普通車(chē)床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)題報(bào)告

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告</p><p>　　題目普通車(chē)床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 名 稱(chēng) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　班 級(jí) 學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 </p

2、><p>　　填 表 日 期 年 月 日</p><p>　　一、選題的依據(jù)及意義：</p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡(jiǎn)單實(shí)用的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，具有自動(dòng)

3、加工的基本功能，操作維修方便。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開(kāi)環(huán)步進(jìn)控制系統(tǒng)，功率步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件，無(wú)檢測(cè)反饋機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)的定位精度一般可達(dá)±0.01至0.02mm，已能滿足普通零件的精度要求。</p><p>　　目前，國(guó)外已發(fā)展成為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)部門(mén)，從美國(guó)、日本等工業(yè)化國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)看，機(jī)床的數(shù)控化改造也必不可少。</p><p>　　在日本，機(jī)床改造業(yè)稱(chēng)為機(jī)床改裝（Retrofitt

4、ing）業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等，在大企業(yè)中有26%的機(jī)床經(jīng)過(guò)數(shù)控化改造，中小企業(yè)則達(dá)74%。在美國(guó)，機(jī)床改造業(yè)稱(chēng)為機(jī)床再生（Remanufacturing）業(yè)，有許多數(shù)控專(zhuān)業(yè)化公司為世界各地提供數(shù)控化改造業(yè)務(wù)，著名的有：Bertsche工程公司、ayton機(jī)床公司、Devlieg-Bullavd（得寶）服務(wù)集團(tuán)、US設(shè)備公司等，其中得寶公司已在中

5、國(guó)開(kāi)辦公司。美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè)“永恒”的課題。</p><p>　　1.2 機(jī)床改造的內(nèi)容及意義</p><p><b>　　1.2.1研究意義</b></p><p>　　隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，企業(yè)要在市場(chǎng)需求多變、競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境

6、中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價(jià)格、最好的質(zhì)量、最短的時(shí)間去滿足市場(chǎng)需求的不斷變化。而普通機(jī)床已不適應(yīng)多品種、小批量的生產(chǎn)要求，數(shù)控機(jī)床則綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當(dāng)變更加工對(duì)象時(shí)只需要更換零件加工程序，無(wú)需對(duì)機(jī)床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。而且我國(guó)存在大批普通機(jī)床，利用數(shù)控系統(tǒng)改造機(jī)床是提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)

7、效率,提高舊設(shè)備利用率，推廣機(jī)電一體化技術(shù)的重要手段。</p><p>　　1.2.2主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線</p><p>　　對(duì)普通車(chē)床進(jìn)行數(shù)控化改造，主要是將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改為用微機(jī)控制的、能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給伺服系統(tǒng)，刀架改造成為能自動(dòng)換刀的回轉(zhuǎn)刀架。這樣，利用數(shù)控裝置，車(chē)床就可以按預(yù)先輸入的加工指令進(jìn)行切削加工。由于加工過(guò)程中的切削參數(shù)，切削次序和刀具都會(huì)按程序自動(dòng)調(diào)節(jié)和更換，再

8、加上縱向和橫向進(jìn)給聯(lián)動(dòng)的功能，數(shù)控改裝后的車(chē)床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實(shí)現(xiàn)多工序自動(dòng)車(chē)削，從而提高了生產(chǎn)效率和加工精度，也能適應(yīng)小批量多品種復(fù)雜零件的加工。主要技術(shù)路有：</p><p>　?、倏v向和橫向滾珠絲杠的選型及校核，縱向和橫向步進(jìn)電機(jī)的選擇；</p><p>　　②主軸交流伺服電機(jī)的選擇與校核，自動(dòng)轉(zhuǎn)換刀架的選擇；</p><p>　?、蹟?shù)

9、控硬件電路的選擇，以及其他元件的選擇。</p><p>　　1.2.3 機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造主要解決的問(wèn)題</p><p>　?、倩謴?fù)原功能，對(duì)機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)；</p><p>　?、贜C化，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床、CNC機(jī)床；</p><p>　　③翻新，為提高精度、效率和自動(dòng)化程度

10、，對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新；</p><p>　?、芗夹g(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に?、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。</p><p>　　二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：</p><p>&

11、lt;b>　　摘要</b></p><p>　　企業(yè)要在當(dāng)前市場(chǎng)需求多變，競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價(jià)格、最好的質(zhì)量、最短的時(shí)間去滿足市場(chǎng)需求的不斷變化。而普通機(jī)床已不適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)要求，數(shù)控機(jī)床則綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)周期要求短的零件。當(dāng)變更加工對(duì)象時(shí)只需要換零件加工程序，無(wú)需對(duì)

12、機(jī)床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。</p><p>　　如果將機(jī)床設(shè)備全部更新?lián)Q代，不僅資金投入太大，成本太高，而且原有設(shè)備的閑置又將造成極大的浪費(fèi)。所以最經(jīng)濟(jì)的辦法就是進(jìn)行普通機(jī)床的數(shù)控改造。采用數(shù)控改造技術(shù)，不但可以使改造后的機(jī)床滿足了技術(shù)發(fā)展的需要，提高了生產(chǎn)率和產(chǎn)品精度，增大了設(shè)備適應(yīng)能力和型面加工范圍，還可以彌補(bǔ)定購(gòu)新的數(shù)控機(jī)床交貨周期長(zhǎng)的不足。所以采用此方法對(duì)中、小型企業(yè)來(lái)說(shuō)是十

13、分理想的選擇。</p><p>　　C620型車(chē)床具有性能良好、結(jié)構(gòu)先進(jìn)、操作輕便等特點(diǎn) ,在我國(guó)機(jī)械制造行業(yè)中使用非常廣泛。本設(shè)計(jì)就取其為例，主要介紹其數(shù)控化改造的方案、以及改造部位的選型與設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】： C620車(chē)床 數(shù)控化改造 進(jìn)給系統(tǒng) 刀架</p><p><b>　　Abstract</b></p

14、><p>　　The enterprise must be changeable in the current market demand, competes in the intense environment the survival and the development needs rapidly the renewal and the development new goods come into the

15、market the product, by the lowest price, the best quality, the shortest time satisfies the market demand the unceasing change. But the ordinary engine bed unsuitable multi- varieties, the small volume production request,

16、 the numerical control engine bed synthesized the numerical control technolog</p><p>　　If engine bed equipment completely renewal, not only fund investment is too big, the cost is too high, moreover the ori

17、ginal equipment will leave unused creates the enormous waste. Therefore the most economical means are carry on the ordinary engine bed the numerical control transformation. Use the numerical control transformation techno

18、logy, not only was allowed to cause the transformation of the engine bed to meet the technological development needs, enhanced the productivity and the produc</p><p>　　C620 is the conventional lathe that h

19、as the good performance, the advanced structure, and the operation of it is very easy.So the uses of it in our country machine manufacture profession are extremely wide. The design takes it is the example, mainly introdu

20、ces the plan of its numerical control transformation , as well as the spot shaping of the transformation and the design calculation.</p><p>　　【Keywords】: C620laths , the numerical control transformation, des

21、ign</p><p>　　三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案： </p><p><b>　　1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)C620普通車(chē)床進(jìn)行數(shù)控改造。利用單片機(jī)對(duì)縱向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行控制，縱向（Z向）脈沖當(dāng)量為0.01mm/脈沖，驅(qū)動(dòng)元件采用步進(jìn)電機(jī)，傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠副。</p><p>　　1.

22、2 總體方案的論證 </p><p>　　對(duì)于普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造，在確定總體設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)考慮在滿足設(shè)計(jì)要求的前提下，對(duì)機(jī)床的改動(dòng)應(yīng)盡可能少，以降低成本。</p><p>　　1.2.1 機(jī)械部分的改造設(shè)計(jì) </p><p>　　為了實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)絲杠。為了保證一定的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母

23、副。同時(shí)，為了提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負(fù)載荷的結(jié)構(gòu)。傳動(dòng)齒輪也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。此設(shè)計(jì)過(guò)程主要是縱向進(jìn)給的改造，關(guān)鍵是步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠的選用。</p><p>　　1.2.2伺服進(jìn)給系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì) </p><p>　　數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)有開(kāi)環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。因?yàn)殚_(kāi)環(huán)控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)制造容易、控制精度較好、容易調(diào)試、價(jià)格便宜、使用維修方便等優(yōu)點(diǎn)。所以，

24、本設(shè)計(jì)決定采用開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。</p><p>　　1.3 總體方案的確定 </p><p>　　經(jīng)總體設(shè)計(jì)方案的論證后，確定C620車(chē)床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造方案。C620車(chē)床的主軸轉(zhuǎn)速部分保留原機(jī)床的功能，即手動(dòng)變速。車(chē)床的縱向（Z軸）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。將原來(lái)機(jī)床的普通絲杠改為滾珠絲杠以減小摩擦力。并將單片機(jī)組成的微機(jī)作為數(shù)控裝置的核心，由接口電路、驅(qū)動(dòng)電路控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)齒輪減

25、速后帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)床的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度</p><p>　　目標(biāo)：使C620型普通車(chē)床具有車(chē)床基本功能的微機(jī)控制車(chē)床，用步進(jìn)電機(jī)控制開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)的進(jìn)給以簡(jiǎn)單的單片機(jī)加上適當(dāng)?shù)慕涌陔娐?、?qū)動(dòng)電路組成控制系統(tǒng)，可加工直線、斜線、園弧，并配以換刀功能。</p><p><b>　　工作進(jìn)度：</

26、b></p><p>　　1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第1周—第2周</p><p><b>　　2. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)：</b></p><p>　?。?）機(jī)械部分縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)（CAD圖） 第3周—第8周</p><p>　?。?）控制

27、部分設(shè)計(jì)：硬件部分控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 第9周—第12周 </p><p>　　3.撰寫(xiě)畢業(yè)論文 第13周—第15周</p><p>　　4. 答辯準(zhǔn)備及畢業(yè)答辯 第16周—第17周</

28、p><p><b>　　五、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]．王貴明 數(shù)控實(shí)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社 2001</p><p>　　[2]．尹志強(qiáng) 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū) 機(jī)械工業(yè)出版社 2007</p><p>　　[3]．孫波 機(jī)械專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)寶典 西安電子

29、科技大學(xué)出版社 2008</p><p>　　[4]．周潤(rùn)景 張麗娜編《基于Proteus的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真》</p><p>　　北京：北京航空航天大學(xué)出版社 2006</p><p>　　[5]． 余錫存主編：《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》，西安電子科技大學(xué)出版社第二版 2007</p><p>　　[6]Bonnie s.hec