1、 本科毕业设计（论文）论文题目 ： CA6140 车床的数控化改造姓名 ： 饶兵兵学号 ： 113004010616班级 ： 6 班年级 ： 2011 级专业 ： 机械设计制造及其自动化学院 ： 机械工程学院指导教师 ： 程友联 教 授完成时间 ： 2015 年 5 月 12 日武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸作者声明本毕业论文（设计）是在导师的指导下由本人独立撰写完成的，没有剽窃、抄袭、造假等违反道德、学术规范和其他侵权行为。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。因本毕业论文（设计）引起的法律结果完全由本人承担。毕业论文（设计）成果归武昌工学院所有。特此
2、声明作者专业 ： 机械设计制造及其自动化作者学号 ： 113004010616作者签名 ：2015 年 月 日武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸CA6140 车床的数控化改造饶兵兵CA6140NC ransformation f atheRao， bingbing2015 年 5 月 10 日武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸- 0 -摘 要针对大多数企业,具有数量众多和较长使用寿命的普通机床，其加工精度较低、不能批量生产，自动化程度不高，自适应性差，但考虑投资成本，产业的连续性，又不能马上被淘汰。购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径,但是成本高，许多企业在短时间内无法实现，这严重阻
3、碍企业设备更新的步伐。为此把普通机床数控化改造，不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径，提升企业竞争力，在我国成为制造强国的进程中，占有一席之地。数控化改造成经济型车床后的车床自动化程度高，专业性强，加工精度及生产率高；对提高工业生产具有重要意义。低成本普通车床数控化改造是一项适合我国实际情况的先进适用技术，也是一项提升我国机床数控化的有效途径。关键词：普通机床；数控改造；济型；意义武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸- 0 -AbstractFor most companies, with a large number of general machine tools and long
4、 service life, Its machining precision is low, not mass production and high degree of automation, adaptability is poor, but considering the cost of investment, industrial continuity, they can not immediately be eliminated. Buy a new CNC machine tools is an important way to improve product quality an
5、d efficiency, but the high costs, many companies can not achieve in a short time, which seriously hamper the pace of updating business equipment. To this end the ordinary CNC transformation, after all, a small investment, improve product quality and production efficiency of shortcuts to enhance the
6、competitiveness of enterprises in China has become the manufacturing powerhouse in the process, place. CNC lathes high degree of automation transformed into a lathe after economic, professional and strong, precision and high productivity; to improve industrial production is important. Low cost commo
7、n NC lathe is suited to Chinas actual situation of an advanced and applicable technologies, but also Chinas CNC machine tools an effective way to enhance.Key word:NC transformation;general machine economy;significance武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸- 0 -目 录1 引言 11.1 数控车床发展概况及趋势 11.2 机床数控化改造的优点 31.3 机床数控改造的市场前景及意义
8、32 关于 CA6140 的简单介绍 42.1.机床的组成和主要技术参数 42.2 加工范围及特点 62.3 CA6140 传动系统的介绍 73 CA6140 普通车床数控改造总体的方案的确定 93.1 总体方案设计要求 93.2 CA6140 车床改造的总体方案 94 车床进给伺服系统机械部分改造设计与计算 .114.1 横向进给系统改造设计 114.2 纵向进给系统改造设计 144.3 主轴系统的设计 175 数控部分的改造 195.1 总体方案设计 195.3 CA6140 普通车床的微机数控系统 216 自动回转刀架的选型 236.1 数控车床刀架的基本要求 236.2 自动回转刀架的
9、工作原理 237 安装调整中应注意的问题 247.1 滚珠丝杠螺母副的选择 247.2 滚珠丝杠螺母副的调整 247.3 联轴器的安装 247.4 主轴脉冲发生器的安装 24主要参考文献 25武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸- 0 -1 引言1.1 数控车床发展概况及趋势1.1.1 数控系统发展概况机床作为机械制造业的重要基础装备，由于欧、美等工业强国投资巨大，计算机技术得到了较快的发展，针对现代研究和开发制造技术，制造模式也得到了不断的更新。当前数控技术作为现代化制造系统中的核心技术之一，由于其具有高精度、高效率、高可靠性等特点，可以实现自动化、合成化、智能化在制造业方面，柔性在该领域也有
10、着重要功用，数控系统在目前主流的高集成化、高智能化、网络化的背景下，超薄型、超小型化的产品也得到了快速的发展；由于其高速、高精、高效控制的特性，这样就使得其能够自动修正调节与补偿加工过程中的各项参数；通过机床联网将集成 CAD/CAM 与数控技术为一体化系统，同时大大发展了群控加工由中央集中控制。固有的封闭式一直是国内数控系统主要模式，当生产为数控加工时，作为非智能型的 CNC 控制器，都会很大程度上影响其工作效率和产品质量。一般的具有固定程序控制模式和封闭式体系结构的 CNC 极大的影响了其向多变量的发展，这恰巧阻滞了当前复杂制造的发展，因此必须对数控技术进行变革。1.1.2 数控技术发展趋
11、势(1)高速化为保证主轴转速和进给速度能够满足目前加工要求，这就使得数控装置及伺服系统的功能有非常大的进步。由于切削时间和非切削时间被大量缩减。这使得主轴转速在加工中心可以达到 8500-12500r/min，甚至可以达到 99000r/min 以上，磨床的砂轮线速度提高到 90-190m/s。(2)高精度化目前市场对产品精度的要求在不断的提高，这也使得数控车床的精度得到了大大的提高。由于新型、多功能的数控系统在车床上得到了广泛的应用。其分辨率可达 0.1um，有的可达到 0.01um，实现了高精度加工。 (3)多功能化由于快速发展的 CNC 装置功能得到提高，高度发达的自动化水平的数控车床也
12、得到了大大的发展。这样使得其能够进行二维图形显示，还能够满足三维彩色显示动态图形的要求；有的甚至可以实现无人化运行。(4)加工功能复合化在多工序、多方法一体机加工的模式上成为未来发展的趋势。最近小型化、高精度、高工作效率的复合化数控机床在市场上也越来越被重视。(5)结构新型化武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸- 1 -最近由于在并联机床上研制的成功。其或者被称为虚拟轴机床，在不使用导轨和滑台的情况下，能够保证多坐标进行联动加工，其具有复杂的控制系统，比普通机床提高了3-8 倍的加工效率。这种数控机床的出现将给数控机床技术带来巨大改革和创新。(6)数控系统的智能化智能化主要包括四个方面:智能化能
13、够满足工作效率和产品质量的方面；在连接方面也要能够实现智能化；智能化还体现在简单可控的编程；其系统还应该具备自动诊断、智能监控等特性。(7)数控系统的开放性利用通用微机来增强数控系统的模块化，为能够保障其更具有小型化的特点，可以使得将多个晶体管集成在一个芯片上，这样在很大程度上提高了系统的可靠性。同时还可以采用更多的 CPU，来保障自动排除故障，使通信能力进一步得到加强。1.2 机床数控化改造的优点(1)改造闲置设备，提高了机床的使用价值；(2)适应多品种、小批量零件生产；(3)自动化程度提高、加工精度高、生产效率高；(4)降低对工人的操作水平的要求；(5)具有低廉的数控改造费；(6)数控改造
14、的周期短。1.3 机床数控改造的市场前景及意义1.3.1 机床数控改造的市场前景我国机床行业由于改革开放得到了快速的发展，数控智能化的生产机床在我国目前已经达到了 420 余万台，其中约 70%的机床是可以进行数控化改造的，对这些机床实行一定的数控化改造，对促进我国经济的发展具有重要作用。1.3.2 提高数控机床的安全水平我国机床目前还仍然处于普通车床为主流的状态，因为其比较庞大的数量，导致在生产中各种安全问题不断发生，生产中的安全问题已经严重阻碍着我国机床的发展。提高机床的数控化，减少生产的安全事故，已迫在眉睫。普通机床完成一定的数控化改造以后，不仅可以提高机床的加工效率和自动化，也可有效减
15、低安全风险，同时还能够带来不错的经济效益。1.3.3 减少机床成本，提高加工效率与购买新数控机床相比，普通机床进行数控化改造在提高原有机床的利用率的同时还能够避免浪费大量的成本，还可以减少能源消耗和污染排放。机床改造以后，不仅可以减少大量劳动力，同时产品合格率也得到了大大提高，给生产企业带来了非常可观的武昌工学院毕业论文（设计）专用稿纸- 2 -的效益。 2 关于 CA6140 的简单介绍2.1.机床的组成和主要技术参数2.1.1机床的组成（1）主轴箱 由箱体、主轴、传动轴、轴上传动件、变速操纵机构、润滑密封件等组成。主轴通过前端的卡盘或者花盘带动工件完成旋转作主运动，也可以安装前尖顶通过拨盘
16、带动工件旋转。（2）刀架 中形滑板上固定在小滑板，而在小滑板上固定在四方形的刀架，纵向滑板可沿床身导轨纵向移动，从而拖动刀具纵向移动，用来车外圆、镗内孔等。而中滑板相对于纵滑板作横向移动，刀具有足够的动力来加工端面等。（3）尾座 尾座可沿其导轨纵向调整位置，其上可安装顶尖来支撑长工件的后半部分用来工长圆柱体，同时还可以装夹刀具的加工孔。当要求进行小锥度的外锥面加工时，可以能够横向调节尾座。（4）进给箱 将具有进给作用的传动装置以及操作装置安装在进给箱内，当要改变加工螺纹的种1主轴箱 2刀架 3尾座 4床身 5右床腿6溜板箱 7左床腿 8进给箱图 1.1 CA6140 车床外形图武昌工学院毕业论
17、文（设计）专用稿纸- 3 -类时，可以调节进给量的大小来实现。 （5）床身及床腿 床身 4 是机床的支承件，它安装在左床腿 7 和右床腿 5 上并在固定在地基上。床身上安装着机床的各个构件，并确保它们之间具有符合规范的相互准确位置。床身上面有纵向运动导轨和尾座纵向调整移动的导轨。（6）溜板箱 溜板箱 6 与纵向滑板相互连接，溜板箱内装有纵、横向机动进给的传动换向机构和快速进给机构等。2.1.2CA6140 车床的主要技术参数如表 2.1 所示表 2.1 CA6140 车床的主要技术参数床身上最大工件的回转直径（mm） 400刀架上最大工件的回转直径（mm） 210最大工件长度 750、1000
18、、1500mm主轴中心至床身平面导轨距离（mm） 205最大车削长度 650、900、1400mm主轴孔径 48mm正转（r/min） 101400主轴转速反转（r/min） 141580刀架纵向及横向进给量 各 64 种一般进给量 0.081.59mm小进给量 0.0280.054mm纵向加大进给量 1.716.33mm一般进给量 0.040.79mm小进给量 0.0140.027mm横向加大进给量 0.863.16mm刀架纵向快速移动速度（m/min） 4米制螺纹 1192mm英制螺纹 2 24 牙/in模数螺纹 0.2548mm车削螺纹范围经节螺纹 1 96 牙/in功率 7.5kw主电动机转速 1450r/min快速电动机 功率 250kw
