数控机床改造设计

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机床改造方案

机床改造方案一、背景介绍机床作为制造业的重要装备之一，在不同行业中扮演着关键角色。

然而，随着科技的不断进步和市场需求的变化，传统机床可能无法完全满足生产需求。

因此，机床改造成为了一项重要的任务，以提高生产效率、降低成本、提升质量等目标。

二、改造目标在进行机床改造之前，我们需要确立明确的改造目标。

以下是我们的改造目标：1. 提高机床的精密度和稳定性：通过更新控制系统和改善结构设计，使机床能够更加精准地加工工件，并在长时间运行中保持稳定性。

2. 增加生产效率：通过优化加工程序、提高自动化程度以及减少停机时间等措施，实现生产效率的提升。

3. 降低能耗：通过采用新型节能设备和可再生能源等措施，减少机床在加工过程中的能耗，实现可持续发展的目标。

4. 提升操作人员安全性：通过安装保护装置、加强操作培训等措施，确保操作人员在使用机床时的安全。

三、改造方案根据以上改造目标，我们制定了以下的机床改造方案：1. 更新控制系统：采用先进的数控系统，提高机床的精度和稳定性。

新的控制系统将具备更高的计算能力和更灵活的编程功能，可以满足更复杂的加工任务，并且具有更好的容错性和故障诊断能力。

2. 设计优化：通过优化机床的结构设计，提高其刚性和振动补偿能力。

采用先进的计算方法和材料技术，使机床在高速和高负荷的工况下仍能保持较好的加工效果。

3. 自动化改造：引入自动化设备和机器人技术，将机床的操作和物料搬运过程自动化。

这将大大提高生产效率，并减少人为操作带来的误差和安全隐患。

4. 节能措施：使用高效的电机和传动装置，减少能源浪费。

同时，结合智能控制系统，实现对能耗的实时监测和管理，进一步优化能源利用效率。

5. 安全保护装置：安装安全门、防护罩、可编程安全控制器等装置，确保操作人员的安全。

并配备紧急停止按钮和安全警示灯等设备，提供紧急应对措施。

四、实施计划机床改造方案的实施包括以下几个步骤：1. 资源准备：确保所需的改造设备、技术和材料等资源的供应，并制定详细的采购计划。

普通车床数控化改造设计

普通车床数控化改造设计
一、引言
二、设计方案
1.机床结构设计
机床结构设计是普通车床数控化改造的关键环节之一、首先需要对原有车床结构进行分析和评估，确定是否适合改造。

然后根据数控系统的要求进行设计改造，包括添加刀塔、伺服电机、控制系统等。

同时还要考虑加工精度、刚性和工作台移动等因素。

2.操作系统选择
操作系统是数控车床的核心，直接影响数控系统的性能和稳定性。

常见的操作系统有FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI等，选择合适的操作系统需要考虑产品性能、技术支持和成本等因素。

3.传感器和执行器选型
传感器和执行器是实现数控车床动作控制的关键元件。

合理选择传感器和执行器可以提高系统的稳定性和精度。

常见的传感器有光栅尺、编码器等，执行器有伺服电机、步进电机等。

三、设备选型
设备选型是普通车床数控化改造的重要环节之一、根据设计方案选择合适的数控系统、传感器和执行器等设备。

1.数控系统选型
数控系统是普通车床数控化的核心设备之一、常见的数控系统有FANUC、SIEMENS、MITSUBISHI等，根据操作系统的选择确定数控系统的型号和配置。

2.传感器和执行器选型
根据设计方案确定合适的传感器和执行器。

传感器需要具有高精度、高稳定性的特点，执行器需要具有高速度、高精度、高扭矩的特点。

五、总结。

机床数控改造控制系统设计

普通机床的经济型数控改造主要是在合理选择数控系统的前提下，然后再对普通机床进行适当的机械改造，改造的内容主要包括：(1)床身的改造，为使改造后的机床有较好的精度保持性，除尽可能地减少电器和机械故障的同时，应充分考虑机床零部件的耐磨性，尤其是机床导轨。

为此，本例中采用旧床身淬火并贴膜。

(2)拖板的改造，拖板是数控系统直接控制的对象，所以对其改造尤显重要。

这中间最突出一点就是选用滚珠丝杠代替滚动丝杠，提高了传动的灵敏性和降低功率步进电机力矩损失。

(3)变速箱体的改造，由于采用数控系统控制，所以要对输入和输出轴以及减速齿轮进行设计，从而再对箱体进行改造。

(4)刀架的改造，采用数控刀架，这样可以用数控系统直接控制，而且刀架体积小，重复定位精度高，安全可靠。

通过对机床的改造并根据要求选用步进电机作为驱动元件，这样改造后的机床就能基本满足现代化的加工要求。

关键词：普通机床，数控改造，步进电机，经济型数控系统，数控刀架C NC machine tools, general transformation of the economy mainly in the rational choice under the premise of numerical control system, and then on the lathe appropriate mechanical transformation, transformation should include:(1) the transformation of bed, for the transformation of post-precision machine tools have better retention, in addition to as much as possible to reduce the electrical and mechanical failures at the same time, should give full consideration to the wear resistance of machine parts, especially the Machine Tool . To this end, in this case the old bed quenching, and foil.(2) the transformation of extension units, extension units is the direct control of CNC system object, so its transformation utmost importance. This is the middle of the most prominent point is chosen instead of rolling screw ball screw to improve the sensitivity of the transmission and torque stepper motor to reduce power losses.(3) The gearbox of the transformation, due to adopt numerical control system, so the input and output shaft as well as the reduction gear design, which then transform to the box.(4) the transformation of tool carrier, using CNC turret, so that you can use the direct control of CNC system, and knife small size, high repeat positioning accuracy, safe and reliable.Through the transformation of machine tools and are required to use stepper motor as the driving element, so that after transformation, modernization of machine tools will be able to basically meet the processing requirements.Keywords:Ordinary lathe, numerical control transformation, stepper motor, economical CNC system, CNC turret目录第一章绪论 (1)第二章设计要求 (3)2.1 总体方案设计要求 (3)2.2 设计参数 (4)2.3 其它要求 (5)第三章进给伺服系统机械部分设计与计算 (6)3.1 进给系统机械结构改造设计 (6)3.2 进给伺服系统机械部分的计算与选型 (6)3.2.1 确定系统的脉冲当量 (7)3.2.2 纵向滚珠丝杠螺母副的副的型号选择雨校核步骤 (7)3.2.3 横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤 (10)3.2.4 齿轮有关计算 (12)第四章步进电动机的计算与选型 (19)4.1 步进电动机选用的基本原则 (19)4.1.1 步距角α (19)4.1.2 精度 (19)4.1.3 转矩 (19)4.1.4 启动频率 (20)4.2步进电动机的选折 (20)4.2.1 CA6140纵向进给系统步进电机的确定 (20)4.2.2 CA6140横向进给系统步进电机的确定 (20)第五章主轴交流伺服电机 (22)5.1 主轴的变速范围 (22)5.2 初选主轴电机的型号 (22)5.3 主轴电机的校核 (22)第六章微机控制系统硬件电路设计 (23)6.1 控制系统的功能要求 (23)6.2 硬件电路的组成 (23)6.3 设计说明 (23)第七章机床改造的结构特点 (26)第八章安装调整中应注意的问题 (27)结论 (28)致谢 (29)参考文献 (30)第一章绪论数控机床与普通机床相比,增加了功能,提高了性能,简化了结构.较好地解决形状复杂、精密、小批量及形状多变零件的加工问题。

CA6140机床数控化改造设计

第一章阐述了课题的研究内容和意义以及数控化改造的研究现状，国内外的发展史；
第二章主要阐述了车床数控化改造的总体方案；
第三章主要论述了SINUMERIK 802D数控系统特点，PLC设计；
第四章主要对机床电气部分进行了改造，设计了机床的主电路和控制电路
第五章对机床机械部分进行了改造，对滚珠丝杠和步进电机进行了设计以及选型。
The fourth chapter transformselectrical part of the machine, design the main circuit and control circuit.
The fifthchapter transformsthe machine mechanical part, the ball screw and stepper motor designing and selection.
六、设计（论文）指导（或顾问）：
指导教师签名
签名
签名
教研室主任
〔学科组组长研究所所长〕签名系主Βιβλιοθήκη 签名2012年11月12日
摘
在机电液气一体化设备中，数控机床是一种经典的设备。在机械制造中，生产零件结构复杂、要求高精度、产品的批量生产、零件外形多变的问题，用数控机床都能得到很好的解决，并且数控机床还具有稳定的加工质量，生产效率水平高的优点。
Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improveproduction precision and efficiency,but it may not come true to many enterprisesbecause it cost much.Enterprises’equipment updating step are counteractedseriously.SoGeneral lathe's numerically controlled reforming is a quick way that costs less,improveproduction precision and efficiency,and itcan improve enterprises’competitive power.So it cantakes its place inourway to a powerful manufacturing country.

普通铣床数控改造化毕业设计论文

目录摘要 (2)第一章三坐标数控铣床的设计和计算 (2)1.1主传动系统的设计 (2)1.2主轴系统计算 (8)1.3进给伺服系统的设计 (11)1.4进给传动的计算 (13)第二章微机控制系统的设计 .................................................................. 错误!未定义书签。

2.1微机控制系统组成及特点 .................................................................. 错误!未定义书签。

2.2 微机控制系统设备介绍 (30)2.3程序部分 (39)结论 (45)参考文献 .................................................................................................... 错误!未定义书签。

致谢 . (47)摘要我所设计的毕业课题为“普通铣床数控化改造设计”。

对于机床的设计来说，我首先对所要设计的机床进行技术调查，查阅了国内外有关文献资料，在此基础上，对其用途范围、性能指标、方案对比等进行论证分析。

对于通用机床我更是查阅了大量的国内外有关铣床的资料后，拟定了此机床的总体方案为立式铣床。

然后根据总体方案的布局形式，规格参数，精度性能等要求，对此机床的进给传动系统进行了专题设计。

首先是对进给传动的运动设计。

此设计主要功能和主要参数以及各系统的基本工作原理及其数控化。

数控化的铣床的定位精度和重复定位精度明显提高，获得了明显的经济效益。

关键词：数控化改造；定位精度；重复定位精度；无级变速；伺服传动系统。

第一章三坐标数控铣床的设计和计算1.1 主传动系统的设计主传动系统一般由动力源（如电动机）、变速装置及执行元件（如主轴、刀架、工作台），以及开停、换向和制动机构等部分组成。

机床改造方案策划书3篇

机床改造方案策划书3篇篇一机床改造方案策划书一、前言随着科技的不断发展，机床在现代工业制造中的作用越来越重要。

为了提高生产效率、降低成本、增强产品质量和市场竞争力，对老旧机床进行改造升级已经成为许多企业的必然选择。

本方案旨在为机床的改造提供全面的规划和指导，以满足客户的需求。

二、机床现状分析1. 设备型号：[具体型号]2. 设备使用年限：[X]年3. 设备主要参数：[列举主要参数]4. 设备状况评估：对机床的机械结构、电气系统、液压系统、数控系统等方面进行评估，找出设备存在的问题和潜在的风险。

三、改造目标1. 提高精度和稳定性：通过对机床的机械结构、传动系统、导轨和丝杠等关键部件的改造，提高机床的精度和稳定性，满足加工要求。

2. 提高生产效率：采用先进的数控系统和自动化技术，优化加工工艺，减少辅助时间，提高生产效率。

3. 提高设备性能：增强机床的功能，如增加自动上下料装置、刀具预调仪、温度补偿系统等，提高设备的综合性能。

4. 降低能耗和维护成本：采用节能型电机、优化液压系统、改进润滑方式等措施，降低设备的能耗和维护成本。

5. 提高设备的可靠性和安全性：采用先进的电气控制技术、安全保护装置和故障诊断系统，提高设备的可靠性和安全性。

四、改造方案1. 机械结构改造：对机床的床身、立柱、工作台等关键部件进行加固和优化，提高机床的刚性和稳定性。

更换磨损严重的导轨和丝杠，采用高精度的滚动导轨和滚珠丝杠，提高机床的运动精度和定位精度。

2. 电气系统改造：采用高性能的数控系统，如[具体数控系统名称]，提高机床的控制精度和响应速度。

更换老化的电器元件，优化电气布线，提高电气系统的可靠性和稳定性。

3. 液压系统改造：采用节能型液压系统，降低设备的能耗。

优化液压系统的油路和冷却系统，提高系统的散热效率。

4. 数控系统升级：根据客户的需求，选择合适的数控系统进行升级，提高机床的自动化程度和加工效率。

5. 自动化改造：根据客户的需求，增加自动上下料装置、刀具预调仪、温度补偿系统等自动化设备，提高设备的自动化程度和生产效率。

关于数控机床主轴结构的改进设计

关于数控机床主轴结构的改进设计数控机床是现代机械加工领域不可或缺的设备，而主轴则是数控机床中最重要的部件之一，它负责驱动加工刀具完成不同形状的切削加工。

随着机械加工技术的不断发展，数控机床主轴的结构也在不断地改进和优化，以适应不同的加工要求和提高加工效率。

一、优化轴承结构轴承是数控机床主轴中的重要部件，它直接影响到主轴的精度、耐磨性和寿命等。

因此，目前主要的改进设计方向是优化轴承结构，采用更先进的轴承材料和结构设计，提高轴承的承载能力和稳定性，从而大幅提高数控机床主轴的精度和耐用性。

另外，采用一些特殊的轴承形式，如角接触轴承和圆锥滚子轴承，可以在提高主轴负载能力的同时，保持其高精度。

二、提高转速范围数控机床主轴的转速范围是评估其性能的一个重要指标，因为转速范围越广，就能满足更多不同的加工要求。

因此，当前的改进设计方向是提高主轴的转速范围，通过优化主轴结构，例如采用更轻的材料和更坚固的轴承等，以及改善冷却系统等方式，来实现更高的转速范围。

特别是在高速加工领域，对于提高主轴转速范围的要求更为迫切。

三、减小主轴摩擦阻力主轴的摩擦阻力会影响主轴的加工精度和效率，而减小主轴的摩擦阻力是改进设计的一个重要方向。

例如，采用滚动轴承结构，可以大大减小主轴的摩擦阻力，从而提高加工效率和精度。

另外，在主轴的设计中还可以采用更平滑的表面处理和优异的润滑系统，也可以减小主轴的摩擦阻力。

四、提高主轴刚性主轴的刚性对于加工的精度和质量都有直接的影响，因此提高主轴的刚性是改进设计的一个重要方向。

目前主要的方法是采用更优质的材料和结构设计，增加主轴的横向和纵向刚性。

此外，对于超精密加工要求，还可以采用主轴的自动补偿技术，通过实时调整主轴位置和速度来改善加工精度和表面光洁度。

cw6163普通车床数控系统改造设计

Cw6163普通车床微机数控化改造摘要：随着生产技术的发展，对数控技术及其产品的性能要求越来越高。

这就要求现代的机床具有高效率、高柔性、低成本等优点，以满足生产发展的需要。

我们必须对车床进行改造。

首先，根据设计任务和要求提出数个总方案，进行综合分析、比较和论证。

最后确定一个可行的总体方案。

从而确定了系统的运动方式、伺服系统等等。

在此基础上，对伺服系统机械部分进行详细的设计、计算。

最后，根据总体方案及机械结构的控制要求，确定硬件电路的总体方案。

改造后的数控车床的主要性能和结构与相应的普通机床类似，但数控化后增加了自动化程序、功能有所扩展、结构也有了改进。

关键字：数控技术、车床、改造。

Cw6163 microcomputer numericalrebuilding of common latheAbstractDuring the development of production technology, we will need higher and higher ability of numerical control technology and its productions. So the machine tool should have many advantage, such as high efficiency，high flexibility, low cost and so on.. In order to satisfy the request of production development, we must improve our lathe.First, Introduce several total programs according to the task and request of design. And I analyse and compare and argue the programs. At last I make sure the best program.So I can confirm the way of systematic movement 、servo-system and so on .on this base I have a careful design and count to servo-system and machine parts. At last according to the total program and control require of machine construction, I make sure the total program of hardware circuit and draw fabric design.Above all, after the rebuilding the main ability and construction of numerical lathe is same as the usual lathe. But the numerical lathe may increase the automatism program and enlarge the function and rebuild the construction.Keywords: numerical control technology, lathe, rebuilt.目录摘要----------------------------------------------------------1 Abstract ------------------------------------------------------- 1 绪言 ------------------------------------------------------------1第一篇总体方案的确定------------------------------------------4 第一章系统运动方式的确定---------------------------------4第二章伺服系统的选择--------------------------------------5 第三章计算机系统的选择------------------------------------5 第四章机械传动方式的确定----------------------------------5 第二篇 CK6163纵向伺服系统设计及计算―――――――――------------7 第一章确定脉冲当量----------------------------------------7 第二章计算切削力------------------------------------------7 第三章滚珠丝杆副的设计、计算和选型―――――――――――-------8 第四章传动元件的设计、计算及选用――――――――――------11 第五章步进电机的计算与选型――――――――----------------12 第三篇经济型数控钻床工作台Z向伺服系统的设计及计算------------22 第一章选择脉冲当量 ----------------------------------------22 第二章计算切削力――――――――――――--------------------22 第三章滚珠丝杆副的设计、计算和选型工作台--------25 第四章传动元件的设计、计算及选用------------------26 第五章步进电机的计算与选型------------------31 第四篇C K6163微机数控系统硬件电路设计----------------33 第一章控制系统的功能--------------------------------------33 第二章系统电气控制的结构框图------------------------------33 第三章中央处理单元C P U和存储器的选择及它们之间的连接电路---34 第四章译码电路的设计--------------------------------------40 第五章 I/O接口电路及辅助电路设计 ---------------------------42 第六章键盘显示器接口电路 -----------------------------------46 第七章步进电机接口及驱动电路 -------------------------------47 第八章其它辅助电路 -----------------------------------------51 第九章C K613微机控制系统硬件电路原理图------------52 第十章典型零件的加工工艺--------------------------------55结论 -------------------------------------------------------------56 致谢 -------------------------------------------------------------57 参考文献 ---------------------------------------------------------58第一篇数控系统的总体方案的拟定第一章系统运动方式的确定数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位/直线系统和连续控制系统。

CA6140车床数控化改造设计

确保数控系统与车床电气系统的连接稳定可靠，包括信号线、电源线等。
数控系统功能
根据车床加工需求，选择具有插补、补偿、固定循环等功能的数控系统。
主轴系统改造
01
02
03
主轴电机更换
根据需要，更换更高功率和转速的主轴电机，提高加工效率。
主轴轴承调整
优化主轴轴承配置，提高主轴刚性和回转精度。
主轴冷却系统改造
结构简单、操作方便、加工精度高、适用范围广。
CA6140车床工作原理
操作流程
工件固定在机床工作台上，刀具旋转并沿轴线移动，通过刀具和工件的相对运动实现切削加工。
主要结构
由主轴箱、进给系统、工作台、润滑系统等部分组成。
Hale Waihona Puke CA6140车床现有问题加工精度不足
由于机械传动链误差和热误差，导致加工精度
通过改进车床的附件配置，拓展其加工范围，满足更多类型零件的加工需求。
加强环保性能
优化车床的冷却和排屑系统，减少加工过程中的噪音和粉尘排放，提高环保性能。
对其他车床改造的启示
重视技术升级
对于其他车床改造，应重视数控技术的升级和应用，以提高加工精度和生产效率。
强化自动化程度
在改造过程中，应尽可能提高设备的自动化程度，减轻工人的劳动强度。
难以保证。
自动化程度低
手动操作和调整较多，加工效率低下，工人劳
动强度大。
维护成本高
机械部件磨损较快，维修保养成本较高。
生产安全性差
存在机械伤害的风险，对工人安全构成威胁。
03
数控化改造方案
数控系统选择
数控系统类型
数控系统连接
选择适合ca6140车床的数控系统，如 FANUC、SIEMENS等知名品牌。

数控机床升级改造设计报告

数控机床升级改造设计报告1. 引言随着制造业的发展，数控机床逐渐取代了传统的人工加工方式，成为现代制造业中不可或缺的设备。

然而，随着科技的进步和市场需求的变化，旧的数控机床往往无法满足现代制造业的需求。

因此，本报告旨在对数控机床的升级改造进行设计，以提高机床的加工精度和效率，进而提升整体生产效益。

2. 设计目标本次数控机床升级改造的设计目标如下：1. 提高加工精度：通过改进控制系统，提高机床的定位精度和重复定位精度，降低加工误差。

2. 提高加工效率：优化切削刀具和加工参数的选择，缩短加工时间，提高机床的工作效率。

3. 提高自动化程度：增加自动上下料装置，实现机床的自动化操作，减少人工干预的过程。

4. 改善人机界面：更新人机界面设备，提供更友好的操作界面，方便操作员使用。

5. 考虑成本控制：在提高加工质量和效率的前提下，尽量控制升级改造的费用。

3. 设计方案基于上述设计目标，本次数控机床升级改造的设计方案如下：3.1 升级控制系统首先，我们将升级数控机床的控制系统，采用更高性能的数控系统。

新的数控系统具有更高的频率响应和更精确的运动控制算法，能够提高机床的工作精度和平滑度。

同时，我们将优化系统的传感器和反馈装置，提高机床的定位精度和重复定位精度。

3.2 优化切削刀具和加工参数其次，我们将对现有的切削刀具和加工参数进行优化。

通过选择更适合的切削刀具和优化切削参数，可以提高切削效率和加工质量。

此外，我们还将优化冷却润滑系统，以保证切削过程中的热量和摩擦力的有效控制。

3.3 增加自动上下料装置为了提高机床的自动化程度，我们将增加自动上下料装置。

这样，操作员只需放置加工件和切削刀具，机床就能自动进行加工操作，减少了人工的干预过程，同时提高了加工效率。

3.4 更新人机界面设备为了改善机床的操作界面，我们将更新人机界面设备。

新的人机界面设备可以提供更友好的操作界面，方便操作员进行参数设置和监控机床的工作状态。

CA6140数控机床改造设计论文正文

目录1 概论........................................................... -2 -1.1 数控机床应用的局限性........................................ - 2 -1.2机床数控化改造的优点......................................... - 2 - 2总体方案设计...................................................... - 4 - 3 进给伺服系统机械部分设计计算与校核.............................. - 5 -3.1机械结构改装设计............................................. - 6 -3.1.1方案的确定................................................ - 6 -3.2计算切削力................................................... - 6 -3.2.1 纵车外圆............................................... - 6 -3.2.2 横切端面............................................... - 6 -3.3滚珠丝杠副的计算和选型....................................... - 7 -3.3.1纵向进给丝杠........................................... - 7 -3.3.2 横向进给丝杠.......................................... - 9 -3.3.3纵向及横向滚珠丝杠副几何参数.......................... - 11 -3.4齿轮传动比计算.............................................. - 12 -3.4.1纵向进给齿轮箱传动比计算.............................. - 12 -3.4.2横向进给齿轮箱传动比计算.............................. - 12 -3.5步进电机的计算和选型........................................ - 13 -3.5.1纵向进给步进电机...................................... - 13 -3.5.2横向进给步进电机...................................... - 16 -4 进给伺服系统机械部分结构设计..................................... - 20 -4.1进给伺服系统总图设计........................................ - 20 -4.2进给伺服系统的装配图........................................ - 20 - 5微机控制系统硬件电路设计......................................... - 22 -5.1硬件电路一般要求............................................ - 22 -5.2控制系统的组成及功能........................................ - 22 -5.2.1 CPU、存储器、I/O接口电路扩展......................... - 22 -5.2.2控制系统的功能........................................ - 23 -5.3步进电机控制电路............................................ - 24 -5.3.1步进电机半闭环驱动原理................................ - 24 -5.3.2脉冲分配.............................................. - 24 -5.3.3驱动电路.............................................. - 24 -5.3.4其他辅助电路.......................................... - 25 -6 微机控制系统的软件设计........................................... - 26 -7 机床的加工程序编制.............................................. - 31 - 参考文献........................................................... - 33 - 致谢............................................................... - 34 - 附录…………………………………………………………………………………………-34 -1概论数控机床与通用机床相比，增加了功能，提高了性能，简化了结构，较好地解决形状复杂、精密、小批及形状多变零件的加工问题，能够获得稳定的加工质量和提高生产率，其应用越来越广泛，但是数控机床的应用也受到其他条件的限制。

数控改造机床床身有限元分析及结构优化设计

1292021年第8期工程设备与材料段颖辽宁装备制造职业技术学院，辽宁沈阳 110161摘　要：文章对经济型数控改造的床身进行了三维建模，通过ANSYS Workbench 软件对数控改造机床的床身结构进行了有限元分析，获得床身的前六阶固有频率及振型。

文章还对机床主轴箱内震源进行了计算分析，依据有限元分析结果，优化床身结构设计，在保证机床安全的基础上，对提高数控改造机床中的切削平稳性及新机床床身设计具有重要的意义。

关键词：数控改造机床；床身；三维建模；有限元分析；优化设计中图分类号：TG659文献标志码：A文章编号：2096-2789（2021）08-0129-03在机床的机械结构中，床身是重要的大型承载部件，起着支承机床其余零部件的作用[1]。

它的静动态性能的优劣关乎机床整体的综合性能，尤其对机床的加工精度、抗振性能等影响较大[2]。

在经济型数控机床改造中，为了降低改造成本，都会保留原有普通机床的床身，选择C6140数控改造机床的床身作为分析对象，并应用ANSYS Workbench 软件对C6140床身进行固有频率、振型分析。

另外，对床身整体结构进行重新改造设计，能保证数控改造机床的运动平稳性，优化切削加工性。

1 有限元建模关键技术1.1 模型建立与网格划分采用UG NX8.0软件对C6140床身创建三维模型。

对C6140车床床身进行必要的结构简化，简化后的床身模型如图1所示。

图1 机床床身简化模型运用UG NX8.0软件进行机床床身几何建模后，导入ANSYS Workbench 中进行网格划分。

采用网格尺寸控制方法，设置零件网格尺寸为30mm，划分后网格共有128284个节点、69677个单元。

C6140床身划分网格后的有限元模型如图2所示。

图2 划分网格后的床身模型（单位：mm）1.2 载荷与边界条件C6140车床床身材料选用HT200，材料属性如下：杨氏模量为200GPa，泊松比为0.3，密度为7850kg/m 3。

机床的数控化电气改造设计

成本低等优点，系统性能相对较差，可靠性不高：另外，随着生产而后技术的不断发展，标准型数控系统制造成本越来越低，售价也在不断降低，所以在系统选择上一般可以考虑国产标准型数控系统，例如广州数控体贴或华中数控系统。３、电气系统的改造设计机床数控化改造工作执行的过程中，通常情况下原机床的电气控制装置只能做报废处理，从而依据改造的需求来重新制作专门的电气控制装置。数控机床强电控制工作中，所必须要加以重视的关键在于，数控系统本
２、操作更加容易，维修更为方便由于是老设备的改造升级，操作人员对设备熟悉，在操作使用和维修方面不必花费太多的时间和精力进行培训。二、对机床进行数控化改造的主要内容对机床进行数控化改造也就是以旧机床为基础，通过科学合理的改造使机床具有数控化功能，满足当前制造业的发展。在实际工作中，对机床进行数控化改造的内容主要包括以下几个方面：１、对机床精度的恢复以及机床传动部分的改进制造企业在生产以及发展过程中，如果长时间使用机床，且没有对其进行必要的维护，那么在导轨、轴承等部位必然会出现磨损情况，这对于机床的正常运行产生巨大的影响。因此在实际工作中，我们很有必要对机床进行改造。首先需要将旧机床进行机床大修，这样可以在一定程度上提高其精准度，从而达到新机床的制造标准。但是在实际工作中我们可以清楚的知道，在机床进行精度改造与机床大修存在着明显的不同，也就是说，机床数控改造应当进行精度的恢复以及传动部分的改进，只有这两个部分进行改造，才能够确保机床实现数控化与自动化要求。数控机床的主轴驱动系统和进给驱动系统分别采用交、直流主轴电动机和伺服电动机驱动。这两类电动机调速范围大，并可无极减速，因此使主轴箱、进给变速箱及其传动系统大为简化。由电动机直接连接主轴或滚珠丝杠。目前数控机床进给系统中常用的机械传动装置主要有滚珠丝杠副、静压蜗杆蜗母条和预加载荷双齿轮齿条三种。机床采用的导轨是新材料低摩擦因数的导轨，如滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。另外，在机床上还要加一些辅助装置，如冷却系统、空气过滤器、自动换刀装置、排屑装置等。

CA6140普通机床的数控化改造设计

CA6140普通车床的数控化改造设计成绩评定表摘要针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计，提高加工精度和扩大机床使用范围，并提高生产率。

本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。

采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。

关键词CA6140普遍车床数控改装数控化改造进给运动目录第一章概述 (1)第二章总体方案的设计 (3)2.1设计任务 (3)2.2总体方案的论证 (3)2.3总体方案的确定 (4)第三章微机数控系统硬件电路设计 (5)3.1 微机数控系统硬件电路总体方案设计 (5)3.2 8255A可编程并行I/O口扩展芯片 (6)3.3 8255A端口的寻址 (7)3.4可编程键盘，显示器接口——Intel8279 (9)3.5 地址锁存器74LS373 (10)3.6 部分硬件接口电路及辅助电路设计 (11)4.1 本数控系统软件设计任务 (15)4.2进给伺服系统X轴与Z轴步进电机控制 (15)4.3 主轴电机的控制 (15)4.4 自动刀架的控制 (15)4.5 螺纹加工工作原理和加工程序 (16)第五章数控机床的机械部分设计 (22)5.1 数控机床的传动装置设计 (22)5.2 机械部分的设计与计算 (24)5.3 自动刀架的设计 (28)第六章数控改造方案的改进 (32)结论 (33)参考文献 (33)第一章概述机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展一直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床－数控机床的诞生和发展。

计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。

随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。

CA6140普通车床的数控化改造设计毕业设计

目录一、课程设计的目的和要求 (2)二、总体方案的设计 (3)三、机械部分设计 (5)四、数控系统设计 (10)五、总结与参考书 (14)第一章课程设计的目的和要求一.课程设计的目的机床数控系统课程设计是机械类专业机电一体化课程的重要实践性教学环节之一.是综合运用所学过的机械、电子和计算机知识而进行的一项机电结合的基本训练。

其目的是：1.能够正确运用机床数控技术等课程的基本理论和有关知识，学会设备数控化改造方案的拟定、比较、分析及进行必要的计算。

2.通过对设备改造的机械部分设计，掌握数控设备典型零件的计算方法以及正确的结构设计方法。

3.通过设备的数控系统硬件和软件设计，掌握简单数控系统硬件及软件设计的基本方法。

4.通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养分析问题和解决问题的能力。

5.提高应用手册、标准及编写文件等资料的能力。

二．课程设计的内容完成一台CA6140普通车床的数控化改造。

利用微机对纵、横进给系统进行开环控制，纵向脉冲当量0.01mm，横向脉冲当量0.005mm。

刀架采用电动自动转位刀架，主轴变速采用电磁离合器有极变速。

具体内容如下：1.总体方案的分析、比较、论证。

2.机械部分设计。

重点是进给传动系统机构的结构设计及伺服电机的选择计算。

3.数控系统设计。

硬件部分完成微机控制系统电气原理图设计；软件部分包括主要程序框图和部分汇编程序设计。

4.编写课程设计说明书说明书是课程设计的总结性技术文件，应叙述整个设计的内容，包括总体方案的确定，系统框图的分析，机械传动设计计算，电气部分的设计说明，选用元器件及其参数的说明，软件设计及其说明等。

5.图纸（1）机械结构装配图A1图纸2张，要求视图基本完整、符合标准。

其中应有一个坐标轴的完整剖视图。

（2）数控系统组成框图A2图纸1张（3）数控系统电气原理图A1图纸1张（4）软件框图A2图纸1张6.课程设计时间分配建议本课程设计用3周时间完成，各部分所占时间分配大致如下：（1）方案论证1天（2）机械部分设计6天（3）电气部分设计4天（4）软件设计2天（5）编写说明书1天（6）准备答辩及答辩1天第二章总体方案的确定普通机床的数控化改造。

机床数控改造机械系统设计

机床数控改造机械系统设计机床数控改造是将传统机床进行现代化改造，使其具备自动化、数字化、智能化的特点，从而提高生产效率和加工精度。

机械系统设计是数控改造中的核心环节，它涉及到数控系统、机床结构、传动系统、控制系统等多个方面，下面将详细介绍机床数控改造机械系统设计的相关内容。

首先，机床数控改造的第一步是确定数控系统的类型和配置。

数控系统是影响机床改造效果的关键因素之一、根据加工要求和预算限制，可以选择经济型、普通型或高性能型的数控系统。

在确定数控系统的配置时，需要考虑控制精度、加工速度、操作界面等多个因素，并与机床结构相匹配。

其次，机床结构设计是机床数控改造的另一个重要方面。

传统机床的结构通常需要进行改造，以适应数控系统的要求。

结构设计包括基座、滑台、主轴、进给系统等多个方面。

基座的刚性要足够高，以保证机床的稳定性；滑台和主轴的导轨、轴承等部件要选用高精度的产品，以确保加工精度；进给系统的传动方式要选择精度高、反应快的电机及传感器。

传动系统设计是机床数控改造中的关键环节之一、传动系统将数控系统的指令转化为机床的相应运动，直接影响机床的加工精度和速度。

通常情况下，传动系统采用伺服电机与滚珠丝杠、同步带等传动装置组合。

滚珠丝杠具有传动精度高、刚性好等特点，适用于要求较高的加工。

而同步带则适用于速度较快的加工。

对于重载加工，还可以采用液压操纵或齿轮传动等方式。

最后，控制系统设计是机床数控改造的关键环节之一、控制系统对于机床的精度、速度、功能等方面的要求越来越高。

控制系统通常包括数控主机、操作面板、程序控制器等。

数控主机是数控系统的核心部件，负责接收和解析机床控制程序，同时控制机床的各个部位的动作。

操作面板是供操作人员使用的界面，可以通过操作面板调整加工参数、选择工艺、输入指令等。

程序控制器负责计算机床的运动轨迹，并控制伺服系统和进给系统的工作。

在机床数控改造的过程中，机械系统设计起到了至关重要的作用。

它涉及到数控系统、机床结构、传动系统、控制系统等多个方面。

关于数控机床主轴结构的改进设计

关于数控机床主轴结构的改进设计数控机床的主轴结构设计是机床精度和加工效率的重要因素之一。

随着现代制造业对于产品质量和生产效率要求的提高，数控机床主轴结构的改进设计成为了研究的热点之一。

本文将介绍一种基于滚动轴承和双向调心球轴承的主轴结构改进设计方案。

现代数控机床主轴结构通常采用滚动轴承作为支承方式，其中角接触球轴承和圆锥滚子轴承是两种常见的轴承类型。

传统设计中，通常采用滚子轴承作为主轴支承，但在高速加工过程中容易发生振动和噪音，影响加工精度。

改进设计中选择采用双向调心球轴承来替代传统的滚子轴承。

双向调心球轴承具有自动调心功能，可以在一定范围内自动调整对中状态，减小轴颈和支承之间的偏差。

这种方式可以有效降低轴颈的摩擦和磨损，提高主轴的工作精度和寿命。

双向调心球轴承的结构简单、性能稳定，适用于高速和超高速加工。

在改进设计中，还应考虑主轴的刚度和动平衡。

为了提高主轴的刚度，可以采用大直径和加厚轴颈的设计，增加轴颈的承载能力。

还可以在轴颈处增加润滑油槽和冷却通道，以增强润滑和散热效果，提高主轴的工作稳定性。

主轴的动平衡是保证机床高速运转的重要条件之一。

传统的动平衡方法是在主轴上加装平衡块，但这种方法不仅增加了主轴的质量，而且平衡块容易发生脱落和破碎。

改进设计中可以采用动平衡系统来实现主轴的平衡。

通过在主轴上安装传感器和控制器，可以实时监测主轴的振动状态，并通过调整转速和重心位置来实现主轴的动平衡。

这种方法具有调整方便、精度高和可靠性强的优点。

在改进设计中还可以考虑主轴的冷却和润滑系统。

通过在主轴旋转部件内部设置冷却通道和润滑系统，可以有效降低主轴的温度、减少磨损和延长主轴的使用寿命。

可以采用喷淋式和润滑脂注入式两种方式进行润滑。

喷淋式润滑系统可以实现主轴的连续润滑，减少油脂的消耗和污染，提高机床的工作效率。

润滑脂注入式润滑系统可以在机床停机和重负载操作时提供额外的润滑保护。

基于滚动轴承和双向调心球轴承的主轴结构改进设计方案可以提高主轴的工作精度和寿命，同时考虑到了刚度和动平衡的问题，并加入了冷却和润滑系统，提高了机床的工作稳定性和效率。

CW6163卧式车床数控化改造及横向进给设计

CW6163卧式车床数控化改造及横向进给设计第一章绪论1.1数控机床的发展现状数控机床正在向高精度、高速、无机、智能、环保的方向发展。

高精度和高速加工对传动及其掌控明确提出了更高的动态特性和控制精度，更高的切削速度和加速度，更高的振动噪声和更大的磨损。

问题的症结在传统的传动链从做为动力源的电动机至工作部件必须通过齿轮、蜗轮副，皮带、丝杠副、联轴器、离合器等中间传动环节，在这些环节中产生了很大的转动惯量、弹性变形、逆向间隙、运动落后、摩擦、振动、噪声及磨损。

虽然在这些方面通过不断的改良并使传动性能有所提高，但问题很难从根本上化解，于是发生了“轻易传动”的概念，即为中止从电动机至工作部件之间的各种中间环节。

随着电机及其驱动控制技术的发展，电主轴、直线电机、力矩电机的发生和技术的日益明朗，并使主轴、直线和转动座标运动的“轻易传动”概念变成现实，并日益表明其非常大的优越性。

直线电机及其驱动控制技术在机床切削驱动上的应用领域，并使机床的传动结构发生了关键性变化，并使机床性能存有了代莱脱胎换骨。

目前，世界先进制造技术不断兴起，超高速切削、超精密加工等技术的应用，柔性制造系统的迅速发展和计算机集成系统的不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求。

为适应这种情况，数控机床正朝着以下几个方面发展。

1.高速度、高精度化速度和精度是数控机床的两个重要指标，它直接关系到加工效率和产品质量。

目前，数控系统采用位数、频率更高的处理器，以提高系统的基本运算速度。

同时，采用超大规模的集成电路和多微处理器结构，以提高系统的数据处理能力，即提高插补运算的速度和精度。

并采用直线电机直接驱动机床工作台的直线伺服进给方式，其高速度和动态响应特性相当优越。

在直线电机刚开始开发时，因其能实现高速加工而备受瞩目。

但近年来，使用直线电机的目的已逐渐转向高精度化。

也就是说，在直线电机的诸多优良特性中，很高的定位精度和圆弧插补精度尤其令人刮目相看。

其原因不为接触式的驱动系统没传统伺服电机转动失速用的齿轮副、滚珠丝杠、耦合件等各种机械因素引发的误差，以及直线电机必然使用闭路掌控。