设计简介
摘 要
本次设计是对CW6163旧机床数控化进给系统的改造的设计。在这里主要包括:主传动系统的设计、纵向进给系统的设计、横向进给系统的设计。而我主要是针对横向进给系统的设计纵向进给系统进行机械设计。这次毕业设计对设计工作的基本技能的训练，提高了分析和解决工程技术问题的能力，并为进行一般机械的设计创造了一定条件。数控设计主要传动系统的机械设计。由于对经济型机床数控化改造的加工精度要求不高，为简化结构、降低成本。通过控制横进给系统，保证设计后的车床具有定位、直线插补、圆弧插补、暂停等功能。为实现机床所要求的传动效率，采用步进电机经联轴器再传动丝杠；为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。
关键词：车床，数控设计， 联轴器，滚珠丝杠
Abstract
This design is about the common Lathe CW6163 transformation of NC. Main tasks are: the transformation of the main transmission system, the transformation of the vertical feeding system, horizontal feed system reform. While I was mainly aim at the lateral feeding system mechanical transformation. The graduation project on the design of the basic skills training has improved the analysis and the ability to solve engineering problems, and create a certain condition for general mechanical design.NC transformation is mainly a transformation of mechanical drive system. Because of the economy less precision CNC machining, it is order to simplify the structure and reduce costs. By controlling the cross-feed system, it ensures the modified lathe with positioning, linear interpolation, circular interpolation, and pause. Required for the realization of the transmission efficiency of machine tool, we should us a stepping motor drive and then screw through the coupling. To ensure a certain degree of driving accuracy and stability and minimize friction, a ball screw pair is needed.
Keywords: lathe, NC Transformation , Coupling ,Ball Screw
目 录
摘 要 II
Abstract III
目 录 IV
第1章 概述 1
1.1 国内外数控机床发展的历史和现状 1
1.2 数控机床发展趋势和研究方向 2
1.3普通机床的数控化改造的必要性 8
第2章 车床数控改造总体方案的制订及比较 12
2.1 数控机床工作原理及组成 12
2.2 数控部分的设计改造 12
2.3 系统的运动方式与伺服系统的选择 13
2.4 计算机系统 13
2.5 机械传动方式 13
2.6 运动方式的确定 13
2.7 系统的选择 14
2.8 机构传动方式的确定 14
2.9 微机的选择 14
2.10 总体方案框图 14
第3章 纵向进给伺服进给结构设计 15
3.1 CW6163普通车床参数 15
3.2 计算切削力 15
3.3 丝杆螺母副的计算和造型 16
3.4 齿轮传动比计算 19
3.5 步进电机的计算和选型 20
3.5导轨的特点 24
3.6 导轨的设计 25
第4章 横向进给伺服进给结构设计 28
4.1 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 28
4.1.1 最大工作载荷的计算 28
4.1.2 最大动载荷的计算 28
4.1.3滚珠丝杠螺母副的选型 29
4.1.4 滚珠丝杠副的支承方式 29
4.1.5 传动效率的计算 29
4.1.6 刚度的验算 30
4.1.7 稳定性校核 30
4.1.8临界转速的验证 31
4.2 进给伺服系统传动计算 31
4.2.1确定传动比 31
4.2.2齿轮参数的计算 31
4.3 步进电机的计算和选用 31
4.3.1转动惯量的计算 31
4.3.2电机力矩的计算 33
4.4 步进电机的选择 35
第5章 数控系统硬件电路设计 37
5.1数控车床及数控系统概述 37
5.1.1机床主机 37
5.1.2驱动装置 37
5.1.3辅助装置 38
5.1.4数控装置系统 38
5.1.5编程装置 39
5.2微机控制系统硬件电路设计 39
5.2.1控制系统的功能要求 39
5.2.2硬件电路的组成 39
5.3 单板机控制系统的设计 40
5.3.1 硬件配置 40
5.3.2 存贮器空间分配 40
5.3.3 I/O口地址分配 40
5.3.4.光电隔离电路 41
5.4 8031单片机简介 41
5.5存储器扩展电路设计 42
5.5.1 程序存储器的扩展 42
5.5.2数据存储器的扩展 44
5.5.3并行I/O接口电路的扩展 45
5.6译码电路设计 47
5.7其他辅助电路设计 48
5.7.1 8031的时钟电路单片机的时钟的产生方式 48
5.7.2 复位电路 48
5.7.3 越界报警电路 49
5.7.4 掉电保护电路 49
5.8 控制回路设计 50
5.8.1 位置环控制 50
5.8.2 电流环设计 50
5.8.3 系统控制功能分析 51
5.8.4 系统管理程序控制 51
5.8.5 自动加工程序设计 52
结论 54
参考文献 55
致谢 57
