经济型数控车床的改造设计毕业论文
C6140车床数控改造毕业设计论文
毕业设计任务书毕业设计题目：经济型C6140车床数控改造内容和要求：内容：司服进给系统的校核计算和微机数控系统硬件电路设计，完成普通C6140车床的数控化改造及相关图纸。
技术要求：利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向（Z向）脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向（X向）脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠，刀架采用自动转位刀架。
工作质量要求：方案设计合理，理论计算准确，结构设计合理，图纸图面清楚，投影正确，标注完整，设计及绘图过程符合国家要求等。
软硬件条件：个人计算机；参考书；AutoCAD（或其他绘图条件）指导教师（签字）：年月日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。
用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。
到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。
可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。
关键词：机床, 数控机床, 伺服进给系统, 单片机1．前言 (1)1.1 概述 (1)1.2 数控机床和数控技术 (1)1.3 数控机床的特点 (2)1.4 数控机床的发展 (3)2．总体方案的设计 (4)2.1 设计任务与要求 (4)2.1.1 课程设计的目的 (4)2.1.2 课程设计的主要技术参数 (4)2.2.3 课程设计的内容 (5)2.2.4 课程设计的要求 (5)2.2.5 课程设计的图纸 (5)2.2 总体方案的设计 (5)2.2.1 数控系统运动方式的确定 (5)2.2.2 伺服进给系统的改造设计 (6)2.2.3 数控系统的硬件电路设计 (6)3．伺服进给系统的计算 (8)3.1 确定系统脉冲当量 (8)3.2 切削力的计算 (8)3.2.1 纵车外圆 (8)3.2.2 横切端面 (8)3.3 滚珠丝杠螺母副的计算与选型 (9)3.3.1 纵向进给丝杠 (9)3.3.2 横向进给丝杠......................................... .11 3.3.3 纵向和横向滚珠丝杠螺母副几何参数..................... .143.4 齿轮传动比计算 ........................................ .15 3.4.1 纵向进给齿轮箱传动计算 .............................. .15 3.4.2 横向进给齿轮箱传动计算 .............................. .15 3.5 步进电动机的计算和选型 ................................ .16 3.5.1 纵向进给步进电动机计算 .............................. .16 3.5.2 横向进给步进电动机的计算和选型 ...................... .20 4．微机数控系统硬件电路设计............................... .21 4.1 微机控制系统硬件的选择 ................................ .21 4.2 8255A可编程并行I/O口扩展芯片......................... .23 4.3 8255端口的寻址........................................ .26 4.4 可编程键盘，显示器接口—Intel8279 ..................... .27 4.5 部分硬件接口电路及辅助电路设计 ........................ .28 4.6 数控系统软件设计 ...................................... .30 结论 ................................................... ..32 致谢 .................................................... .33 参考文献 .................................................. .34 附件 .. (35)1 前言1.1 概述整个人类社会的文明史，就是制造技术不断演变和发展的历史。
毕业设计论文-CA6140车床经济型数控改装的设计 精品推荐
1 绪论1 绪论1.1课题背景1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。
它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。
6年后，即在1952年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。
我国目前机床总量380余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。
近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。
机床的年产量数控化率为6％。
我国机床役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。
可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。
用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展。
所以必须大力提高机床的数控化率。
在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。
由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个"永恒"的课题。
我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。
在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。
在美国，机床改造业称为机床再生（Remanufacturing）业。
从事再生业的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg-Bullavd（得宝）服务集团、US设备公司等。
美国得宝公司已在中国开办公司。
在日本，机床改造业称为机床改装（Retrofitting）业。
从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代田1西安工业大学毕业设计（论文）工机公司、野崎工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。
CA6140车床的经济型数控改造设计 机械 毕业设计
摘要我国是世界上机床产量最多的国家，但数控机床的产品竞争力在国际市场中仍处于较低水平，即使在国内市场也面临着严峻的形势：一方面国内市场对各类机床产品特别是数控机床有大量的需求，而另一方面却有不少国产机床滞销积压，国外机床产品充斥市场，严重影响我国数控机床自主发展的势头。
这种现象的出现，除了有经营上、产品质量上和促销手段上等的原因外，一个最主要的原因就是新产品（包括基型、变型和专用机床）的开发周期长，不能及时针对用户的需求提供满意的产品。
普通机床的数控化改造事业方兴未艾，在我国目前形式下将大批故障机床尤其是一大批闲置的普通机床进行改造、升级，以较小的投入尽快使这批设备在经济发展中发挥效能、创造效益，的确是许多企业的一项不可忽视的课题。
此次毕业设计中，我主要改造的部分是自动刀架、传动机构的滚珠丝杠的加入，实现了单片机控制，并对步进电机进行了选择，并加入了主轴脉冲发生器,使车床的精度，安全性得到了一定的提高，同时节省了操作时间。
关键词:滚珠丝杠单片机脉冲发生器自动刀架目录第1章绪论----------------------------------------------------------11.1 国内外车床发展概况及存在的问题--------------------11.2 数控化改造的内容-----------------------------------------21.3 数控机床的发展趋势--------------------------------------2第2章C6140普通车床数改的总体方案----------------------42.1 总体改造方案-----------------------------------------------42.2 主传动系统和进给系统的改造--------------------------42.2.1 机械部分的改造---------------------------------------52.2.2 刀架的改造---------------------------------------------5第3章数改C6140车床传动装置设计-------------------------53.1 传动装置总体设计--------------------------------------------53.2 滚珠丝杠螺母副选择-----------------------------------------63.2.1 滚珠丝杠副的特点及类型---------------------------73.2.2 滚珠丝杠副的结构------------------------------------83.3 纵向进给系统的设计与计算--------------------------------93.3.1 纵向进给系统的设计计算---------------------------93.3.2 滚珠丝杠设计计算------------------------------------113.3.3 齿轮及转矩的有关计算------------------------------153.4 横向进给系统的设计计算-----------------------------------193.4.1 横向进给系统的设计计算---------------------------193.4.2 滚珠丝杠设计计算------------------------------------203.4.3 齿轮及转矩有关计算---------------------------------223.5 滚珠丝杠副的安装结构--------------------------------------243.6 进给系统传动齿轮间隙的消除-----------------------------253.6.1 采用减速箱的目的及注意事项---------------------253.6.2 减少或消除空程的必要性和方法-----------------25第4章数改C6140自动刀架设计------------------------------264.1 自动刀架的分类----------------------------------------------264.2 自动刀架的设计----------------------------------------------274.2.1 刀架抬起--------------------------------------------------274.2.2 刀架转位--------------------------------------------------274.2.3 刀架定位--------------------------------------------------274.2.4 夹紧刀架--------------------------------------------------28第5章数改C6140步进电机的选择---------------------------295.1 步进电机的工作方式----------------------------------------295.2 步进电机的选择----------------------------------------------295.2.1 数改C6140纵向进给系统步进电机的确定-------295.2.2 数改C6140横向进给系统步进电机的确定-------305.3 主轴脉冲发生器---------------------------------------------305.4 主轴脉冲发生器的结构及原理--------------------------315.5 数控系统基本硬件组成-----------------------------------325.6 单片机控制系统的设计-----------------------------------335.6.1 硬件配置-------------------------------------------------335.6.2 存贮器空间分配----------------------------------------335.6.3 I/O口地址分配-----------------------------------------345.6.4 光电隔离电路-------------------------------------------34第一章绪论1.1国内外车床发展概况及存在的问题随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。
C623普通车床的经济数控化改造毕业设计论文
目录摘要 (3)前言 (3)第一节原始参数 (4)第二节设计计算 (4)1. 确定脉冲当量 (4)2. 计算纵向外圆切削力 (4)3. 滚珠丝杆螺母副的计算和选型（纵向） (5)4. 同步减速器的设计 (7)5. 步进电机的计算和选型（纵向） (10)6. 同步带传递功率的校核 (13)第三节绘制进给传动机构的装配图 (15)第四节设计小结 (16)参考文献 (16)C623普通车床的经济数控化改造设计——纵向进给机械结构设计摘要针对现有常规C623普通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，并提高生产效率。
改造过程如下：机械部分改造，主要是纵向进给方向机械结构的改造。
主要包括对滚珠丝杆螺母副及反应式步进电机的设计选择及纵向机构装配图方案的制定。
关键词：数控步进电机滚珠丝杠改造前言机电一体化系统设计课程设计是在我们学完了机电一体化之后进行的，这次通过设计让我们获得综合运用过去所学过知识，独立进行一次机电结合的设计训练，学会了进给传动系统设计计算，并且通过课程设计掌握与本设计有关的各种资料的名称、出处，能够做到熟练运用。
由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予批评指教。
第一节原始参数一、设计题目：C623普通车床的经济数控化改造设计——纵向进给机械结构设计二、设计原始资料：主轴转速： 30~2240r/min(无级)最大回转直径； 460mm最大加工长度： 1000mm溜板及刀架重量： 2000N刀架快速运动速度：纵向 8m/min 横向 6m/min最大进给速度：纵向 60mm/r 横向 45mm/r主电机功率： 7.5kW机床定位精度：±0.015mm三、设计工作内容：（1）进给传动系统设计计算（2）纵向进给系统装配图A0 1张（3）综合课程设计说明书 1份第二节设计计算1、确定脉冲当量在进行机电一体化系统设计时，一般应根据伺服进给系统所要求的定位精度来确定脉冲当量。
单片机控制的数控车床改造毕业设计论文
摘要随着数控技术的飞速发展，机械制造业的生产方式、产品结构、发生了深刻的变化。
在我国数控机床的发展过程中，MCS-51系列单片机在数控技术领域中得到广泛应用，经济型数控系统大多采用MCS-51系列单片机。
本文在分析了数控车床的特点和应该具备的功能后，确定将普通机床改造成经济型数控机床，对C616车床进行了具体的分析改造，普通车床（C616）的数控改造设计内容包括：总体方案的确定和验证、机械改造部分的设计计算（包括纵向、横向进给系统的设计与计算）、主运动自动变速原理及改造后的机床传动系统图的设计、机床调速电动机控制电路的设计、电磁离合器的设计计算。
此次毕业设计中，我熟悉了机电一体化设计的基本过程，并把各门所学的知识融会贯通形成一个有机的整体，为以后的设计工作打下了良好的基础，同时我也深深的体会到了不足之处，我一定会在今后的工作中不断学习，不断实践。
关键词：数字控制，单片机系统，数控车床ABSTRACTWith the development of NC, there have been many changes in mechanical industry, such as producing method and struture of product. MCS-51 single microcomputers have been used widely in NC, especially in ecomical NC equipments in china.Based on MCS-51 single microcomputers, the NC lathe training equipment is designed with less money for the professional NC courses.After analyzing the feature of NC lathe and defining the functions of training equipment, Make sure to ordinary machine tools into economic numerical control machine tools，Ordinary lathe (C616) numerical control transformation design contents include: overall scheme determined and validation of the mechanical design and calculation of the transformation part (including longitudinal horizontal feeding system design and calculation) automatic transmission principle and main movement after reforming machine drive system of the machine speed motor design diagram control circuit design of design and calculation of the electromagnetic clutchIn this graduation design, I acquainted with the machine electricity integral whole to turn the basic process of design, and integrate the knowledge that each one learn to become an organic whole, for later design work to lay a good foundation, I also realized the place of the shortage deeply at the same time, I will keep learning and practicing constantly in futureKey words: traininge quipment, numeric control, single microcomputer,system第1章绪论数字控制（numerical control——NC）简称数控，是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的一种自动化技术。
机械机床毕业设计36CA6140型车床的经济型数控改造设计横向
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。
改造过程如下：（1）机械部分的改造，包括纵向进给方向的改造和横向进给方向的改造。
主要包括对滚珠丝杠螺母副及反应式步进电机的计算选择及纵向、横向机构装配图方案的制定。
（2）电气控制部分的设计，主要包括MCS-51系列单片机及扩展芯片的选用和电气控制图的设计。
关键词：数控，单片机，步进电机，滚珠丝杠，改造IABSTRACTABSTRACTTo remedy the defects of ordinary lather C6140, a design of data processing system and its single chip microcomputer system program is put forwa rd to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate。
This paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms。
We adopt control system which has 8031 as cpu to cope with the signal，and output the step pulse through the I/O interface。
数控机床的改造论文
摘要本设计说明书包括：概论、总体设计方案的拟定和验证、主传动部分的改造设计、伺服进给系统的改造设计、自动转位刀架的选择设计、编码盘安装部分的结构设计等。
改造后的车床，主运动可实现自动变速，纵向、横向进给系统进行数控控制，并达到纵向最小运动单位为0.01mm/脉冲，横向最小运动单位0.005mm/脉冲，刀架是自动控制的自动转位刀架，能自动切削螺纹。
关键字：数控改造进给系统滚珠丝杠自动刀架目录摘要 (1)第一章绪论 (3)1.1 数控机床的发展史 (3)1.2机床数控改造的意义 (3)1.3设计内容及任务 (4)1.4数控机床工作原理及组成 (4)第二章总体方案的拟定和论证 (5)2.1 总体设计方案的拟定 (5)2.1.1主传动系统的设计改造 (5)2.1.2数控系统的选择设计 (6)2.1.3自动转位刀架选择设计 (6)2.1.4、驱动系统的设计改造 (6)2.2 可行性论证 (8)2.3 总体设计方案的确定 (8)第三章主传动部分改造与设计 (10)3.1主传动部分改造方案拟定和设计的内容 (10)第四章伺服进给机构设计 (14)4.1伺服系统的组成原理和要求 (14)4.1.1伺服系统的组成原理 (14)4.1.2伺服系统的要求 (14)4.2伺服进给机构的设计内容和设计计算 (15)4.2.1纵向进给系统的设计 (15)4.2.2横向进给系统的设计计算 (19)4.3 步进电机的选择 (21)4.4 伺服系统说明 (22)4.4.1机床进给系统的结构及工作原理 (22)4.4.2步进电动机 (23)4.4.3步进电动机的驱动电源 (23)4.4.4滚珠丝杠副 (24)4.4.5机床导轨 (24)第五章自动转位刀架 (25)5.1 数控车床刀架的基本要求 (25)5.2工作原理 (25)第六章微机数控系统的设计 (28)6.1 微机数控系统设计的内容 (28)6.2机床数控系统软件设计 (29)6.3 单片机的系统扩展概述 (30)设计小结 (34)参考文献 (35)第一章绪论1.1 数控机床的发展史1946年诞生了世界上第一台电子计算机。
旧机床数控改造分析论文
旧机床数控改造分析论文一、改造原理及改造方案1.改造原理目前，数控系统种类繁多，按数控系统的性能价格比分为：经济型数控系统、标准型数控系统、全功能型数控系统和特殊型数控系统四大类产品。
经济型数控系统也称简易数控系统（simplenumericalcontrolsystem）。
其特点是价格便宜、精度适中、功能简化、针对性强，比较适用于老设备技朮改造和产品更新。
标准型数控系统的特点是功能较全，价格适中，适用于中档的数控机床，应用较广。
多功能型数控系统的特点是功能齐全，价格较贵。
适用于加工复杂零件的大中型机床以及FMS、CIMS中使用的数控机床。
特殊型数控系统适用于各类特种加工机床，如：电加工机床，超精加工机床等。
依据经济实用原则。
对中小型车床的改造广泛采用步进电机驱动的开环控制系统。
用经济型数控系统改造后车床的控制原理如图1所示。
改造后的车床可以自动车削圆柱面、圆锥面、端面、球面、螺纹等。
2.改造方案结合生产实际，依据工艺要求和被改造车床的完好程度，可采用不同的改造方案。
对实际役龄较短，零部件完好，精度尚未降低，导轨刮花可见或实际役龄较长经修复后达到精度要求的机床可作如下改造。
安装脉冲编码器将主轴的转速与进给量联系起来。
将原机床的刀架拆除换成电动刀架实现自动换刀。
将原机床的挂轮系统、进给箱、溜板箱、丝杠、光杠拆除，换成由步进电机、齿轮减速装置和滚珠丝杠组成的进给传动系统。
纵向步进电机及齿轮减速装置安装在拆除进给箱处的床身上。
滚珠丝杠支座可安装在原丝杠的安装基面上，螺母支座安装在纵向拖板上。
纵向进给传动示意图如图2所示。
横向步进电机及齿轮减速装置安装在纵向溜板上横向丝杠尾端处。
滚珠丝杠安装在原丝杠位置，并对原丝杠支承部位、螺母座部位以及原空间尺寸进行加工。
注意横向滑板与齿轮减速装置是否碰撞，若碰应采取措施。
横向进给传动示意图如图3所示。
二、经济型数控系统的选择目前，国内生产的经济型数控系统有多种类型。
C6140车床的经济型数控改造【毕业作品】
任务书设计题目：C6140车床的经济型数控改造1．设计的主要任务及目标主要任务：了解C6140普通车床的结构及工作原理，数控车床传动传动系统及结构。
完成C6140普通车床简易数控横向、纵向传动系统的结构设计。
目标：机床工业是机器制造业的重要部门，肩负着为农业、工业、科学技术和国防现代化提供技术装备的任务，是使现代化工业生产具有高生产率和先进的技术经济指标的保证。
设计机床的目标就是选用技术先进。
经济效果显著的最佳可行方案，以获得高的经济效益和社会效益。
2．设计的基本要求和内容(1)查阅文献，收集资料，文献综述等；(2)论述简易数控化改造的依据。
(3)分析C6140车床改造成经济型数控车床的相关技术参数及精度分析；(4)完成机械结构设计，对主要零件进行验算；(5)运用AUTOCAD绘制机械结构装配图和主要部件图2张；3．主要参考文献[1] 张新义主编·经济型数控机床系统设计·北京：机械工业出版社，1995[2] 张柱银主编数·数控原理与数控机床·北京：化学工业出版社，2003[3] 李培江·普通机床的数控改造研究·机械管理开发·2002.2第1期·61-62[4] 唐宗军.机械制造基础［M］. 第2版. 北京：机械工业出版社，1988.[5] 周鹏翔、刘振魁主编.《工程制图》第二版高等教育出版社，2000年5月4．进度安排C6140车床数控化改造之机械系统改造摘要:利用数控系统改造车床是提高老设备利用率的一种重要手段。
改造后的机床除了能加工平面及孔等简单的零件外，还能加工形状复杂（如加工圆弧面、斜面及凸轮等）的零件，具有高精、高效及加工面广等特点，还可以减少人工的工作量，只要输入一定的加工程序就可以得到相应的加工结果。
本文介绍了一种C6140车床数控改造的机械系统部分改造的一种方案。
论文最后对系统的误差及精度进行分析，并提出改进的方法、建议。
C620型普通车床进行经济型数控改造设计毕业设计(1)
摘要本次毕业论文主要是将一台C620型普通车床进行经济型数控改造设计，针对现有的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。
论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，比较详细的介绍了C620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。
论文中车床改装设计如下：（1）机械部分的改装，包括纵向进给方向的改装和横向进给方向的改装。
主要包括对滚珠丝杠螺母副及反应式步进电机的计算选择及纵向、横向机构装配图方案的制定。
（2）电气控制部分的设计，主要包括MCS-51系列单片机及8031单片机扩展芯片的选用和电气控制图的设计,数控系统采用MCS—51系列的8031单片机扩展系统。
因为MCS—51系列的单片机具有集成度高、可靠性高、功能强、速度快、抗干扰能力强等优点。
设计改造后的经济型数控机床具有定位、直线插补、顺逆圆弧插补、暂停、循环加工、公英制螺纹加工等功能，且加工质量稳定可靠。
零件加工的适应性强，自动化程度高。
关键词：数控；单片机；步进电机；滚珠丝杠；改造ABSTRACThe main thesis is a C620-type CNC lathe economic transformation of the design for the shortcomings of the existing general made CNC lathe conversion program and microcomputer system design, higher precision and expand the use of machine tools, and increase productivity. Paper describes the transformation of CNC Lathe design process, a more detailed description of the mechanical transformation of C620 part of the design and numerical control parts of the system design. To adopt a 8031 control system for the CPU to process the signal from the I / O interface, the output pulse stepping through a gear reducer, the drive rolling screw rotation,In order to achieve vertical and horizontal movement of the feed.Paper lathe design modifications are as follows: (1) modification of the mechanical parts, including the vertical direction of feed conversion and horizontal direction of feed conversion. Include ball screw pair and reaction to the stepping motor selection and the calculation of vertical and horizontal body assembly drawing program development. (2) The electrical control part of the design include MCS-51 MCU 8031 Series MCU and expanding the selection of chips and electrical control chart design, numerical control system adopts MCS-51 series of 8031 micro-expansion system.Because the MCS-51 family of microcontrollers with a high integration, high reliability, strong function, high speed, anti-interference ability and so on.After transformation, the economic design of CNC machine tools with a positioning, linear interpolation, circular interpolation good times or bad, pause, loop processing, processing and other functions of public Inch thread, and the processing quality stable and reliable. Parts processing adaptability, high degree of automation.key words: NC,;microcontroller; stepper motors,;ball screws; transformation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (I)前言 (1)第1章主要方案的设计 (4)1.1设计任务 (4)1.2总体方案的论证 (4)1.2.1机械部分的改造设计 (4)1.2.2伺服进给系统的改造设计 (5)1.2.3 数控系统的硬件电路设计 (5)1.3 总体方案的确定 (6)第2章机械部分的改造设计 (5)2.1纵向进给系统的改造设计 (5)2.1.1纵向滚珠丝杠副的选用 (5)1 确定系统的脉冲当量 (6)2.1.2步进电机的选用 (11)2.2横向进给系统的改造设计 (14)2.2.1横向进给系统滚珠丝杠螺母副的选用 (14)2.2.2 横向步进电机的选用 (18)2.3齿轮传动间隙的调整 (20)第3章电气控制部分的设计 (20)3.1单片机的选择 (20)3.2步进电机的驱动 (21)3.2.1环形脉冲分配器的选择 (21)3.2.2功率放大器的选用 (22)3.3步进电机的微机控制 (25)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附件1外文资料 (31)附件2外文资料翻译 ................................................................... (41)前言1 今国内外数控技术的发展现状近年来，随着计算机技术的发展，数字控制技术已经广泛应用于工业控制的各个领域，尤其是机械制造业中，普通机械正逐渐被高效率、高精度、高自动化的数控机械所代替。
车床的经济型数控改造设计
毕业设计任务书设计题目：车床的经济型数控改造设计系部：专业：学号：学生：指导教师（含职称）：专业负责人：1．设计的主要任务及目标目前我国有许多的制造行业和企业的生产、加工装备还是传统的机床，用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响到企业的生存和发展。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展,它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本，制造出合乎市场需要的、性能合适的产品，而产品质量的优劣，制造周期的快慢，生产成本的高低，又往往受工厂现有加工设备的直接影响。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。
但从目前企业面临的情况看，因数控机床价格较贵，一次性投资较大使企业心有余而力不足。
在投资少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情，对普通机床数控化改造不失为一种较好的良策。
CA6140是传统的普通车床，自动化程度不高，无法加工复杂型面，工作效率低，机床且使用年限已久，强电控制电路的很多元件都已呈现老化现象，故障率高。
机床的导轨以及滑动丝杠、支承轴承等也有不同程度的磨损机床的导轨以及滑动丝杠、支承轴承等也有不同程度的磨损，加工精度已远远达不到要求。
因此对CA6140普通车床进行数控化改造，可扩大机床的加工范围，充分发挥该机床的加工能力，提高机床的生产效率。
此次毕业设计主要研究的是对CA6140车床的机械部分进行数控改造，以达到提高CA6140车床的加工质量，高效利用现有的资源，减少企业购买新数控设备的成本。
2．设计的基本要求和内容CA6140普通车床的数控改造机械部分的改造主要涉及到车床的纵向进给机构的改造、横向进给机构改造和刀架的改造，本设计要求如下：(1)将普通车床改造成经济型数控车床(2)主要完成机械部分改造(3)绘制机械结构装配图3．主要参考文献[1]曾励主编.机电一体化系统设计[M].北京：高等教育出版社，2004[2]余英良主编.机床数控改造设计与实例[M].北京：机械工业出版社，1998[3]林奕鸿等编著.机床数控技术及其应用[M].北京：机械工业出版社, 1994[4]张新义主编.经济型数控机床系统设计[M].北京：机械工业出版社，1994[5]机电一体化技术手册编委会编.机电一体化技术手册[M].北京：机械工业出版社，1994[6]郑堤，唐可洪主编.机电一体化设计基础[M].北京：机械工业出版社，1997[7]邹慧君等编著.机械系统概念设计[M].北京：机械工业出版社，20034．进度安排车床的经济型数控改造设计摘要国内外制造业的发展经验表明，发展制造业，数控机床是基础。
数控机床改造(毕业设计) 正文
卧式车床数控化改造摘要由于目前国内的数控机床数量需求量大，达到300万台之巨，要进行全部翻新在时间，物质上尚不具有足够的条件，为了达到的条件，为达到较高精度，实现较好的经济性，对普通车床实行数控开环改造。
本次设计着重对CA6140普通车床的纵横向进给系统改造，并对纵横向进给伺服系统齿轮箱进行改造。
本次设计作了下面的一些工作：1机械部分采用了一级齿轮传动，以BF型步进电动机作为驱动源，以CBM/CDM 滚珠丝杠作为重要元件，以便更好的实行软件控制；2数控部分采用MCS-51中的8031作为主控芯片建立一套单片机应用系统。
扩展I/O 接口用8155芯片及外存储器，采用地址锁存和译码器。
3 SolidWorks造型，包括软件的应用和对车床的实体建摸。
关键词：数控机床改造、单片机, 滚珠丝杠BF型步进电机SolidWorksABSTRACBecause of the great number of machine tools in our country ,the number is3,000,000.It is impossible to renew them all without enough time and materialTo reform part of old ones with Numerrical Control(nc) Open-Loop control System to get high precision and high economy is a good way.The design emphases on the reform of lengthwise and axial feed systems, the fear box of the axial system, too.some work has been in the paper:(1) Based on the one-level driving , the style BFstepper Motor which acts the Soure of power, the CDM/CBM screw ball which is the important transmission element, the part of machinery realizes the software control.(2) The numerical control partially uses in MCS-51 8031 to do primarily controls the chip to establish a set of monolithic integrated circuits application system。
CA6140车床经济型数控改造设计
优秀设计XX大学毕业设计（论文）题目CA6140车床经济型数控改造设计专业学号学生指导教师起止日期摘要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，然后再对普通车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。
关键字：普通车床数控改造步进电机经济型数控系统AbstractEconomical NC transformation of general machine tools are mainly on the premise of the reasonable selection of NC system, and then to ordinary lathe mechanical transformation of appropriate, transformation of the content mainly includes:(1) the transformation, so that the machine has good precision retentivity, except as far as possible to reduce electrical and mechanical fault at the same time, should give full consideration to the wear resistance of the machine parts, especially the machine tool guide. Therefore, in this case using the old lathe bed quenching and film.(2) the transformation, the object is direct numerical control system, so the reform is particularly important. This is among the most prominent point is the selection of ball screw instead of rolling screw, improve the transmission of sensitivity and lower power stepping motor torque loss.(3) reconstruction of the gearbox, due to the numerical control system, so the input and output shaft and gear design, and then on the transformation.(4) the transformation of the turret, CNC turret, which can be directly controlled by CNC system, and the tool has the advantages of small volume, high repetitive positioning accuracy, safe and reliable.Through the transformation of the machine tool and according to the requirements of the stepping motor as driving device, so that after the transformation of the machine tool can meet the requirements of modern processing.Keywords: Transformation of NC lathe into economic step motor control system目录1.前言 (1)2.设计总体要求及相关已知条件介绍 (2)2.1设计总体要求 (2)2.2相关已知条件 (2)3.切削力的计算与分析 (3)3.1切削力的分析与计算 (3)4.机床主电机功率计算 (4)4.1主轴的变速范围 (4)4.2主轴的电机校核 (4)5.进给伺服系统传动方案的设计\对比分析 (4)5.1减速箱体的设计 (4)6.滚珠丝杠螺母副的设计\计算与选型 (5)6.1型号的选择 (5)6.2滚珠丝杠的计算 (6)7.导轨的计算及选型 (7)8.步进电机的计算及选用 (8)8.1纵向步进电机的选择 (8)8.2横向步进电机的选择 (12)9.设计小结 (18)10.参考文献 (19)致谢 (20)1.前言1946年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳动的工具。
X6132经济型数控改造(垂向改造)毕业设计论文
目录一、设计任务书 (2)二、总体改造方案 (5)三、X6132型万能卧式升降台铣床传动系统 (8)四、步进电机和滚珠丝杠副的选取计算 (8)五、关于滚珠丝杆副的性能分析 (18)六、双片齿轮错齿法 (20)七、部分控制软件的框图 (21)八、硬件部分电路的设计 (22)九、凸轮加工程序 (25)拾、设计体会 (27)拾一、参考文献 (28)毕业设计（论文）课题任务书系：机械系专业：机械制造与自动化指导教师学生姓名课题名称X6132型铣床的经济型数控化改造设计（垂向）内容及任务通过毕业设计，学习了系统地综合运用所学的知识和技能解决实际工程问题的本领，巩固和加深时所学知识的理解，并且通过毕业设计的实践扩大和补充了知识，使认识提高到一个新的水平，通过毕业设计的实践，培养了调查研究的习惯和工作能力，练习查阅资料和有关标准，查阅工具书或参考书，合理选择设计计算公式，正确计算，并能以图纸和说明书表达设计的思想和结果，通过毕设计，不但提高了解决具体问题的独立工作能力，具体动脑动手能力，而且建立了正确的设计和科研思想，加强了科学性，牢固树立实事求是和严肃认真的工作态度。
拟达到的要求或技术指标将铣床改造成MCS-51系列单片机控制的经济型数控铣床。
要求具有直线插补功能，机械部分要求计算，硬件电路部分要求8031作CPU，控制系统中要求包括扩展程序存储器、扩展数据存储器，I/O接口芯片，译码电路及键盘，显示等外设，硬件电路要求包括3个坐标系统。
进起止日期工作内容备注度安排1.5周2.5周1周1周①方案论证及机械部分计算②设计绘制机械总图及装配图③设计绘制电路原理图④绘制加工程序及整理说明书主要参考资料（1）、《金属切削机床概论》；机械工业出版社；顾维邦主编。
（2）、《机床设计手册》；（1，2，3）（3）、《机床数控制系统》；林其骏主编；中国科学技术出版社；1991.9; （4）、《数控机床技术手册》；李福生主编；北京出版社；1996（5）、《机床设计图册》；上海出版社；1979、6（6）、《机床数控系统课程设计指导书》；林俊主编；中国科学技术出版社；1991.9;（7）、《微机原理与接口技术》；赵长德主编；中国科学技术出版社1990.9 （8）、《离合器图册》；国防工业出版社；（9）、《电机工程手册》；机械工业出版社；1982(10)、《现在机床设备》；化学工业出版社，顾京主编教研室意见年月日系主管领导意见年月日业设计（论文）指导教师评阅表系：机械系学生姓名学号班级专业机械制造与自动化指导教师姓名课题名称X6132型铣床的经济型数控化改造设计（垂向）评语：（包括以下方面，①学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；②检索和利用文献能力、计算机应用能力；③学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加答辩：是□否□指导教师评定成分值：绩指导教师签字：年月日一、设计任务书（1）、设计参数①、机床数据：工作台尺寸：320*1320mm工作台行程：纵向：700mm 横向：255mm 垂向：350mm工作台及夹具工件重力：2650+500kg工作台快移速度：纵向：2300mm/min 横向：2300mm/min 垂向：770mm/min工作台进给速度：纵向：23.5~1180mm/min 横向：23.5~1180mm/min 垂向：8~394mm/min主电机功率：1.5kw起动加速时间：30ms定位精度：±0.01mm代码制：ISO输入方式：增量值，绝对值通用。
本科毕业设计论文--ca6140普通车床经济型数控改造
甘肃广播电视大学毕业设计2012级秋季机械设计制造及其自动化专业本科论文题目: CA6140普通车床经济型数控改造学生姓名: XXX学号: 1162001258009电大分校: 酒泉电大学生所在单位: 甘肃酒泉风力发电设备公司指导教师: XXX甘肃电大开放教育2014届机械制造与自动化专业（本科）毕业设计成绩评定表分校：酒泉班级代号：116201********* 学生姓名:XXX学号： 1162001258009说明：1. 答辩小组应填写评价意见，小组成员均应签名并盖章。
答辨小组不应少于3人。
2. 此表附于封面之后。
目录第1章绪论 (1)1.1 设计的意义和目的 (1)1.2 设计项目的发展情况 (2)第2章设计任务书 (3)2.1设计的任务 (3)第3章总体方案的确定 (4)3.1系统的运动方式和伺服系统的选择 (4)3.2 计算机系统 (4)3.3 机械传动方式 (4)3.4 改造后的数控车床具有的功能 (4)第4章机械部分的改造设计 (7)4.1 机床数控化改造的两个先决条件 (7)4.2 改造的思路和方法 (7)4.3 数控机床进给伺服系统的设计、计算 (8)4.4 齿轮传动比计算 (12)4.5 纵、横步进电机的计算和选取 (13)4.6 横向电机力矩的计算 (14)4.7 步进电机空载启动频率和切削时的工作频率 (15)第5章机械改造部分安装 (17)5.1 纵、横向进给系统的改造安装 (17)5.2 机床轨道改造修复 (18)5.3 主传动系统改造安装 (18)5.4 刀架部分的改造安装 (19)第6章数控系统的设计 (20)6.1 硬件系统的设计 (20)6.2 软件系统设计 (21)第7章原机床强电设计与改造 (27)7.1 CA6140数据改造电源控制电气原理 (27)7.2 CA6140主轴异步电动机控制改造电气原理 (26)设计结论 (29)参考文献 (31)内容摘要以CA6140型普通车床的数控化为例，阐述CA6140车床改造成为MUC-51单片机控制的经济型数控机床的设计方案、工作原理。
C618经济型数控机床横(纵)向改造毕业设计论文
目录毕业设计任务书 (2)前言 (5)设计课题1 要求 (6)2 设计参数 (6)3 工作量 (7)4 设计依据 (7)第一章经济型数控机床进给伺服系统机械部分计算1 切削力的计算 (8)2 滚珠丝杆螺母副的计算和选型 (8)3 齿轮传动比的计算 (12)4 步进进电机的计算和选型 (16)第二章进给伺服系统机械部分结构设计 (17)第三章经济型数控车床数控系统设计及硬件电路图 (19)第四章机床的加工程序编 (22)设计体会 (24)参考文献 (25)毕业设计（论文）任务书一、设计题目：C618经济型数控机床横（纵）向改造二、设计依据及主要技术指标：设计依据：在C618原有车床基础上进行数控化改造，主要是滚珠丝杠副、步进电动机、数控系统的选择设计。
1）根据切削力大小计算滚珠丝杠副应承受的最大动载荷，从而选择滚珠丝杠副；2）由减速齿轮Z1、Z2及滚珠丝杠的转动惯量，求得步进电动机的转动惯量、转矩，据此选择步进电动机；3）依据机床的受控动作，设计数控系统，将机械行动的进给和手动控制的刀架转位改成由单片机控制的自动进给和刀架的自动转位，实现自动加工。
主要技术参数：1）开环控制，两轴联动；2）纵向脉冲当量0.01mm/脉冲，横向脉冲当量0.005mm/脉冲；3）ISO国际数控标准格式代码编程；4）故障自诊断功能，能与PC机通信。
三、设计基本要求：（包括：技术要求、工作要求、图纸要求、写作要求等）工作要求：1）车床X、Z坐标机械伺服机构的设计计算及装配图；2）数控系统框图及硬件接线图的绘制；3）环形分配子程序和直线插补子程序的框图设计与程序编写。
图纸要求：两张以上A0纸，表达清楚，无明显结构错误，打印。
写作要求：设计说明书要求叙述清楚，打印。
四、重点研究和解决的问题或指定的专题：1）滚珠丝杠副、步进电动机的选择计算；2）机床导轨的贴塑处理；3）数控系统硬件原理图的设计；4）环形分配子程序程序编写；五、应搜集的资料数据及参考文献：资料：1）数控机床的发展概述；2）C618卧式车床的技术参数；3）滚珠丝杠副、步进电动机的技术参数；4）部分芯片的使用资料；参考文献：[1]C618型卧式车床说明书[2]林俊；机床数控系统课程设计指导书；北京：中国科学技术出版社；1991.9[3]赵长德；微机原理与接口技术；北京：中国科学技术出版社；1990.9[4]周鹏翔刘振魁主编，《工程制图》第二版，高等教育出版社，2000年5月[5]唐增宝刘元俊主编，《机械设计课程设计》（修订版），华中理工大学出版社，1995年1月[6]《机械设计手册》编写组编，《机床设计手册2》，机械工业出版社，1980年8月[7]《机械设计手册》编写组编，《机床设计手册3》，机械工业出，1986年12月[8]东北大学《机械零件设计手册》编写组编，《机床零件设计手册》第三版，冶金工业出版社，1994年5月[9]华东纺织工学院、哈尔滨工业大学、天津大学主编，《机床设计图册》，上海科学技术出版社，1979年6月[10]雷晓玲主编，《综合作业指导书》，机械工业出版社，2000年11月六、设计完成时应提交的文件：1、毕业设计说明书或论文2、毕业设计装配图3、毕业设计（论文）任务书4、读书（论文）笔记七、进度计划安排：1）方案论证及机械部分计算 1.5周2）设计绘制机械总图及装配图 2.5周3）设计绘制电路原理图1周4）绘制加工程序及整理说明 1周前言经济型数控是我国80年代科技发展的产物。
普通车床(C616)的经济型数控化改造 数控加工专业毕业设计论文
第 2 章 改造总体方案 ........................................................................................................... 3 2.1 C616 车床介绍.......................................................................................................... 3 2.1.1 C616 车床组成图 ........................................................................................... 3 2.1.2 C616 改造参数 ............................................................................................... 3 2.2 数控化改造要求和内容.......................................................................................... 4
CA6140车床经济型数控改造设计
重庆大学网络教育学院毕业设计（论文）题目CA6140车床经济型数控改造设计学生所在校外学习中心福建福州校外学习中心批次层次专业201402、本科机械设计制造及自动化学号 W12116150学生汤清杰指导教师董小闵起止日期20140828起至 20141031止摘要 (3)1.引言 (4)2.设计总体要求及相关已知条件 (4)2.1设计总体要求 (4)2.2相关已知条件 (5)3.切削力的计算与分析 (6)4.机床主电机功率计算 (7)4.1主轴的变速范围 (7)4.2主轴电机的校核 (8)5. 进给伺服系统传动方案 (8)6.滚珠丝杠螺母副的设计、计算及选型 (9)6.1型号选择 (9)6.2横向滚珠丝杠的校核 (9)7.导轨的计算及选型 (10)7.导轨的计算及选型 (11)7.1 纵向步进电机的选择 (11)7.1.1 确定系统的脉冲当量 (11)7.1.2步距角的选择 (11)7.1.3矩频特性 (12)7.1.4据步进电机的矩频特性计算加减速时间校核的快速性 (15)7.2 横向步进电机的选择 (15)7.2.1步距角的确定 (15)7.2.2距频特性 (16)设计小结 (18)参考文献： (19)数控技术水平的高低和数控设备拥有的多少已成为衡量一个国家工业现代化的重要标志。
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。
但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。
如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。
因此，普通机床的数控化改造大有可为。
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。
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经济型数控车床的改造设计毕业论文目录摘要 (1)Abstract (1)1.前言 (4)2.数控车床设计概述 (6)3.进给伺服系统概述 (9)4.横向进给系统的设计计算 (11)4.1主切削力及其切削分力计算 (11)4.2导轨摩擦力的计算 (11)4.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力 (12)4.4确定进给传动链的传动比i和传动级数 (12)4.5滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算 (13)4.6滚珠丝杠螺母副承载能力校核 (15)4.7计算机械传动的刚度 (16)4.8驱动电机的选型与计算 (18)4.9机械传动系统的动态分析 (23)4.10机械传动系统的误差计算与分析 (23)4.11确定滚珠丝杠螺母副的精度等级和规格型号 (25)5.进给系统的结构设计 (25)5.1滚珠丝杠螺母副的设计 (25)5.2齿轮传动副的设计 (27)5.3齿轮箱的设计 (29)5.4床身及导轨 (31)5.5中间轴的设计 (34)5.6轴承端盖的设计 (36)总结与体会 (39)致谢词 (40)参考文献 (41)1.前言我国目前机床总量580余万台，而其中数控机床总数只有11.34万台，即我国机床数控化率不到3％。
近10年来，我国数控机床年产量约为0.6～0.8万台，年产值约为18亿元。
机床的数控化率仅为6％。
这些机床中,役龄10年以上的占60％以上；10年以下的机床中，自动/半自动机床不到20％，FMC/FMS等自动化生产线更屈指可数（美国和日本自动和半自动机床占60％以上）。
可见我们的大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。
用这种装备加工出来的产品国、外市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的的生存和发展。
所以必须大力提高机床的数控化率。
而相对于传统机床，数控机床有以下明显的优越性：（1）可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。
（2）可以实现加工的柔性自动化，从而效率比传统机床提高3～7倍。
（3）加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。
（4）可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。
（5）拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，可实现长时间无人看管加工。
因此，采用数控机床，可以降低工人的劳动强度，节省劳动力（一个人可以看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。
此外，机床数控化还是推行FMC （柔性制造单元）、FMS（柔性制造系统）以及CIMS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。
数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
本次设计的容是机床总体方案设计及总体布局图绘制、纵向及横向伺服进给机构的理论计算、结构设计及绘制装配图、典型零件绘制、数控系统（硬件连接图）设计、典型零件的数控车削加工程序编制及外文资料文献翻译，并撰写毕业设计论文。
设计的目的是培养综合运用基础知识和专业知识，解决工程实际问题的能力，提高综合素质和创新能力，受到本专业工程技术和科学研究工作的基本训练，使工程绘图、数据处理、外文文献阅读、程序编制、使用手册等基本技能得到训练和提高，培养正确的设计思想、严肃认真的科学态度，加强团队合作精神。
在设计中，先通过参观及查阅等了解有关系统的工作原理，作用及结构特点。
选择合适的算法，根据计算结果查阅手册，得出相关的结构或零件。
2.数控车床设计概述用数控机床加工零件时，首先应将加工零件的几何信息和工艺信息变成加工程序，由输入部分送入数控装置，经过数控装置的处理、运算，按各坐标轴的分量送到各轴的驱动电路，经过转换、放大进行伺服电动机的驱动，带动各轴运动，并进行反馈控制，使刀具和工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数有条件不紊乱地作，从而加工出零件的全部轮廓。
数控机床具有很好的柔性，当加工对象变换时，只需重新编制加工程序即可，原来的程序可存储备用，不必像组合机床那样需要针对新加工零件重新设计机床，致使生产准备时间过长。
经济型数控车床，对于保证和提高被加工零件的精度，主要依靠两方面来实现：一是系统的控制精度；二是机床本身的机械传动精度。
数控车床的进给传动系统，由于必须对进给位移的位置和速度同时实现自动控制。
所以，数控车床与普通卧式车床相比应具有有更好的精度．以确保机械传动系统的传动精度和工作平稳性。
数控改造对机械传动系统的要求为：（1）尽量采用低摩擦的传动副。
如滚动导轨和滚珠丝杠螺母副，以减小摩擦力。
（2）选用最佳的降速比，为达到数控机床所要求的脉冲当量，使运动位移尽可能加速达到跟踪指今。
（3）尽量缩短传动链以及用预紧的办法提高传动系统的刚度。
（4）尽量消除传动间隙，以减小反向行程误差。
如采用消除间隙的联轴节和消除传动齿轮间隙的机构等。
（5）尽景满足低振动和高可靠性方面的要求。
为此应选择间隙小、传动精度高高、运动平稳、效率高以及传递扭矩大的传动元件。
从应用的方面考虑，结合目前国大多数的情况，可采用更换滚珠丝杠来代替原机床上的T 型丝杠。
也可对原车床上T 型丝杠加以修复，但此时必须相应修配与与此相配合的螺母，尽量减小其间隙，提高配合精度。
—般说来．如原车床的工作性能良好．精度尚未降低，则应尽量保留机床的传动系统。
使改造后的数控车床同时具有微机控制和原机床操作的双重功能。
如原车床使用时间较长．运动部件磨损严重．除了对导轨精度进行修复外．还应将传动部件拆除或更换，以确保改造后车床的传动精度。
数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床组成机床本体的各机械部件组成，如图2.1：图2.1数控机床的组成测量装置2.1电动机的选择（1）根据机械的负载特性和生产工艺对电动机的启动、制动、反转、调速等要求，选择电动机类型。
（2）根据负载转矩、转速变化围和启动频繁程度等要求，考虑电动机的温升限制、过载能力额启动转矩，选择电动机功率，并确定冷却通风方式。
所选电动机功率应留有余量，负荷率一般取0.8～0.9。
（3）根据使用场所的环境条件，如温度、湿度、灰尘、雨水、瓦斯以及腐蚀和易燃易爆气体等考虑必要的保护措施，选择电动机的结构型式。
（4）根据企业的电网电压标准和对功率因素的要求，确定电动机的电压等级和类型。
（5）根据生产机械的最高转速和对电力传动调速系统的过渡过程的要求，以及机械减速机构的复杂程度，选择电动机额定转速。
此外，还要考虑节能、可靠性、供货情况、价格、维护等等因素。
2.2电动机类型和结构型式的选择由于不同的机床要求不同的主轴输出性能(旋转速度，输出功率，动态刚度，振动抑制等)，因此，主轴选用标准与实际使用需要是紧密相关的。
总的来说，选择主轴驱动系统将在价格与性能之间找出一种理想的折衷。
表1简要给出了用户所期望的主轴驱动系统的性能。
下面将对各种交流主轴系统进行对比、分析。
表1.1 理想主轴驱动系统性能感应电机交流主轴驱动系统是当前商用主轴驱动系统的主流，其功率围从零点几个kW到上百kW，广泛地应用于各种数控机床上。
3.进给伺服系统概述数控机床伺服系统的一般结构如图3.1所示：图3.1 数控机床进给系统伺服由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。
伺服系统对伺服电机的要求：（1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r /min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。
（2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。
一般直流伺服电机要求在数分钟过载4-6倍而不损坏。
（3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。
电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以从静止启动到额定转速。
（4）电机应能随频繁启动、制动和反转。
4.横向进给系统的设计计算设计参数如下：纵向：工作台重量：W=600kg行程：S=0.7m最大进给速度：max V =0.2m/s工作速度：max V =0.1m/s4.1主切削力及其切削分力计算已知机床主电动机的额定功率m P 为7.5kw ，最大工件直径D=400mm ，主轴计算转速n=85r/m 。
在此转速下，主轴具有最大扭矩和功率，道具的切削速度为33.144001085 1.78/6060Dnv m s π-⨯⨯⨯=== 取机床的机械效率0.8η=，则有 3103370.79mz P F N N v η=⨯=走刀方向的切削分力x F 和垂直走刀方向的切削分力y F 为0.250.253370.79842.7x z F F N N ==⨯=0.40.43370.791348.32y z F F N N ==⨯=4.2导轨摩擦力的计算导轨受到垂向切削分力3370.79v z F F N ==，纵向切削分力c y F F ==1348.32N ，移动部件的全部质量（包括机床夹具和工件的质量）m=30.61kg(所受重力W=300N)，查表得镶条紧固力2000g f N =，取导轨动摩擦系数0.15μ=，则 ()g v c F W f F F μμ=+++0.15(30020003370.791348.32)=⨯+++ 1052.87N =计算在不切削状态下的导轨摩擦力0F μ和0F0()0.15(3002000)345g F W f N μμ=+=⨯+= 00()0.2(3002000)460g F W f Nμ=+=⨯+=4.3计算滚珠丝杠螺母副的轴向负载力计算最大轴向负载力max a Fmax (1348.321052.87)2401.19a y F F F N N μ=+=+= 计算最小轴向负载力min a Fmin 0345a F F N μ==4.4确定进给传动链的传动比i 和传动级数取步进电动机的步距角 1.5α=︒，滚珠丝杠的基本导程06L mm =，进给传动链的脉冲当量0.004/p mm P δ=，则有0 1.566.253603600.004p L i αδ⨯===⨯按最小惯量条件，查得应该采用2级传动，传动比可以分别取13i =、2 2.1i =。
根据结构需要，确定各传动齿轮的齿数分别为120z =、260z =、320z =、442z =，模数m=2，齿宽b=20mm 。
4.5滚珠丝杠的动载荷计算与直径估算（1）按预期工作时间估算滚珠丝杠预期的额定动载荷 已知数控机床的预期工作时间15000h L h =，滚珠丝杠的当量载荷m F =max a F2370.34N =，查表得载荷系数 1.3w f =；初步选择滚珠丝杠的精度等级为3级精度，取精度系数1a f =；查表得可靠性系数1c f =。