CA6140型车床经济型数控改造设计_A137

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摘要

    本设计课题来源于生产实践。设计的主要内容是将CA6140型普通车床改造成经济型数控车床，除了要能实现CA6140车床原有功能外，在机床的精度、性能等方面还应有所提高。设计的基本原则是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。本设计的关键之处在于进行机械改装部分的设计以及数控系统的设计，即利用单片微机控制步进电机对车床的纵向和横向进给系统进行数字控制，并达到纵向最小运动单位为0.01mm/脉冲，横向最小运动单位为0.005mm/脉冲，刀架也改造成由步进电机控制的自动转位刀架，并且能实现自动的切削螺纹。本设计的目标是要提高加工生产率，适应现代化加工多品种、小批量生产的需要，增强对复杂零件的加工能力，并减轻工人的劳动强度。

关键词：普通车床；经济型；数控改造

目    录

0前言………………………………………………………………………………1
1 总体方案论证…………………………………………………………………3
1.1概述……………………………………………………………………………………3
1.2数控系统运动方式的确………………………………………………………………3
1.3伺服进给系统的改造设计……………………………………………………………3
1.4数控系统的硬件电路设计……………………………………………………………3
2 机械部分改造设计……………………………………………………………6
2.1纵向进给系统的设计概述……………………………………………………………6
2.2纵向进给系统的设计…………………………………………………………………6
2.2.1切削力的计算………………………………………………………………………6
2.2.2滚珠丝杠设计计算…………………………………………………………………7
2.2.3齿轮及有关转矩的计算……………………………………………………………8
2.2.4步进电机的选择……………………………………………………………………10
2.2.5自动转位刀架的设计………………………………………………………………11
2.2.6机械改装部分的结构设计…………………………………………………………11
3 数控系统的设计………………………………………………………………………12
3.1概述……………………………………………………………………………………12
3.2微机数控系统的硬件设计……………………………………………………………12
3.2.1单片机的选择………………………………………………………………13
3.2.2存储器扩展…………………………………………………………………13
3.2.3 I/O接口的扩展………………………………………………………………15
3.2.4键盘接口设计……………………………………………………………………15
3.2.5数码管显示电路……………………………………………………………………15
3.3 微机数控系统的软件设计…………………………………………………………16
3.3.1步进电机的环行分配………………………………………………………………16
3.3.2圆弧插补原理及其程序设计………………………………………………………17
3.3.3步进电机的控制及其程序设计……………………………………………………20
3.3.4中断功能诊断………………………………………………………………………21
3.3.5手动操作移动溜板程序设计………………………………………………………23
4结论…………………………………………………………………………………24
参考文献………………………………………………………………………………25
致谢…………………………………………………………………………………26
附录…………………………………………………………………………………………27
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