普通车床的数控化改造【开题报告】.doc

1、 毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 普通车床的数控化改造 一、 国内外研究动态概述，选题的依据和意义： 1.国内外研究动态： 1.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

2、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。 也许有人认为把普通机床彻底淘汰直接以数控机床代之会更好，固然引进先进的生产设备可以在技术上取得竞争优势，但企业在缺乏资金的情况下，对现已技术落后的现有机床进行技术改造会更合理。 2.与此同时，世界上许多发达国家 也在走机床改造这条道路而且方兴未艾。 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

3、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、千代田工机公司、野崎

4、工程公司、滨田工程公司、山本工程公司等。 2.选题依据： 首先，根据以上动态可知普通机床的数控改造是大势所趋。 其次，普通机床的数控改造确实有很多优点，现概括如下： （ 1） 减少投资额、交货期短 同购置新机床相比，一般可以节省 60 80的费用，改造费用低。特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造 ，只花新机床购置费用的 1/3，交货期短。 （ 2） 机械性能稳定可靠 所利用的床身、立柱等基础件都是重而坚固的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。 （ 3） 熟悉了解设备、便于操作维修 购买新设备时，不了解新设备是否能满足其加工要求。改造则

5、不然，可以精确地计算出机床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者对机床的特性早已了解，在操作使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。 （ 4） 可充分利用现有的条 件 可以充分利用现有地基，不必像购入新设备时那样需重新构筑地基。 （ 5） 可以采用最新的控制技术 （ 6）可明显提高产品质量和生产效率，明显提高企业经济效益。 最后，普通车床在普通车床中占有很大分量而且车床对本人来说也较为熟悉，所以选普 通车床的改造较为合适。 3.意义： 该题涉及的知识面广，实用性强，又融入了机械制造业的主流，因此该题的设计可综合地考察我四年来所学的专业知识；极大地激发我对机械

6、的热情和兴趣；更好地培养我吃苦耐劳的实干精神和敢于挑战的创新精神。与此同时，在设计过程当中大量资料的查 阅和大量问题的解决又可使我更了解当前的制造业趋势，可使我的知识更具有灵活性，系统化和实用化，同时也培养了我解决实际问题的能力。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： （ 1） 主要内容：研究普通车床的横向、纵向进给运动原理及其实现机制，研究普通车床刀架的构造原理；学习并掌握数控原理；学会数控技术在普通车床上的合理运用 （ 2） 解决的主要问题：将普通车床的纵向和横向进给系统改造成为用微机控制的、能独立运动的进给伺服系统；刀架改造成为能自动换刀的的回转刀架 三、研究步骤、方法及措施： 1.步

7、骤： （ 1）查阅资料深入了解普通 车床的构造原理及其实现功能；了解典型数控车床的构造及其实现功能；比较两种车床的优劣，粗略构思普通车床的经济型数控改装的方案 （ 2）设计要求、设计参数、功能方案的拟订 （ 3）进给伺服系统机械部分设计与计算（包括进给系统机械结构改装设计；进给伺服系统机械部分的计算与选型；绘制进给伺服系统的机械装配图） （ 4）微机控制系统硬件电路设计（包括微机数控系统框图的设计；微机数控系统电路原理图的设计与绘制；部分系统控制软件的设计） （ 5）结论 2.方法： 继承、借鉴和创新相结合；自顶向下，各个击破 3.措施： 运用各 种信息渠道查阅大量资料以利借鉴和继承；利用实验

8、室进行数控机床的操作，不断体会和推敲以利创新；编制工作进程表，以利化整为零，各个击破 四、参考文献： 1 赵玉刚，宋现春等编 .数控技术 .机械工业出版社， 2003.6 2 张建民主编 .机电一体化系统设计 .高考教育出版社 ,2001.8 3 李朝青主编 .单片机原理及接口技术 .北京航空航天大学出版社， 1995.3 4 李云主编 .机械制造工艺及设备设计指导手册 .机械工业出版社， 1997.8 5 王兰美主编 .画法几何及工程制图 .机械工业出版社， 2002.12 6 蔡美琴，张为民等编 .MCS-51 系列单片机系统及其应用 .高等教育出版社， 1992.8 7 张新义主编经济型

9、数控机床系统设计北京：机械工业出版社， 1998 8 余英良主编机床数控改造设计与实例北京：机械工业出版社， 1994 9 王贵明主编数控实用技术北京：机械工业出版社， 2001 10 张建纲 ， 胡大锋主编数控技术武汉：华中科技大学出版社， 2000 11 邓星钟主编机电传动控制武汉：华中科技大学出版社， 2001 12 王爱玲主编 .现代数控机 床结构与设计北京：兵器工业出版社， 1999 13 卜云峰主编 .机械工业及自动化简明设计手册上下册北京：机械工业出版社， 1999 14 刘跃南主编 .机床计算机数控及应用 ,北京 :机械工业出版社 ,1997 15 李洪主编 .实用机床设计手册

10、 .沈阳 :辽宁科学技术出版社 ,1999 16 李群芳 ， 黄建 等 编 .单片机微型计算机 及 接口技术北京：电子工业出版社， 2001 17 陶晓杰主编 .伺服电机用于车床进给系统 .制造业自动化 ,2000.22 18 机床设计手册编写组 .机床设计手册（第三册），机械工 业出版社， 1986 19 李立强等主编 .控车床自动转位刀台设计，制造技术与车床， 2000 20 黄玉美主编 .床总体方案的创新设计，设备管理与维修， 2000 21 孙桓等主编 .机械原理，高等教育出版社 , 1995 22 机械工程手册 .机械工程手册 .机械工业出版社 ,1990 23 刘淑华 .浅谈数控车

11、床主传动系统设计 .52668 网路博览会 .产业频道 ,2003 24 杨波 .浅谈机床数控改造 .e-works,e-works 论坛 ,2001 25 W.P. Wang. Solid modeling for optimizing metal removal of three-dimensional NC end milling, J. Manuf. Syst. 7 (1) (1988) 57-65. 26 C.B. Kim, S.H. Park, M.Y. Yang, Verication of NC tool path and manual automatic editing of NC code, Int. J. Prod. Res. 33 (3) (1995) 659-673 27 Roberto Licaria , Ernesto Lo Valvob, Mario Piacentini.Part program automatic check for three axis CNC machine. Elsevier Science B.V.(2001) 290-293