C6150普通车床的数控化改造设计

C6150普通车床的数控化改造

摘要：与普通车床相比较，数控机床作为机电液气一体化的典型产品，可以解决在机械加工中结构比较复杂多变的零件加工的问题，而且加工质量好，生产效率也高。随着科学技术的快速发展，数控机床的占有率已经成为衡量一个国家机械制造业水平的重要标志。

购买新的数控机床或者从国外进口是提高产品质量和效率的主要方法，但是费用高，许多工厂在较短时间内没有办法实现，这样就严重阻碍企业设备更新的脚步。采用经济型数控系统对普通机床进行数控化改造，特别适合我国普通机床拥有量大，生产规模小的具体国情。

本次设计是对C6150普通车床的数控化改造设计计算，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。其中主要对伺服系统、数控系统等方面做了详细的计算和设计。设计时我先对数控机床系统进行了总体方案的设计，然后对进给系统、齿轮箱传动比及步进电机进行了设计、选型和计算，最后对微机数控系统硬件电路进行了设计。

关键词：数控改造步进电动机单片微机

Reforming design of NC for C6150 general l

-athe

Author’s Name: Qi Yan-ting Tutor: Xue

Xiao-lan

ABSTRACT: As a representative production of mechanical, electronic, hydraulic and pneumatic integration, numerically controlled machines have a stabilization quality and high efficiency, and can solve problems such as complex structure, high precision, mass production, part variety in machining.Along with the science technical fast fierce development, numerical controlling tool machine has already become the important marking which measures a national machine manufacture industry level.

Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency, but it may not come true to many enterprises because it cost much. Adopt the economic number controls system to carry on a number to control to turn a reformation to the common tool machine, particularly in keeping with our country the common tool machine own to have great capacity, the small concrete state of the nation of the production scale.

This design is to control to turn a reformation to the number of C6150 common lather，mainly on the creative design of original structure of lathe to make lathe relative perfect. While in the process, we do detailed calculation and design of servo system, NC and so on. Design when I first CNC machine tool system, the overall design, and then calculated the feeding system, the gearbox ratio and the stepper motor, computer numerical control system hardware circuit design.

KEYWORDS：Numerical transformation of Mechatronics Steppin

g motor Single chip microcomputer

目录

1 绪论 (4)

2 机床改造总体设计方案的拟定 (5)

2.1 设计任务 (5)

2.2 总体方案设计内容 (5)

2.3 总体方案确定 (6)

3 机床伺服系统机械部分设计和计算 (7)

3.1 确定系统的脉冲当量 (7)

3.2 计算切削力 (7)

3.3 滚珠丝杠螺母副的计算和选型 (9)

3.4 齿轮箱的计算 (16)

3.5 步进电动机的选型和计算 (17)

3.6 绘制进给传动机构的装配图 (23)

4微机数控系统硬件电路的设计 (24)

4.1硬件电路的设计 (24)

4.2 8031单片机的简介及其扩展 (26)

4.3 步进电机驱动电路 (31)

4.4 数控系统的软件设计 (34)

5总结 (41)

参考文献 (42)

1 绪论

一个企业要在当前竞争激烈的环境中存活就需要迅速地更新和开发出新产品，以最低价格、最好的质量、最短的时间去满足市场需求的不断变化。目前，我国的大多数企业的生产大都采用的是普通的机床，用这种设备加工出来的产品存在很多缺点，在国内和国际市场上缺乏竞争力。普通机床已不再适应现在生产的要求，而数控机床则综合了现在先进技术，最适宜形状复杂、加工小批量、生产周期要求短的零件。当加工对象改变时，只需要重新对零件进行编程，就可以不改变机床继续加工。因此具有很好的柔性，能很好的满足现在产品不断变化的要求。

最近几年我们国家数控机床的占有率逐年增加，很多家企业己经开始较多的使用。在这些使用的数控机床中，除了少数机床以FMS模式集成使用外，大部分处于单机运行状态，而且很大一部分使用效率不高，管理方式落后。而从国外进口数控车床成本又较高，因此普通车床数控改装已成为不可避免的。近年来我国企业的数控机床占有率逐年上升，在大中企业己有较多的使用，在中小企业甚至个体企业中也普遍开始使用。在这些数控机床中，除少量机床以FMS模式集成使用外，大都处于单机运行状态，并且相当部分处于使用效率不高，管理方式落后的状态。2001年，我国机床工业产值己进入世界第5名，机床消费额在世界排名上升到第3位，达47.39亿美元，仅次于美国的53.67亿美元，消费额比上一年增长25%。但由于国产数控机床不能满足市场的需求，使我国机床的进口额呈逐年上升态势，2001年进口机床跃升至世界第2位，达24.06亿美元，比上年增长27.3%，成本太高。所以数控化改造在我国很有必要。

数控机床在现在机械行业中的使用用越来越广泛。数控机床的发展，一方面，是功能齐全；另一方面是简单而实用。与普通机床相比，数控机床具有以下优点：第一，高柔性；第二，加工精度和生产效率高；第三，降低了劳动强度；第四，经济效益良好，有利于企业的发展。在国内工厂技术改造中数控机床改造已成为一个重要的内容。