨车床丝杠的轴向力：
）
（W F f KF P Z X +'+= （3-5）
式中 K=1.15， f '=0.15～0.18，取为0.16。
则 P=1.15×763.8+0.16（1527.6+800）
=1250.8N
1) 强度计算：
寿命值
660/10i i i L nT = （3-6）
/1000/i o o n n f L vf DL π==主 （3-7）
取工件直径 D=80mm ，查表得
i T =15000h
则： i n =1000×100×0.3/3.14×80×6=20r/min
i L =60×20×15000/6
10=18
最大动负载 Q= H W i f Pf L 3 （3-8）
查表得： 运转系数 W f =1.2 硬度系数 H f =1
则 Q=318×1.2×1×1250.8=3933.6N
根据最大动负载Q 的值，可选择滚珠丝杠的型号。例如，滚珠丝杠参照汉江机床厂的产品样本选取F 1C B 系列，滚珠丝杠直径选为Φ32mm ，型号为F 1C B32×6-5-2E ，其额定动载荷是10689N ，所以强度足够用。
2) 效率计算： 根据《机械原理》的公式，丝杠螺母副的传动效率η为：
/tg tg ηγγ?=+（） （3-9）
式中 摩擦角α=10ˊ 螺旋升角γ=3o25ˊ
则 ）（01523/523'+''=??tg tg η=0.953
3) 刚度验算： 滚珠丝杠受工作负载P 引起的导程的变化量
EF PL L /01±=? （3-10）
式中 0L =6mm=0.6cm ；
E=20.6×6102/cm N
滚珠丝杠截面积 22/2 2.8031/2 3.14F d π=
=?（）（） 则 cm L 6261109.514.32/8031.2106.20/6.08.1250-?±=????±=?）（
滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量2L ?很小，可忽略，即：1L L ?=?。
所以，导程变形总误差Δ为：
m m L L /8.96.0/109.5100/10060μ=??=?=?-
查表知E 级精度丝杠允许的螺距误差（1m 长）为15μm/m ，故刚度足够。
4）稳定性验算： 由于机床原丝杠直径为φ32mm ，支承方式不变，所以稳定性不存在问题，不再验算。
(3) 齿轮及转矩的有关计算
1) 有关齿轮计算
传动比
/3600.756/3600.01 1.25
o p i L ?δ==??=
故取 1Z =32 2Z =40
m=2mm b=20mm α=20o mm mZ d 6432211=?==
mm mZ d 8040222=?==
mm h d d a a 682*
11=+=
mm h d d a a 842*22===
2) 转动惯量计算
工作台质量折算到电机轴上的转动惯量：
cm N cm kg W J p .67.4.467.08075.014.3/01.0180/1802221==???==）（）（παδ丝杠的转动惯量：
224444.789.81.1789.81002.3108.7108.7cm N cm kg L D J s ==????=?=--
齿轮的转动惯量：
442217.810 6.42 2.617.26.17.Z J kg cm N cm -=???==
442227.81082 6.39.63.9.Z J kg cm N cm -=???==
电机转动惯量很小可忽略。
因此，总的转动惯量：
467.0617.239.61789.825.1/1/121122+++=+++=）（）（J J J J i J Z Z S
=22.08.124.408.12cm N cm kg =
3) 所需转动力矩计算：
快速空载启动时所需力矩
max a M M =+f M +o M
最大切削负载时所需力矩
at M M =+f M +o M +t M
快速进给时所需力矩
f M M =+o M
式中 m a x a M ——空载启动时折算到电机轴上的加速力矩；
f M ——折算到电机轴上的摩擦力矩；
o M ——由于丝杠预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩；
at M ——切削时折算到电机轴上的加速度力矩；
t M ——折算到电机轴上的切削负载力矩。
T Jn M a 6.9/104-?= （3-11）
当max n n =时 a a M M =max
min /7.4166/25.12000/0max max r L i v n =?==
cm kgf m N M a .5.21.15.2025.06.9/107.416408.124max ==???=-
当t n n =时 at a M M =
68014.3/25.13.01001000/100/00?????===DL vfi L fi n n t π主
24.88/min r =
at M =12.408×24.88×410-/9.6×0.025=0.1286 N.m=1.286kgf.cm
i W L f i L F M f πηπη2/2/000'==
当η=0.8 f ' =0.16时
0.16800.6/2 3.140.8 1.25f M =?????
=1.223cm kgf .=12.23cm N .
当0η=0.9时预加载荷Po=1/3X
F 则： 25.18.014.36/9.016.038.766/1220
00???-?=-=）（）（i L F M X πηη =m N cm kgf .62.4.462.0=
/2t x o M F L i πη==76.3×0.6/2×3.14×0.8×1.25=7.297kgf.cm=72.97N.cm
所以，快速空载启动所需力矩
max a f O M M M M =++
=21.5+1.223+0.462=23.185kgf.cm=231.85N.cm
切削时所需力矩：
at f o t M M M M M =+++
=1.286+1.223+0.462+7.297
=10.268kgf.cm=102.68N.cm
快速进给时所需力矩
f o M M M =+
=1.223+0.462=1.685kgf.cm=16.85N.cm
由以上分析计算可知：
所需最大力矩M max 发生在快速启动时，
cm N cm kgf M .85.231.185.23max ==
3.2 横向（X ）向进给系统的计算与设计
横向进给机构改造：保留原手动机构，用于调整操作，原有的支撑结构也保留，步进电机、齿轮箱体安装在中拖板的后侧。
1. 横向进给系统的设计 经济型数控改造的横向进给系统的设计比较简单，一
般是步进电机经减速后驱动滚珠丝杠，使刀架横向运动。步进电机安装在大拖板上，用法兰盘将步进电机和机床大拖板连接起来，以保证其同轴度，提高转动精度。
2. 横向进给系统的设计计算 由于横向进给系统的设计计算与纵向类似，所用到的公式不在详细说明，只计算结果。
已知条件：
工作台重量： W=30kgf=300N
时间常数： T=25ms
滚珠丝杠基本导程： 0L =4mm 左旋
行程： S =190mm
脉冲当量: δp=0.005mm/step
步距角： α=0.75o/step
快速进给速度： max V =1m/min
(1) 切削力计算 横向进给量为纵向的1/2～1/3，取1/2，则切削力约为纵向的1/2。
Z F =1/2×152.76=76.38kgf=763.8N
在切断工件时：
N cm kgf F F Z y 9.381.19.3838.765.05.0==?==
（2）滚珠丝杠设计计算
1)强度计算： 对于燕尾型导轨：
）
（W F f KF P Z Y +'+= （3-12）
取K=1.4 f '=0.2
则 P=1.4×38.19+0.2（76.38+30）
=74.74kgf=747.4N
寿命值
5.1310/150********/6066=??==i i i T n L
最大动负载 Q=N kgf P f f L H W i 5.213555.21374.7412.15.1333==???=
根据最大动负荷Q 的值，可选择滚珠丝杠的型号。例如，滚珠丝杠参照汉江机床厂的产品样本选取B FC 1系列，滚珠丝杠公称直径为φ20mm ，型号为B FC 120×4-5-E2左，其额定动负荷为5393N ，所以强度足够用。
2) 效率计算： 螺旋升角γ=3o38ˊ，摩擦角?=10ˊ
则传动效率由公式（2-9）得
956.0)01833(/833='+'?'?=tg tg η
3) 刚度验算：由公式（2-10）得滚珠丝杠受工作负载P 引起的导程的变化量 1L ?=±74.74×10×0.4×4/3.14×20.6×610×21.7619=±5.96×6
10-cm
滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量2L ?很小，可忽略，即：1L L ?=?所以，导程变形总误差为
Δ=100ΔL/Lo=100×5.96×610-/0.4=14.9μm/m
查表知E 级精度丝杠允许的螺距误差（1m 长）为15μm/m ，故刚度足够。
4) 稳定性验算： 由于选用滚珠丝杠的直径与原丝杠直径相同，而支承方式由原来的一端固定、一端悬空，变为一端固定，一端径向支承，所以稳定性增强，故不再验算。
(3) 齿轮及转矩有关计算
1)有关齿轮计算
传动比 67.13/5005.0360/475.0360/0==??==P L i δ?
故取
118Z = 230Z =
2m mm = 20b mm = α=20o
136d mm = 260d mm =
140a d mm = 264a d mm =
48mm α=
2)转动惯量计算
工作台质量折算到电机轴上的转动惯量
222
(180/)(1800.005/3.140.75)301/1000.0439.t p J W kg cm δπ?==????=
丝杠的转动惯量 4427.8102500.624.s J kg cm -=???=
齿轮的转动惯量
442
144227.810 3.620.262.7.81062 2.022.Z Z J kg cm J kg cm --=???==???=
电机转动惯量很小可忽略，因此，总的惯量
222
211/()(3/5)(0.624 2.022)0.2620.0439 1.258.S Z Z t J i J J J J kg cm =+++=+++= 3) 所需转动力矩计算
max max /10005/3/4416.7/min o n v i L r ==?=
44max max 10/9.6 1.258416.710/9.60.0250.2184. 2.23.a M Jn T N m kgf cm --=?=???==/1000/10001000.155/3.14604333.17/min
t i o o n n f L vfi DL r π===??????=主41.25833.1710/9.60.0250.0174.0.1775.at M N m kgf cm -=???==
m N cm kgf i WL f i L F M f .028.0.287.05
8.014.32/34.0302.02/2/000==??????='==πηπη
22(1)/638.190.43(10.9)/6 3.140.850.116.0.011.o v o o M F L i kgf cm N m
ηπη=-=??-???== /238.190.43/2 3.140.85 1.824.0.179.t y o M F L i kgf cm N m πη==?????==
所以，快速空载启动所需转矩
max a f M M M M =++
=2.23+0.287+0.116=2.633kgf.cm=26.33N.cm
切削时所需力矩：
at f o t M M M M M =+++
=0.1774+0.287+0.116+1.824
=2.40kgf.cm=24.04N.cm
快速进给时所需转矩：
f o M M M =+
=0.287+0.116=0.403kgf.cm=4.03N.cm
以上计算可知：最大转矩发生在快速启动时
max 2.633.26.33.a M kgf cm N m ==
3.3 机床导轨改造
卧式车床上的运动部件，如刀架、工作台都是沿着机床导轨面运动的。导轨就是支承和导向，即支承运动部件并保证运动部件在外力作用下，能准确的沿着一定的方向运动。导轨的导向精度、精度保持性和低速运动平稳性，直接影响机床的加工精度、承载能力和使用性能。
数控机床上，常使用滑动导轨和滚动导轨。滚动导轨摩擦系数小，动静摩擦系数接近，因而运动灵活轻便，低速运行时不易产生爬行现象。精度高，但价格贵。经济型数控一般不使用滚动导轨，尤其是数控改造，若使用滚动导轨，将太大增加机床床身的改造工作量和改造成本。因此，数控改造一般仍使用滑动导轨。
滑动导轨具有结构简单，刚性好，抗振性强等优点。普通机床的导轨一般是铸铁—铸铁或铸铁—淬火钢导轨。这种导轨的缺点是静摩擦系数大，且动摩擦系数随速度的变化而变化，低速时易产生爬行现象，影响行动平稳性和定位精度，为克服滑动导轨的上述缺点，数控改造一般是将原机床导轨进行修整后贴塑，使其成为贴塑导轨。
贴塑导轨摩擦系数小，且动静摩擦系数差很小，能防止低速爬行现象；耐磨性、抗咬伤能力强、加工性和化学性能稳定；且有良好的自润滑性和抗振性，加工简单，成本低。
目前应用较多的聚四氟乙稀（PTEE ）贴塑软带，如美国生产的Twrcite —B 和我国生产的TSF 软带材料，此种软带厚度为0.8㎜、1.6㎜、3.2㎜等几种规格。考虑到承载变形，宜选用厚度小的规格；如果考虑到加工余量，选用厚度为1.6㎜为宜。
摘要 普通机床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下，然后再对普通车床进行适当的机械改造，改造的内容主要包括： (1) 床身的改造，为使改造后的机床有较好的精度保持性，除尽可能地减少电器和机械故障的同时，应充分考虑机床零部件的耐磨性，尤其是机床导轨。 (2) 拖板的改造，拖板是数控系统直接控制的对象，所以对其改造尤显重要。这中间最突出一点就是选用滚珠丝杠代替滚动丝杠，提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。 (3) 变速箱体的改造，由于采用数控系统控制，所以要对输入和输出轴以及减速齿轮进行设计，从而再对箱体进行改造。 (4) 刀架的改造，采用数控刀架，这样可以用数控系统直接控制，而且刀架体积小，重复定位精度高，安全可靠。 通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件，这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。 关键字：普通车床数控改造步进电机经济型数控系统数控刀架
一绪论 我国数控机床的研制是从1958年开始的，经历了几十年的发展，直至80年代后引进了日本、美国、西班牙等国数控伺服及伺服系统技术后，我国的数控技术才有质的飞跃，应用面逐渐铺开，数控技术产业才逐步形成规模。 由于现代工业的飞速发展，市场需求变的越来越多样化，多品种、中小批量甚至单件生产占有相当大的比重，普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。如果设备全部更新替换，不仅资金投入太大，成本太高，而且原有设备的闲置又将造成极大的浪费。如今科学技术发展很快，特别是微电子技术和计算机技术的发展更快，应用到数控系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工精度，所以最经济的办法就是进行普通机床的数控改造。 机床数控化改造的优点：（1）改造闲置设备，能发挥机床原有的功能和改造后的新增功能，提高了机床的使用价值，可以提高固定资产的使用效率；（2）适应多品种、小批量零件生产；（3）自动化程度提高、专业性强、加工精度高、生产效率高；（4）降低对工人的操作水平的要求；（5）数控改造费用低、经济性好；（6）数控改造的周期短，可满足生产急需。因此，我们必须走数控改造之路。 普通车床（如C616，C618，CA6140）等是金属切削加工最常用的一类机床。普通机床刀架的纵向和横向进给运动是由主轴回转运动经挂轮传递而来，通过进给箱变速后，由光杠或丝杠带动溜板箱、纵溜箱、横溜板移动。进给参数要靠手工预先调整好，改变参数时要停车进行操作。刀架的纵向进给运动和横向进给运动不能联动，切削次序也由人工控制。 对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改为用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统；刀架改造成为能自动换刀的回转刀架。这样，利用数控装置，车床就可以按预先输入的加工指令进行切削加工。由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具都会按程序自动调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的车床就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，
数控车床应用与发展前景 摘要 随着计算机技术的高速发展,现代制造技术不断推陈出新。在现代制造系统中,数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现自动化、集成化、智能化、起着举足轻重的作用。 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式,尤其就是形状复杂精度要求很高的模具制造行业,以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其她各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程,必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来。
目录 摘要 前言 第一章数控车床的基本组成与工作原理1、1 任务准备 1、1、1 机床结构 1、2 工作原理 1、3 数控车床的分类 1、4 数控车床的性能指标 1、5 数控车床的特点 第二章数控车床编程与操作 2、1 数控车床概述 2、1、1数控车床的组成 2、1、2数控车床的机械构成 2、1、3数控系统 2、1、4数控车床的特点 2、1、5数控车床的分类 2、1、6数控车床(CJK6153)的主要技术 2、1、7数控车床(CJK6153)的润滑 2、2 数控车床的编程方法 2、2、1设定数控车床的机床坐标系
2、2、2设定数控车床的工件坐标系 第三章数控车床加工工艺分析 3、1 零件图样分析 3、2 工艺分析 3、3 车孔的关键技术 3、4 解决排屑问题 3、5 加工方法 第四章当前数控机床技术发展趋势 4、1 就是精密加工技术有所突破 4、2 就是技术集成与技术复合趋势明显 结束语语 参考文献 致谢 前言 高速加工技术发展迅速,在高档数控机床中得到广泛应用。应用新的机床运动学理论与先进的驱动技术,优化机床结构,采用高性能功能部件,移动部件轻量化,减少运动惯性。在刀具材料与结构的支持下,从单一的刀具切削高速加工,发展到机床加工全面高速化,如数控机床主轴的转速从每分钟几千转发展到几万转、几十万转;快速移动速度从每分钟十几米发展到几十米与超过百米;换刀时间从十几秒下降到10秒、3秒、1秒以下,换刀速
毕业设计任务书 毕业设计题目：经济型C6140车床数控改造
内容和要求：内容：司服进给系统的校核计算和微机数控系统硬件电路设计，完成普通C6140车床的数控化改造及相关图纸。 技术要求：利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向（Z向）脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向（X向）脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠，刀架采用自动转位刀架。 工作质量要求：方案设计合理，理论计算准确，结构设计合理，图纸图面清楚，投影正确，标注完整，设计及绘图过程符合国家要求等。 软硬件条件：个人计算机；参考书；AutoCAD（或其他绘图条件） 指导教师（签字）：年月日
机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生 和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。 关键词：机床, 数控机床, 伺服进给系统, 单片机
1．前言 (1) 1.1 概述 (1) 1.2 数控机床和数控技术 (1) 1.3 数控机床的特点 (2) 1.4 数控机床的发展 (3) 2．总体方案的设计 (4) 2.1 设计任务与要求 (4) 2.1.1 课程设计的目的 (4) 2.1.2 课程设计的主要技术参数 (4) 2.2.3 课程设计的内容 (5) 2.2.4 课程设计的要求 (5) 2.2.5 课程设计的图纸 (5) 2.2 总体方案的设计 (5) 2.2.1 数控系统运动方式的确定 (5) 2.2.2 伺服进给系统的改造设计 (6) 2.2.3 数控系统的硬件电路设计 (6) 3．伺服进给系统的计算 (8) 3.1 确定系统脉冲当量 (8) 3.2 切削力的计算 (8) 3.2.1 纵车外圆 (8) 3.2.2 横切端面 (8) 3.3 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9) 3.3.1 纵向进给丝杠 (9) 3.3.2 横向进给丝杠......................................... .11 3.3.3 纵向和横向滚珠丝杠螺母副几何参数..................... .14
数控车床毕业设计
南京工程学院继续教育学院毕业论文典型轴类零件数控车削加工设计姓名：钱春花 学号：07323 专业：机电一体化 学历：大专 指导教师: 姜爱国
函授站：无锡交通高等职业技术学校 中国·南京 2012年5月 目录 前言（引言） 1．课题选择及说明 1．1 选题目标 1．2 课题说明 1．3图纸
2．加工内容和加工要求分析 2．1 加工结构及分布 2．2 加工要求分析 2．3 加工重点和难点分析 2．4加工内容和要求分析表 3．1加工方案设计初步考虑 3．1 加工过程设计 3．2 加工设计其它方案及优化4．加工设备选用 4．1机床选用： 4．2刀具选择 4．3夹具选用： 4．4量具 4．4工具清单 5．加工程序 6．操作加工要点 6．1加工准备 6．2工件加工 6．3对工件加工操作的改进 7．课题设计小结 7．1设计内容总结 7．2设计效果论证 7．4设计不足分析和可能的优化展望 7．3设计体会 参考文献资料
1．课题选择及说明 1．1 选题目标 通过典型轴零件数控车床加工设计，进一步提高工艺分析、工艺设计及工艺技术文件的编写、程序编写，提高综合数控加工技能。 是专业各门课程综合应用，提高专业能力。 设计与工作实际相结合，提高工作适应能力。 目的： 1、通过零件加工工艺设计进一步掌握零件加工的过程和每一步的加工要求，在设计过程中，充分利用在校所学内容，使之融会贯通，加深对所学内容的理解和掌握。 2、设计过程中必须认真考虑加工三要素的设定，它们是加工中最重要的三个参数。合理设置可以提高加工精度，缩短加工时间，节约生产成本。通过设计可以更深一点地理解并掌握三要素的设定方法。 3、设计中涉及了车断面、车外圆、车椭圆、镗孔、车内外螺纹等加工方式。通过对如上常用加工方式的工艺设计，熟悉了这些加工方式的加工特点，工艺设计的方法。 4、在此次设计过程中，肯定会遇到各种各样的困难，这也能提高我遇到问题解决问题的能力。对今后的工作以及生活都大有益处。 意义： 1、随着全国产业机械化的提高，相应的机械零件的加工精度要求也随之愈加严格，对零件加工工艺进行合理设计能更好的在现有的加工条件下使加工精度得以最大化。 2、在制造业要求“成本最低化，利益最大化”的大前提下，零件加工工艺也有充分的必要性。它可以缩短加工时间，提高生产效率，降低原材料的报废率，从另一方面讲，也有效的降低了工人们的劳动强度。
数控机床毕业论文
数控车床应用与发展前景 摘要 随着计算机技术的高速发展，现代制造技术不断推陈出新。在现代制造系统中，数控技术集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现自动化、集成化、智能化、起着举足轻重的作用。 数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来。
目录 摘要 前言 第一章数控车床的基本组成和工作原理1.1 任务准备 1.1.1 机床结构 1.2 工作原理 1.3 数控车床的分类 1.4 数控车床的性能指标 1.5 数控车床的特点 第二章数控车床编程与操作 2.1 数控车床概述 2.1.1数控车床的组成 2.1.2数控车床的机械构成 2.1.3数控系统 2.1.4数控车床的特点 2.1.5数控车床的分类 2.1.6数控车床（CJK6153）的主要技术 2.1.7数控车床（CJK6153）的润滑 2.2 数控车床的编程方法 2.2.1设定数控车床的机床坐标系
2.2.2设定数控车床的工件坐标系第三章数控车床加工工艺分析 3.1 零件图样分析 3.2 工艺分析 3.3 车孔的关键技术 3.4 解决排屑问题 3.5 加工方法 第四章当前数控机床技术发展趋势4.1 是精密加工技术有所突破 4.2 是技术集成和技术复合趋势明显结束语语 参考文献 致谢
毕业论文（设计）题目华中数控车床常见故障诊断与维修 班级 110217 专业数控设备应用与维护 分院工程技术分院 指导教师王锐
2013年 11 月 30 日 目录 摘要 (1) 第1章数控车床维修基础 (2) 1.1 数控车床维修的基本要求 (2) 1.2 故障的分析方法 (4) 1.3 维修的基本步骤 (5) 第2章华中系统的诊断与维修 (8) 2.1 CNC系统的主要故障 (8) https://www.doczj.com/doc/a310665519.html,C系统软件故障纤细及其成因 (9) https://www.doczj.com/doc/a310665519.html,C硬件故障现象及其成因 (9) 2.4 CNC系统的自诊断 (10) 第3章华中数控机床常见故障诊断及维修实例 (11) 3.1 数控机床出现急停故障 (11) 3.1.1机床一直处于急停状态，不能复位 (12) 3.1.2在自动运行的过程中，报跟踪误差过大引起的急停故障 (12) 3.1.3伺服单元报警引起的急停 (12) 3.1.4主轴单元报警引起的急停 (13) 3.2 机床回参考点（回零）故障 (13) 3.2.1参考点编码器类故障分析与维修 (13) 3.2.2回零重复性差或参考位置偏差 (14) 3.2.3参考点位置偏差一个栅格（参考点发生整螺距偏移） (15)
3.2.4回参考点时，出现超程报警 (15) 3.2.5回参考点过程中出现“软超程”报警 (16) 3.3 刀架故障 (16) 3.3.1刀架抬起不转动故障 (17) 3.3.2刀架旋转不止故障 (18) 3.3.3刀架定位不准故障 (18) 3.3.4刀架转动不到位故障 (19) 3.4 数控机床PLC故障诊断的方法 (19) 第4章设计小结 (21) 参考文献 (22) 致谢 (23) 摘要 系统可靠性是指数控系统在规定的条件和规定的时间内完成规定功 能的能力，故障是指系统在规定的条件和规定的时间内失去了规定的功能。 数控机床是复杂的大系统，它涉及光、机、电、液等很多技术，发生故障 是难免的。机械锈蚀、机械磨损、机械失效，电子元器件老化、插件接触 不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声，软件丢失或本身有隐患、 灰尘，操作失误等都可导致数控机床出故障。为了便于维修，现将各系统 的结构简介和维修如下。 关键词: 数控机床故障诊断，影响，分析故障，排除故障 第1章数控车床维修基础 1.1 数控车床维修的基本要求
基于PLC的数控车床电气控制系统设计毕业论文_(2)[1]
摘要 数控机床是一种机电一体化的数字控制自动化机床。早期的数控机床是依靠继电器逻辑来实现相应的功能。由于继电器逻辑是一种硬接线系统，布线复杂，体积庞大，更改困难，一旦出现问题，很难维修。这样的系统，其可靠性往往也不高，影响正常的生产。 本文正是针对这一问题展开工作的。本文介绍了用三菱FX2N微型可编程控制器对CK9930机床的电气控制部分的改造设计，重点阐述了数控机床PLC的功能、机床的电气控制原理及相应的PLC程序编制与调试三方面的问题。并且详尽地展示了PLC控制程序的开发过程。 根据数控车床所承担加工任务的特点，可知其操作过程比较复杂。要用PLC 控制车床动作，必须将PLC及其控制模块和相应的执行元件加以组合。所以在该控制程序的开发过程中，采用了模块化的结构设计方法。 本文主要完成了主轴控制、坐标轴控制、自动换刀控制、定时润滑控制以及报警处理等功能的PLC控制程序的开发。并且利用FXGP_WIN-C软件编写了该机床的PLC控制程序，并借助其运行、监控功能，通过相关设备，观察了程序的运行情况。 关键词：PLC控制，数控车床，梯形图
目录 第一章概述 (1) 1.1 数控系统的工作原理 (1) 1.1.1 数控系统的组成 (1) 1.1.2 数控系统的工作原理 (2) 1.2 PLC的硬件与工作原理 (3) 1.2.1 PLC的简介 (3) 1.2.2 PLC的基本结构 (3) 1.2.3 PLC的工作原理 (4) 第二章数控车床的PLC (5) 2.1 数控车床PLC的信息传递 (5) 2.2 数控车床中PLC的功能 (6) 2.2.1 PLC对辅助功能的处理 (6) 2.2.2 PLC的控制对象 (6) 2.3 用PLC实现车床电气控制系统的功能 (7) 2.4 利用PLC代替继电器—接触器控制方式的优越性 (8) 第三章 CK9930数控车床电气控制分析 (9) 3.1 车床主要结构和运动方式 (9) 3.2 车床对电气控制的要求 (9) 3.3 车床的电气控制电路分析 (10) 3.3.1 主电路分析 (11) 3.3.2 控制电路分析 (11)
西安铁路职业技术学院毕业设计 数控机床加工与操作方法 学生姓名： 学号： 专业班级： 指导教师：
数控机床加工与操作方法 摘要 数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。数控技术广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。 本论文主要介绍数控机定义，数控机床初学者要求，机床加工前准备工作， 数控机床程序指令，数控机床对刀操作方法，数控机床的工作原理和结构，加工特点，机床加工几何精度要求， 数控机床的优点和缺点，数控机床与计算机实现自动技术，机床维修和生产安全要求。关键词：数控技术概念；加工方法；分类；刀具补偿；
西安铁路职业技术学院毕业设计 目录 摘要.................................................................. I 目录................................................................. II 一、数控技术的概念与特点 (1) 二、数控机床加工前的准备要求 (3) 2.1数控机床的初学者要求 (5) 2.2数控技术常用术语大全 (6) 2.3数控机床工作原理和结构简介 (9) 2.4 数控机床加工特点 (10) 2.5 数控机床的操作方法 (13) 2.6 数控车床是怎样操作的 (18) 三、数控机床产生几何误差的因素 (22) 3.1 普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起 (22) 3.2几何误差补偿技术 (23) 四、计算机数控系统 (24) 五、数控机床的分类与发展 (26) 5.1数控机床分类 (26) 5.2数控机床发展 (27) 六、数控机床维修中应注意的事项 (28) 七、数控加工安全规则 (29) 结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32)
日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页
摘要 毕业设计(论文)作为大学所学知识得最后一次总结,其作用就是很重要得。它不但对我们所学得知识做了一次全面得检查与巩固,而且就是我们综合利用所学得全部理论与实践相结合得重要环节。 本次设计(论文)得内容为数控车床维修得条件、机床故障检查与排除分析得方法以及车床得保养与典型车床得诊断与维修等。在闫老师得耐心指导下。为我们介绍了数控车床得原理与应用,并且讲解了数控车床得维修方法与注意得事项,以及实践工作得方法与理论及解决实际问题得方法。为我们整个毕业设计(论文)取得了第一手资料。在毕业设计过程中闫老师提出了宝贵得意见与纠正我们得错误,从而使我们得毕业设计(论文)得以圆满成功。这次毕业设计(论文)使我受益匪浅。 首先,培养我们分析实际问题得能力与运用所学知识动手解决问题得能力,从而达到巩固,扩大与深化所学得理论知识,为即将走向得工作岗位打下坚实得基础。 其次,培养了我们深入实际,调整研究得工作方法。再次,培养我们熟悉有关技术政策,运用国家标准规范规定得能力,独立进行查找资料得能力。 数控车床自身所具有得明显优势使得它在工业中得应用前景极为乐观,随着数控技术进一步得开发与利用,我们深信,它必将在机械工程领域发挥巨大得作用、关键词:数控车床得保养硬件故障软件故障 目录 摘要..........................................................１前言.. (3) 第一章数控车床 (4) 一、数控车床?４ 二、数控车床?6 第二章数控车床 (15) 一、车床故障? 15 二、车床故障?1８
20 三、数控车床? 23 第三章车床得? 一、数控车床?2３ 二。数控车床 (24) 结论 (26) 感想 (27) 致谢? 28 参考文献·····················································２9 前言 数控机(车)床就是机电一体化得高技术产品,它得产生就是20世纪中期计算机技术,微电子技术与自动化技术高速发展得结果,就是在机械制造业要求产品高精度、高质量、高生产率、低消耗与中、小批量、多品种产品生产实现自动化生产得结果,机械制造业就是国民经济得支柱产业之一,但在实现多品种、小批量产品自动化生产方面曾遇到困难,对于大批大量生产,实现自动流水作业比较容易,但对于多品种小批量生产得自动化经历了漫长得道路,因为机械制造业属于离散型生产,它与化工生产、电力生产等连续型生产类型截然不同,在机械加工中,产品就是经过一道道工序、多次换刀与一系列动作逐步累加而成型得,通过成组技术将产品分类,力求把中、小批量产品转换成大批大量生产得形式,组成流水生产作业,在一定程度上可以使机械加工生产类型由离散型转化为连续型。但要把这种连续型生产实现柔性自动化,只有在数控车床诞生以后,把计算机技术引入金属切削车床之中,才从根本上解决了“柔性制造”(Ｆleｘible Ｍanufacturing)、自动化生产得实际问题,因此,毫不夸张地说:数控车床得产生就是机械制造业领域中得一场重大得技术革新, 经过半个世纪得不断改进、开拓与发展,数控车床已形成品种齐全,种类繁多、性能完善与外观造型完美得自动化生产装备,而且正在迈向更高得层次--实现无人化工厂.。 目前,数控车床得应用越来越广泛,其加工柔性好,精度高,生产效率高,具有很多得优点,但数控车床就是复杂得大系统,它涉及光、机、电、液等很多技术,发生故障就是难免得,机械锈蚀、机械磨损、机机械失效,电子元器件老化、插件接触不良、电流电压波动、温度变化、干扰、噪声,软件丢失或本身有隐患、灰尘等,
辽宁建筑职业学院机械工程系 毕业论文 题目： 班级： 姓名： 学号：
目录 目录 (1) 摘要 (2) 一、绪论 (4) 二、数控机床概述 (4) （一）数控机的简介 (4) （二）数控机床的组成 (5) （三）数控技术的特点 (5) （四）数控机床的主要技术指标 (6) （五）数控机床使用中应注意的事项 (7) 三、数控机床各部故障分析及维修 (8) （一）数控机床主轴伺服系统故障检查及维修 (8) （二）机床PLC初始故障的诊断 (8) （三）数控设备检测元件故障及维修 (9) （四）数控机床加工精度异常故障及维修 (9) 四、数控机床的保养及维护 (9) （一）数控机床的保养知识 (10) （二）数控机床系统的维护 (11) （三）机械部件的维护 (12) 五、结论 (12) 参考文献 (14)
论文题目：附图：
摘要 机械制造业是国民经济的支柱产业，可以说，没有发达的制造业，就不可能有国家的真正繁荣和富强。而机械制造业的发展规模和水平，则是反映国民经济实力和科学技术水平的重要指标之一。制造自动化技术是先进制造技术的重要组成部分，其核心是数控技术。数控技术是综合应用计算机、自动化控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。它的出现及所带来得巨大效益，已引起了世界各国科技与工业界的普遍重视。数控维修技术不仅是保障数控机床正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起到了巨大的推动作用，因此，它已经成为一门专门的学科。同时也表明，数控维修技术是制造业竞争和发展的基础，也是机械制造业技术水平的标志。论文主要研究了根据数控机床的特点，数控机床常见的故障及诊断方法，数控机床的保养知识和讲解了数控车床的维修方法与注意的事项。研究结果表明：数控加工在当前制造行业中占据着主导地位，在各行各业中都有他的出现，它的发展将带动制造业的飞速发展，同时也将影响社会的发展进程。 因此，做好数控设备的维护工作，提高数控设备的维修效率，是现代制造业的—项重要工作本文的特色在于：通过分析数控机床的维修维护，提高了加工效率，最终为企业带来了效益。 关键词：数控技术；数控机床；常见故障；诊断方法；维修方法
一、前言 制造业是我国国民经济的支柱产业，其增加值约占我国国内生产总值的40%以上，而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。21世纪是科学技术突飞猛进、不断取得新突破的世纪，它是数控技术全面发展的时代。数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。 数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。 本文主要讨论的就是作为制造业的组成部分数控车床。主要内容有关于数控车床的编程方法、编程的注意事项、加工工艺分析、刀具的选用、刀位轨迹计算。 下面就是本文的主题，关于数控车床的编程与实例。
二、数控机床（主要介绍数控车床） 2.1数控车床简介 数控车床即装备了数控系统的车床。由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。 数控车床按车削中心是在普通数控车床基础上发展起来的一种复合加工机床。除具有一般二轴联动数控车床的各种车削功能外，车削中心的转塔刀架上有能使刀具旋转的动力刀座，主轴具有按轮廓成形要求连续（不等速回转）运动和进行连续精确分度的C轴功能，并能与X轴或Z轴联动，控制轴除X、Z、C轴之外，还可具有Y轴。可进行端面和圆周上任意部位的钻削、铣削和攻螺纹等加工，在具有插补功能的条件下，还可以实现各种曲面铣削加工。数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。 2.2数控技术的发展趋势
毕业设计说明书 （格式） 课题名称 系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸
第1章前言 第2章工艺方案的分析 2.1 零件图 2.2 零件图分析 2.3 零件技术要求分析 2.4 确定加工方法 2.5 确定加工方案 第3章工件的装夹 3.1 定位基准的选择 3.2 定位基准选择的原则 3.3 确定零件的定位基准 3.4 装夹方式的选择 3.5 数控车床常用的装夹方式 3.6 确定合理装夹方式 第4章刀具及切削用量 4.1 选择数控刀具的原则 4.2 选择数控车削刀具 4.3 设置刀点和换刀点 4.4 确定切削用量 第5章轴类零件的加工
5.1 轴类零件加工工艺分析 5.2 轴类零件加工工艺 5.3 加工坐标系设置 5.4 保证加工精度方法 第6章数控加工程序 第6章结束语 第7章致谢词 参考文献
经济型数控车床的改造设 计毕业论文 目录 摘要 (1) Abstract (1) 1.前言 (4) 2.数控车床设计概述 (6) 3.进给伺服系统概述 (9) 4.横向进给系统的设计计算 (11) 4.1主切削力及其切削分力计算 (11) 4.2导轨摩擦力的计算 (11) 4.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (12) 4.4确定进给传动链的传动比i和传动级数 (12) 4.5滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (13) 4.6滚珠丝杠螺母副承载能力校核 (15) 4.7计算机械传动的刚度 (16) 4.8驱动电机的选型与计算 (18) 4.9机械传动系统的动态分析 (23)
4.10机械传动系统的误差计算与分析 (23) 4.11确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (25) 5.进给系统的结构设计 (25) 5.1滚珠丝杠螺母副的设计 (25) 5.2齿轮传动副的设计 (27) 5.3齿轮箱的设计 (29) 5.4床身及导轨 (31) 5.5中间轴的设计 (34) 5.6轴承端盖的设计 (36) 总结与体会 (39) 致谢词 (40) 参考文献 (41) 1.前言
我国目前机床总量580余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。机床的数控化率仅为6％。这些机床中,役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品国、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。 而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性： （1）可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。 （2）可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高3～7倍。 （3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。 （4）可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。
数控机床维修及维护毕业论文 第一章数控车床的维修 一、数控车床维修工作的基本条件 数控车床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一旦故障停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而不仅对合理地使用不够重视，更对其保养及维修工作关注太少，日常不注意对保养与维修工作条件的创造和投入，故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此，为了充分发挥数控车床的效益，我们一定要重视维修工作，创造出良好的维修条件。 1．人员条件 数控车床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修人员的素质条件。 1）首先是有高度的责任心和良好的职业道德。 2）知识面要广，要学习并基本掌握有关数控车床电气控制的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，当然还包括基本数控知识。 3）应经过良好的技术培训，数控技术基础理论的学习，尤其是针对具体数控车床的技术培训，首先是参加相关的培训班和车床安装现场的实际培训，然后向有经验的维修人员学习，而更重要且更长时间的是自学。 4）勇于实践，要积极投入数控车床的维修与操作的工作中去，在不断的实践中提高分析能力和动手能力。
5）掌握科学的方法，要做好维修工作光有热情是不够的，还必须在长期的学习和实践中总结提高，从中提炼出分析问题、解决问题的科学的方法。 6）学习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。 7）掌握一门外语，特别是英语，起码应做到能看懂技术资料。 2．物质条件 1）准备好通用的和某台数控车床专用的电气备件。 2）非必要的常备电器元件应做到采购渠道快速畅通。 3）必要的维修工具、仪器仪表等，最好配有笔记本电脑并装有必要的维修软件。 4）每台数控车床所配有的完整的技术图样和资料。 5）数控车床使用、维修技术资料档案。 3．关于预防性维护 预防性维护的目的是为了降低故障率，其工作容主要包括下列几方面的工作：1）人员安排为每台数控车床分配专门的操作人员、工艺人员和维修人员，所有人员都要不断地努力提高自己的业务技术水平。 2）建档针对每台车床的具体性能和加工对象制定操作规章，建立工作与维修档案，管理者要经常检查、总结、改进。 3）日常保养对每台数控车床都应建立日常维护保养计划，包括保养容(如坐标轴传动系统的润滑、磨损情况，主轴润滑等，油、水气路，各项温度控制，平衡系统，冷却系统，传动带的松紧,继电器、接触器触头清洁，各插头、接线端是否松动，电气柜通风状况等等)及各功能部件和元气件的保养周期(每日、每月、半年或不定期)。
XXXXXXX大学 2011 届本科毕业论文（设计） 论文题目：数控机床的发展与趋势 学生姓名： XXXX 所在院系：XXXXXX 所学专业：XXXXXX 导师姓名： XXXXX 完成时间： 2010 年 X 月 XX 日 摘要 数控机床集计算机技术，电子技术，自动控制技术，传感测量，机械制造，是典型的机电 一体化产品。它的发展和应用开创了制造业的新时代，改变了制造业的生产方式，产业结构，管理方式，使世界制造业的格局发生了巨大的变化。 本文主要讲述了数控机床国内外的发展概况，现代数控技术的发展趋势。介绍了数控机床的特点，组成与分类，并介绍了可编程控制器（PLC）在数控机床中的应用。重点介绍了磨 床的概况，以及现代数控磨床的特点，并用PLC进行了对自动磨床电气系统的改造。 本文在编写过程中，参阅了同行的教材，资料和文献，得到了许多帮助，在此谨致谢意。 关键词：发展趋势组成分类概述结构功能PLC改造 Abstract The numerical control engine bed collection computer technology, the electronic technology, the automatic control technology, the sensing survey, the machine manufacture, is the typical integration of machinery product.It ’s development and the application founded the manufacturing industry new times,changed the manufacturing industry production method, the industrial structure,manages the way, caused the world manufacturing industry the pattern to have changed. This article mainly narrated the numerical control engine bed domestic and foreign
装配体零件铣加工工艺及程序编制
系部：机械工程系 班级：XXX 姓名：XXX 指导老师：XXX 时间：XXXX年XX月XX日 毕业设计（论文）任务书 题目装配体零件铣加工工艺及程序编制 专业数控技术学号姓名 主要内容 根据零件图样要求，完成零件数控铣加工。零件图样详见附录一。 装配体中需要加工的零件共有三件：基座、滑块、转盘。每个零件都有多个工位需要加工，要求完成这三个零件加工及程序编制等相关内容。基本要求 1、对零件图样进行工艺分析； 2、拟定加工工艺路线、确定工艺方案并填写工艺卡片；
3、确定工艺装备及切削参数； 4、编写零件加工程序； 5、程序验证、试运行及加工。 主要参考资料 1、《机械加工工艺手册》第一册、第二册，孟少农主编，机械工业出版社； 2、《西门子802D编程手册》，西门子公司资料； 3、《金属切削原理与刀具》，陆剑中主编，机械工业出版社； 4、《机械制造技术》，李华主编，高等教育出版社；等 完成期限： 指导教师签章： 系主任(教研室主任)签章： 年月日 新疆机电职业技术学院学生开题报告表
课题类型：（1）A—工程设计；B—技术开发；C—软件工程；D—理论研究； （2）X—真实课题；Y—模拟课题；Z—虚拟课题 （1）、（2）均要填，如AY、BX等。
摘要 数控铣加工在机械加工中占有非常重要的地位。当前数控铣加工中，程序的编制大多采用CAM软件自动编程，但手工编程由于其短小精悍的特点，仍然具有很强的实际应用性。本文以第四届全国数控大赛数控铣试题为例，详细叙述了数控铣加工工艺编制和程序编制的过程，以及变量编程的方法。 关键词数控铣加工编程 目录 绪论 (7) 第一章基座加工 (9) 1.1 图样分析 (10) 1.2 加工路线 (11) 1.3 工艺方案 (12) 1.4 加工刀具 (14) 1.5 切削参数 (16) 1.6 工具、夹具、量具 (16)
毕业论文论文题目：数控车床零件加工及工艺设计 题目：数控车床零件加工及工艺设计 班级： 10数控二班 专业：数控加工技术 学生：博 指导教师：丹阳 日期: 2012年4月14日 目录
摘要 (1) 一、数控机床简介 (2) 二、数控激光的概念 (3) 三、数控机床的特点 (3) 四、数控车削加工 (4) 五、数控车床加工程序编制 (5) 六、数控车床的组成和基本原理 (5) 七、数控车床安全操作规 (6) 八、数控车床坐标的确定 (6) 九、运动方向的规定 (7) 十、轴类零件的编程与加工 (7) 十一、简单套类零件的编程与加工 (13) 十二、简单的盘类零件的编程与加工 (18) 结束语 (25) 参考文献 (25)
数控车床零件加工及工艺设计 摘要 在车床上，利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸，把它加工成符合图纸的要求。 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如外圆柱面、外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用刀具主要是车刀。 在各类金属切削机床中，车床是应用最广泛的一类，约占机床总数的50%。车床既可用车刀对工件进行车削加工，又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床可以分为卧式车床、落地车床、立式车床、转塔车床以及仿形车床等，其部分为卧式车床。 数控车削加工是现代制造技术的典型代表，在制造业的各个领域如航天、汽车、模具、精密机械、家用电器等各个行业有着日益广泛的应用，已成为这些行业不可或缺的加工手段。 为了子数控机床上加工出合格的零件，首先需根据零件图纸的精度和计算要求等，分析确定零件的工艺过程、工艺参数等容，用规定的数控编程代码和格式编制出合适的数控加工程序。编程必须注意具体的数控系统或机床，应该严格按机床编程手册中的规定进行程序编制。但从数控加工容的本质上讲，各数控系统的各项指令都是应实际加工工艺要求而设定的。 由于本人才疏学浅，缺乏知识和经验，在设计过程中难免出现不当之处，望各位给予指正并提出宝贵意见。 关键词： 车削加工刀具零件的工艺过程工艺参数程序编制 一．数控机床的简介