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卧式车床数控化改造设计——纵向进给系统的设计

本科毕业设计说明书(论文) 第 I 页 共 Ⅰ 页 目 录 1 绪论 ................................................................ 1 1.1 国内外数控机床的发展现状 .......................................... 1 1.2 数控系统的发展趋势 ................................................ 2 1.3 普通机床数控改造的意义 ............................................ 3 1.4 本文的设计任务 .................................................... 3 2 C6140 普通车床数控改造的总体方案设计 ................................. 5 2.1 C6140 普通车床介绍 ................................................. 5 2.2 总体方案的确定 .................................................... 6 2.3 机械系统的改造设计方案 ............................................ 8 3 纵向进给系统的详细设计与计算 ....................................... 13 3.1 脉冲当量的确定 ................................................... 13 3.2 切削力的计算 ..................................................... 13 3.3 滚珠丝杠螺母副的设计及计算 ....................................... 3.4 齿轮传动的计算 ................................................... 3.5 步进电动机的选择 ................................................. 4 传动间隙的调整与预紧及导轨的设计 ................................... 4.1 滚珠丝杠副轴向间隙的调整与预紧 ................................... 4.2 进给系统传动齿轮间隙的消除 ....................................... 4.3 数控改造 C6140 车床导轨设计 ....................................... 5 数控系统硬件电路设计和软件设计 ..................................... 5.1 数控系统基本硬件组成 ............................................. 5.2 单板机控制系统的设计 ............................................. 5.3 软件设计 ......................................................... 结束语 ................................................................ 致 谢 ................................................................ 参 考 文 献 ........................................................... 14 18 19 22 22 23 24 28 28 28 31 33 34 35 本科毕业设计说明书(论文) 1 1.1 第 1 页 共 35 页 绪论 国内外数控机床的发展现状 1.1.1 国内数控机床的发展现状 *年来我国企业的数控机床占有率逐年上升,在大中企业已有较多的使用,在中 小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中,除少量机床以 FMS 模式 集成使用外,大都处于单机运行状态,并且相当部分处于使用效率不高,管理方式落 后的状态。 2001 年,我国机床工业产值已进入世界第 5 名,机床消费额在世界排名 上升到第 3 位,达 47.39 亿美元,仅次于美国的 53.67 亿美元,消费额比上一年增长 25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求,使我国机床的进口额呈逐年上升态 势,2001 年进口机床跃升至世界第 2 位,达 24.06 亿美元,比上年增长 27.3%。*年 来我国出口额增幅较大的数控机床有数控车床、数控磨床、数控特种加工机床、数控 剪板机、数控成形折弯机、数控压铸机等,普通机床有钻床、锯床、插床、拉床、组 合机床、液压压力机、木工机床等。出口的数控机床品种以中低档为主。 1.1.2 国内数控机床的特点 (1)新产品开发有了很大突破,技术含量高的产品占据主导地位。 (2)数控机床产量大幅度增长,数控化率显著提高。 2001 年国内数控金切机床产量已达 1.8 万台,比上年增长 28.5%。金切机床行业 产值数控化率从 2000 年的 17.4%提高到 2001 年的 22.7%。 (3)数控机床发展的关键配套产品有了突破。 1.1.3 国外数控机床的发展现状 (1)国际机床市场的消费主流是数控机床。 1998 年世界机床进口额中大部分是数控机床,美国进口机床的数控化率达 70%, 我国为 60%。目前世界数控机床消费趋势已从初期以数控电加工机床、数控车床



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