CA6140车床数控化改造设计

CA6140车床传动部分数控改装设计作者姓名：XX专业名称：机械工程及自动化指导教师：XX摘要数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础，数控机床在当今机械制造业中发挥着巨大的作用。

购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径,但是成本高,许多企业在短时间内无法实现，这严重阻碍企业设备更新的步伐。

为此把普通机床数控化改造，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径。

本文针对CA6140车床传动部分进行数控改装设计，在简单介绍了普通车床数控改造的必要性及优点以及数控系统的产生和发展的基础上，针对CA6140车床的主要技术参数，确定了传动部分数控改造的总体方案。

对主传动系统中的各级转速、齿轮设计、电动机选择等进行了详细研究，对横向进给和纵向进给系统设计、步进电机的选择、车床横向进给丝杠螺母结构的改进等也进行了研究。

同时介绍了对机床导轨、刀架等其它部分的改造。

通过对普通机床的数控改造，在理论上提高了机床的加工精度、生产能力，减少了传动件数量，使传动系统变得简单精练，进一步扩大了机床的自动化程度。

关键词：普通车床数控改造传动部分AbstractNow numerical control technology and CNC equipment manufacturing industry is an important basis of modernization and the NC machine plays a very great role in mechanical engineering.Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency, but it may not come true to many enterprises because it cost much. Enterprises’ equipment updating steps are counteracted severely. So General lathe's numerically controlled reforming is a quick way that costs less, improve production precision and efficiency, and it can improve enterprises’ competitive power.In this pape, the transmission part of CA6140 lathe of NC transformation is reconstructed by applying NC technology. Based on introducing the necessity and advantages of using NC technique for rebuilding machine tools and the emergence and development of the NC system, we determine the overall scheme of the NC transformation according to the main technical parameters of the CA6140. The levels of main transmission system, speed, gear design, motor selection are studied. At the same time, traverse and longitudinal feeding system design, stepping motor choice, lathe traverse screw nut structure improvement, the transformation of guide way and the tool rest will be studied and introduced.Reequipped machine tools with the CNC devices, the accuracy of processing and the production capabilities of the lathe are enhanced greatly in theory. The quantity of the transmission parts is reduced and the transmission chain cycle is shorten. To further expand the automation of the machine tool, the transmission system becomes simple and concise.Keywords:engine lathe, NC transformation, transmission system目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)前言 (1)1 概述 (2)1.1机床数控改造的目的 (2)1.2数控系统的产生和发展 (2)1.3数控改造的必要性 (3)1.4数控机床改造的优点 (3)1.5 CA6140数控车床主要技术参数 (3)1.6数控机床改造的设计步骤 (4)2 总体方案设计 (6)1.主轴箱的改造 (6)2.进给系统的改造 (6)3主传动系统设计 (8)3.1 转速图的拟定 (9)3.1.1 确定传动原理图 (9)3.1.2公比Φ及结构式的确定 (10)3.1.3验算传动组的变速范围 (11)3.1.4确定传动的各级转速及确定转速图 (11)3.1.5计算各轴转速 (12)3.1.6 齿轮齿数的确定 (12)3.2 主传动改造设计 (12)3.3 齿轮的设计 (14)3.4轴与轴承的改造设计 (15)3.5 主轴脉冲发生器 (16)3.6 选择电动机 (17)4进给系统设计 (18)4.1概述 (18)4.2 进给系统设计与计算 (19)4.2.1纵向进给系统的设计计算 (19)4.2.2横向进给系统的设计计算 (25)4.2.3步进电机的选择 (29)4.2.4 车床横向进给丝杠螺母结构的改进 (31)4.3 进给系统的安装调整 (33)5 其它部分的改造 (34)5.1 机床导轨的改造 (34)5.2 自动转位刀架的改造 (35)5.3可控电动尾座 (36)总结 (38)致谢 (39)参考文献 (40)前言数控车床作为机电液气一体化的典型产品，是现代机械制造业中不可缺少的加工设备，在机械制造业中发挥着重要的作用，能解决机械制造中结构复杂、精密、批量小、零件多变的加工问题，且产品加工质量稳定，生产效率较高。

设计目的通过本课程设计的训练，使学生在学完《数控机床结构及维修》和《数控原理与系统》课程之后，能够运用所学的知识独立完成数控车床进给传动系统的自动控制系统设计，从而使我们更进一步加深和巩固对所学的知识的理解和掌握，并提高学生的实际操作能力。

（1）运用所学的理论知识,进行车床数控化改造的初步训练,培养我的设计能力；（2）了解普通车床的机械部分的数控化改造与电气部分的数控化改造方法（3）掌握查阅和运用标准、手册、图册等有关技术资料的能力；（4）掌握编写技术说明书的能力。

摘要数控机床的优点：具有高度柔性，加工精度高，加工质量稳定、可靠，生产率高，改善劳动条件，利于生产管理现代化。

普通机床的缺点：普通机床靠齿轮和普通丝杠螺母传动。

由于各运动副间存在间隙，加上手工操作不准确，因此重复精度较低。

普通机床测量时需停车后手工测量，测量误差较大，而且效率低下。

适合批量较小，精度要求不高，零活类零件。

它投资较数控低，但对工人的操作技能要求较高，因此工资水平高。

在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。

因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。

也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。

物竞天择，适者生存。

一些不适应社会发展在机床必将被淘汰，所以实施机床的数控化改造是机械行业在必然趋势。

通过搜集资料、实践研究等方法对机床就行改造即是用较少的成本去创造更高的价值。

而这也将极大的推动中国机械行业的发展。

经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。

所以很多企业纷纷将现有机床改造成经济型数控机床，这种做法具有投资少、见效快的特点。

事实证明：机床的数控化改造可以为企业带来可观的经济效益。

关键词：CA6140普通车床；数控化改造；数控车床目录第一节普通车床数控化改造绪论1.1 概述 (1)1.2 数控机床在我国的发展概况 (1)1.3 数控机床的发展趋势 (2)第二节机械设计部分 (3)2.1C A6140普通车床的数控化改造设计方案的拟定 (3)2.2总体方案确定 (3)2.3设计参数 (4)2.4 CA6140车床进给伺服系统机械部分设计计算 (5)2.5步进电机拖动的开环系统 (15)第三节 PLC程序设计部分 (16)3.1系统配置 (16)3.2程序设计 (16)3.3程序设计及调试运行程序 (17)第四节体会收获 (21)第五节参考文献 (22)第一节普通车床数控化改造绪论1.1 概述1．机床数控化改造的目的：用数控装置、伺服系统、滚珠丝杠副及其他辅助装置等对普通机床进行数控化改造，将其有机结合，使普通机床基本具备同类数控机床的性能的数控机床。

CA6140车床数控化改造设计解析一、背景介绍：CA6140车床是一种常见的传统车床，它通过手动操作来控制工件加工过程，由于操作依赖于操作人员的经验和技能水平，加工效率低且容易受到人为因素的影响。

为了提高加工效率和加工精度，以及减少人为错误带来的质量问题，对CA6140车床进行数控化改造是一个重要的研究方向。

二、数控化改造的目标：1.提高加工效率：通过数字控制系统控制各个工作参数，实现工件的自动化加工，提高加工效率。

2.提高加工精度：通过数控系统的精确控制，保证工件加工的精度和一致性。

3.降低人为错误：将操作人员对机床的依赖度降低，减少人为错误对产品质量的影响。

4.增加功能灵活性：数控系统可以灵活地调整参数，以适应不同工件的加工需求。

三、设计方案：1.数控系统选型：选择一款适合CA6140车床的数控系统，该系统应具有稳定可靠的性能和完善的功能，能够满足车床加工的需求。

2.导轨和滑块改造：对原有的导轨和滑块进行改造或更换，以提高加工精度和稳定性。

3.主轴改造：对原有的主轴进行改造或更换，以提高转速控制的精度和可靠性。

4.伺服电机安装：在车床的各个轴向上安装伺服电机，由数控系统控制其运动，以实现自动化加工。

5.完善的自动化装置：设计并安装自动换刀装置、自动送料装置等，以提高加工效率和减少人为操作。

6.编程软件开发：根据数控系统的特点，开发适合CA6140车床的编程软件，以便操作人员能够方便地进行程序编写和调整。

7.操作界面设计：设计一个简洁明了的操作界面，方便操作人员进行监控和调整。

四、预期效果：1.加工效率提高：数控系统实现了工件的自动化加工，大大提高了加工效率，减少了人为操作的时间。

2.加工精度提高：通过对各个工作参数的精确控制，加工精度得到了显著的提高。

3.缩短交期：由于加工效率提高，交货期可以相应缩短，提高了客户的满意度。

4.减少人为错误：数控系统的自动化控制减少了人为错误的可能性，提高了产品的质量稳定性。

开题报告1、数控系统发展1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。

它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。

6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。

从此，传统机床产生了质的变化。

近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。

2、国内外发展的动向（一）国内数控机床现状近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业已有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。

在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。

2001年，我国机床工业产值已进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。

但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%。

近年来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等，普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组合机床、液压压力机、木工机床等。

出口的数控机床品种以中低档为主。

（二）国内数控机床的特点1、新产品开发有了很大突破，技术含量高的产品占据主导地位。

2、数控机床产量大幅度增长，数控化率显著提高。

2001年国内数控金切机床产量已达1.8万台，比上年增长28.5%。

金切机床行业产值数控化率从2000年的17.4%提高到2001年的22.7%。

3、数控机床发展的关键配套产品有了突破。

3、数控系统的趋势1. 继续向开放式、基于PC的第六代方向发展基于PC所具有的开放性、低成本、高可靠性、软硬件资源丰富等特点，更多的数控系统生产厂家会走上这条道路。

CA6140普通车床数控化改造设计摘要应用成熟的数控技术理论和成功经验，以低廉的成本对普通旧机床进行数控化改造，可以恢复甚至提高原机床的精度，适应工业高速跨越式发展的要求，为此机床数控化改造在国际国内作为新的经济增长行业获得了很大的发展。

本文以CA6140机床为研究对象，对该机床进行了数控化改造，主要研究内容如下：对数控伺服系统的工作原理进行分析研究，简单了解了数控化改造过程中数控系统的选型，分析研究了CA6140机床的数控化改造方案，重点介绍了本课题采用的GSK980TD系统。

根据机械、动力学及电气设计原理，采用交流变频电机变频调速，对数控机床的主传动系统进行了设计和校核。

根据进给系统的要求，对切削力和滚珠丝杠进行了计算，并选配了合适的齿轮和进给电机。

对CA6140车床电气控制部分进行了PLC设计，绘制了主轴及伺服系统的梯形图，编制了PLC可编程控制器工作程序；给出整机电气线路改造方案。

对改造后的机床精度进行了恢复，并给出伺服系统典型部件改造方案。

数控化改造后的机床实际应用效果良好，取得了良好的加工质量和经济效益。

此次研究，为企业技术人员实现传统CA6140型车床数控化改造提供了行之有效的科学方法，对于企业其他传统设备的技术改造也有借鉴和参考价值。

关键词：数控改造；伺服系统；PLC；CA6140车床目录绪论 .......................................................................................................................................1.1数控机床改造的背景和意义 .........................................................................................1.1.1数控机床在我国发展的现状 ................................................................................1.1.2车床数控化改造的意义 ........................................................................................1.1.3普通车床数控化的优点...........................................................1.2 车床数控化改造的内容 ............................................................. 错误!未定义书签。

专科毕业设计论文CA6140车床数控化改装控制系统设计作者姓名指导教师所在院系专业班级提交日期2010年8月CA6140车床数控化改装控制系统设计摘要本文介绍了普通车床的数控改造条件, 同时介绍了对CA6140车床进给传动系统等进行的数控化改造的控制系统设计的过程。

改造后的数控车床的加工能力、自动化水平和加工精度明显提高。

如今科学技术发展迅速，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。

实践已经证明普通车床的经济型数控改造具有重大的实际价值。

本文来源于生产实践，将CA6140 型普通车床改造成经济型数控车床，实现CA6140 车床原有功能，在机床的精度、性能等方面除保持原来状况外还有所提高。

关键词：普通车床，数控系统，数控改造，生产实践目录第1章. 绪论 (1)1.1 数控系统的发展趋势 (1)1.2 数控机床的组成和工作原理 (2)1.3 数控机床改造的必要性 (6)第2章. 机床数控化改造总体方案设计 (8)2.1 数控系统运动方式的确定 (8)2.1.1 机械部分改造介绍 (8)2.1.2 数控系统部分总体设计 (9)2.1.3 进给传动系统 (11)2.2 伺服进给系统的选择要求 (12)第3章. 步进电机的计算和选用 (14)3.1 计算转矩 (14)3.2 初选步进电机型号 (14)3.3 校核步进电机转矩 (15)3.4 步进电动机的控制与驱动 (17)第4章. 微机控制系统电路设计 (19)4.1 机床硬件电路组成 (19)4.2 选择中央处理器的类型 (20)4.3 存储器扩展电路设计 (24)4.3.1 扩展对外总线 (24)4.3.2 外部程序存储器的扩展 (25)4.3.3 外部数据存储器的扩展 (27)4.4 外部I/O口的扩展 (28)4.5 键盘与LED显示管理 (30)4.5.1 选择管理芯片 (30)4.5.2 键盘管理 (33)4.5.3 LED显示控制 (37)第5章. 总结 (39)致谢 (40)参考文献 (41)第1章绪论1.1 数控系统的发展趋势随着微电子技术、计算机技术、紧密制造技术及检测技术的发展，数控机床性能日益完善，数控系统应用领域日益扩大。

CA6140普通车床数控化改造设计书1.绪论数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。

数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。

但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。

如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。

因此，普通机床的数控化改造大有可为。

金属切削机床是加工机器零件的一个主要设备。

它担负的工作量，约占机器总制造量的40-60%。

机床的计术水平直接影响机械制造工业和劳动生产率。

金属切削机床是人类在改造自然的长起生产实践中，不断改进生产工具的基础上发展起来的。

近些年来我国机床工业已取得很大成就。

但和世界先进水平相比，还有较大的差距。

主要表现在大部分高精度和超密机床的性能还不能满足要求。

精度保持性也很差。

特别是高效自动化和数控机床的产量，技术水平和质量等方面都明显落后。

我国的技术人员素质还跟不上现代机床技术飞速发展的需要。

通过写这次毕业设计，学会了综合运用机械课程设计和其它课程地理论和实际知识，掌握了机械设计的一般能力，树立了正确的设计思想，培养了分析和解决问题的能力。

学会了从机械功能的要求出发，会合理选择传动机构类型，制定设计方案，正确计算的工作能力。

确定它的尺寸，形状，结构及材料，并考虑制造工艺，使用，维护，经济和安全等问题，培养机械设计能力，机床设计是设计人员根据使用部门的要求和制造部门的可能，运用有关的科学技术知识，所进行的创造性的劳动。

随着生产的发展，使用部门对机床的要求也在不断地提高，而科学技术的发展和工艺水平的提高，又为制造部门创造了实现使用要求的条件，从而使机床的设计与制造获得了迅速的发展。

机床设计也是从低级到高级发展的。

在开始设计机床的最初阶段，主要考虑这样两点：首先，为了加工出一定形状的工件，必需保证刀具与工件之间具有一定的相对运动关系；其次是机件要有足够的强度。

目录一、绪论1．1 引言.............................. (1)1．2机床数控改造的目的.......................... (2)1．3数控系统的产生和发展....................... .. (2)1．3．1数控系统的出现和发展 (2)1．3．2数控系统的发展趋势 (2)1．4CA6140的数控改造............... . (4)1．4．1数控系统的选择 (4)1．4．2CPU和存储器 (5)1．4．3I/O接口线路 (6)1．4．4其他部件的选择 (6)二、数据参数的选择及其计算2．1 纵向进给系统的设计计算............. (7)2．1．1选择脉冲当量 (7)2．1．2计算切削力 (7)2．1．3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (8)2．1．4齿轮及步进电机的有关计算 (10)2．2横向进给系统的设计计算 (12)2．2．1 切削力计算 (12)2．2．2滚珠丝杠设计计算 (12)2．2．3齿轮及步进电机的有关计算 (14)2．3 自动刀架的设计 (15)2．3．1刀架的回转和选位................... . (16)2．3．2减速机构的设计计算..................... (17)2．3．3蜗杆传动的设计计算..................... (20)2．3．4螺旋升降装置的设计计算 (23)三、数控系统硬件电路设计3．1概述............................ . . . (27)3．2单片机控制系统设计 (28)3．2．1主要技术特性及硬件配制 (28)3．2．2存储空间的分配 (28)3．2．3 I/O地址分配 (28)3．2．4单片机部分电路设计图如图纸所示 (29)3．2．5光电隔离电路 (29)3．2．6功率放大电路 (29)3．2．7其他辅助电路........................... (30)四、软件设计部分4．1概述................................. . . . . (30)4．2总体方案设计 (31)4．3插补方法的确定 (31)4．4进给控制字FCW的设置 (33)致谢 ............................... . (34)参考文献 (35)一、绪论1.1引言随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，产品的更新换代也不断加速，因此对机床不仅要求具有较高的精度和生产率，而且应能迅速地适应产品零件的变换。

CA6140型普通车床数控化改造李　园,阮　健(浙江工业大学机电学院,杭州310014)摘要:以C A6140型普通车床为例,从机械和电气2方面详细阐述了数控化改造的方法。

改造后的车床投入使用后,运行稳定,加工精度明显提高,取得了极大的经济效益。

关键词:普通车床;数控化改造;SI NUMERIK 802S base line 中图分类号:TG 659　文献标志码:B 文章编号:100320794(2007)1220152203Numerical Control T ransform ation of CA6140Common LatheLI Yu an ,RUAN Jian(C ollege of Mechanical &E lectrical Engineering ,Zhejiang University of T echnology ,Hangzhou 310014,China )Abstract :T akes C A6140type comm on lathe as an exam ple ,has explained the NC trans formation method from machinery and electric tw o respects in detail.A fter trans forming ,the new lathe runs steadily ,the machining accuracy is obviously im proved ,has made the great technological economic benefits.Key w ords :comm on lathe ;NC trans formation ;SI NUMERIK 802S base line1　总体改造方案数控化改造设计时,在满足车床总体布局的前提下要尽可能利用原来的零部件,因此确定总体改造方案如下:(1)拆除原车床的纵向和横向丝杠光杠、溜板箱及挂轮箱中的齿轮,用滚珠丝杠替换原有普通滑动丝杠,将选取的纵向滚珠丝杠副通过托架安装在原溜板箱与床鞍连接的部位上,纵横向滚珠丝杠两端尽可能利用原固定和支承方式。

CA6140型普通车床的数控化改造设计系别：机电工程系年级：10机电一体化2班专业：机电一体化姓名：学号：指导教师：评阅人：2013年 5 月15 日摘要随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品日趋精密复杂，且需频繁改型，普通机床已不能适应这些要求，数控机床应运而生。

这种新型机床具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点。

它综合应用了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等多方面的技术成果，是今后机床控制的发展方向。

关键字：数控机床，伺服驱动，机床控制目录第一章 CA6140车床数控系统总体设计方案 (5)§1—1总体方案的确定 (5)§1—1—1系统的运动方式与伺服系统的选择 (5)§1—1—2计算机系统 (5)§1—1—3机械传动方式 (5)§1—2 设计X-Y数控工作台及其控制系统 (6)第二章 CA6140车床进给伺服系统机械部分设计 (7)§2—1系统脉冲当量的选择 (7)§2—2 滚珠丝杠螺母副的选型 (7)§2—3 纵向及横向滚珠丝杠副几何参数 (8)§2—4 齿轮传动比计算 (9)§2—4—1.纵向进给齿轮箱传动比计算 (9)第三章 CA6140车床数控系统硬件电路设计 (12)§3-1单片机数控系统的设计内容 (12)§3—1—1硬件电路设计内容 (121)§3—1—2机床数控系统软件设计 (12)3-2 MCS-80C51单片机及其扩展 (13)§3—2—1 80C51单片机的简介 (13)§3—3 存储器扩展电路设计 (15)§3—3—1 单片机的系统扩展概述 (15)§3—3—2 存储器扩展 (17)§3—4 I/O接口电路及辅助电路设计 (18)§3—4—1 I/O口的扩展 (18)§3—4—2 步进电机驱动电路 (18)§3—4—3液晶显示控制器 (18)§3—4—4控制面板 (23)§3—5典型零件加工程序设计 (24)参考文献 (26)第一章CA6140车床数控系统总体设计方案1．1总体方案的确定1.1.1系统的运动方式与伺服系统的选择由于改造后的经济型数控铣床应具有定位、直线插补、顺、逆圆插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，由于在铣削加工中，要求工作台或刀具沿各坐标轴运动有确定的函数关系，即刀具以给定的速率相对于工件沿加工路径运动，所以不能选用点位系统，因为点位控制系统要求工件相对于刀具移动过程中不进行切削。

CA6140车床进给系统的数控化改造背景介绍随着现代制造技术的发展，传统的机械加工方式已经无法满足高精度、高效率的生产需求。

数控加工技术则因其高效、高精度和可编程性等特点，被广泛采用。

CA6140车床是我国一种普及的机械加工设备，但其进给系统采用机械式手动控制，操作不方便，且精度较难保证。

因此，为了提高车床的加工效率和精度，对其进给系统进行数控化改造成为当务之急。

数控化改造方案设计方案CA6140车床进给系统的数控化改造设计方案如下：1.更换数控系统：选择一种先进的数控系统，对车床进给系统进行控制和编程。

2.替换进给电机：替换高精度的数控电机，提高进给系统精度和稳定性。

3.安装编码器：在球螺杆上安装编码器，实现工件的位置反馈和位置精度控制。

4.加装液压缸：安装液压缸控制刀架的上下移动，提高车床的加工效率和精度。

具体实施1.数控系统的更换：选择适合CA6140车床进给系统的数控系统，如Fanuc、Siemens等，实现进给系统的数控化改造。

2.进给电机的替换：选购高精度的数控电机，根据车床进给系统的工作需求，选用对应的电机。

3.安装编码器：在球螺杆上安装编码器，并且利用数控系统的位置控制功能，实现工件位置的反馈和位置精度控制。

4.加装液压缸：在刀架上加装液压缸，并且与数控系统相连，实现刀架的自动上下移动。

数控化改造的优势经过数控化改造后，CA6140车床进给系统具有了如下优势：1.进给系统的精度提高：在替换高精度电机的同时，利用编码器控制球螺杆的旋转，提高了进给系统的精度。

2.操作更便捷：采用数控系统进行操作和编程，效率和精度都比机械式操作更高。

3.加工效率提高：加装液压缸控制刀架的上下移动，提高了车床的加工效率。

4.提高生产效益和降低成本：数控化改造后，车床加工效率和精度提高，生产效益更高，同时由于可以自动工作，减少了人力成本。

CA6140车床进给系统的数控化改造，既提高了加工精度和效率，又增加了生产效益，为我国机械加工行业的发展做出了一定的贡献。

CA6140车床数控化改造—纵向进给单元设计首先，我们需要了解纵向进给单元的作用。

在车床加工过程中，纵向进给单元主要负责工件在纵向方向上的运动。

数控化改造后的车床需要具备数控操作功能，通过编程实现工件的自动加工过程，而纵向进给单元就是负责按照程序要求实现工件在纵向方向上的运动。

纵向进给单元的设计需要考虑以下几个方面：第一，选用合适的传动方式。

常用的传动方式有导轨传动、滚珠丝杆传动和液压传动等。

导轨传动适用于需求较高的切削工作，滚珠丝杆传动则适用于较粗的进给速度，液压传动可以实现较大的进给力。

根据实际需求选择合适的传动方式。

第二，确定合适的进给速度和进给力。

进给速度是指工件在纵向方向上每分钟移动的距离，进给力则是指工件在运动过程中受到的力。

这两个参数需要根据具体的加工需求和工件材料来确定。

一般来说，进给速度要根据加工工艺和切削条件进行选择，进给力则需要根据工件材料的硬度和切削速度来决定。

第三，设计合适的控制系统。

纵向进给单元的数控化改造需要设计一个可靠的控制系统来实现工件的自动加工。

控制系统需要包括控制器、编码器和电机等组成部分。

控制器负责接收编程指令，并将其转化为电机运动控制指令。

编码器则负责监测电机的运动状态，并将其反馈给控制器。

电机则负责实现工件在纵向方向上的运动。

最后，需要对纵向进给单元进行测试和调试。

在数控化改造完成后，需要对纵向进给单元进行测试和调试，以确保其正常运行和准确性。

测试主要包括工件的加工精度、加工速度和加工质量等方面的检验。

同时，还需要对控制系统进行调试，确保其稳定性和可靠性。

综上所述，CA6140车床的数控化改造中的纵向进给单元设计是一个重要的环节。

设计时需要考虑传动方式、进给速度和进给力等参数，并设计合适的控制系统。

完成设计后还需要进行测试和调试，以确保纵向进给单元的正常运行和准确性。

目录一、课程设计的目的和要求 (2)二、总体方案的设计 (3)三、机械部分设计 (5)四、数控系统设计 (10)五、总结与参考书 (14)第一章课程设计的目的和要求一.课程设计的目的机床数控系统课程设计是机械类专业机电一体化课程的重要实践性教学环节之一.是综合运用所学过的机械、电子和计算机知识而进行的一项机电结合的基本训练。

其目的是：1.能够正确运用机床数控技术等课程的基本理论和有关知识，学会设备数控化改造方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算。

2.通过对设备改造的机械部分设计，掌握数控设备典型零件的计算方法以及正确的结构设计方法。

3.通过设备的数控系统硬件和软件设计，掌握简单数控系统硬件及软件设计的基本方法。

4.通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养分析问题和解决问题的能力。

5.提高应用手册、标准及编写文件等资料的能力。

二．课程设计的内容完成一台CA6140普通车床的数控化改造。

利用微机对纵、横进给系统进行开环控制，纵向脉冲当量0.01mm，横向脉冲当量0.005mm。

刀架采用电动自动转位刀架，主轴变速采用电磁离合器有极变速。

具体内容如下：1.总体方案的分析、比较、论证。

2.机械部分设计。

重点是进给传动系统机构的结构设计及伺服电机的选择计算。

3.数控系统设计。

硬件部分完成微机控制系统电气原理图设计；软件部分包括主要程序框图和部分汇编程序设计。

4.编写课程设计说明书说明书是课程设计的总结性技术文件，应叙述整个设计的内容，包括总体方案的确定，系统框图的分析，机械传动设计计算，电气部分的设计说明，选用元器件及其参数的说明，软件设计及其说明等。

5.图纸（1）机械结构装配图A1图纸2张，要求视图基本完整、符合标准。

其中应有一个坐标轴的完整剖视图。

（2）数控系统组成框图A2图纸1张（3）数控系统电气原理图A1图纸1张（4）软件框图A2图纸1张6.课程设计时间分配建议本课程设计用3周时间完成，各部分所占时间分配大致如下：（1）方案论证1天（2）机械部分设计6天（3）电气部分设计4天（4）软件设计2天（5）编写说明书1天（6）准备答辩及答辩1天第二章总体方案的确定普通机床的数控化改造。