《CK6150數(shù)控車床主軸箱設(shè)計(jì)論文》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《CK6150數(shù)控車床主軸箱設(shè)計(jì)論文（42頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)系系部部：專專 業(yè)業(yè)：學(xué)學(xué) 生生 姓姓 名：名：學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)(論論文文)題題目目：CK6150 數(shù)控車床主軸箱設(shè)計(jì)起起 迄迄 日日 期期:20*年 3 月 9 日 6 月 14 日設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(論文論文)地點(diǎn)地點(diǎn):指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師:專專業(yè)業(yè)負(fù)負(fù)責(zé)責(zé)人人 :發(fā)任務(wù)書(shū)日期: : 20* 年 2 月 26 日 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）任文）任 務(wù)務(wù) 書(shū)書(shū)1本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的：通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使學(xué)生初步掌握機(jī)床

2、設(shè)計(jì)和機(jī)械零件設(shè)計(jì)的一般方法，學(xué)會(huì)查閱技術(shù)文獻(xiàn)。掌握技術(shù)文件編寫(xiě)的格式。2本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：1、課題任務(wù)的內(nèi)容：進(jìn)行 CK6150 數(shù)控車床主軸箱設(shè)計(jì)。2、課題任務(wù)的要求：該主軸箱設(shè)計(jì)完成以后能夠?qū)崿F(xiàn)主軸 12 檔轉(zhuǎn)速，最低轉(zhuǎn)速 70 rpm、最高轉(zhuǎn)速1400rpm，半自動(dòng)換檔變速。機(jī)床主軸中心高為 250mm。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）任文）任 務(wù)務(wù) 書(shū)書(shū)3對(duì)本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題成果的要求包括畢業(yè)設(shè)計(jì)論文、圖表、實(shí)物樣品等：一、圖紙量要求：總圖紙量大于 3

3、 張 0#圖二、說(shuō)明書(shū)要求說(shuō)明書(shū)條理清楚，說(shuō)明正確，字?jǐn)?shù)大于 1.2 萬(wàn)字4主要參考文獻(xiàn)：1 文懷興. 數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2008.2 陳嬋娟. 數(shù)控車床設(shè)計(jì)/現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)叢書(shū)M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2006.3 徐灝. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1995.4 葉偉昌. 機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè)) M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2001.5 葉偉昌. 機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè)) M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2001.6 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京：高等教育出版社，2004.7 成大先編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)

4、M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版，2002.8 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.9 王伯平. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.10 袁國(guó)定，朱洪海. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M. 南京：東南大學(xué)出版社，2000.11 全國(guó)數(shù)控培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)天津分中心數(shù)控機(jī)床M機(jī)械工業(yè)出版社，2002.12 林宋. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版，2002.13 張俊生金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.14 彭曉南數(shù)控技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.15 余仲裕數(shù)控機(jī)床維修M機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)

5、（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）任文）任 務(wù)務(wù) 書(shū)書(shū)5本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題工作進(jìn)度計(jì)劃：起 迄 日 期工 作 內(nèi) 容20*年年 3 月 9 日 3 月 15 日 3 月 16 日 3 月 22 日 3 月 23 日 4 月 5 日4 月 6 日 4 月 19 日4 月 20 日 4 月 30 日5 月 1 日 5 月 17 日5 月 17 日 5 月 30 日6 月 1 日 6 月 7 日6 月 8 日 6 月 14 日熟悉課題，調(diào)研，確定設(shè)計(jì)方案，完成開(kāi)題報(bào)告。完成外文翻譯。總體設(shè)計(jì)，方案論證。完成部件設(shè)計(jì)初稿。部件設(shè)計(jì)定稿。完成零件設(shè)計(jì)初稿。零件設(shè)計(jì)定稿。

6、完成說(shuō)明書(shū)初稿畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿，論文答辯所在專業(yè)審查意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人： 20*年 月 日系部意見(jiàn)：系部主任： 20*年 月 日 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)5 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告學(xué)學(xué) 生生 姓姓 名：名：學(xué)學(xué) 號(hào)：號(hào)：專專 業(yè)業(yè) ：設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)(論文論文)題目題目：CK6150 數(shù)控車床主軸箱設(shè)計(jì)指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師: 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)6畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）開(kāi)文）開(kāi) 題題 報(bào)報(bào) 告告1結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫(xiě)2000 字左右的文獻(xiàn)綜述：文文 獻(xiàn)獻(xiàn) 綜綜 述述摘要摘

7、要 本文主要介紹了數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、組成、分類、應(yīng)用范圍及其對(duì) ck6150 數(shù)控車床主軸箱進(jìn)行的研究分析，論述了我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過(guò)去、現(xiàn)狀，對(duì)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了探討, 提出了我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的對(duì)策。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞 數(shù)控機(jī)床 主軸箱 發(fā)展 對(duì)策 1 1 數(shù)控車床數(shù)控車床 數(shù)控是數(shù)字控制的簡(jiǎn)稱，是利用數(shù)字化信息來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的方法。數(shù)控機(jī)床是指采用數(shù)字化信息控制的機(jī)床。數(shù)控技術(shù)不僅用于機(jī)床的控制，還可用于控制其他設(shè)備。下面我們先來(lái)介紹一下數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)、組成、分類及其應(yīng)用范圍。1.11.1 特點(diǎn)特點(diǎn)數(shù)控機(jī)床是新型的自動(dòng)化機(jī)床，它具有良好的通用性和較高的自動(dòng)化程度，數(shù)控機(jī)床是實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化的重

8、要裝置之一，是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床在以下的零件加工中更能顯示出它的優(yōu)越性。它們是：a、批量小而又多次生產(chǎn)的零件；b、幾何形狀復(fù)雜的零件；c、在加工過(guò)程中具有多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)功能；d、切削余量大的零件；e、公差帶范圍小的零件；f、工藝設(shè)計(jì)變化的零件；g、加工過(guò)程中的錯(cuò)誤會(huì)造成嚴(yán)重浪費(fèi)的貴重零件；h、需全部檢測(cè)的零件等。概括起來(lái)，數(shù)控機(jī)床具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：(1)提高加工精度，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定；(2)提高生產(chǎn)效率；(3)提高了加工零件的適應(yīng)性、靈活性；(4)減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度；(5)提高生產(chǎn)管理水平1。1.21.2 組成及分類組成及分類數(shù)控機(jī)床一般由4個(gè)部分組成：控制介質(zhì)、控制裝置、伺服系統(tǒng)和機(jī)床

9、主體組成。各組成部分各有其作用和特點(diǎn)。目前，數(shù)控機(jī)床品種齊全，規(guī)格繁多，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已有400多種規(guī)格。為了研究數(shù)控機(jī)床，可以按照多種原則來(lái)進(jìn)行分類。歸納起來(lái)，通常按下面5種原則來(lái)分類： 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)7（1）按工藝用途分類：a、普通數(shù)控機(jī)床；b、數(shù)控加工中心機(jī)床；c、多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床。（2）按控制系統(tǒng)對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡的控制方式分類：a、點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床；b、點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床；c、輪廓控制數(shù)控機(jī)床。（3）按伺服系統(tǒng)的控制方式分類：a、開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床；b、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床；c、半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床；d、開(kāi)環(huán)補(bǔ)償型數(shù)控機(jī)床。（4）按數(shù)控裝置分類:a、硬

10、線數(shù)控；b、軟線數(shù)控。（5）按功能水平分類：a、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床；b、中檔型數(shù)控機(jī)床；c、高檔型數(shù)控機(jī)床2。1.31.3 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍: :主要用于加工高精度回轉(zhuǎn)體類型零件,如軸類、盤(pán)類、套類,以及高精度的各種規(guī)格的內(nèi)外螺紋,可一次裝夾完成外形及內(nèi)孔的加工3。2 2 主軸箱的研究分析主軸箱的研究分析 機(jī)床是機(jī)械制造行業(yè)中最基本的設(shè)備, 隨著制造業(yè)高效率、高精度、高柔性發(fā)展的需要, 人們對(duì)機(jī)床提出了越來(lái)越高的要求, 主軸箱又是機(jī)床很重要的一個(gè)部件, 因此, 很有必要對(duì)它的動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行研究。主軸箱結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)特性主要包括振動(dòng)固有頻率、阻尼比和振型4。 隨著機(jī)床向高速化、高精度發(fā)展, 人們對(duì)主軸箱提

11、出了越來(lái)越高的要求, 通過(guò)對(duì)主軸箱動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析研究, 準(zhǔn)確得到其動(dòng)態(tài)參數(shù), 是滿足機(jī)床現(xiàn)代發(fā)展需求的有效途徑。對(duì)于主軸箱的固有動(dòng)態(tài)特性, 已有學(xué)者做過(guò)分析研究, 但這些分析都存在不全面的問(wèn)題5。如對(duì)主軸箱進(jìn)行了振動(dòng)測(cè)試分析,缺少理論分析結(jié)果;對(duì)整機(jī)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)分析, 從整機(jī)角度去分析主軸箱的動(dòng)態(tài)特性, 沒(méi)針對(duì)性的對(duì)主軸箱本身固有動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行分析研究6。因此, 為了全面分析主軸箱動(dòng)態(tài)特性, 掌握準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)參數(shù), 本文建立主軸箱有限元模型, 采用Lanczos法有限元模態(tài)分析對(duì)CK6150型數(shù)控車床主軸箱進(jìn)行動(dòng)態(tài)特性研究, 并用模態(tài)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了有限元模態(tài)分析的正確性, 說(shuō)明有限元模態(tài)分析得到的動(dòng)態(tài)

12、參數(shù)是準(zhǔn)確的, 為進(jìn)一步結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了理論依據(jù)7。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)83 3 我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過(guò)去、現(xiàn)狀及未來(lái)我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過(guò)去、現(xiàn)狀及未來(lái)3.13.1 數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過(guò)去、現(xiàn)狀數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過(guò)去、現(xiàn)狀我國(guó)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)的發(fā)展一直受到國(guó)家經(jīng)濟(jì)狀況、數(shù)控技術(shù)發(fā)展水平與國(guó)家扶持政策的制定等三大因素的影響8, 自年1958年以來(lái), 中國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展劃分為三個(gè)階段：(1)初始階段。中國(guó)的數(shù)控機(jī)床發(fā)展起步于1958年, 經(jīng)歷了20余年的初始階段。(2)穩(wěn)步發(fā)展階段一引進(jìn)、消化吸收、國(guó)產(chǎn)化與自行開(kāi)發(fā)階段。自從1980年以來(lái), 中國(guó)執(zhí)行了“六五” 、“七

13、五” 、“八五” , 三個(gè)五年計(jì)劃。在這個(gè)期間, 在改革開(kāi)發(fā)的政策指導(dǎo)下, 國(guó)家大力支持機(jī)床行業(yè), 通過(guò)引進(jìn)技術(shù)發(fā)展數(shù)控機(jī)床產(chǎn)業(yè)。(3)曲折發(fā)展階段。1994年至1998年由于東南亞金融危機(jī),我國(guó)經(jīng)濟(jì)軟著陸及國(guó)內(nèi)消費(fèi)市場(chǎng)疲軟等綜合因素的影響, 事實(shí)上, 國(guó)內(nèi)機(jī)床市場(chǎng)容量呈下降趨勢(shì), 而且國(guó)產(chǎn)機(jī)床的市場(chǎng)占有早有所下降, 機(jī)床工具行業(yè)連續(xù)五年負(fù)增長(zhǎng)9。1999年3月份, 全行業(yè)開(kāi)始恢復(fù)性增長(zhǎng), 1999年至6月份開(kāi)始出現(xiàn)兩位數(shù)增長(zhǎng), 其中數(shù)控產(chǎn)品增長(zhǎng)占主導(dǎo)地位到2000年一年全行業(yè)總產(chǎn)值將已經(jīng)到320億元。3.23.2 數(shù)控機(jī)床發(fā)展的未來(lái)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的未來(lái)由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展, 推動(dòng)數(shù)控機(jī)床技

14、術(shù)更快的更新?lián)Q代“世界上許多數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家利用機(jī)豐富的軟硬件資源開(kāi)發(fā)開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的新一代數(shù)控系統(tǒng)”開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)使數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應(yīng)性、擴(kuò)展性, 并向智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向大大發(fā)10。近幾年許多國(guó)家紛紛研究開(kāi)發(fā)這種系統(tǒng), 如美國(guó)科學(xué)制造中心（NCMS）與空軍共同領(lǐng)導(dǎo)的“下一代工作站機(jī)床控制器體系結(jié)構(gòu)”O(jiān)NGC11。歐共體的自動(dòng)化系統(tǒng)中開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)OOSACA, 日本的OSEC計(jì)劃等12。開(kāi)發(fā)研究成果已得到應(yīng)用。如Cincinnati-Milacron公司從1995年開(kāi)始在其生產(chǎn)的加工中心、數(shù)控銑床、數(shù)控車床等產(chǎn)品中采用了開(kāi)放式體系結(jié)構(gòu)的A2100系統(tǒng)。新一代數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)水平大

15、大提高, 促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床性能向高精度、高速度、高柔性化方向發(fā)展13。4 4 對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床提出的一些對(duì)策對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床提出的一些對(duì)策 (1)繼續(xù)強(qiáng)化企業(yè)體制和機(jī)制的創(chuàng)新,培育一批市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力強(qiáng)的新型企業(yè)14。(2)加大產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的力度,大力發(fā)展功能部件產(chǎn)業(yè)。我國(guó)歷來(lái)只重視主機(jī),而忽視“中場(chǎng)” 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)9產(chǎn)業(yè),造成我國(guó)數(shù)控機(jī)床的功能部件,要么質(zhì)差、性能不及國(guó)外名牌。為此,我國(guó)應(yīng)大力發(fā)展功能部件產(chǎn)業(yè),凡是屬于精密機(jī)械部件性質(zhì)的功能部件要在短期內(nèi)爭(zhēng)取在質(zhì)量和性能上趕上和超過(guò)國(guó)外名牌。我國(guó)在這方面還是很有潛力的，關(guān)鍵是要轉(zhuǎn)變觀念15。此外,還要把

16、技術(shù)發(fā)展上遠(yuǎn)比機(jī)床落后的數(shù)控刀具產(chǎn)業(yè)搞上去,(3)推行“官、產(chǎn)、學(xué)、研、用 ”相結(jié)合的國(guó)家下一代數(shù)控機(jī)床專項(xiàng)攻關(guān)計(jì)劃, 攻克下一代數(shù)控機(jī)床的一系列技術(shù)難題。參 考 文 獻(xiàn)1 文懷興. 數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)實(shí)踐指南M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2008.2 陳嬋娟. 數(shù)控車床設(shè)計(jì)/現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)叢書(shū)M. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2006.3 徐灝. 新編機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1995.4 葉偉昌. 機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(上冊(cè)) M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2001.5 葉偉昌. 機(jī)械工程及自動(dòng)化簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè)) M. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2001.6 徐錦

17、康. 機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京：高等教育出版社，2004.7 成大先編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版，2002.8 徐錦康. 機(jī)械設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.9 王伯平. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.10 袁國(guó)定，朱洪海. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)M. 南京：東南大學(xué)出版社，2000.11 全國(guó)數(shù)控培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)天津分中心數(shù)控機(jī)床M機(jī)械工業(yè)出版社，2002.12 林宋. 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社出版，2002.13 張俊生金屬切削機(jī)床與數(shù)控機(jī)床M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.14 彭曉南數(shù)控技術(shù)M北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.15 余仲

18、裕數(shù)控機(jī)床維修M機(jī)械工業(yè)出版社，2005. 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)10 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）開(kāi)文）開(kāi) 題題 報(bào)報(bào) 告告本課題要研究或解決的問(wèn)題和擬采用的研究手段（途徑）：本課題要研究或解決的問(wèn)題:某企業(yè)需要購(gòu)置一批具有較好剛性的CK6150系列數(shù)控車床以滿足生產(chǎn)需求。該數(shù)控車床主軸最低轉(zhuǎn)速為70rpm，最高轉(zhuǎn)速為1400rpm，半自動(dòng)換檔變速，主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)為12級(jí)。研究手段:1.熟悉圖紙了解加工要求；2.了解鋁合金箱體的最基本的加工方法；3.了解箱體類零件機(jī)加工工藝路線；4.根據(jù)不同的生產(chǎn)綱領(lǐng)了解不同的加工方法5.編制出與相應(yīng)的生產(chǎn)綱領(lǐng)

19、的機(jī)加工工序卡及夾具的設(shè)計(jì)；6.編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)；7.通過(guò)對(duì)機(jī)加工工序卡熟悉工藝設(shè)計(jì)的全過(guò)程；8.通過(guò)設(shè)計(jì)把所學(xué)基礎(chǔ)理論，專業(yè)知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中去；9.通過(guò)設(shè)計(jì)提高自己分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；10.能為今后的工作打下一個(gè)好的基礎(chǔ)。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)11 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)（論計(jì)（論 文）開(kāi)文）開(kāi) 題題 報(bào)報(bào) 告告指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師意見(jiàn)：1對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)：閱讀了大量關(guān)于數(shù)控機(jī)床方面的書(shū)籍，對(duì)數(shù)控車床的特點(diǎn)、組成及分類、應(yīng)用范圍、數(shù)控車床主軸箱的研究分析、我國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展的過(guò)去、現(xiàn)狀及未來(lái)、對(duì)我國(guó)數(shù)控機(jī)床提出的一些對(duì)策等有了初步的認(rèn)識(shí)，為

20、數(shù)控車床的設(shè)計(jì)做了一些基礎(chǔ)工作。2對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)：通過(guò)對(duì)本課題的研究使學(xué)生的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識(shí)、技術(shù)水平以及實(shí)際應(yīng)用能力和文字、語(yǔ)言表達(dá)能力得到鍛煉，是學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)理論技能知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合的重要階段，是培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合應(yīng)用能力的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)本課題的研究使學(xué)生對(duì)數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)，學(xué)會(huì)如何查找文獻(xiàn)、如何進(jìn)行方案的設(shè)計(jì)、校核、定稿等等。綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)、工藝、公差、機(jī)械制圖 CAD 等知識(shí)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控機(jī)床部件的設(shè)計(jì)。完成 3 張 0 號(hào)圖紙，1.2 萬(wàn)字的條理清楚的說(shuō)明書(shū)。 指導(dǎo)教師： 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（

21、論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)12所在專業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日摘摘 要要CK6150 數(shù)控車床主要部件有：主軸箱、刀架、尾座、進(jìn)給箱、溜板箱以及床身。本設(shè)計(jì)主要針對(duì) CK6150 數(shù)控車床的主軸箱進(jìn)行設(shè)計(jì)。車床主軸箱是一個(gè)比較復(fù)雜的傳動(dòng)部件。設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括確定機(jī)床的主要參數(shù)，擬定傳動(dòng)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖，計(jì)算和校核了主要零部件，并且利用專業(yè)制圖軟件進(jìn)行了零件的設(shè)計(jì)和處理。數(shù)控是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)技術(shù)。數(shù)控加工在現(xiàn)代化生產(chǎn)中顯示出很大的優(yōu)越性。對(duì)于現(xiàn)代制造業(yè)，數(shù)控機(jī)床非常適合那些形狀復(fù)雜、精密和批量小的零件,而一般的普通機(jī)床根本無(wú)法滿足這個(gè)要求?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床其突出的優(yōu)點(diǎn)是可以進(jìn)行高精度

22、加工和多樣化加工，完全可以取代其他的加工方法。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：數(shù)控車床；機(jī)械設(shè)計(jì)；數(shù)控系統(tǒng)；主軸箱 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)13AbstractCK6150 chief machine parts are: spindle box, knife, the tailstock, to sneak into the box, board box and lathe bed. This design is mainly for CK6150 machine tool spindle box on the design. Spindle box is a mor

23、e complex transmission parts. The contents of the design include determining the main parameters of machine tools, draw up the transmission scheme and transmission system graph, calculate and check the main parts, and make use of professional graphics software components of the design and processing

24、. Numerical control is a basic technology of advanced manufacturing technology. Numerical control processing in modern production in show great superiority. For modern manufacturing industry, numerical control machine tool is very suitable for those complicated shape, precision and small batch parts

25、, and general common machine tool cant meet the requirements. The modern numerical control machine its outstanding qualities can be high precision processing and diverse processing, can replace other processing method.Key words: the numerical control machine tools; Mechanical design; The numerical c

26、ontrol system; Spindle box 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)14目目 錄錄緒論.51.1 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀 .51.1.1 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀.51.2 數(shù)控車床的發(fā)展趨勢(shì) .71.3 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)以及主要功能 .81.3.1 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn).81.3.2 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的主要功能.91.4 普通機(jī)床數(shù)控改造意義 .9第一章數(shù)控車床的總體設(shè)計(jì).101.1CK6140 數(shù)控車床介紹 .101.2 總體方案的確定 .111.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案 .121.3.2 縱、橫向結(jié)構(gòu)示意圖.141.3.3 自動(dòng)轉(zhuǎn)位

27、刀架設(shè)計(jì).151.4 數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) .161.4.1 確定 I/O 接口.161.4.2 鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì).161.4.3 顯示電路設(shè)計(jì) .171.4.4 軟件設(shè)計(jì).17第二章數(shù)控車床主軸箱設(shè)計(jì).182.1 數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展.182.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求.192.3 主傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù).202.3.1 運(yùn)動(dòng)參數(shù).202.3.2 結(jié)構(gòu)分析式 .202.3.3 確定轉(zhuǎn)速.212.4 動(dòng)力參數(shù).222.4.1 確定各軸轉(zhuǎn)速 .222.5 帶傳動(dòng)的參數(shù) .24第三章主軸組件的性能要求.273.1 主軸組件的性能要求.27第四章主軸結(jié)構(gòu)及熱處理要求.274.1 主軸結(jié)構(gòu)及熱處理要求.27

28、第五章總結(jié)和體會(huì).28致謝 .30參考文獻(xiàn).31 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)15緒論緒論1.11.1 國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外數(shù)控機(jī)床的發(fā)展現(xiàn)狀現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是高速化、高精度化、多功能和智能化目前，柔性制造技術(shù)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。柔性制造技術(shù)主要有柔性制造單元、柔性制造系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。柔性制造單元可由一臺(tái)或多臺(tái)數(shù)控設(shè)備組成，即具有獨(dú)立的自動(dòng)加工的功能又部分具有自動(dòng)傳送和監(jiān)控管理的功能。柔性制造單元有兩大類：一類是數(shù)控機(jī)床配上機(jī)器人另一類是加工中心配上工作臺(tái)交換系統(tǒng)若干個(gè)柔性制造單元可組成一個(gè)柔性制造系統(tǒng)。柔性制造系統(tǒng)是一個(gè)由中央計(jì)

29、算機(jī)控制的自動(dòng)化制造系統(tǒng)。他是由一個(gè)傳輸系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)的一些數(shù)控機(jī)床加工中心。傳輸裝置將工件放在托盤(pán)或其他連接設(shè)備上送到加工設(shè)備使加工能夠準(zhǔn)確、迅速和自動(dòng)的進(jìn)行。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)就是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息集成，從而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的生產(chǎn)制造以求的企業(yè)的總體效益。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)是建立在多項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上的高技術(shù)制造系統(tǒng)，他綜合利用了 CAD/CAM、FMS、FMC 及工廠自動(dòng)化系統(tǒng)，是面向二十一世紀(jì)的生產(chǎn)制造技術(shù)。(1)國(guó)內(nèi)有關(guān)研究的綜述機(jī)械工業(yè)為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和建設(shè)做出了積極貢獻(xiàn)，較好地發(fā)揮了支柱產(chǎn)業(yè)的作用。2009 年，機(jī)械產(chǎn)品市場(chǎng)自給率進(jìn)一步提高到 85%，對(duì)全國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值、新產(chǎn)品產(chǎn)值、利潤(rùn)和

30、稅金增長(zhǎng)的貢獻(xiàn)率分別為 31.86%、67.58%、57.91%和24.01%，均居工業(yè)各行業(yè)首位。2010 年我國(guó)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)銷額再創(chuàng)歷史新高：全年累計(jì)完成工業(yè)總產(chǎn)值 14.38萬(wàn)億元，銷售產(chǎn)值 14.06 萬(wàn)億元，同比分別增長(zhǎng) 33.93%和 34.26%。自 2010 年3 月起，機(jī)械工業(yè)月度產(chǎn)值連續(xù) 10 個(gè)月超過(guò) 1.1 萬(wàn)億元，已經(jīng)進(jìn)入了月產(chǎn)萬(wàn)億元的新時(shí)期。近年來(lái)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)銷高速增長(zhǎng)，產(chǎn)業(yè)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，得益于國(guó)家政策對(duì)機(jī)械工業(yè)的大力支持，特別是在中央實(shí)施應(yīng)對(duì)國(guó)際金融危機(jī)沖擊的一攬子計(jì)劃后，相關(guān)產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃的逐步落實(shí)，推動(dòng)了機(jī)械工業(yè)快速企穩(wěn)回升。國(guó)務(wù)院通過(guò)的裝備制造業(yè)調(diào)整與振興規(guī)

31、劃 ，提出依托高速鐵路、煤礦與金屬礦采掘、基礎(chǔ)設(shè)施、科技重大專項(xiàng)等十大領(lǐng)域重點(diǎn)工程，振興裝備制造業(yè)； 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)16抓住九大產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)項(xiàng)目，實(shí)施裝備自主化；提升四大配套產(chǎn)品制造水平。政策措施包括加強(qiáng)投資項(xiàng)目的設(shè)備采購(gòu)管理、鼓勵(lì)使用國(guó)產(chǎn)首臺(tái)（套）裝備、推進(jìn)企業(yè)兼并重組等。上述領(lǐng)域涉及了經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的關(guān)鍵部門(mén)，也是我國(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展中亟待突破的領(lǐng)域，尤其是高檔數(shù)控機(jī)床和礦用機(jī)械長(zhǎng)期以來(lái)一直是我國(guó)制造領(lǐng)域的薄弱環(huán)節(jié)，與國(guó)外先進(jìn)水平有明顯的差距。這些產(chǎn)品再次被列入重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域，未來(lái)幾年內(nèi)將面臨超常規(guī)發(fā)展的機(jī)遇。中投顧問(wèn)發(fā)布的2011-2015 年中國(guó)機(jī)

32、械行業(yè)投資分析及前景預(yù)測(cè)報(bào)告共二十章。首先介紹了機(jī)械行業(yè)的特性、分類及發(fā)展歷史等，接著分析了國(guó)際國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展概況，并對(duì)國(guó)內(nèi)機(jī)械子行業(yè)的財(cái)務(wù)狀況做了細(xì)致分析。然后介紹了機(jī)械租賃、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、儀器儀表、電工電器、機(jī)床工具、紡織機(jī)械、包裝機(jī)械及其他機(jī)械產(chǎn)品的發(fā)展情況。隨后，報(bào)告對(duì)中國(guó)機(jī)械行業(yè)做了區(qū)域發(fā)展分析、產(chǎn)品產(chǎn)量數(shù)據(jù)分析、進(jìn)出口分析、行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)分析、重點(diǎn)企業(yè)運(yùn)營(yíng)狀況分析和投資分析，最后分析了機(jī)械行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)前景。我國(guó)是世界上機(jī)床產(chǎn)量最多的國(guó)家，但在國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中仍處于較低水平；即使國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也面臨著嚴(yán)峻的形勢(shì)，一方面國(guó)內(nèi)市場(chǎng) 對(duì)各機(jī)床有大量的需求，而另一方面確有不少國(guó)產(chǎn)機(jī)床滯銷

33、積壓，國(guó)外機(jī)床產(chǎn)品充斥市場(chǎng)。(2)國(guó)外有關(guān)研究的綜述數(shù)控機(jī)床各國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展歷史美、德、日三國(guó)是當(dāng)今世上在數(shù)控 機(jī)床科研、設(shè)計(jì)、制造和使用上，技術(shù)最先進(jìn)、經(jīng)驗(yàn)最多的國(guó)家。因其社會(huì)條件不同，各有特點(diǎn)。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益普遍運(yùn)用，數(shù)控機(jī)床走向網(wǎng)絡(luò)化、集成化已成為必然的趨勢(shì)和方向，互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)入制造工廠的車間只是時(shí)間的問(wèn)題。從另一角度來(lái)看，目前流行的 ERP 即工廠信息化對(duì)于制造業(yè)來(lái)說(shuō)，僅僅局限于通常的管理部門(mén)（人、財(cái)、物、產(chǎn)、供、銷）或設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)等等上層部分的信息化是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，工廠、車間的最底層加工設(shè)備數(shù)控機(jī)床不能夠連成網(wǎng)絡(luò)或信息化就必然成為制造業(yè)工廠信息化的制約瓶頸，所謂的 ERP 就

34、比較“虛”沒(méi)有能夠真正地解決制造工廠的最關(guān)鍵的問(wèn)題。所以，對(duì)于面臨日益全球化競(jìng)爭(zhēng)的現(xiàn)代制造工廠來(lái)說(shuō)，第一是要大大提高機(jī)床的數(shù)控化率，即數(shù)控機(jī)床必須達(dá)到起碼的數(shù)量或比例；第二就是所擁有的數(shù)控機(jī)床必須具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在工廠、車間的底層之間及底層與上層之間通訊的暢通無(wú)阻。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)17由于國(guó)外企業(yè)的發(fā)展水平，數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)接口功能被定義為用于遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程診斷。 1.21.2 數(shù)控車床的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控車床的發(fā)展趨勢(shì)（1）繼續(xù)向開(kāi)放式、基于 PC 的第六代方向發(fā)展基于 PC 所具有的開(kāi)放性、低成本、高可靠性、軟硬件資源豐富

35、等特點(diǎn)，更多的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家會(huì)走上這條道路。至少采用 PC 機(jī)作為它的前端機(jī)，來(lái)處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問(wèn)題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。PC 機(jī)所具有的友好的人機(jī)界面，將普及到所有的數(shù)控系統(tǒng)。遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。（2）向高速化和高精度化發(fā)展這是適應(yīng)機(jī)床向高速和高精度方向發(fā)展的需要。（3）向智能化方向發(fā)展隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)的智能化程度將不斷提高。（a）應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù)數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)過(guò)程中一些重要信息，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。（b）引入專家系統(tǒng)指導(dǎo)加工將熟練工人和專家的經(jīng)驗(yàn)，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中

36、，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。（c）引入故障診斷專家系統(tǒng)（d）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置可以通過(guò)自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行。1.31.3 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)以及主要功能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)以及主要功能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床就是指價(jià)格低廉，操作使用方便，比較適合我國(guó)國(guó)情的，在普通機(jī)床上加裝數(shù)控系統(tǒng)的高級(jí)自動(dòng)化機(jī)床。1.3.11.3.1 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)（1）價(jià)格便宜，僅數(shù)控系統(tǒng)與國(guó)外同類型系統(tǒng)相比，前者只需 1-2 萬(wàn)元，而國(guó)外系統(tǒng)則需十幾至幾十萬(wàn)元。應(yīng)此，它特別適合對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)現(xiàn)有普通機(jī)床進(jìn)行改造。（2）解決復(fù)雜零件的加工精度控制

37、，提高生產(chǎn)率。對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，一 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)18般可提高工效 37 倍。對(duì)復(fù)雜零件而言，難度越高，提高的工效則越多。（3）適合于多品種、中小批量產(chǎn)品的自動(dòng)化加工，對(duì)產(chǎn)品的適應(yīng)性強(qiáng)。對(duì)于不同零件的加工，可以通過(guò)變換不同的加工程序和更換不同的刀具來(lái)實(shí)現(xiàn)。（4）提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品率。尤其是加工的產(chǎn)品尺寸一致性好，合格率高。（5） 節(jié)約工裝費(fèi)用，降低成本。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床可以不用工裝或少用工裝，尤其對(duì)于復(fù)雜零件、不用靠?；虺尚偷毒?。不僅節(jié)約了費(fèi)用，而且還可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。（6）減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。（7）提高工人素質(zhì)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步和科技成果的普

38、及應(yīng)用。為由“體力型”向“智能型”轉(zhuǎn)變創(chuàng)造條件。1.3.21.3.2 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的主要功能經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床的主要功能（1）能控制刀具的位移方向、位移長(zhǎng)度及走刀速度。加工程序的位移長(zhǎng)度以十進(jìn)制數(shù)輸入。（2）可控制車削端面、內(nèi)外圓柱面、任意錐面、球面及用圓弧逼近的任意曲面。（3）可控制加工右旋或左旋的各種內(nèi)、外圓柱、圓錐螺紋及多頭螺紋。（4）程序中可給出一定延時(shí)。在加工中執(zhí)行到延時(shí)程序時(shí)，刀具在相應(yīng)時(shí)間內(nèi)停止運(yùn)動(dòng)。（5）有程序暫停功能。當(dāng)程序執(zhí)行到暫停時(shí)，刀具停止運(yùn)動(dòng)，再按下啟動(dòng)鍵，可繼續(xù)執(zhí)行程序。（6）接口可發(fā)出和接收多種信號(hào)，作為機(jī)械手動(dòng)作，刀架轉(zhuǎn)位、主軸變速等裝置的控制信號(hào)，它與程序的自動(dòng)

39、循環(huán)功能相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)加工的全自動(dòng)化。（7）為方便調(diào)試和校對(duì)原點(diǎn)，設(shè)有點(diǎn)動(dòng)功能。（8）具有自診斷功能。當(dāng)加工程序編制或操作有誤時(shí)，程序停止運(yùn)行，并顯示相應(yīng)的出錯(cuò)信息，以便修改。（9）加工過(guò)程中，為應(yīng)付特殊情況，設(shè)有開(kāi)關(guān)暫停、鍵急停和鍵回零功能。（10）具有自動(dòng)循環(huán)加工功能，并可進(jìn)行計(jì)數(shù)。（11）為簡(jiǎn)化加工程序，設(shè)有局部循環(huán)功能。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)19（12）為提高加工精度，設(shè)有間隙補(bǔ)償功能。1.41.4 普通機(jī)床數(shù)控改造意義普通機(jī)床數(shù)控改造意義數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)現(xiàn)代化的主機(jī),數(shù)控技術(shù)的水平高低和機(jī)床的數(shù)控化率是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要

40、標(biāo)志。目前我國(guó)機(jī)床的數(shù)控化率還不到 5%,新機(jī)床的數(shù)控化率也僅為 6%。無(wú)論從數(shù)控技術(shù)水平和機(jī)床的數(shù)控化率都大大落后于西方發(fā)達(dá)國(guó)家。從 20 世紀(jì)后期,我國(guó)調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)方式,作為自動(dòng)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)備-數(shù)控機(jī)床,已遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了工廠逐年增加的生產(chǎn)需求。對(duì)于機(jī)械制造企業(yè),單純靠購(gòu)買(mǎi)新的數(shù)控機(jī)床,所需投資大,周期長(zhǎng),常使許多中小企業(yè)望而怯步。因此,利用原有的部分普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造,提高機(jī)械設(shè)備的數(shù)控化率,無(wú)疑是一種有效的途徑。就是在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家,機(jī)床的改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè),也是生意盎然,正處于黃金時(shí)代。在美國(guó)、日本、德國(guó),用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng),

41、已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新行業(yè)。在美國(guó),機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有:Bertsche 工程公司、ayton 機(jī)床公司、 Devlieg-Bullavd(得寶)服務(wù)集團(tuán)、US 設(shè)備公司等。美國(guó)得寶公司已在中國(guó)開(kāi)辦公司。在日本,機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有:大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。由于機(jī)床以及技術(shù)的不斷進(jìn)步,機(jī)床改造已是個(gè)”永恒”的課題。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè),也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè),具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和使用價(jià)值: （1）節(jié)省資金。機(jī)床的數(shù)控改造同購(gòu)置新數(shù)控機(jī)床相比一般可以

42、節(jié)省 60%左右的費(fèi)用,大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機(jī)床改造只需花新數(shù)控機(jī)床購(gòu)置費(fèi)的 1/3。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級(jí)也只需花費(fèi)購(gòu)買(mǎi)新數(shù)控機(jī)床 60%的費(fèi)用,并可以有效地利用現(xiàn)有地基。（2）性能穩(wěn)定可靠。因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期生產(chǎn)的磨合和不斷改進(jìn)完善,幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)變力變形而影響精度。（3）提高生產(chǎn)效率。機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化,效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 至 5 倍。對(duì)復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多,且可以不用或少用工裝,不僅節(jié)約了費(fèi)用,而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期1。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)20第第 1 1 章章 數(shù)控車床

43、的總體設(shè)計(jì)數(shù)控車床的總體設(shè)計(jì)1.11.1 CK6140CK6140 數(shù)控車床的介紹數(shù)控車床的介紹普通臥式車床。當(dāng)工件隨主軸回轉(zhuǎn)時(shí),通過(guò)刀架的縱向和橫向移動(dòng),能加工出內(nèi)外圓柱面、圓錐面、端面、螺紋面等,借助成形刀具,還能加工各種成形回轉(zhuǎn)表面。（1）主軸箱是支撐主軸并帶動(dòng)工件作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。箱內(nèi)裝有齒輪、軸等零件，組成變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，變換箱外手柄位置，可使主軸得到多種不同的轉(zhuǎn)速。（2）進(jìn)給箱是進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)的變速機(jī)構(gòu)。它把交換齒輪箱傳遞來(lái)的運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)變速后傳遞給絲桿，以實(shí)現(xiàn)各種螺紋的車削或機(jī)動(dòng)進(jìn)給。（3）交換齒輪箱是用來(lái)將主軸的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到進(jìn)給箱。更換箱內(nèi)的齒輪，配合進(jìn)給箱變速機(jī)構(gòu)，可以得到車削各種螺距

44、的螺紋的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)；并滿足車削時(shí)對(duì)不同縱、橫向進(jìn)給量的需求。（4）溜板箱是接受光桿傳遞的運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)床鞍和中、小滑板及刀架實(shí)現(xiàn)車刀的縱橫進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。溜板箱上裝有一些微手柄和按鈕?？梢苑奖愕夭倏v車床上來(lái)選擇諸如機(jī)動(dòng)、手動(dòng)、車螺紋及快速移動(dòng)等到運(yùn)動(dòng)方式。（5）床身是車床的大型基礎(chǔ)部件，精度要求很高，用來(lái)支撐和連接車床的各個(gè)部件。床身上面有兩條精確的導(dǎo)軌，床鞍和尾座可沿著導(dǎo)軌移動(dòng)。（6）刀架部分由床鞍、兩層滑板和刀架體共同組成用于裝夾車刀并帶動(dòng)車刀作縱向、橫向和斜向運(yùn)動(dòng)。（7）尾座安裝在床身導(dǎo)軌上，并可沿著導(dǎo)軌縱向移動(dòng)，以調(diào)整結(jié)構(gòu)其工作位置。尾座主要用業(yè)安裝后頂尖，以支撐較長(zhǎng)的工件，也可以安裝鉆頭、鉸刀等

45、切削刀具進(jìn)行孔加工。（8）床身前后兩個(gè)床腳分別與床身前后兩端下部連為一體，用以支撐床身及安裝在床身上的各個(gè)部件?？梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整墊塊把床身調(diào)整到水平狀態(tài)，并用其所長(zhǎng)地腳螺栓固定在此工作場(chǎng)地上。（9）冷卻裝置主要通過(guò)冷卻泵將切削液加壓后經(jīng)冷卻嘴噴射到切削區(qū)域。1.21.2 總體方案的確定總體方案的確定CK6140 型數(shù)控車床是一種加工效率高，操作性能好，并且社會(huì)擁有量較大的普通型車床。經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐證明，將其改造為數(shù)控機(jī)床，無(wú)論是經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)都是確實(shí)可行了。一般說(shuō)來(lái)，如果原有車床的工作性能良好，精度尚未降低，改造后的數(shù)控車床，同時(shí)具有數(shù)控控制和原機(jī)床操作的性能，而且在加工 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)

46、說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)21精度，加工效率上都有新的突破?？傮w方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的類型，計(jì)算機(jī)的選擇，以及傳動(dòng)方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等。（1）數(shù)控車床數(shù)控化改造后應(yīng)具有定位、縱向和橫向的直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)功能，還要求能暫停，進(jìn)行循環(huán)加工和螺紋加工等，因此數(shù)控系統(tǒng)選連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）車床數(shù)控化改裝后屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在保證一定加工精度的前提下應(yīng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。（3）根據(jù)數(shù)控車床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及經(jīng)濟(jì)性要求，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床一般采用 8 位微機(jī)。在 8 位微機(jī)中，MCS51 系列單片機(jī)具有集成度高、可靠性好、

47、功能強(qiáng)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)、具有很高的性價(jià)比，因此，可選 MCS51 系列單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。（4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中除了 CPU 外，還包括擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、I/O 接口電路；包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤(pán)，能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，此外，系統(tǒng)中還應(yīng)包括螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其他輔助電路。（5）設(shè)計(jì)自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架及其控制電路。（6）縱向和橫向進(jìn)給是兩套獨(dú)立的傳動(dòng)鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副、絲杠螺母副組成，其傳動(dòng)比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的分辨率。（7）為了保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動(dòng)效率高的

48、滾珠絲杠螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動(dòng)剛度和消除間隙，齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。（8）采用貼塑導(dǎo)軌，以減小導(dǎo)軌的摩擦力。CK6140 車床數(shù)控改造的總體方案如圖 1.1 所示。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)22（圖 1.1 CK6150 車床數(shù)控改造的總體方案示意圖）1.31.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案?jìng)鲃?dòng)系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案（1）進(jìn)給系統(tǒng)的改造與設(shè)計(jì)方案（a）拆除掛輪架所有齒輪，在此尋找主軸的同步軸，安裝螺紋編碼器（b）拆除進(jìn)給箱總成，在此位置安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與齒輪減速箱總成。（c）拆除溜板箱總成與快走刀的齒輪齒條，在縱溜板的下面安裝縱向滾珠

49、絲杠的螺母座與螺母座托架。（d）拆除四方刀架與上溜板的總成，在橫溜板上方安裝四工位立式電動(dòng)刀架。（e）拆除橫溜板下的滑動(dòng)絲杠螺母副，將滑動(dòng)絲杠靠刻度盤(pán)一段鋸斷保留，拆掉刻度盤(pán)上的手柄，保留刻度盤(pán)附近的兩個(gè)推力軸承，換上滾珠絲杠副。（f）將橫向進(jìn)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)通過(guò)法蘭座安裝到橫溜板后部的縱溜板上，并與滾珠絲杠的軸頭相連。（g）拆去三杠（絲杠、光杠與操縱杠） ，更換絲杠的右支承。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)23（2）主傳動(dòng)系統(tǒng)的改造方案 對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行數(shù)控化改造時(shí)，一般可保留原有的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速操縱機(jī)構(gòu)，這樣可減少機(jī)械改造的工作量。主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、何停止可由

50、數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制。若要提高車床的自動(dòng)化程度，需要在加工中自動(dòng)變換轉(zhuǎn)速，可用 24 檔的多速電動(dòng)機(jī)代替原有的單速主電動(dòng)機(jī)；當(dāng)多速電動(dòng)機(jī)仍不能滿足要求時(shí)，可用交流變頻器來(lái)控制主軸電動(dòng)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速。當(dāng)采用有級(jí)變速時(shí)，可選用 YD 系列 7.5kW 變速三相異步電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)24 檔變速；當(dāng)采用無(wú)級(jí)變速時(shí)，應(yīng)加裝交流變頻器，推薦型號(hào)為：F1000-G0075T3B，適配 7.5kW 電動(dòng)機(jī)。（3) 安裝電動(dòng)卡盤(pán)為了提高加工效率，工件的夾緊與松動(dòng)采用電動(dòng)卡盤(pán)，選用 KD11250 型電動(dòng)三爪自定心卡盤(pán)。卡盤(pán)的夾緊和松開(kāi)由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)信控制。（4）換裝自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架為了提高加工精度，實(shí)現(xiàn)一次裝夾完成多道工序

51、，將車床原有的手動(dòng)刀架換成自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，選用 LD4B-CK6140 型四工位立式電動(dòng)刀架。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換到需要配備相應(yīng)的電路，由數(shù)控系統(tǒng)完成。（5）螺紋編碼器的安裝方案螺紋編碼器又稱主軸脈沖發(fā)生器和圓光柵。數(shù)控車床加工螺紋時(shí)，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車床主軸位置信號(hào)的反饋元件，它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)。改造后的車床能夠加工的最大螺紋導(dǎo)程是 24mm/（0.01mm/脈沖）=2400 脈沖?？紤]到編碼器的輸出有相位差為 90的 A、B 相信號(hào)，可用 A、B 異或后獲得 2400 個(gè)脈沖（一轉(zhuǎn)內(nèi)） ，這樣編碼器的線數(shù)可降到 1200 線（A、B 信號(hào)） 。另外，為了重復(fù)車削同一螺旋槽時(shí)不亂扣，編碼器

52、還需要輸出每轉(zhuǎn)一個(gè)的零位脈沖 Z。基于上述要求，選擇螺紋編碼器的型號(hào)為：ZLF-1200Z-05V0-15-CT。電源電壓+5V，每轉(zhuǎn)輸出 1200 個(gè) A/B 脈沖與 1 個(gè) Z 脈沖，信號(hào)為電壓輸出，軸頭直徑 15mm。螺紋編碼器通常有兩種安裝形式：同軸安裝和異軸安裝。同軸安裝是將變編碼器直接安裝在主軸后端，與主軸同軸，這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但它堵住了主 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)24軸的通孔。異軸安裝是指將編碼器安裝在床頭箱的后端，一般盡量裝在與主軸同步旋轉(zhuǎn)的輸出軸。需要注意的是，編碼器的軸頭與安裝軸之間必須采用無(wú)間隙柔性連接，且車床主軸的最高轉(zhuǎn)速不允許

53、超過(guò)編碼器的最高許用轉(zhuǎn)速4-6。數(shù)控改造后的車床傳動(dòng)系統(tǒng)如圖 1.2 所示。1 電動(dòng)刀架 2 聯(lián)軸器 3 橫向步進(jìn)電機(jī) 4 縱向步進(jìn)電機(jī) 5 聯(lián)軸器6 縱向微調(diào)機(jī)構(gòu) 7 橫向滾珠絲杠 8 橫向螺母 9 縱向螺母 10 橫向微調(diào)機(jī)構(gòu) 11 縱向滾珠絲杠（圖 1.2 數(shù)控改造后的車床傳動(dòng)系統(tǒng)）1.3.21.3.2 縱、橫向結(jié)構(gòu)示意圖縱、橫向結(jié)構(gòu)示意圖齒輪傳動(dòng)裝置是轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)向的變換器。在機(jī)電一體化進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，采用齒輪傳動(dòng)裝置的主要目的有二：一是降速，將伺服電動(dòng)機(jī)的高速、小轉(zhuǎn)矩輸出變成克服負(fù)載所需的低速、大轉(zhuǎn)矩；二是使?jié)L珠絲桿和工作臺(tái)的轉(zhuǎn)矩慣量在傳動(dòng)系統(tǒng)中所占比重減少，以保證傳動(dòng)精度。對(duì)齒

54、輪傳動(dòng)裝置的總體要求是傳動(dòng)精度高、穩(wěn)定性好、靈敏度高、響應(yīng)速度快。對(duì)于開(kāi)環(huán)伺服系統(tǒng)，傳動(dòng)誤差將直接影響工作精度，因此，要盡可能縮短傳動(dòng)鏈的長(zhǎng)度，消除傳動(dòng)間隙，以提高傳動(dòng)精度和傳動(dòng)剛度?？v、橫向結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1.3 所示。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)251 步進(jìn)電機(jī) 2 齒輪減速裝置 3 支承裝置 4 絲杠 5 托板圖 1.3 縱、橫向結(jié)構(gòu)示意圖1.3.31.3.3 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架設(shè)計(jì)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架設(shè)計(jì)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的設(shè)計(jì)是普通機(jī)床數(shù)控化改造的關(guān)鍵。它要求刀架要具有抬起、回轉(zhuǎn)、下降、定位和壓緊這一系功能。盡管其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各方面要求高，但它保持了原本床工件最大回轉(zhuǎn)

55、直徑的條件下，提供選用的多把刀的可能性。電動(dòng)刀架的安裝較方便，只要將原車床上的刀架拆下將電動(dòng)刀架裝即可，但要注意兩點(diǎn)：（1）電動(dòng)刀臺(tái)的兩側(cè)面應(yīng)與車床的橫向進(jìn)給方向平行。（2）電動(dòng)刀臺(tái)與系統(tǒng)的連線建議如下安裝：沿橫向工作臺(tái)右側(cè)面先走線到車床后面，再沿車床后導(dǎo)軌下方拉出的鐵絲滑線，走線到系統(tǒng)。其好處在于：避免走線雜亂無(wú)章，而使得加工時(shí)切屑、冷卻液以及其它雜物磕碰電動(dòng)刀架系統(tǒng)。下面是數(shù)控改造 CK6140 車床自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架工作原理圖 1.4 所示。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)261 刀架 2 固定安裝絲杠 3 安全離合器 4 電機(jī)（圖 1.4 自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架工作原

56、理圖）1.41.4 數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)任何一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。硬件是數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)，其性能的好壞直接影響整個(gè)系統(tǒng)的工作性能。有了硬件，軟件才能有效的運(yùn)行。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路概括起來(lái)由 CPU、總線、存儲(chǔ)器以及 I/O 接口四部分組成。其中 CPU 是數(shù)控系統(tǒng)的核心，作用是進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理和控制各部分電路協(xié)調(diào)工作。存儲(chǔ)器用于存放系統(tǒng)軟件，應(yīng)用程序和運(yùn)行中所需要的各種數(shù)據(jù)。I/O 接口是系統(tǒng)與外界進(jìn)行信息交換的橋梁。總線則是 CPU 與存儲(chǔ)器、接口以及其它轉(zhuǎn)換電路聯(lián)接的紐帶，是 CPU 與部分電路進(jìn)行信息交換和通訊的必由之路。1.4.11.4.1 確定

57、確定 I/OI/O 接口接口8031 只有 P1 口可作為普通 I/O 口用，所以需擴(kuò)展。鍵盤(pán)需要 32 個(gè)鍵，采用矩陣式鍵盤(pán)，需 12 個(gè) I/O 口；顯示器采用 6 個(gè) LED，需 6 個(gè) I/O 接口；兩個(gè)三相步進(jìn)電機(jī)，采用軟件環(huán)行分配器，需 6 個(gè)；刀架需 4 個(gè)；緊急停需 1 個(gè)。采用一片 8279 芯片和一片 8255A 即可。鍵盤(pán)/顯示器接口采用 8279 芯片，因?yàn)?8279 芯片是專用的鍵盤(pán)/顯示器接口芯片，還可以編程。8279 芯片具有消顫（去抖動(dòng)） 、雙鍵同時(shí)按下保護(hù)功能。顯示控制亦按掃描方式工作，可以顯示 8 或 16 個(gè)數(shù)碼（字符） 。LED 的個(gè)數(shù)應(yīng)滿足顯示值的要求

58、和便于顯示。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)271.4.21.4.2 鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)鍵盤(pán)接口設(shè)計(jì)首先判斷鍵盤(pán)上有無(wú)鍵閉合，先送 8255 的 PA 口一個(gè)數(shù)據(jù)為 00H，使列線PA0PA7 的電平均為 0，然后讀 PB 口的 PB0PB2 的狀況；若不全為“1” ，則有鍵閉合，此時(shí)延時(shí) 10ms 去掉抖動(dòng)后再判斷有無(wú)鍵閉合。如無(wú)則繼續(xù)掃描，如有則判斷按下的鍵號(hào)。如確定有鍵按下時(shí)，便開(kāi)始計(jì)算鍵值。當(dāng)采用 8 行 4 列的鍵盤(pán)時(shí)，定義第一行的鍵為 00H03H，定義第二行鍵的鍵值為 04H07H，依次類推。首先判斷是哪一行有鍵閉合，若第一行有鍵閉合，設(shè)置初值為 00

59、H，若第二行有鍵閉合，則設(shè)置初值為 04H，依次類推。接著對(duì)列線進(jìn)行掃描以判斷是哪一列閉合。方法上使 PA0 對(duì)應(yīng)的列線輸出低電平，其余均為高電平，判斷一下是否第一列有鍵閉合，如有則列計(jì)數(shù)為 00H，與初值相加則為鍵值，也即是鍵盤(pán)的鍵號(hào)，如無(wú)則把低電平移到第二列上再判斷，直到四列線全判斷完畢，找出列線為止。然后計(jì)算鍵值，最后可根據(jù)鍵號(hào)跳轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵功能程序的入口。1.4.31.4.3 顯示電路設(shè)計(jì)顯示電路設(shè)計(jì)數(shù)碼顯示器是 PLC 應(yīng)用產(chǎn)品中的廉價(jià)輸出設(shè)備。它由若干個(gè)發(fā)光二極管組成的。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，相應(yīng)的一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)筆畫(huà)發(fā)亮。控制不同組合的二極管導(dǎo)通，就能顯示出各種字符。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連

60、在一起的稱為共陽(yáng)極顯示器，陰極連在一起的稱為共陰極顯示器。這種筆畫(huà)式的七段顯示器，能顯示的字符數(shù)量較少，但控制簡(jiǎn)單，使用方便。動(dòng)態(tài)顯示是一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器（掃描） 。對(duì)于每一位顯示器來(lái)說(shuō)，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。顯示器的亮度既與導(dǎo)通電流有關(guān)，也和點(diǎn)亮?xí)r間與間隔時(shí)間的比例有關(guān)。調(diào)整電流和時(shí)間參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)亮度較高較穩(wěn)定的顯示。若顯示的為數(shù)不大于 8 位，則控制顯示器公共極電位只需一個(gè) 8 位并行口（稱為掃描口） 。控制各個(gè)顯示器所顯示的字形也需一個(gè)公用的 8 位口（稱為數(shù)據(jù)口）。在 8031RAM 中設(shè)置 6 個(gè)顯示緩沖單元 79H7EH，分別存放 6 位顯示器的顯示數(shù)據(jù)。8255 的 A

61、 口掃描總是一位為高電平，即 6 位顯示器中僅有一位公共陰極為低電平，其它為高電平。8255 的 B 口輸出相應(yīng)位（陰極為低）顯示數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)段，使某一位顯示出一個(gè)字符，其它位為暗。依次地改變 A 口輸出為高的位，B 口輸出對(duì)應(yīng)的段數(shù)據(jù)，6 位顯示器就顯示出緩沖器顯示數(shù)據(jù)所確定的字符。1.4.41.4.4 軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì) 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)28車床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用工作中，軟件設(shè)計(jì)是一個(gè)重要方面。實(shí)際上，軟件設(shè)計(jì)與硬件設(shè)計(jì)工作是不可分割的，二者必須結(jié)合進(jìn)行。軟件設(shè)計(jì)工作，按其功能可分二類：一類是執(zhí)行軟件，它能完成各種實(shí)質(zhì)性的功能；另一類是監(jiān)控（管理

62、）軟件，它是控制微機(jī)系統(tǒng)按預(yù)定的操作方式運(yùn)轉(zhuǎn)的程序。但執(zhí)行軟件和監(jiān)控軟件沒(méi)有明確的界限和固定的功能劃分。習(xí)慣上把鍵盤(pán)解釋程序作為監(jiān)控程序，其它任務(wù)都分散在特定功能的執(zhí)行程序中，并由監(jiān)控程序來(lái)調(diào)用必要的功能模塊，完成預(yù)定的任務(wù)。在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)從全局著眼，先將整個(gè)系統(tǒng)的任務(wù)按功能分成一個(gè)一個(gè)的模塊，并為每一個(gè)執(zhí)行模塊定義，然后設(shè)計(jì)出每一個(gè)具體模塊的程序，最后組成一個(gè)系統(tǒng)。不僅整個(gè)系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)可具有模塊化的特性，而且其模塊內(nèi)部也可以分為小模塊。模塊特性對(duì)測(cè)試很有利，功能擴(kuò)充也很方便。要增加新功能，只要增加新模塊就能實(shí)現(xiàn)，像搭積木一樣。因此，這樣的模塊程序設(shè)計(jì)方法，思路清晰，邏輯性強(qiáng)，柔性較大

63、。 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)29第第 2 2 章章 數(shù)數(shù)控控車車床床主主軸軸箱箱設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2 2. .1 1 數(shù)數(shù)控控車車床床主主傳傳動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)的的發(fā)發(fā)展展近年來(lái)，隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)也呈現(xiàn)出一些新的發(fā)展趨勢(shì)，如主軸轉(zhuǎn)速的高速化、功能結(jié)構(gòu)的復(fù)合化、柔性化。高速主軸單元為適應(yīng)數(shù)控加工高速化的發(fā)展，目前越來(lái)越多的高速數(shù)控車床采用了電主軸。電主軸又稱內(nèi)置式電動(dòng)機(jī)主軸單元，就是將高速電動(dòng)機(jī)置于機(jī)床主軸部件內(nèi)部，通過(guò)交流變頻控制系統(tǒng)，使主軸獲得所需的工作速度和轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)、主軸的一體化功能。與傳統(tǒng)主傳動(dòng)系統(tǒng)相比，電主軸的主要特點(diǎn)有：

64、(1) 結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)械效率高、噪聲低、振動(dòng)小、精度高；(2) 電主軸可在額定轉(zhuǎn)速范圍實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速；(3) 可實(shí)現(xiàn)精確的主軸定位及軸傳動(dòng)功能；(4) 電主軸更易實(shí)現(xiàn)高速化，其動(dòng)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性更好；(5) 主軸運(yùn)行更平穩(wěn)，使主軸軸承的壽命得到延長(zhǎng)。高速電主軸所融合的技術(shù)主要包括以下幾方面。(1) 高速精密軸承(2) 潤(rùn)滑技術(shù)(3) 冷卻技術(shù)(4) 高速變頻驅(qū)動(dòng)復(fù)合化和柔性化 隨著數(shù)控車床對(duì)加工對(duì)象適應(yīng)性的不斷提高，數(shù)控車床的設(shè)計(jì)發(fā)生了很大變化，并向著單元柔性化和系統(tǒng)柔性化方向發(fā)展。數(shù)控車床的發(fā)展已經(jīng)模糊了粗、精加工的工序概念，車削中心又把車、銑、鏜、鉆等工序集中到同一臺(tái)機(jī)床上來(lái)完成，完全打破了

65、傳統(tǒng)工藝規(guī)程規(guī)定，由機(jī)床單一化走向多元化、復(fù)合化。由此可見(jiàn)，現(xiàn)代數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不限于只滿足原有的基本要求，還要綜合考慮現(xiàn)代制造對(duì)機(jī)床的整體要求，如制造控制、過(guò)程控制以及物料傳輸，以縮短產(chǎn)品的加工時(shí)間、周轉(zhuǎn)時(shí)間、制造周期，最大限度地提高生產(chǎn)率。2 2. .2 2 主主傳傳動(dòng)動(dòng)系系統(tǒng)統(tǒng)的的設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求 本本科科畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)說(shuō)說(shuō)明明書(shū)書(shū)（論論文文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)30（1） 、主軸具有一定的轉(zhuǎn)速和足夠的轉(zhuǎn)速范圍、轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)運(yùn)動(dòng)的開(kāi)停、變速、換向和制動(dòng)，以滿足機(jī)床的運(yùn)動(dòng)要求。（2） 、主電機(jī)具有足夠的功率，全部機(jī)構(gòu)和元件具有足夠的強(qiáng)度和剛度，以滿足機(jī)床的動(dòng)力要求。（3） 、主

66、傳動(dòng)的有關(guān)結(jié)構(gòu)，特別是主軸組件要有足夠高的精度、抗震性，熱變形和噪聲要小，傳動(dòng)效率高，以滿足機(jī)床的工作性能要求。（4） 、操作靈活可靠，維修方便，潤(rùn)滑密封良好，以滿足機(jī)床的使用要求。（5） 、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，工藝性好，成本低，以滿足經(jīng)濟(jì)性要求。此外，還要求主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于調(diào)整和維修；工藝性好，便于加工和裝配；防護(hù)性能好；使用壽命長(zhǎng)。主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式：傳動(dòng)方案確定后，要進(jìn)行方案的結(jié)構(gòu)化，確定個(gè)零件的實(shí)際尺寸和有關(guān)布置。為此，常對(duì)傳動(dòng)件的尺寸先進(jìn)行估算，如傳動(dòng)軸的直徑、齒輪模數(shù)、離合器、制動(dòng)器、帶輪的根數(shù)和型號(hào)等。在這些尺寸的基礎(chǔ)上，畫(huà)出草圖，得出初步結(jié)構(gòu)化的有關(guān)布置與尺寸；然后按結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行主要零件的驗(yàn)算，如軸的剛度、齒輪的疲勞強(qiáng)度等，必要時(shí)作結(jié)構(gòu)和方案上的修改，重新驗(yàn)算，直到滿足要求，最后才能畫(huà)正式裝備圖。機(jī)床主傳動(dòng)系統(tǒng)可分為分級(jí)變速傳動(dòng)和無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)。分級(jí)變速傳動(dòng)是在一定的變速范圍內(nèi)均勻地、離散地分布著有限級(jí)數(shù)的轉(zhuǎn)速，變速級(jí)數(shù)一般不超過(guò)2030 級(jí)。這種傳動(dòng)方式主要用于普通機(jī)床，一些普通機(jī)床經(jīng)數(shù)控化改造后也保留了原分級(jí)變速傳動(dòng)方式。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)可以在一定的變速范圍內(nèi)連續(xù)改變