摘要:本设计说明书包括：概论、总体设计方案的拟定和验证、主传动部分的改造设计、伺服进给系统的改造设计、自动转位刀架的选择设计、编码盘安装部分的结构设计等几个部分。改造后的机车，主运动实现自动变速，纵向、横向进给系统进行数控控制，并要求达到纵向最小运动单位为0.01/脉冲，横向最小运动单位0.005/脉冲，刀架应用自动控制的自动转位刀架，能实现自动切削螺纹。

关键词 数控改造；进给系统；滚珠丝杠；自动刀架

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 概论-1

1.1.1 数控系统发展史-1

1.1.2国内数控机床状况分析-1

1.1.3数控系统的发展趋势-1

1.1.4机床数控化改造的必要性-2

2普通车床的数控改和可行性论证-3

2.1车床的数控改造-3

2.1.1设计内容及任务-3

2.1.2数控机床工作原理及组成-3

3 总体方案的拟定和论证-4

3.1 总体设计方案的拟定-4

3.1.1主传动系统的设计改造-4

3.1.2数控系统的选择设计-4

3.1.3自动转位刀架选择设计-4

3.1.4驱动系统的设计改造-4

3.2 总体设计方案的确定-7

4 主传动部分改造与设计-8

4.1主传动部分改造方案拟定和设计的内容-9

4.2主传动部分改造设计计算-9

5伺服进给机构设计-16

5.1伺服系统的组成原理和要求-16

5.1.1伺服系统的组成原理-16

5.1.2伺服系统的要求-16

5.2伺服进给机构的设计内容和设计计算-17

5.2.1纵向进给系统的设计-17

5.2.2横向进给系统的设计计算-25

5.3步进电机的选择-29

5.3.1 CA6140纵向进给系统步进电机确定-29

5.3.2 CA6140横向进给系统步进电机的确定-30

5.4伺服系统说明-30

5.4.1机床进给系统的结构及工作原理-30

5.4.2步进电动机-31

5.4.3步进电动机的驱动电源-31

5.4.4滚珠丝杠副-32

5.4.5机床导轨-33

6自动转为刀架-34

6.1数控车床刀架的基本要求-34

6.2数控车床刀架结构-34

6.3工作原理-34

6.4刀架的安装-35

7编码盘安装部分的结构设计-36

7.1光电编码器工作原理-36

7.2步进电机频率对编码盘的限制-37

7.3编码盘的安装-37

8接口电路设计-38

8.1单片机和主机（PC机）的连接-38

8.2 8031单片机接口的扩展-38

8.3键盘/显示器接口芯片8279-40

8.4中断优先电路-43

8.5光电隔离电路-44

9伺服电路-45

9.1系统的组成-46

9.2接口电路-46

9.3位置和速度接口-46

9.4步进电机控制程序设计-46

9.5单片机控制的自动换刀程序设计-52

9.6典型零件的加工程序设计-54

结论-57

致谢-58

参考文献-59