PAGEPAGE2課題名稱：C6150型車床的經濟型數控改造設計（縱向）一、課題來源、課題研究的主要內容及國內外現狀綜述1.課題來源前些年，我國很多單位從國外引進了中高檔數控機床，有的服役期滿，有的不能正常工作，處于閑置狀態，造成巨大資源浪費。這些機床共同之處在于機械部分基本完好，精度較高，主要是由于數控系統出現問題而又難以購置配件，不能滿足正常生產的需要和現代高精度、高速度和高可靠性的加工要求。如果利用進口數控系統對現有數控設備進行數控化改造，只需幾十萬元就能發揮現有設備的作用,而購置一臺新的同性能的數控機床則需要幾百萬甚至上千萬的資金，因此，對我國來說數控機床的數控化改造具有明顯的經濟效益與社會效益，非常迫切。.數控機床的應用越來越普及也是制造業現代化的必然趨勢如果全部淘汰舊機床而采用新的數控機床不僅所需資金太大而且會造成原有設備的閑置和浪費2.研究的目的和意義我國是生產和使用機床最多的國家之一，但現有機床大多數服役年齡較長，設備陳舊落后。由于數控機床具有自動化程度高加工精度高，質量穩定，便于生產管理現代化等特點，數控機床的應用越老越普及，也是制造業現代化的必然趨勢，如果全部淘汰舊機床而采用新的數控機床不僅所需資金太大，而且會造成原有設備的限制和浪費。我國的再造技術起步較晚，迫切需要大力發展，即能充分利用原有的舊設備資源，減少浪費又能夠以較小的代價獲得性能先進的設備，滿足現代化生產的要求。由于運用普通機床加工出來的產品大多存在著質量差、品種少、檔次低、成本大、供貨期長等原因，所以普通機床的數控化改造具有相當的意義。首先，提高了生產的效率。原普通機床經數控化改造后就可以實現加工自動化，工作效率可比普通機床提高近五倍；其次，性能更穩定安全可靠。因為經改造的數控機床的各基礎件經過長期工作，幾乎不會產生因力變形而影響精度；再次，可以為生產廠家節約資金。普通機床的數控化改造和購買新的數控機床相比一班可以節省一半以上的費用，從大型的和特殊的設備上更能看出；最后，對于復雜的零件而言難度越高功效提高的越多。且可不用或少用工裝，不但節約費用還可以縮短生產的準備時間。采用微機技術改造普通機床，選用優化方案，實現簡易數控，對機床結構改動不大，安裝簡單，操作簡，測量精度較高，可以使機床實現自動化，提高生產效率，減輕工人勞動強度，適于加工具有復雜形狀的零件和小批量零件。二、本課題擬解決的問題本課題的目的是將C6150型普通車床改造成經濟型數控車床（縱向），應能實現C6150車床原有功能,在機床的精度、性能等方面除保持原來狀況外還應有所提高。1.普通車床數控化改造后應具有定位、縱向和橫向的直線插補、圓弧插補功能，還要求能暫停，進行循環加工和螺紋加工等，因此，數控系統選連續控制系統。2.根據普通車床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及經濟性要求，經濟型數控機床一般采用8位微機。在8位微機中，MCS—51系列單片機具有集成度高、可靠性好、功能強、速度快、抗干擾能力強、具有很高的性價比，因此，可選MCS—51系列單片機擴展系統。3.車床數控化改裝后屬于經濟型數控機床，在保證一定加工精度的前提下應簡化結構、降低成本，因此，進給伺服系統采用步進電機開環控制系統。4.根據系統的功能要求，微機數控系統中除了CPU外，還包括擴展程序存儲器，擴展數據存儲器、I/O接口電路；包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤，能顯示加工數據和機床狀態信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進電機驅動電路，此外，系統中還應包括螺紋加工中用的光電脈沖發生器和其他輔助電路。5.縱向和橫向進給是兩套獨立的傳動鏈，其傳動比應滿足機床所要求的分辨率。6.采用自動回轉刀架及其控制電路。7.為了保證進給伺服系統的傳動精度和平穩性，選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副，并應有預緊機構，以提高傳動剛度和消除間隙，齒輪副也應有消除齒側間隙的機構。8.原機床的主要結構布局基本不變，盡量減少改動量，以降低成本縮短改造周期。9.機械結構改裝部分應注意裝配的工藝性，考慮正確的裝配順序，保正安裝、調試、拆卸方便，需經常調整的部位調整應方便。解決方案及預期效果1.仔細閱讀設計任務書，明確設計要求，查閱相關資料，了解C6150的性能。2.對普通車床數控化改造經濟性評價詳細論證，確定車床數控化改造方案；3.對進給系統的滾珠絲杠型號選擇與裝配設計，支承方式的設計與軸承型號選擇，步進電機選擇等進行了詳細研究。4.為保持切削螺紋的功能，仔細研究了在主軸上安裝脈沖發生器的選型，脈沖發生器直接與主軸間連接方法，并形成了相應的技術圖。5.拆卸普通機床，甩掉原有進給箱等，對主傳動系統的進行小修，滑板貼塑與鏟刮調試，對機床相關部件和參數進行測繪、測量。6.根據普通車床C6150電氣控制系統和原理圖與普通車床數控化改造的數控系統對比分析，形成普通車床數控化改造完整的電氣控制技術圖。7.繪出相應的零件圖和裝備圖。8.給出普通車床數控化改造的安裝、調試方法。四、課題進度安排2015年1月3日～2015年1月4日.布置任務2015年1月6日～2015年3月9日．畢業實習階段。2015年2月24日～2015年3月9日．總體設計，方案論證2015年3月10日～2015年4月14日．機械改裝部分設計。2015年4月15日～2015年4月21日．數控系統方案設計2015年4月22日～4月28日.數控系統硬件設計。2015年4月29日～5月4日.數控系統軟件設計。2015年5月5日～2015年5月22日．撰寫畢業設計說明書。2015年5月23日～2015年5月24日．畢業設計預答辯。2015年5月25日～2015年6月4日．修改資料。2015年6月5日～2015年6月6日．評閱材料。2015年6月7日～2015年6月8日．畢業答辯。五、指導教師意見簽名年