毕业论文：数控车床改进设计

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毕业论文：数控车床改进设计

数控专业毕业设计

谁有关于CA6140型普通车床改造成经济型数控车床的设计毕业论文啊？？？？

求普通车床数控化改造的毕业设计

一、毕业论文：数控车床改进设计

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前 言

随着科学技术和社会生产力的迅速发展，对机械产品的质量和生产率提出了越来越高的要求，而机械加工工艺过程自动化成为实现上述的最重要措施之一。它不仅能够提高产质量，提高年产率，降低生产率，降低成本，还能够极大地改善生产者的劳动条件。数控技术和数控机床的延生于二十世纪中叶，经过半个世纪来，数控系统经历了从硬件到计算机数控两个阶段和从电子管数控到基于个人计算机数控平台六代的发展，数控机床的控制轴数已由轴的点位控制、两轴联动发展到五轴以上联动，基本上已实现数控自动化。由于数控系统的优越性，目前，在工业发达国家中，数控机床的应用几乎已扩展到所有加工领域。

目前，经济型数控机床，仍然是我国市场需要量最大，销售量最高的数控机床，而利用我国现有大量闲置的旧机床，对其进行数控化改造，研制出一种有效方法和低成本自动必由之路，我们研制的CA6140小型数控车床正是这个思路的探索与实践。

因此，为了提高产品质量提高产品精度，减少疲劳强度，降低成本，实现自动化，对我国原有普通车床进行经济型的数控改造，是当前机械工业的一个十分重要的课题。

中文摘要与关键词

摘 要： 随着我国工业生产的需要,机械工业即将面临着一个十分重要的课题----设备改造。本设计就是对CA6140车床的机械部分进行数控改造。数控改造主要是简化机械传动机构、缩短传动链、提高自动化程度，也是为了解决复杂的零件加工、精度控制及提高产品质量和生产率。在设计内容上，主要针对传动系统和进给系统的改造设计、以及导轨和自动转位刀架的改造设计等。

目前,经济型数控机床,仍然是我国市场经济需要量最大、销售量最高。在利用我国现有的大量闲置旧机床，对旧机床进行数控化改造，研制出一种新型高效、多功能的经济型数控机床，是一种推陈出新、盘活存量资金的有效方法和低成本之路。

关键词 :主轴；刀架；导轨；数控装置；进给系统

Abstract And Keyword

Abstract：With the need of industrial production of our country, the mechanical industry will face a very important subject soon----The equipment is transformed . It is a mechanical part to CA6140 lathe to originally design , carry on the numerical control transformation. Numerical control transformation to simplify mechanical drive organization , shorten drive chain , raise automatic degree mainly, control and improve the product quality and productivity for solving complicated part processing , precision too. At designing content , enter give systematic transformation design , and guide and transfer to transmission picture to transformation , location of knife rest design etc. automatically mainly.

At present, economy numerical control lathe, remain of our country market economy requirement most heavy, most high sales volume. Utilize my what country have now to leave the old lathe unused in a large amount, carry on the numerical control transformation to the old lathe , develop one new-type high-efficient , multi-functional economy numerical control lathe, it is one that weed out the old and bring forth the new, vitalize effective method and low cost automatic only way, stock of fund.

Keywords: Main shaft ; Knife rest; Guide ; Numerical control device; Enter to the system

目 录

中文摘要与关键词 I

Abstract And Keyword II

CA6140数控车床主要技术参数 1

1 总体方案的确定 2

2 主传动系统设计 3

2.1 转速图的拟定 4

2.2 主传动改造设计 7

2.3 皮带轮的设计 8

2.4 齿轮的设计 9

2.5 轴的改造设计 11

2.6 轴承的改造设计 12

2.7 主轴脉冲发生器 12

2.8 主轴电动机的选择 13

3 进给系统设计 15

3.1 概 述 15

3.2 进给系统设计与计算 15

3.3 进给系统的安装调整 22

4 机床导轨的改造 23

5 自动转位刀架改造设计 24

6 可控电动尾座 26

设 计 总 结 27

参 考 文 献 28

致 谢 29

CA6140数控车床主要技术参数

最大加工工件直径：400毫米

最大加工工件长度：1000毫米

主轴孔径：48毫米

主轴前端孔锥度：莫氏6号

进给量和螺距范围

纵向：0.01—20.48毫米

横向：0.02—10.24毫米

快速进给速度

纵向：3米/分钟

横向：1.5米/分钟

主轴转速：

正转12级 10—1400转/分钟

主电机

功率：7.5千瓦

转速：1440转/分钟

控制座标数目：2个

脉冲分配方式：逐点比较法

输入方式：绝对值或增量值输入

脉冲当量：

Z轴（纵向）：0.01毫米/脉冲

X轴（横向）：0.005毫米/脉冲

车床外形尺寸：长Ⅹ宽Ⅹ高2668Ⅹ1000Ⅹ1190毫米

1 总体方案的确定

CA6140是金属切削机床加工中最常用的一类机床，主要用于中小型轴类,盘类以及螺纹零件的加工。这些零件的加工工艺要求完成的主要任务是：控制主轴正反转和实现其不同切削速度；刀架能实现纵向和横向的进给，并具备在换刀点自动改变四个刀位完成选择刀具、冷却泵、润滑泵的合、停；加工螺纹时保证主轴转一致，刀架移动一个补加工螺纹的螺距或导程。这些内容是数控改造系统控制的对象。根据CA6140车床的有关数据资料，确定CA6140车床的机械改造方案为：

（1） 传动系统的改造

将CA6140的正转24级和反转12级改为正转12级和反转6级的简易经济型数控机床。在满足基本转速范围和工作性能要求同时，简化传动机构，缩短传动链，并在主轴后端安装光电编码器，将CA6140车床的手动分级变速改造为自动分级变速，使之具有操作方便，结构简单的特点。

（2） 进给系统的改造

Z轴（纵向）进给系统。拆除原机床的进给箱。溜板箱。光杆和丝杠，将步进电机布置在原丝杠左端，利用原机床进给箱的安装孔和销钉孔安装减速齿轮箱，步进电机采用V带轮减速。将滚珠丝杠代替原丝杠，仍安置原丝杠位置，滚珠丝杠采用可预紧安装方式，安装方式以减少或消除丝杠产生的弯曲变形，使丝杆拉压刚度有较大提高。工作时，步进电机经V带传动到主轴箱内，将拖动扭传给滚珠丝杠副，带动大拖板连接沿纵向往复运动。

X轴（横向）进给，将步进电机安装在大拖板上，用法兰盘将步进电机和机床大拖扳连接，步进电机，齿轮箱体安装在中拖的后侧。

第一、刀架的改造：拆除原刀架和小拖扳，换上数控刀架。

第二、电动尾座改造： 该改装可根据加工需要使刀具自动进给或手动进给，采用链传动和牙嵌离合器，结构简单可靠。

2 主传动系统设计

CA6140型车床，其主动链可使主轴获得24级正转（10-1400r/min）和12级反转（14-1580r/min）。首先分析一下CA6140的传动路线，运动由电机（7.5kw,1450r/min）经V带轮传动副×114mm／×220mm传至主轴箱中的轴I，在轴I上装有双向多片摩察离合器M1，使主轴正转反转或停止。当压紧离合器M1左部的摩察片时，轴I的运动经齿轮副总理56/38或者说51/43传动Ⅱ，使轴获得Ⅱ种转速。压紧右部摩察片时，经齿轮50轴上的空套齿轮34传给轴Ⅱ上固齿轮30，这时轴I至轴Ⅱ间多一个中间齿轮34，使轴Ⅱ的转向与经M1左部传动时相反。反转转速只有一种，当离合器处于中间位置时，左右摩察片都没有被压紧，轴I的运动不能传至轴Ⅱ，主轴停止。运动由轴Ⅲ传往主轴有两条路线：

（1） 高速传动路线：主轴上的滑移齿轮50移至左端，使之与轴Ⅲ上右端的齿轮63齿合，运动由轴Ⅲ的运动经齿轮副63/50直接传给主轴，得到450r/min至1400r/min的6种高速。

（2） 低速传动路线：主轴上的滑移齿轮Z50移至右端使主轴上的齿式离合器M2齿合轴Ⅲ的运动经齿轮副20/80或50/50传给轴Ⅳ，又经齿轮副20/80或51/50传给轴Ⅴ，再经齿轮副26/58和齿式离合器M2传至主轴，使主轴获得10—500r/min的低速。

从CA6140车床传动路线分析可得出其还有以下缺点：

① CA6140传动路线矿长，传动机构校多，其中传动轴最少有4根，最多有6根，主轴正转，齿轮副数最少有3对，最多有5对，反转时，最少有4对，最多有6对，这不仅使箱体结构尺寸复杂，造价费用高，而且降低传动效率，降低加工精度。

② CA6140车床主轴能够获得12级反转转速。作为普通车床，主轴反转不是用切削加工，而且用于车削螺纹时，切削完一刀之后使车刀螺纹线退回，以便提高加工精度，但实际应用中，通常使用的只有其中2至3种。

③ 在传动路线上，滑移齿轮达5对之多，因滑移齿轮都是采用花键联接，这就使花键轴强度.刚度.材料比普通要高，成本显然也高。

④当主轴正转时， 轴I上Z=56齿轮带动Ⅱ轴上Z=38齿轮，Ⅱ轴转速很高，此时Ⅱ轴Z=39齿轮带动齿轮Z=41，使Ⅲ轴也高速旋转，也使Ⅲ轴右端齿轮Z=63高速转动。即使空载线速度也很高，是一个重要的噪声源。

此次CA6140数控改造设计—机械设计部分，其设计任务的基本要求为：简化机械传动机构，缩短传动链，提高传动精度。参照有关机床数控改造资料对CA6140改造成主轴为12级的经济型数控机床。此改造方案有以下优点：

① 与CA6140车床相比，改造后减少了2根传动轴，而且只有3对齿轮传动，简化了传动机构，缩短了传动链，减少制造成本费，提高了传动精度。

② 改造后，有12级正转（31.5r/min—1400r/min）和反转6级（31.5r/min—1350r/min）转速范围与CA6140基本相同，至于最低转速只有31.5转/分，但进给机构及刀架都已自动化，所以这种转速能够满足使用要求。

③ 经改造后，滑移齿轮由原来的5对减少到3对，不仅减少了齿轮齿数和齿轮传动轴，而且总体结构得到简化，造价费用也可减少1/4。

④ 改造后，改造了齿轮的加工工艺，同时也降低了齿在主轴上齿合线速度，减少了噪声源。

⑤ 价格便宜。仅数控系统与国外同类型系统相比，前者只要1—2万元，而国外系统则要十几至几十万。

⑥ 解决复杂零件的加工精度，提高生产率。

⑦ 提高工人素质，减轻工人的劳动强度，促进技术进步和科技成果的普及应用。

2.1 转速图的拟定

2.1.1 绘出数控车床的传动原理图

数控车床的传动原理与卧式车床原则上相同，只是许多地用电联系代替了机械联系。

根据普通车床原理图及有关资和设计要求，确定卧式数控车床原理图如下图所示：

2.1.2 选用公比Φ

由于设计的车床是普通型，从使用性能方面考虑公比Φ最好选小些，以便减少相对转速损失，但公比Φ太小，级数就多，将使机床的结构复杂，对于一般生产要求较高—普通车床，减少相对转速损失是主要的，根据以上原因及资选定公比Φ=1.26

2.1.3 结构式的拟定

已知设计的车床类型为普通型，主轴的转速级数确定为12级，选定公比Φ=1.26

拟定该车床的结构式有以下几种：

a.12=31×23×26 b.12=31×26×23

c.12=32×21×26 d.12=34×21×22

e.12=32×26×21 f.12=34×22×21

为了减少主传动件结构尺寸，根据三个基本原则：传动副数“前多后少”原则；传动线“前密后疏”的原则；降速“前慢后快”的原则；同时也考虑安全可靠，需在第一轴上装一个安全离合器。

确定结构式为：2=21×22×34

2.1.4 验算传动组的变速范围

检查传动组的变速范围，我们只需检查最后一个扩大组。因为其他传动组的变速范围都比它小，根据公式8-求得

Rmax= ΦXn(p2-1)=6.35<8

结果在允许范围之内。

2.1.5 确定传动的各级转动

此车床采用公比Φ=1.26，主轴最高转速1400转/分钟，查表7—，求出主轴上

级转速为（r/min）

n1=31.5 n2=45 n3=63 n4=90

n5=125 n6=180 n7=250 n8=355

n9=500 n10=710 n11=1000 n12=1400

2.1.6 确定转速图

转速图的拟定

2.1.7 计算各轴转速

根据普通机床的主计算公式8—，主轴转速为主轴从最底转速算起第一个1/3转

范围内的最高一级转速。从转速图中可知：

n4j=900r/min

从而确定

n3j=125r/min n2j=355r/min n1j=710r/min

2.1.8 齿轮齿数的确定

根据传动副之间的传动比以及齿轮的基本要求，由表8—查出各齿轮为：

Z1=26 Z2=26

Z3=30 Z4=22

Z5=24 Z6=28

Z7=22 Z8=30

Z9=40 Z10=64

Z11=64 Z12=40

2.2 主传动改造设计

CA6140型卧式车床的主传动链可使主轴获得24级正转10～1400r/min和12级反转14－1580r/min, 其运动路线是：运动由到电机（7.5KW,1450r/min）经由三角皮带传动到主轴箱的Ⅰ轴,轴Ⅰ上,装有双向磨擦片式离合器M,用于主轴起动和控制正反转,离合器M向左接合时主轴正转,向右接合时,主轴反转左右不接合时,主轴正转,向右接合时,主轴反转,左右不接合时,主轴停止,轴Ⅰ的运动到离合器m和轴Ⅰ-Ⅲ可变带齿轮传至轴Ⅲ然后分两路传给主轴Ⅵ,即两轴Ⅲ上的直齿齿轮副63×3和50×3接合时,直接传给主轴Ⅵ,另当Ⅳ轴上80×2.5或50×2.5与齿轮与Ⅲ轴上20×2.5或50×2.5齿轮啮合时,Ⅲ轴经Ⅳ和Ⅴ轴的扩大螺距机构传到给主轴Ⅵ

此传动路线来达式如下:

一Ⅵ主轴

此传动路线可就得24级高速和12级低速,此传动路线太长,传动机构较多,传动效率也随着降低,而此次设计的基本要求为:简化机械传动结构,缩短传动链,提高传动精度缩短传动链,以及参与者有关机床改造的资料采用12级或16级传动方案为佳.

改造方案 (一)12=2×2×3,公比4:1.26

(二)16级16=2×2×2×2

因为改造方案有如下优点：

1) 结构简单

2) 传动方案成本低,经济效益好,不需要换电动机.

2.3 皮带轮的设计

2.3.1 V带的确定

根CA6140普通车床已有的电机,下面求出有关V带的基本的基本参数:

1. 表8-查得KA=1.1

故PCA=KA×P=1.1×7.5=8.25kW

2. 选择普通V带型号

根据PCA=8.25r/min,nij=1400r/min 由图8-确定带型为C型。

3. 确定两带轮直径分别为D=114mm D=220mm

4. 验算带速V

V=πDn/60×1000=3.14×220×1400/60×1000=16.12m/s

5. V带根数Z的确定

由公式8-可得：

Z=PCA/（P0+AP0）KAKL 由表8-查得KA=0.96，查表8-得KL=0.88则

Z=7.5/(2.96+0.79)×0.96×0.88=2.37

圆整取Z=3

2.3.2 带轮结构设计

根据前面已知的带的根数，可知带轮槽数为3，还有基准直径220毫米，

根据公式15-

P=7.5η=7.5×0.98=7.35kw n=1440×114/220=746.18r/min

A0=110 查表15-即求得：d=23.58mm,取整d=24mm

根据结构尺寸要求，若带轮基本直径D≦（2.5—3）d（d为轴的直径）时，则采用实心式；若D≤300mm，采用腹板式（当D1-d1）≥100mm时，采用孔板式）；若D>300mm时采用轮副式。这里D=220mm，d=24mm,可采用孔板式带轮结构，其各部分尺寸由表8-12及公分别求得如下：

bp=19mm hf=16mm ha=5mm e=25mm f=17mm δ=10mm

B=(Z-1)e+2f=(3-1)×25+2×17=84mm

Dw=D+2ha=220+2×5=230mm

d1=(108-2)d=(1.8-2)×24=44mm

D1=D-2(hf+δ)=220-2(16+10)=168mm

D0=0.5(D1+d1)=84+22=102mm

d0=(0.2-0.3)(D-d1)=(30-22)=26mm

L=(1.5-2)d=36-48=42mm

C=(1/7-1/4)B=12-21=16mm

2.4 齿轮的设计

2.4.1 确定齿轮类型、材料、精度。

为了保证加工工件的精度，减少机床振动，在主轴上的齿轮应选斜齿轮，以减少轴向力，径向力等因素的影响，其余的齿轮都选用直齿圆柱齿轮。考虑到车床的功率较大，故各对齿轮都选用硬质齿面，由表10—选用齿轮的材料均为40cr并经调质及表面淬火。故初选7级精度。

1.初选小齿轮齿数为Z=21，Z=87，螺旋角β=14°

2.按齿面接触选料

按式10—，先确定公式内的各计算值：

1）Kt=1.6

2）10—选取区域系数ZH=2.433

3）由图10--查得

εa1=0.87, εa2=0.87

则εa=εa1+εa2=1.65

4）大齿轮传递的转矩

P3=7.5×0.96×0.99^2=8.057

N3j=125r/min

故T1=9550000×7.057/125=5.39N·mm

5）接触应力[δ]H=([δ]+[ δ])/2=1041.5Mp，其他有关参数是参照例题10—。

⑴ 试算小齿轮分度圆直径，由公式10—求得：

d1t≥69.5997≈70mm

⑵ 算圆周速度

V=πd1tn1/60×1000=0.3297m/s 符合要求

⑶ 计算齿宽b及模数mnt

b=φdd1t=0.9×70=63mm

mnt=d1tcosβ/Z=70×cos14°=3.23mm

h=2.25mnt=7.275mm

b/h=8.65

⑷ 计算纵向重合度

εβ=0.31φd8Z1tanβ14°=1.713

⑸ 算载荷系数K

已知使有系数KA=1，根据V=0.3505m/s，7级精度，由图108查得动载系数Kv=1.11;由表10—查得KHB=1.14，由图10—查得KFB=1.37，由表10—查得KHA＝ＫＦＡ＝1.2，故载荷系数为：

K=KAKVKHAKHB=1.88

⑹ 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式10—10a得：d1=78.53mm

⑺ 计算模数

mn=d1cosβ/Z=74.42×cos14°/21=3.43mm

故取mn=3mm

5.几何尺寸计算

1）计算中心距

a=(Z1+Z2)mnt/2cosβ=167.01mm

圆整为167mm

2）计算大小齿轮的分度圆直径

d1=Z1mn/cosβ=64.95mm

d2=Z2mn/cosβ=269.07mm

3）计算齿宽

b=φdd1=0.9×64.95=58.455mm

圆整后

B2=58mm B1=64m

4）其他结构尺寸根据图10-39[2]求得：

6.齿轮结构

根据齿轮结构尺寸要求，当齿顶直径160≤da≤500mm时，做成腹板式。

2.5 轴的改造设计

此次改造技术采用的结构与原来的CA6140结构大部分相同。I轴上有三个传动副及摩擦离合器与CA6140相同; II轴上有三个固定齿轮和一个二联滑移齿轮与CA6140相同;III轴上左端采用的是二联滑齿轮，右端采用的是三联滑移齿轮与CA6140的左端是三联滑齿轮，右端是三个固定齿轮基本相似。故改造时只需把右端轴的结构改为花键轴即可。从前三轴来看，结构，尺寸，基本相同，故前三轴不作大改动，基本结构及轴承保持不变。这样为改造成本减少许多，提高了改造方案的经济性，轴IV是将CA6140的固定齿轮58和内齿式离合器50去掉，将部分改造设计成三对固定齿轮87，64，40，将操作杆拆除掉，安装上主轴控制旋转开关，并在主轴的后端安装脉冲发生器，它们之间用弹联轴节联接安装，保持与主轴同步。在加工螺纹时，使主轴转速与纵向滚珠丝杆的转速保持一定的数量关系，从而能按数控加工指令加工出指定的螺纹，主轴上的其它部分均保留不变，不作改造设计。

2.6 轴承的改造设计

一、数控专业毕业设计

普通车床数控研究及改造设计

中文摘要：针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。

关键词：数控机床，单片机数控系统，改装设计

一、引言

机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。

二、概述

工数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电一体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加出所需的工件。
数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点：
1.适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。
2.加工精度高；
3.生产效率高；
4.减轻劳动强度，改善劳动条件；
5.良好的经济效益；
6.有利于生产管理的现代化。
数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是，国产数控机床与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。我国是一个机床大国，有三百多万台普通机床。但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右，差距太大，急待改造。旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。
我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。1984年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说，本毕业设计实例具有典型性和实用性。

三、总体方案的设计

3.1设计任务

本设计任务是对CA6140普通车床进行数控改造。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向（Z向）脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向（X向）脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。

3.2总体方案的论证

对于普通机床的经济型数控改造，在确定总体设计方案时，应考虑在满足设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能少，以降低成本。
1)数控系统运动方式的确定
数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件，所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。
2)伺服进给系统的改造设计
数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。所以，本设计决定采用开环控制系统。
3)数控系统的硬件电路设计
任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效地运行。在设计的数控装置中，CPU的选择是关键，选择CPU应考虑以下要素：
（1）时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关；
（2）可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关；
（3）I/O口扩展的能力与对外设控制的能力相关。
除此之外，还应根据数控系统的应用场合、控制对象以及各种性能、参数要求等，综合起来考虑以确定CPU。在我国，普通机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机，主要是因为它们的配套芯片便宜，普及性、通用性强，制造和维修方便，完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中是以MCS-51系列单片机，51系列相对48系列指令更丰富，相对96系列价格更便宜，51系列中，是无ROM的8051，8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控机中应用最多的是8031单片机。本设计以8031芯片为核心，增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的控制系统。
3.3总体方案的确定

经总体设计方案的论证后，确定的CA6140车床经济型数控改造示意图。CA6140车床的主轴转速部分保留原机床的功能，即手动变速。车床的纵向（Z轴）和横向（X轴）进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心，由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经电机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削螺纹的功能，必须安装主轴脉冲发生器，为此采用主轴靠同步齿形带使脉冲发生器同步旋转，发出两路信号：每转发出的脉冲个数和一个同步信号，经隔离电路以及I/O接口送给微机。

四、微机数控系统硬件电路设计

4.1微机数控系统硬件电路总体方案设计

本系统选用8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片2764EPROM，作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址，采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展，分别接键盘的输入、输出显示，8255接步进电机的环形分配器，分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外，还要考虑机床与单片机之间的光电隔离，功率放大电路等。
各引脚功能简要介绍如下：
1)源引脚 VSS：电源接地端。 VCC：＋5V电源端。
2)输入/输出（I/O）口线 8031单片机有P0、P1、P2、P3
4个端口，每个端口8根I/O线。当系统扩展外部存储器时，P0口用来输出低8位并行数据，P2口用来输出高8位地址，P3口除可作为一个8位准双向并行口外，还具有第二功能，各引脚第二功能定义如下：P3.0
RXD：串行数据输入端。P3.1 TXD：串行数据输出端 P3.2 INT0：外部中断0请求信号输入端。P3.3
INT1：外部中断1请求信号输入端。 P3.4 T0：定时器/计数器0外部输入端 P3.5 T1：定时器/计数器1外部输入端 P3.6
WR：外部数据存储器写选通。P3.7 RD：外部数据存储器读选通。 在进行第二功能操作前，对第二功能的输出锁存器必须由程序置1。
3)信号控制线
RST/VPD：RST为复位信号线输入引脚，在时钟电路工作以后，该引脚上出现两个机器周期以上的高电平，完成一次复位操作。8031单片机采用两种复位方式：一种是加电自动复位，另一种为开关复位。ALE/PROG：ALE是地址锁存允许信号。它的作用是把CPU从P0口分时送出的低8位地址锁存在一个外加的锁存器中。
外部程序存储器读选通信号。当其为低电平时有效。
VPP：当EA为高电平且PC值小于0FFFH时CPU执行内部程序存储器中的程序。当EA为低电平时，CPU仅执行外部程序存储器中的程序。XTAL1：震荡器的反相放大器输入，使用外部震荡器时必须接地；XTAL2：震荡器的反相放大器输出，使用外部震荡器时，接收外围震荡信号；
4.2片外三总线结构

单片机在实际应用中，常常要扩展外部存储器、I/O口等。单片机的引脚，除了电源、复位、时钟输入以及用户I/O口外，其余的引脚都是为了实现系统扩展而设置的，这些引脚构成了三总线形式：
1)地址总线AB
地址总线宽度为16位。因此，外部存储器直接寻址范围为64KB。由P0口经地址锁存器提供16位地址总线的低8位地址（A7～A0），P2口直接提供高8位地址（A15～A8）。
2)数据总线DB
数据总线宽度为8位，由P0口提供。
3)控制总线CB
控制总线由第二功能状态下的P3口和4根独立的控制线RST、EA、ALE和PSEN组成。8255A可编程并行I/O口扩展芯片
8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接，它具有三个8位的并行I/O口，具有三种工作方式，通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。
8255A的结构及引脚功能： 8255A的结构
8255A的内部结构包括三个8位并行数据I/O端口，二个工作方式控制电路，一个读/写控制逻辑电路和一个8位数据总线缓冲器。各部分功能介绍如下：
（1）三个8位并行I/O端A、B、C
A：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。可编程为8位输入、或8位输出、或8位双向寄存器。
B：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位输入或输出寄存器，但不能双向输入/输出。
C：具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器，C口可分作两个4位口，用于输入或输出，也可作为A口和B口选通方式工作时的状态控制信号。
（2）工作方式控制电路
A、B两组控制电路把三个端口分成A、B两组，A组控制A口各位和C口高四位，B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器，用来接收由CPU写入的控制字，以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或置“1”。
（3）读/写控制逻辑电路
它接收来自CPU的地址信号及一些控制信号，控制各个口的工作状态。
（4）数据总线缓冲器
它是一个三态双向缓冲器，用于和系统的数据总线直接相连，以实现CPU和8255A之间信息的传送。

五、总结

普通车床数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
六、致谢

毕业论文暂告收尾，这也意味着我在九江职业大学的三年的学习生活既将结束。回首既往，自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中，能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。在这三年的时间里，我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的

二、谁有关于CA6140型普通车床改造成经济型数控车床的设计毕业论文啊？？？？

摘
要
随着当今工业设备对精密程度的要求越来越高，加工设备的机械加工设备的加工的精密程度也要求越来越高。而在中国的机械加工设备的车床中普通车床占了很大比例。这已经越来越制约着当今工业的发展。而数控机床由于价格昂贵，且需要较高技术的加工工人。所以对机床进行自动化改造很是必要。本篇论文是在对普通卧式车床CA6140的基础上对其进行机电一体化改造。
作者在搜索、查阅研究大量有关资料的基础上，对机床自动化改造技术进行了深入的研究和分析，并描述了机床控制系统的设计。整个改造过程主要对车床纵、横向进给系统进行改造，丝杠选用摩擦损失小，效率高，精度高，寿命长的滚珠丝杠,电机选用步进电机,电动机与滚珠丝杠用齿轮减速；刀架改造成能自动换刀的回转刀架，由脉冲发生器来加工所需要的螺纹；整个控制系统以JKW-15T型号的单片机为中心，通过编程对机床的驱动设备进行控制以达到所需要的加工程度。
关键词：机床改造；
自动化机床；
控制系统
目
录
第一章
绪
论
1
1.1机电一体化的发展
1
1.1.1机电一体化技术
1
1.1.2机电一体化发展概述
2
1.2机电一体化改造的必要性
3
1.2.1机床改造的意义
3
1.2.2机床改造的市场
4
1.3机电改造的内容
6
1.4本文的选题及主要研究内容
8
1.4.1本文的选题
8
1.4.2主要研究内容
8
1.5车床总体改造方案
9
1.5.1设计基本思路
9
1.5.2设计要求
10
第二章车床改造的机械部分设计
13
2.1进给系统机械结构改造设计
13
2.2进给伺服系统机械部分的计算与选型
15
2.2.1确定系统的脉冲当量
15
2.2.2切削力计算
16
2.3滚珠丝杠的设计计算与选用
17
2.3.1滚珠丝杠简介
17
2.3.2纵向滚珠丝杠的设计与计算
18
2.3.3横向滚珠丝杠的设计与计算
26
2.3.4滚珠丝杠的安装与使用
33
2.4电机与滚珠丝杠连接用减速齿轮的设计与校核
36
2.4.1齿轮传动
36
2.4.2纵向减速齿轮的设计与校核
37
2.4.3横向减速齿轮的设计与校核
41
2.5进给系统的步进电动机的计算与选择
45
2.5.1步进电动机
45
2.5.2纵向电机的计算与选择
48
2.5.3横向电机的计算与选择
51
2.6电动刀架选择与介绍
55
第3章
主轴脉冲发生器介绍与选型
58
3.1光电编码器原理
58
3.2主轴脉冲发生器的安装
60
3.3主轴脉冲发生器的选择
60
第四章
控制装置的选用
63
4.1
JWK-15T的简介
63
4.2
功能分配
65
4.3程序设计
67
第五章
结论
78
参考文献
79
英文原文
81
中文译文
90
致
谢
97
看看这个可以吗，需要的话联系用户名扣扣，很完整的一套

三、求普通车床数控化改造的毕业设计

毕业论文 盖冒垫片模具设计说明书 20毕业设计 发动机支承限位件的模具设计与制造
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30毕业设计（论文）说明书 中单链型刮板输送机设计
液压类毕业设计
1毕业设计 ZFS1600/12/26型液压支架掩护梁设计
2毕业设计 液压拉力器
3毕业设计 液压台虎钳设计
4毕业设计论文 双活塞液压浆体泵液力缸设计
5毕业设计 GKZ高空作业车液压和电气控制系统设计 数控加工类毕业设计
1课程设计 设计低速级斜齿轮零件的机械加工工艺规程
2毕业设计 普通车床经济型数控改造
3毕业论文 钩尾框夹具设计（镗φ92孔的两道工序的专用夹具）
...4 机械制造工艺学课程设计 设计“拨叉”零件的机械加工工艺规程及工艺装备（年产量5000件）
5课程设计 四工位专用机床传动机构设计
6课程设计说明书 设计“推动架”零件的机械加工工艺及工艺设备
7机械制造技术基础课程设计 制定CA6140车床法兰盘的加工工艺，设计钻4×φ9mm孔的钻床夹具
8械制造技术基础课程设计 设计“CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备
9毕业设计 轴类零件设计
10毕业设计 壳体零件机械加工工艺规程制订及第工序工艺装备设计
11毕业设计 单拐曲轴零件机械加工规程设计说明书
12机械制造课程设计 机床传动齿轮的工艺规程设计（大批量）
13课程设计 轴零件的机械加工工艺规程制定
14毕业论文 开放式CNC（Computer Numerical Control）系统设计
15毕业设计 单拐曲轴工艺流程
16毕业设计 壳体机械加工工艺规程
17毕业设计 连杆机械加工工艺规程
18毕业设计(论文) 子程序在冲孔模生产中的运用——编制数控加工（1#-6#）标模点孔的程序
19毕业设计 XKA5032A/C数控立式升降台铣床自动换刀装置的设计
20机械制造技术基础课程设计 设计“减速器传动轴”零件的机械加工工艺规程（年产量为5000件）
21课程设计 杠杆的加工
22毕业设计 2SA3.1多回转电动执行机构箱体加工工艺规程及工艺装备设计
23毕业论文 数控铣高级工零件工艺设计及程序编制
24毕业论文 数控铣高级工心型零件工艺设计及程序编制
25毕业设计 连杆的加工工艺及其断面铣夹具设计
26机械制造工艺学课程设计说明书：设计“CA6140车床拨叉”零件的机械加工工艺及工艺设备 杂合
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