摘  要

机床数控化已成为衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志，世界上工业发达国家都把发展数控技术作为机械工业发展的战略重点。在比照分析目前国内在机床数控化改造中常用数控系统的特点、控制功能、价格后，研究了一种利用经济型数控系统对普通车床进行数控化改造的工程实践方法。在完成数控系统的选型、配置、参数设置及控制电路设计，(包括进给系统、主轴系统、刀架等)的改造设计之后，进行机电联调，测试改造后机床的功能和性能，并进行切削精度检验。

传统机床的数控化改造已成为各个工厂对传统机床应用的最佳选择，本次设计将CA6140普通车床改造成基于华数控系统HNC-21T控制的数控车床。要求该车床具有切削螺纹的功能，纵向和横向进给系统具有直线和圆弧插补功能。提出数控改造整体方案，做出了硬件选型。为了适应数控系统，对车床进行了结构设计分析，本方案应用在CA6140车床上切实可行，具有一定的指导意义。

关键词：铣床；CA6140车床；HNC-21T；回转工作台；改造

Abstract

Machine tool numerical control has become an important symbol to measure the level of machinery manufacturing industry in a country， the world’s industrial developed countries regard the development of numerical control technology as the strategic focus of the development of machinery industry. After analyzing the characteristic， control function and price of the CNC system commonly used in the NC transformation of machine tools in China， a practical engineering method of NC transformation of general lathe using economical NC system is studied. After completing the selection， configuration， parameter setting and control circuit design of the NC system， and the modification design of the mechanical part (including the feed system， spindle system， tool holder， etc.)， the mechanical and electrical adjustment is carried out， and the machine tool is tested and reformed  function and performance， and perform cutting accuracy tests.

The NC transformation of traditional machine tools has become the best choice for the application of traditional machine tools in each factory. This design transforms the CA6140 general lathe into a NC lathe based on the HNC-21T control of the Hua CNC system. The lathe is required to have the function of cutting thread， and the longitudinal and transverse feed system has the function of linear and circular interpolation. The whole scheme of NC transformation is put forward， and the hardware selection is made. In order to adapt to the NC system， the structure design analysis of the lathe is carried out， and the application of this scheme to the CA6140 lathe is feasible and has certain guiding significance.

Keywords: Milling machine; CA6140 lathe; HNC-21T; Rotary table; Transformation

目  录

摘  要 I

Abstract II

1绪论 1

1.1选题目的及意义 1

1.2数控机床的发展 1

1.3研究主要内容 2

2CA6140车床进给伺服系统改造方案设计 3

2.1总体方案确定 3

2.2 CA6140车床的设计参数 4

3数控系统的选择 6

3.1数控系统的选择 6

3.1.1数控系统的选择 6

3.1.2改造部分 6

3.1.3设计要求 6

3.2 数控系统介绍 7

3.2.1操作台介绍 7

3.2.2软件操作界面  8

4数控铣床可分度回转工作台设计和计算 10

4.1可分度回转工作台设计的结构改造设计方案 10

4.1.1纵向可分度回转工作台改造方案 10

4.1.2横向可分度回转工作台改造方案 10

4.2进给可分度回转工作台的设计计算 10

4.2.1进择脉冲当量 10

4.2.2计算切削力 10

4.3滚珠丝杠螺母副的计算和选型 11

4.3.1纵向进给丝杠 11

4.3.2横向进给丝杠 14

4.4纵向及横向滚珠丝杠副几何参数 17

4.5齿轮传动比计算 18

4.5.1纵向进给齿轮箱传动比计算 18

4.5.2横向进给齿轮箱传动比计算 19

5CA6140车床进给部分电机的选择 20

5.1纵向进给步进电机计算 20

5.1.1等效传动惯量计算 20

5.1.2电机力矩计算 20

5.1.3计算步进电机空载起动频率和切削时的工作频率 22

5.2横向进给步进电机计算 23

5.2.1等效传动惯量计算 23

5.2.2电机力矩计算 24

5.2.3计算步进电机空载起动频率和切削时的工作频率 25

6 CA6140车床刀架部分的改造 26

6.1刀架的选用 26

6.2电动刀架工作原理 26

6.3 改造后的刀架 26

6.4刀架的电气控制 27

6.5刀架的安装 28

7数控铣床可分度回转工作台安装调试与验收 30

7.1 数控系统调试 30

7.1.1 华中数控系统与车床间I/O信号的处理 30

7.1.2数控车床的几种过程原理分析及相应参数的设置 30

7.2 电气系统的调试 33

1)电源电压调试。： 33

2)各控制回路的调试。 33

3) 限位开关超程检测。 33

4) 轴行程的设置。 33

7.3传动丝杠的安装与调试 34

总  结 36

致  谢 37

参考文献 38