卧式车床数控化改造设计

浙江工业职业技术学院

毕业论文

（2016届）

（卧式车床数控化改造设计）

学生姓名

学 号

院 系

专 业

指导教师

完成日期

卧室车床数控化改造

摘 要 中国是一个传统的机械制造大国,但其装备水平落后,特别是一些老的机械制造厂大多还是比较旧的机床,远远不能满足加工的要求。针对目前制造业的技术装备现状,对传统机械制造业装备进行改造,解决机械制造业中的一些技术问题,用现代先进技术对旧的设备进行改造和提升,是我国制造业的发展方向。本课题是针对已报废的两台卧式床进行数控化改造,其现实意义在于如何寻找一种可行的、有推广价值的设备改造方法,对传统机械制造行业的技术装备进行技术提升,以解决目前设备老化所带来的问题。

本次设计着重对卧式车床的纵横向进给系统改造，并对纵横向进给伺服系统齿轮箱进行改造。本次设计作了下面的一些工作：

1机械部分采用了一级齿轮传动，以BF型步进电动机作为驱动源，以CBM/CDM滚珠丝杠作为重要元件，以便更好的实行软件控制；

2数控部分采用MCS-51中的8031作为主控芯片建立一套单片机应用系统。扩展I/O接口用8155芯片及外存储器，采用地址锁存和译码器。

3 SolidWorks造型，包括软件的应用和对车床的实体建摸。

关键词 卧室车床 数控化 改造

目 录

1． 绪 论 ................................................................................................................................ 1

2.1车床改造方案的选择 ................................................................................................................. 5

2.1.1设计系统的选择 ............................................................................................................... 5

2.1.2系统运用方式的确定 ...................................................................................................... 5

2.1.3伺服系统的选择 ............................................................................................................... 5

2.2车床改造方案的确定 ................................................................................................................. 7

3.机械计算部分 ......................................................................................................................... 8

3.1选择脉冲当量 ............................................................................................................................... 9

3.2计算切削力 ................................................................................................................................... 9

3.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 ............................................................................................. 10

3.3.1纵向进给丝杠 ................................................................................................................. 10

3.3.2横向进给丝杠 ................................................................................................................. 14

3.4齿轮传动比的计算.................................................................................................................... 16

3.4.1纵向齿轮传动比计算 .................................................................................................... 16

3.4.2横向齿轮传动比计算 .................................................................................................... 16

4. 微机控制部分 .................................................................................................................. 16

4.1 总体设计 ..................................................................................................................................... 16

4.2主控制器 ...................................................................................................................................... 17

4.2.1主控器的选择 ................................................................................................................. 17

4.2.2 8031对片外存储器的选择 ...................................................................................... 18 4.2.3 8031并行I/O口扩展 ................................................................................................ 19

5.SolidWorks造型 ................................................................................................................... 19

5.1 SolidWorks 软件介绍 .............................................................................................................. 19

5.2 绘制草图 ..................................................................................................................................... 21

5.3 装配体设计 ................................................................................................................................ 24

结 论 ...................................................................................................................................... 27

致 谢 ...................................................................................................................................... 28

参考文献 .................................................................................................................................. 29

装配图与零件图 ...................................................................................................................... 30

1． 绪 论

随着我国制造业的发张，对很多零部件的精度要求越来越高，许多零件用普通车床很难加工，要求用数控机床加工。这就需要大量经费，对老设备进行改造是一条投资少见效快的途径，有许多工厂有C6140卧式车床，但无法完成精度高的工件加工，因此需对其进行数控化改造。

数字控制机床(Numerical Control Machine Tools)简称数控机床，这是一种将数字计算技术应用于机床的控制技术。数控机床是一个精密的机电一体化产品。是由精密机械部件（如滚珠丝杆、高精度导轨、精密轴承、主轴）和复杂电气部件（如数控系统、驱动装置和伺服电机以及精密测量系统）构成的一个完整的产品。它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数字表示，通过信息载体输入数控装置。经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来。数控机床较好地解决了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床，代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品。数控机床的基本组成包括加工程序载体、数控装置、伺服驱动装置、机床主体和其他辅助装置。数控机床的系统组成框图如下：