畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 一、設(shè)計(jì)題目 : CW6163 普通車床 半閉環(huán) 數(shù)控改造 二、設(shè)計(jì)參數(shù) : （ 一 ） 原始數(shù)據(jù)： CW6163 普通車床 主要技術(shù)參數(shù) 。 最大回轉(zhuǎn)直徑 630mm 電機(jī)功率 10KV Lmax 2000mm 快進(jìn)速度 縱向 2.4m/min 橫向 1.2m/min 切削速度 縱向 0.5m/min 橫向 0.25m/min 定位精度 0.015 移動(dòng)部件重量 縱向 1200N 橫向 800N 加速時(shí)間 30ms 機(jī)床效率 0.7 最小設(shè)定運(yùn)動(dòng)單位 脈沖當(dāng)量 縱 0.01mm/step 橫 0.005mm/step 最大進(jìn)給速度 縱向maxV 3m/min； 橫向maxV= 1.5m/min 滾珠絲杠導(dǎo)程 S橫 4mm ； S 縱 6mm 行程 L橫 490mm ； L 縱 1060mm 工作臺(tái)重量 G橫 197kg G 縱 434kg 時(shí)間常數(shù) T 10ms T 縱 10ms 電機(jī)鈕矩 P 縱 20Nm P橫 12 Nm 步距角 0.6/1.2(0.75/1.5) 工作速度 V 橫 1m/min V縱 2m/min （ 二 ）改造目標(biāo) 1要求采用 半閉環(huán) 改造方式，位置檢測器安裝在伺服電機(jī)的軸上，采用直流伺服電動(dòng)機(jī)，用光電脈沖傳感器既測量電動(dòng)機(jī)的角位移，又通過計(jì)時(shí)而獲得速度。 2將 橫向 滑動(dòng) 絲杠 改造為滾珠絲杠。 3定位精度達(dá)到 0.01mm 三、設(shè)計(jì)要求 1 1.對滾珠絲杠的設(shè)計(jì)，是考慮在最大負(fù)荷作用下的使用壽命。絲杠的長度，絲杠的轉(zhuǎn)速，滾道的硬度計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)情況滿足工作要求。選出的絲杠型號(hào)，要計(jì)算其傳 動(dòng)效率，并演算其剛度及穩(wěn)定性。 2.所選電機(jī)要滿足設(shè)計(jì)要求 3.數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)定位在半閉環(huán) 控制的數(shù)控系統(tǒng)，相關(guān)的硬件元件的設(shè)計(jì)和選擇要滿足設(shè)計(jì)要求。 4.數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì) 。 5.要有相應(yīng)的設(shè)計(jì) CAD 圖紙。 6.論文 不端行為檢測 重復(fù)率在 30%以下 ，如果通不過要包修改直至通過 。 7.要提供論文講解服務(wù)，保證通過答辯。 四、設(shè)計(jì)內(nèi)容 （一） 緒論 1分析國內(nèi)外數(shù)控機(jī)床發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀。 2.數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢和研究方向 3普通機(jī)床的數(shù)控化改造的必要性 （二）半閉環(huán)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)擬定 CW6163 車床數(shù)控化改造的總體方案，并對總體方案進(jìn)行分析比較和論證，最后確定總體方案。 數(shù)控系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)內(nèi)容：系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)方式的確定，微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的選擇、設(shè)計(jì)等（數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)）應(yīng)根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)及要求提出系統(tǒng)總體方案，對方案進(jìn)行分析和論證，最后確定總體方案。 CW6163 普通車床的床身、主軸傳動(dòng)箱都使用原機(jī)床的結(jié)構(gòu)，橫向機(jī)構(gòu)保留原手動(dòng)機(jī)構(gòu)，拆除橫向 滑動(dòng) 絲杠換上滾珠絲杠，為了便于安裝滾珠絲杠副 ， 絲杠軸不是整體的而采用分段式，然后用聯(lián)軸器聯(lián)接（或用套筒剛性聯(lián)接）；縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)拆除機(jī)床的溜板箱、光杠與絲杠及安裝座，配上滾珠絲杠及相應(yīng)的安裝裝置，縱向驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)及減速箱安裝在車床的床尾。數(shù)控系統(tǒng)采用開環(huán)控制系統(tǒng)，外加數(shù)控裝置利用微機(jī)對縱橫向進(jìn)給及刀架系統(tǒng)進(jìn)行控制，在機(jī)床的精度，性能等方面除保持原來狀況外還有所提高。 （ 三 ） 機(jī)械改造部分設(shè)計(jì) 1.機(jī)械系統(tǒng)與控制系統(tǒng)方案的確定 2具體方案的設(shè)計(jì)計(jì)算和選擇 （繪制改動(dòng)部分機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖） （ 1） 主切削力及其切削分力計(jì)算 （ 2） 導(dǎo)軌摩擦力的計(jì)算 （ 3） 計(jì)算滾珠絲 杠螺母副的軸向負(fù)載力 （ 4） 確定進(jìn)給傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比 i 和傳動(dòng)級(jí)數(shù) （ 5） 滾珠絲杠的動(dòng)載荷計(jì)算、直徑估算和設(shè)計(jì) 2 （ 6） 滾珠絲杠螺母副承載能力校核和設(shè)計(jì) （ 7） 計(jì)算機(jī)械傳動(dòng)的剛度 （ 8） 電動(dòng)機(jī)的選型與計(jì)算 3 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （繪制改動(dòng)部分機(jī)械結(jié)構(gòu)裝配圖） （ 1） 床身及導(dǎo)軌 （ 2） 中間軸的設(shè)計(jì) （ 四 ） 數(shù)控系統(tǒng) 硬件電路 設(shè)計(jì) 1 硬件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（包括 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)框圖的設(shè)計(jì) ） 2 控制回路設(shè)計(jì)（包括 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)電路原理圖的設(shè)計(jì)與繪制 ） （ 1）位置環(huán)控制 （ 2）電流環(huán)設(shè)計(jì) 包括微機(jī)、擴(kuò)展芯片、顯示、鍵盤、 I/O 接口、伺服 控制電路等組成的控制系統(tǒng)。 （ 五 ） 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì) 1.控制軟件的主要內(nèi)容 2.軟件設(shè)計(jì) （ 1）系統(tǒng)控制功能分析 （ 2）系統(tǒng)管理程序控制 （ 3）自動(dòng)加工程序設(shè)計(jì) 五、使用參考資料 （僅限參考 ，盡量用其他的資料 ） 1、機(jī)床設(shè)計(jì)手冊聯(lián)合編寫組，機(jī)床設(shè)計(jì)手冊，北京機(jī)械工業(yè)版 2、機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例，余莫良，機(jī)械工業(yè)版 3、現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)，王愛玲，兵器工業(yè)版 4、實(shí)用機(jī)床設(shè)計(jì)手冊，李洪主編，遼寧科學(xué)技術(shù)出版社 5、機(jī)電一體化設(shè)計(jì)手冊，萬德鈞等編，江蘇科學(xué)技術(shù)出版社 6、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，張健民等編， 北京理工大學(xué)版 7、機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)，張健民等編，高等教育出版社 8、數(shù)字控制機(jī)床 廖效果編成 華中科大出版 9、全國高等教育自學(xué)考試機(jī)電一體化專業(yè)總合作業(yè)指導(dǎo)書，郝忠軍等編 10、 CKJ6163/HK63 簡式數(shù)控臥式車床使用說明書（機(jī)械部分），寶雞機(jī)床廠。 11、高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)手冊（機(jī)械卷），國家教委高等