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湖南科技大學 15 屆畢業(yè)設計（論文）開題報告
題 目
CA6140普通車床的經(jīng)濟型數(shù)控改造回轉(zhuǎn)刀架及其控制的設計
作者姓名
劉桂華
學號
1109030109
所學專業(yè)
機械設計制造及其自動化
1、 研究的意義，同類研究工作國內(nèi)外現(xiàn)狀、存在問題（列出主要參考文獻）
1、 研究的意義
我國目前機床總量380余萬臺，而其中數(shù)控機床總數(shù)只有11.34萬臺，即我國機床數(shù)控化率不到3％。近10年來，我國數(shù)控機床年產(chǎn)量約為0.6～0.8萬臺，年產(chǎn)值約為18億元。機床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6％。我國機床役齡10年以上的占60%以上，10年以下的機床中，自動/半自動的機床不到20%（美國和日本自動/半自動機床占60%以上）?？梢娢覈拇蠖鄶?shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)和制造大多數(shù)還是依靠傳統(tǒng)的普通機床。這種傳統(tǒng)機床加工出來的產(chǎn)品質(zhì)量差、品種少、檔次成本高。
隨著制造業(yè)的迅猛發(fā)展，企業(yè)要在激烈的市場競爭中生存和發(fā)展，就需要以最低的價格，最好的質(zhì)量和最短的時間去生產(chǎn)滿足市場的產(chǎn)品。因此，提高企業(yè)加工制造裝備的數(shù)控化率則是主要途徑。但是，由于我國的大部分企業(yè)自身的資金問題，要進行大規(guī)模添置或更換新型的數(shù)控機床還比較困難。加之替換下來的機床閑置會造成資源的浪費。所以，普通機床的數(shù)控化改造便成為企業(yè)提高其數(shù)控化率的有效途徑。
2、 國內(nèi)外對本選題的研究動態(tài)及自己的見解
機床作為機械制造業(yè)的重要基礎裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關注，由于計算機技術(shù)的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導致了應用數(shù)字化技術(shù)進行柔性自動化控制的新一代機床－數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。?
隨著計算機技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)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(xiàn)代制造技術(shù)進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關鍵技術(shù)，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(shù)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(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)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(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)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(jīng)網(wǎng)絡等多學科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡化基礎上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。?
長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗以固定參數(shù)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(tǒng)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(gòu)。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(zhuǎn)速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調(diào)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(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，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(shù)控技術(shù)實行變革勢在必行。目前各企業(yè)都有大量的普通機床，完全用數(shù)控機床替換根本不可能，而且替代下來的機床閑置起來又會造成浪費，要解決這些問題，應走普通機床的數(shù)控改造之路。從美國、日本等國家工業(yè)化進程看，機床的數(shù)控改造也必不可少，數(shù)控改造機床占有較大比例。如日本的大企業(yè)中有26%的機床經(jīng)過數(shù)控改造，中小企業(yè)則是74%，在美國有許多數(shù)控專業(yè)化公司，為世界各地提供機床數(shù)控改造服務。因此，普通機床的數(shù)控改造不但有存在的必要，而且大有可為，尤其對一些中小企業(yè)更是如此。
2、研究目標、內(nèi)容和擬解決的關鍵問題（根據(jù)任務要求進一步具體化）
本選題主要內(nèi)容是針對CA6140普通車床的組成和工作原理，將其改造成經(jīng)濟型數(shù)控車床，要求該車床具有切削螺紋的功能，縱向和橫向具有直線和圓弧插補功能并且完成數(shù)控系統(tǒng)運動方式的確定，伺服進給系統(tǒng)機械部分的設計計算，數(shù)控系統(tǒng)硬件電路總體方案的確定。
本研究的內(nèi)容具體如下
1、我國及世界目前關于CA6140車床經(jīng)濟型數(shù)控改裝設計的研究動態(tài)
2、CA6140車床經(jīng)濟型數(shù)控改裝設計研究的前景
3、CA6140車床經(jīng)濟型數(shù)控改裝設計的主要設計方案
4、繪制進給伺服機構(gòu)裝配圖
5、按照總體方案及機械機構(gòu)的控制要求，確定硬件電路方案，并繪制控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
3、 研究方法、技術(shù)路線、實驗方案及可行性分析
通過對CA6140普通車床的組成和原理分析然后根據(jù)以下技術(shù)路線：
(1) 縱向和橫向滾珠絲杠的選型及校核。
(2) 縱向和橫向步進電機的選擇。?
(3) 主軸交流伺服電機的選擇與校核。?
(4) 其他元件的選擇。
4、 參考文獻
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