文档介绍：CA6140车床数控改造设计说明书
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概论 -2 -
数控机床应用的局限性 -2 -
机床数控化改造的优点 -2 -
2总体方案设计 -3 -
3 进给伺服系统机械部分设计计算与校核 -4 -
机械结构改装设计 -5 -
方案的确定 -5 -
计算切削力 -5 -
纵车外圆 -5 -
横切端面 -5 -
滚珠丝杠副的计算和选型 -6 -
纵向进给丝杠 -6 -
横向进Z^丝杠 -8 -
纵向及横向滚珠丝杠副几何参数 -10 -
齿轮传动比计算 -11 -
纵向进给齿轮箱传动比计算 -11 -
横向进给齿轮箱传动比计算 -11 -
步进电机的计算和选型 -12 -
纵向进给步进电机 -12 -
横向进给步进电机 -15 -
4进给伺服系统机械部分结构设计 -18 -
进给伺服系统总图设计 -18 -
进给伺服系统的装配图 -19 -
5微机控制系统硬件电路设计 -20 -
硬件电路一般要求 -20 -
控制系统的组成及功能 -20 -
CPU、存储器、I/O接口电路扩展 -20 -
控制系统的功能 -22 -
步进电机控制电路 -22 -
步进电机半闭环驱动原理 -22 -
脉冲分配 -23 -
马区动电路 -23 -
其他辅助电路 -24 -
6微机控制系统的软件设计 -24 -
7 机床的加工程序编制 -29 -
参考文献 -31 -
致谢 -32 -
附录 -33 -
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。
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数控机床应用的局限性
数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，对中小企业常是心有余而力不足。
目前，各企业都有大量的通用机床，完全用数控机床替换根本不可能，而且替代下的机床 闲置起来又会造成浪费。
在国内，订购新数控机床的交货周期一般较长，往往不能满足生产需要。
通用数控机床对某一类具体生产项目有多余功能。
要较好地解决上述问题，通用机床数控化改造便是很好的对策。通用机床的数控化改造就在 通用机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。这一 工作早在20世纪60年代已经开始时迅速发展，并有专门企业经营这门业务。目前，在国外已发 展成为一个新兴的工业部门。从美国、日本等工业化国家的经验看，机床的数控化改造也必不可 少，如日本的大企业中有 26%勺机床经过数控改造，中小企业则多达 74%在美国有许多数控专业
化公司为世界各地担供数控化改造业务。中国是拥有 300多万台机床的国家，其中大部分都是多
年累积生产的通用机床，如卧式车床和各种铳床等，自动化程度低，要想在近几年来内用自动和 精密设备更新现有机床，不论是资金还是中国机床制造厂的能力都是办不到的。因此，通用机床 的数控化改造大有可为。它适合中国的经济水平、生产水平和教育水平，已成为中国设备技术改 造主要方向之一
机床数控化改造的优点
改造闲置设备，能发挥机床的原有功能 和改造后的新增功能，提高机床的使用价值。可
以提高固定资产的使用效率。
适应多类、小批量零件生产。
自动化程度高，专业性强，加工精度高，生产效率高。
降低对工人操作技术水平的要求。
数控改造费用低，经济性好。
数控改造的周期较短，可满足生产急需。
十几年来，随着科学技术的发展，经济型数控技术也在不断进步，数控系统产品不断改进完 善，并且有了阶段性的突破，使新的经济型数控系统功能更强，可靠性更稳定，功率增大，结构 简单，维修方便。由于这项技术的发展增强了经济型数控的活力，根据我国国情，该技术在今后 一段时间内还将是我国机械行业老设备改造的很好途径。对于原有老的经济型数控车床，特别是
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80年代末期改造的设备，由于种种原因闲置的很多，浪费很大；而且在用的设备使用至今也十几 年了，同样面临进一步改造的问题通过改造可以提高原有装备的技术水平，大大提高生产效率， 创造更大的经济效益。
2总体方案设计
CA6140是金属切削机床加工中最常用的一类机床， CA6140普通车床的布局如下图 。
CA6140 普通车床的结构布局
当工件随主轴回转时，通过刀架的纵向和横向移动，能