普通CA6140车床的经济型数控改造.doc

1、摘 要数控机床以它生产效率高、可加工零件多样化的特点，越来越显示出它的优越性，然而，很多资深的老企业还存在着许多原有的普通机床，如何将普通机床改造成数控机床，已成为机械加工设备改造工作的重点。本文以CA6140普通车床为例阐述了对普通机床进行技术改造的必要性，提出了该机床数控化改造的方案并实施了改造。机械部分改造主要做了以下工作：将两个进给方向的滑动丝杠改为滚珠丝杠，用伺服步进电机和减速齿轮来实现进给部分的调速，这样不仅提高了传动效率而且可以实现快速定位和准确的启、停；数字控制系统选用广州数控设备有。关键词：数控机床；数控化改造；数控系统AbstractBased on its high pr

2、oduction efficiency, machinable parts diversification, CNC machine has increasingly shown its superiority. However, many senior enterprises still have large amount of original general-purpose machine tools, how to transform the ordinary tools into CNC machine tools has became the focus of the mechan

3、ical processing equipment modification. Based on CA6140 centre lathe, this paper expounds the necessity of the technological transformation to general-purpose machine tools, and purposed transformation of the CNC program and implemented a transformation. Mechanical parts reconstruction made the foll

4、owing job: taking the two feeding direction of sliding screw instead of ball screw, servo stepping motor and reduction gear to realize the speed regulation of the feed part, this works not only improve the transmission efficiency ,but also achieve rapid positioning and accurate start , stop. Digital

5、 control system chooses GSK 928TC-2 NC system which produced by Nanjing Huaxing NC equipment limited liability company. This system achieves the digital control components coordinate work, and the cost is low. Electric system transformation canceled a large number of electronic components in high el

6、ectrical cabinet; achieve the control circuit by switch relays, contactors, and servo drive. Then, testing precision and geometry accuracy of the machine after transformation, the test results meet the machines accuracy. The test results verified the feasibility and reliability of machine tools, not

7、 only the processing expanded, and the labor intensity reduce, the machining efficiency improved. Compared with before modification, the machines operations are more convenient, and greatly reduce the laborer labor intensity, improve the production efficiency and product quality. This scheme has adv

8、antage of little investment and instant effect, which is worth popularizing.Keywords: NC machine tool;Numerical control transformation;NC system目 录1 绪论1 11 课题的研究目的和意义1 12 本文的选题及主要研究内容11.2.1 主要研究内容1 1.2.2 数控化改造的主要环节22 CA6140普通车床数控化改造方案的设计42.1 总体改造方案42.2 改造的技术参数52.3 传动系统改装设计与计算62.3.1 纵向进给系统的设计与计算62.3.

9、2 横向进给系统的设计与计算132.4 减速箱体的设计192.4.1 纵向进给齿轮的设计192.4.2 横向进给齿轮的设计192.5 滚珠丝杠的安全使用203 步进电机的设计与选择223.1 纵向步进电机的选择223.2 横向步进电机的选择264 CA6140车床数控化改造的数控系统314.1 数控车床及数控系统的概述314.2 CA6140车床数控化改造的数控装置系统334.2.1 数控装置系统选型334.2.2 进给步进电机的驱动器选型354.2.3 分配器354.2.4 放大器374.3 CA6140车床数控化改造的数控系统功能384.3.1 系统工作方式384.3.2 系统报警394.

10、3.3 系统的编程与加工功能405 CJK6140数控车床电气控制设计415.1 CA6140车床电气控制415.1.1 CA6140车床运动形式415.1.2 电力拖动特点和控制电路415.2 CJK6140数控车床电气控制设计415.2.1 CJK6140数控车床主电路设计415.2.2 CJK6140数控车床控制电路设计426 CJK6140车床改造验收456.1 机床外观检查456.2 机床的性能及数控功能的试验456.3 CJK6140数控车床数控系统的调试与试运行46结 论47参考文献48附录：外文资料49致 谢641 绪论11 课题的研究目的和意义机械制造行业是国民经济发展的重要

11、基础，是其发展的先导。历史的实践已证明,先进的制造装备与先进的制造技术在国民经济中起着重要的作用,而先进的装备与先进的制造技术则正是由先进的机械工业来提供的。随着消费向个性化发展，单件小批量多品种产品占到70%80%，这类产品的零件一般采用通用机床来加工。当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而通用机床的自动化程度不高，基本上是由人工操作，难于进一步提高生产效率和保证质量。特别是一些曲线、曲面组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床或者借助划线和样板，用手工操作的方法来完成，其加工精度和生产效率会受到极大的影响。产品结构越来越合理，性能、精度和效率日趋提高，因此对产品零部件的生产设

12、备（机床）也相应提出了高性能、高精度与高自动化的要求。为了解决单件小批量多品种产品在生产中日愈增加的质量与效益矛盾，特别是复杂型面零件的加工生产问题，数控机床的应用在机械加工中得到了广泛的应用。我国是制造大国，但不是制造强国。制造业水平的相对落后，设备陈旧，技术水平差距大，国际竞争力弱，直接影响了生产力的发展。大批量生产的产品，如汽车、拖拉机与家用电器的零件，为了提高产量和品质，广泛采用了组合机床、专用机床、自动化生产线和自动化车间来组织生产，但是这类专用机床和生产设备生产加工出来的产品普遍存在质量差、准备周期长，更新产品和修改生产工艺不易、档次低、成本高、供货期长等缺点制约了产品的更新换代。

13、我国现正处于从以劳动密集型产业为主向以技术密集型产业为主的发展阶段，对自动化设备的需求会越来越大、越来越积极。尽管数控机床可以较好地解决形状复杂、精密、小批量多品种零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率但从我国机械加工行业来看，机床总量约 400万台，其中数控机床总数只有 12万多台，数控机床占有率不足3，而一些工业发达国家早已达到30以上。逐步提高数控机床的占有率，已经成为我国制造技术发展的总趋势也是我国制造业发展所需要解决的一个现实问题。提高机床数控率有两个途径：一是增加新的数控机床。从目前企业面临的情况看各企业均有大量的普通机床，数控机床价格昂贵，一次性投资较大，企业完全用数控机床

14、替代是根本不可能的；二是对旧机床进行数控化改造。我国是一个机床拥有量极大的国家，而且约有半数以上是役龄在10年以上的旧机床，采取对旧机床进行改造来提高设备的先进性和数控化率，投入少、收效大，是一个极其有效和实用的途径，而且符合中国的国情，是企业必走之路。.2 本文的选题及主要研究内容1.2.1 主要研究内容为了使CA6140普通车床满足加工小批量、精度高、形状复杂的零件，同时在加工过程中不仅可以减轻劳动强度，而且保证加工质量以及从经济方面考虑，本次设计对CA6140进行数控化改造，节约资金的同时，又能够满足生产需求。设计的目的主要是以下几个方面：1、节约资源，降低数控化成本。利用原来的普通机床

15、进行数控化改造，提高机械设备的数控化率。2、实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬动，从而可以提高零件加工精度，减小尺寸分散度，使装配容易，不需再“修配”。3、实现加工的自动化，效率可比传统机床提高三到七倍。4、数控加工降低工人的劳动强度，节省劳动力，减少工装缩短新试品试制周期和生产周期，并对市场作出快速反应。 CA6140普通车床进行数控改造后，系统应能控制主轴转速并实现其正反转；控制工作台实现纵向和横向的进给运动；控制冷却和润滑；通过键盘输入加工程序；由显示器显示加工状态等。数控部分：机床中的主轴、冷却、润滑和进给等均需系统自动控制，为此需设计接口转换电路和强电控制电路。电器元件可保留使用原机床中的变压器、自动断路器、接触器等。拆除原电控箱，原位安装改制后的电控箱。机械部分：C6A140型车床主要用于对中小型轴类、盘类及箱体类零件的加工，改造后的机床可进行加工轴类零件和直径不太大的盘类零件，还可以进行螺纹加工。可适用于企业的机械设备生产，特别适用于工夹模具的制造。.2.2 数控化改造的主要环节普通机床数控化改造主要从主传动部分、进给传动部分、数控系统三个环节进行方案制定和改造实施。（1）主传动改造主轴部件直接带动工件或刀具参加切削运动，它除承受本身重量外，还需承接较大的切削载荷，主轴