下載文件后為壓縮包資料文件?！厩逦瑹o水印，可編輯】dwg后綴為cad圖，doc后綴為word格式，需要請自助下載即可，有疑問可以咨詢QQ 197216396 或 11970985
南京理工大學
畢業(yè)設計(論文)開題報告
學 生 姓 名：
學 號：
專 業(yè)：
設計(論文)題目：
車床數控化改造設計
CK6163
指 導 教 師:
年 月 日
開題報告填寫要求
1．開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內完成，經指導教師簽署意見及所在專業(yè)審查后生效；
2．開題報告內容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見；
3．“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇科技論文的信息量，一般一本參考書最多相當于三篇科技論文的信息量（不包括辭典、手冊）；
4．有關年月日等日期的填寫，應當按照國標GB/T 7408—94《數據元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯數字書寫。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
1．結合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據所查閱的文獻資料，每人撰寫
2000字左右的文獻綜述：
文 獻 綜 述
摘要 目前機床數控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現在我國機床數控化率不到3％。用普通機床加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機床的數控化率。本文介紹了機床數控改造的意義，闡述了數控技術發(fā)展趨勢，最后總結了數控化改造的分析方法以及機床數控改造的特點。
關鍵詞 數控 改造 車床
1 機床數控改造的意義
1．1 普通車床的數控化改造設計
機床的數控改造，主要是對原有機床的結構進行創(chuàng)造性的設計，最終使機床達到比較理想的狀態(tài)，改造后的組成結構如圖1所示。
圖1 改造后系統組成結構
數控車床是機電一體化的典型代表，其機械結構同普通的機床有諸多相似之處。然而，現代的數控機床不是簡單地將傳統機床配備上數控系統即可，也不是在傳統機床的基礎上，僅對局部加以改進而成（那些受資金等條件限制，而將傳統機床改裝成建議數控機床的另當別論）。傳統機床存在著一些弱點，如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動面的摩擦阻力大及傳動元件之間存在間隙等，難以勝任數控機床對加工精度、表面質量、生產率以及使用壽命等要求?，F代的數控技術，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動系統、進給傳動系統、刀具系統、輔助功能等部件結構，還是整體布局、外部造型等都已經發(fā)生了很大變化，已經形成了數控機床的獨特機械結構。因此，我們在對普通機床進行數控改造的過程中，應在考慮各種情況下，使普通機床的各項性能指標盡可能地與數控機床相接近[1-3] 。
1．2 節(jié)省資金
機床的數控改造同購置新機床相比一般可節(jié)省60%左右的費用，大型及特殊設備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結構進行徹底改造升級也只需花費購買新機床60%的費用，并可以利用現有地基[4][5]。
1．3 性能穩(wěn)定可靠
因原機床各基礎件經過長期時效，幾乎不會產生應力變形而影響精度。
1．4 提高生產效率
機床經數控改造后即可實現加工的自動化效率可比傳統機床提高 3至5倍。對復雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝，不僅節(jié)約了費用而且可以縮短生產準備周期。
2 數控技術發(fā)展趨勢
隨著計算機技術的高速發(fā)展，傳統的制造業(yè)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達國家投入巨資，對現代制造技術進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現代制造系統中，數控技術是關鍵技術，它集微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數控系統實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節(jié)與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工[6,7]。
長期以來，我國的數控系統為傳統的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環(huán)境下根據外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統CNC系統的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行[8][9]。
3 數控化改造的分析方法
其改造涉及到機械、電氣、計算機等領域，是一項理論深、實踐強的系統工程。在進行數控改造時，應該做好改造前的技術準備。改造過程中，機械修理與電氣改造相結合，先易后難、先局部后全局。
由于本次設計是經濟型數控改造，所以在考慮具體方案時，基本原則是在滿足使用要求的前提下，對機床的改動盡可能少，以降低成本。我們主要的任務是對其主傳動系統、進給傳動系統進行改造，通過改造使其具有數控機床的一般特性[10]。
3．1 主軸系統改造
拆除了原來的主軸變速箱，采用機械無級變速器和分級齒輪變速相結合的方案，分級齒輪采用撥叉的方式，主軸的調速范圍可以從100rpm到4000rpm，與原來的多級齒輪調速相比，其機械結構大大簡化，而且實現了從有級調速到無級調速的跨越。
3．2 進給系統的設計
對縱向進給系統可進行開環(huán)控制, 驅動元件可采用步進電機, 傳動系統采用滾珠絲杠，縱向進給系統如圖2所示。步進電機經一級齒輪減速后, 帶動滾珠絲杠轉動, 從而實現進給運動。在進行該傳動系統設計時 ，通常先根據系統的要求 , 對各個部分進行單獨設計 ，如滾珠絲杠副、齒輪副等[11]。
圖2 縱向進給系統
4 機床數控改造的特點
我國制造企業(yè)現在有很大一部分機床屬于比較陳舊的普通車床，由于使用時間較長、保養(yǎng)不利、操作不當等原因，已經不能適合當今企業(yè)所面臨的激烈競爭。所以很多企業(yè)紛紛將現有機床改造成經濟型數控機床，這種做法具有投資少、見效快的特點。事實證明：用較少的資金，將普通機床改造升級為數控機床，可以為企業(yè)帶來可觀的經濟效益[12][13]。
5 總結
經過大量實踐證明普通機床數控化改造具有一定經濟性、實用性和穩(wěn)定性。其改造涉及到機械、電氣、計算機等領域，是一項理論深、實踐強的系統工程。在進行數控改造時，應該做好改造前的技術準備。改造過程中，機械修理與電氣改造相結合，先易后難、先局部后全局, 我國企業(yè)的傳統機床存量很大，隨著數控技術的推廣應用，眾多中小企業(yè)面臨的機床數控改造任務很大，利用先進的數控系統改造傳統機床是成本低，見效快，效率高的好辦法。在數控改造中應注意機械傳動系統和電氣系統對數控機床加工精度和機床性能的影響，否則，將直接影響數控機床的工作精度和工作穩(wěn)定性，影響產品質量和生產效率[14][15]。
參 考 文 獻
[1] 吳振彪. 機電綜合設計指導[M]. 北京：中國人民大學出版社，2001.
[2] 能光華. 數控機床[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.
[3] 余英良. 機床數控改造設計與實例[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.
[4] 張俊生. 金屬切削機床與數控機床[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.
[5] 吳國華. 金屬切削機床[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1998.
[6] 董玉紅，邵俊明. 機床數控技術 [M]. 第二版，哈爾濱工業(yè)大學出版社，2001.
[7] 王志平. 數控機床及應用[M]. 北京：高等教育出版社，1999.
[8] 韓建海. 數控技術及裝備[M]. 武漢: 華中科技大學出版社,2007.
[9] 朱曉春主. 數控技術[M].北京：機械工業(yè)出版社，1999.
[10] 張新義．經濟型數控機床系統設計[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1998.
[11] 余英良．機床數控改造設計與實例[M]．北京：機械工業(yè)出版社，1994.
[12] 王明．數控實用技術[M]．北京：機械工業(yè)出版社，2001.
[13] 張建綱,胡大鋒．數控技術[M]．武漢：華中科技大學出版社，2000.
[14] 張建明．機電一體華系統控制[M]．北京：高等教育出版社，2001.
[15] 鄧星鐘．機電傳動控制[M]．武漢：華中科技大學出版社，2001.
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）：
一．本課題要研究或解決的問題
本課題主要是采用微機數控技術改造最大加工直徑為630mm的車床。要求學生在對臥式車床的改造任務和功能需求作出認真分析的基礎上，做好總體改造方案設計及縱向進給系統的詳細設計。通過這一典型機電一體化產品的開發(fā)設計，培養(yǎng)學生綜合運用所學專業(yè)知識改造開發(fā)新產品及解決工程實際問題的能力。
二．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內容和要求（包括原始數據、技術要求、工作要求等）
本課題要求學生在對車床的改造任務和功能需求作出認真分析的基礎上，做好總體改造方案設計及進給系統的詳細設計。具體內容及要求如下：
（1）調查研究、查閱及翻譯文獻資料，撰寫開題報告；
（2）改造任務及功能需求分析；
（3）總體改造方案的確定；
（4）縱向進給系統機械部分和控制部分的詳細設計；
（5）文檔整理、撰寫畢業(yè)設計說明書及使用說明書。
三．本課題擬采用的研究手段（途徑）
（1）整體進給系統的設計
當數控車床的性能和精度等內容基本選定后，可根據此來確定改造方案。目前機床數控改造技術已經日趨成熟，專用化的機床數控改造系統所具備的性能和功能一般均能滿足車床的常規(guī)加工要求。因此，較典型的車床數控改造方案可選擇為：配置專用車床數控改造系統，更換進給運動的滑動絲杠傳動為滾珠絲杠傳動、采用步進電機驅動進給運動、配置脈沖發(fā)生器實現螺紋加工功能、配置自動轉位刀架實現自動換刀功能。目前較典型的經濟型專用車床數控改造系統具有下列基本配置和功能：
（a）采用單片微機為主控CPU，具有直線和圓弧插補、代碼編程、刀具補償和間隙補償功能、數碼管二坐標同時顯示、自動轉位刀架控制、螺紋加工等控制功能。
(b） 配有步進電機驅動系統，脈沖當量或控制精度一般為：Z為0.01mm，X向為0.005mm（要與相應導程的絲杠相配套）。
(c）加工程序大多靠面板按鍵輸入，代碼編制，掉電自動保護存儲器存儲；可以對程序進行現場編輯修改和試運行操作。
(d）具有單步或連續(xù)執(zhí)行程序、循環(huán)執(zhí)行程序、機械極限位置自動限位、超程報警，以及進給速度程序自動終止等各類數控基本功能。
(2)縱向進給系統的設計
對縱向進給系統可進行開環(huán)控制, 驅動元件可采用步進電機, 傳動系統采用滾珠絲杠，縱向進給系統如圖3所示。步進電機經一級齒輪減速后, 帶動滾珠絲杠轉動, 從而實現進給運動。在進行該傳動系統設計時 ，通常先根據系統的要求 , 對各個部分進行單獨設計 ，如滾珠絲杠副、齒輪副等。
圖3 縱向進給系統
數控機床的伺服進給系統有開環(huán)、半閉環(huán)和閉環(huán)之分。 因為開環(huán)控制具有結構簡單、設計制造容易、控制精度較好、容易調試、價格便宜、使用維修方便等優(yōu)點。所以，本設計決定采用開環(huán)控制系統，開環(huán)控制系統如圖4所示，采用步進電機開環(huán)系統方案如圖5所示。
圖4 開環(huán)控制系統
圖5 采用步進電機開環(huán)系統方案
畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告
指導教師意見：
1．對“文獻綜述”的評語：
2．對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：
指導教師：
年 月 日
所在專業(yè)審查意見：
負責人：
年 月 日