车床纵向进给系统设计.doc

I

经济型数控车床纵向进给系统的设计
摘 要
鉴于我国目前资金短缺，工业生产规模小的特点，用较小的资金迅速改变机械工业落后的生产面貌，使之尽可能地提高自动化程度，保证生产质量，减轻劳动强度，提高经济效益，而实现这一任务有效的、基本的途径就是普及以及应用经济型数控机床。
经济型数控车床是特定时期需求的产物，对于发展中国家工业重工化阶段的初期，经济型数控车床具有较优越的性价比，价格低廉，设备费用投入较少，可以广泛的满足企业发展初期的需要，受到企业，特别是受到民营企业的欢迎。对一个经济还不太发达的国家来说，经济型数控车床既经济又合理，符合我国国情。
经济型数控车床CJK6140采用由8031芯片为主构成开环控制系统,其进给系统是步进电机通过消隙齿轮箱，带动滚珠丝杠转动，从而实现工作台沿机床导轨的水平移动。经济型数控车床CJK6140具有加工精度高，稳定性好，生产效率高，工作可靠，价格低等优点。
机床数控化改造可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。数控机床比传统机床有以下突出的优越性，由于计算机可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面；可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍；由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行；加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要"修配"；可实现多工序的集中，减少零件 在机床间的频繁搬运；拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。
数控机床，在设计上要达到：有高的静动态刚度；运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙；功率大；便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求。不能认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了数控机床的要求，还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，才能获得预期的改造目的。
纵向进给机构的改造：拆去原机床的溜板箱、光杠与丝杠以及安装座,配上滚珠丝杠及相应的安装装置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾,不占据丝杠空间。横向进给机构的改造：拆除横向丝杠换上滚珠丝杠,由步进电机带动。总体设计方案:CJK6140车床主轴转速部分保留圆机床的手动变速功能。车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动。最后,根据已知条件对纵向横向伺服进给机构进行设计与计算。
机床数控改造主要步骤：改造前的技术准备，原机床的全面保养，保留的电气部分最佳化调整，原系统的拆除必须对照原图纸，仔细进行，及时在图纸上作出标记，防止
遗漏或过拆(局部改造情况下)。根据新系统设计图纸，合理进行新系统配置，包括箱体固定、面板安放、线路走向和固定、调整元器件位置、密封及必要装饰等。最后进行调试。
关键词：车床改造,数控化,进给系统,滚珠丝杠,步进电机

CJK6140 Numerical control lathe feed system design
ABSTRACT
With the development of social production science and technology. It is essential for a machine not only to have high precision and high production and high production capability, but also to adjust to the rapid change of production. In this condition, numerical control machine was invented and put into practice.
The economic number controls the lather is a particular and period and demanding outcome, turn the initial stage of stage for the heavy work of the developing country industry, the economic number controls the sex price that the lather has the superiority of compare to compare, the price is cheap, the equipments expenses devotion is less, can the extensively contented business enterprise develop the demand of the initial stage, being subjected to the business enterprise, being welcome among the run by private capital especially.To an economy still not that flourishing nation to say, the economic number controls the lather since economy and then reasonable, match the our country state of the nation.
The economic NC machine-CJK6140 adopts open loop control system. Through rotation of the lead screw, this is driven by a gear box, the working table moves in parallel along the NC machine’s lead rail
Numerical control lathe have following outstanding superiority than traditional lathe include:Can process out complicated parts, such as the curve coming out in traditional machine tooling, curved surface,etc;Because computer have superb operation ability is can instantaneous to calculate out each coordinate axis instantaneous amount of exercise that should move accurate, So can compound into the complicated curve or curved surface ;Can realize automation that process is and flexible automation, so efficiency constant traditional lathe raises by 3-7 times;Because the computer has memory and stores ability ,Can carry out automatically according to the order that the procedure stipulates,so realize automation;Processing precision of part high, size disperse degree light, make and assemble easy, No longer need to" repair the damaged parts of a machine and supply replacements";Can realize the concentration of many processes,have many kinds of self-containment functions,such as autoalarm, controlling, automatic compensation automatically,etc;Therefore can realize that nobody guards and processes for a long time.
A new numerical control lathe , should reach in the design: There is high quiet dynamic rigidity ; The coefficient of friction between the vice sport is little, the transmission has no interval ; The power is large; Easy to operate and maintenance. Lathe numerical control should try one's best and reach and require while being above-mentioned when the transformation. Can't think and link numerical control device and ordinary lathe together and reach numerical control request of lathe, Also should carry on to main part corresponding transformation enable their's reaching certain designing requirement, Purpose of transforming that could be expected.
The reformation of the tool movement: we demolish the current smooth leading, leading screw and installing stand. Then replace the ball leaking to the relevant position. The reformation of the horizontal mechanism: we make the horizontal ball lead screw instead of the conventional screw. And Stepper motor drives the screw. The overall master design: the spindle’s gearshift of the CJK6140 mechanism controlled by the former operating lever. The moving of the vertical table and the horizontal table is drove by the ball screw, which is drove by the Stepper motors. The last, we design the vertical and horizontal mechanism on the basis of known numbers.
The numerical control of lathe transforms the key step: The technology of the transformation is prepared, Whether the technology before transforming made adequate preparation , is determining to a great extent whether the transformation could achieve success . Technology plans to include; Overall maintenance of the original lathe; Electric best to take and change part that keep; To remove and must contrast the art of work paper original system, go on carefully, make marks at the drawing in time, Prevent omitting or pass and dismantle( under the situation of transforming of part). According to the new system design drawing, carry on the new system disposition rationally, Including case body regular, panel lay, circuit move towards and be regular, adjust components and parts position, seal and not essential to decorate etc.At last debugging it.
key words：Numberical control,Lathe reform, Conventional machines，Stepper motor

目 录

摘要 I
ABSTRACT III
1．绪论 1
1.1 数控机床的产生和发展 1
1.2 数控机床的发展趋势 2
1.3 横、纵向进给系统设计的原因及意义 2
1.4 数控机床工作原理 3
1.5 数控机床的组成 3
1.5.1 控制介质 3
1.5.2 数控装置 3
1.5.3 伺服系统 4
1.5.4 机床本体 4
1.5.5 检测反馈装置 4
1.5.6 基本操作步骤过程 4
1.6 数控机床的分类 4
1.6.1 按数控系统的特点分类 4
1.6.2 按执行机构的控制方式分类 5
1.6.3 按工艺用途分类 6
1.6.4 按数控机床的性能分类 6
1.7 数控机床的特点及应用范围 7
1.7.1 数控机床的特点 7
1.7.2 数控机床的应用范围 8
1.8 毕业设计的意义及对毕业设计课题的看法 8
2. 总体方案设计 10
2.1总体设计方案论证 10
2.2总体设计方案确定 12
3. 机床进给系统机械部分设计计算 14
3.1 CJK6140基本参数 14
3.2 滚珠丝杠设计计算 14
3.2.1 纵向滚珠丝杠副的设计计算 14
3.2.2 同步齿形带的传动设计 26
3.2.3步进电机的设计与校验 30
3.2.4横向滚珠丝杠螺母副的计算与选型 32
3.2.5齿轮箱减速器设计部分 35
3.2.6步进电机的计算与选用 36
4. 使用说明书 38
4.1 机床的使用和说明 38
4.2 机床的保养和维护 38
4.3 机床重要零部件的维护和保养 38
致 谢 39
参 考 文 献 40

39
CJK6140数控车床进给系统设计

1. 绪论
1.1 数控机床的产生和发展
随着科学的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品零部件的生产设备---机床也相应的提出了高性能、高精度和高自动化的要求。
数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码、运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。其与与普通机床相比，其主要有以下的优点： 1. 适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件；在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工; 2. 加工精度高; 3. 生产效率高；4. 减轻劳动强度，改善劳动条件； 5. 良好的经济效益；6. 有利于生产管理的现代化。 
数控机床，就是为了解决单件、小批量，特别是复杂型面零件加工的自动化并保证质量要求而生产的。数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。当前世界数控机床的拥有量反映了该国家的经济能力和国防实力，而该技术又是当今先进制造技术及装备最核心的技术。车床在机器制造业中发展最为得用，所占比重最大。世界车床技术发展经历了50年的2阶段和6代的发展。发达国家由于汽车轴承、电机等大批量化的实现，高效自动化车床的数量多，NC车床发展快，中高档次车床比重大，总体技术水平高，生产率和劳动生产率高，而发展中国家则滞后。与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。
1.2 数控机床的发展趋势
数控机床的发展趋势表现有:(1) 性能方面：高速高精高效化、柔性化、工艺复合性和多轴化、实时智能化；(2) 功能发展方向：用户界面图形化、科学计算可视化、插补和补偿方式多样化、内装高性能PLC、多媒体技术应用；(3) 体系结构的发展；集成化、模块化、网络化、通用型开放式闭环控制模式。
我国虽然是全世界机床拥有量最多的国家，但机床数控化率低，则已有数控机床利用率低，开动率低。随着国外的数控系统与伺服系统的制造技术的引进，我国经济型数控机床的研究、生产和推广工作也取得进展，必将对我国的各行各业的技术改造起到积极的推动作用。80年代开始曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品向数控化产品转型。尤其我国的NC车床技术水平提高较快，在设计制造使用上进步很大，2002CCMT展上展出整机200台，包括NC车床64台，代表了当今中国NC车床的最高技术水平。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。主要表现在：精度、效率、自动化上存在一定差距；主机设计基本功差，缺乏创新，模块化设计少，尚未建立自己的品牌效应；功能部件专业化生产水平及成套能力较低，重要基础元部件、NC系统主要依靠进口；缺乏深入系统的科研工作，设计、试验手段较落后；在NC车床的产品水平和总体技术水平上，特别高精尖技术方面差距明显。努力方向包括狠抓根本，解决主机、元部件先进性。
因此，旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有一定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面，我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资少的情况下，经改造后的机床加工的精度、效率、速度都有了很明显的提高，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，适合我国现在经济水平的发展要求。  
1.3 横、纵向进给系统设计的原因及意义
数控车床改造设计在国外已发展成一个新兴的工业部门。早在20世纪60代已经开始迅速发展，并又专门的企业经营这门业务。其发展的原因是多方面的:
首先是技术原因。随着社会生产力的巨大发展，要求制造技术向自动化及精密化前进。并且刀具材料和电子技术也有了很大进步，反映到控制系统中，它即能帮助机床自动化又能提高加工准确度。这些技术进步和高生产率要求，精密加工和型面加工的增多等，突出了旧机床技术改造的必要性及迫切性。
其次是经济原因。经统计采用改造设计技术加以现代化比之更新设备可节约50％的资金。这不仅为资金不充沛的小企业技术改造开创了新路，而且对实力雄厚的大型企业也极具吸引力。
第三是市场原因。因为许多国家目前还无能力更新所需的数控机床数量。因此改造就成为满足机床市场需求的主要补助手段。
第四是生产上的原因。在工业生产中，多品种、中批量及小批量生产是现代机械制造业的基本特征。不难看出，完成这些生产任务数控机床是最佳选择。
基于以上原因,要实现我国的生产现代化，将我国现有一部分普通机床实现自动化和精密化，改造是必由之路。
1.4 数控机床工作原理
数控机床加工零件时，首先应编制零件的数控程序，这是数控机床的工作指令。将数控程序输入到数控装置，在由数控装置控制机床主运动的变速、启停、进给运动的方向、速度、位移大小以及其它诸如刀具选择交换、工件加紧松开和冷却液的启、停等工作，使刀具与工件及其它辅助装置严格按照数控程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。
1.5 数控机床的组成
数控机床的种类繁多，但从组成一台完整的机床上讲，它由控制介质、数控装置、伺服系统、检测反馈装置和机床本体五大部分及辅助设备组成。如图所示：
控制介质
数控装置
伺服系统
机床本体
检测反馈装置

图1-1 数控机床组成
1.5.1 控制介质
控制介质是指将零件加工信息传送到数控装置去的信息载体。控制介质有多种形式，它随着数控装置的类型不同而不同，常有的有穿孔纸带、穿孔卡、磁带和磁盘等。除了上述几种控制介质外，还有一部分数控机床采用数码盘、数码插销或利用键盘直接将程序及数据输入。另外，随着CAD／CAM技术的发展，有些数控设备利用CAD／CAM技术在其它计算机上编程，然后通过计算机与数控系统通信，将程序和数据直接传送给数控装置。
1.5.2 数控装置
数控装置是数控机床的控制中心，现在的数控装置通常由一台通用或专用卫星计算机构成。它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成。
输入装置接受控制介质上的信息，经过识别和译码之后，送到运算控制器。这些信息将作为控制和运算的原始数据。 控制运算器根据输入装置送来的信息进行运算，并将控制命令送往输出装置。输出装置将控制运算器发出的控制命令送到伺服系统，经功率放大，驱动机床完成相应的动作。
1.5.3 伺服系统
伺服系统是数控机床的执行机构，包括驱动和执行两大部分。伺服系统接受数控系统的指令信息，并按照指令信息的要求带动机床的移动部件运动或执行部分动作，以加工出符合要求的零件。指令信息是以脉冲信息体现的，每一个脉冲使机床移动部件产生的位移量叫脉冲当量（常用的脉冲当量为0.001～0.01）。目前数控机床的伺服系统中，常用的位移执行机构是功率步进电机，直流伺服电动机和交流伺服电动机，后两者都带有光电编码器等位置测量组件。
1.5.4 机床本体
机床本体是数控机床的主体，是用于完成各种切削工作的机械部分，它是在原普通机床的基础上改进而得到的，具有以下优点：
（1）.数控机床采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械传动结构简化，传动链较短。
（2）.数控机床机械结构具有较高的刚度、阻尼精度及耐磨性，热变形小。
（3）.更多的采用高效传动部件，如滚珠丝杠副，直线滚动导轨等。
1.5.5 检测反馈装置
检测反馈装置由检测元件和相应的测量电路组成。其作用是检测速度、位移或工件尺寸，并将信息反馈给数控装置，构成闭环控制。没有检测反馈装置的数控系统被称为开环系统；直接从工作台或工件获取反馈信息的数控系统被称为闭环系统；从伺服电机运转轴获取反馈信息的数控系统被称为半闭环系统（检测反馈装置包括在伺服系统中）。常用的检测元件有脉冲编码器、旋转变压器、感应同步器、电感应传感器、光栅和磁尺等。
除上述五个部分外，数控机床还有一些辅助装置及附属设备，如电源、液压、气动系统与冷却、排屑、润滑、照明、储运等装置以及编程机、对刀仪等。
1.5.6 基本操作步骤过程
自检和机床参数设置 加工控制信息输入 加工控制信息预处理 插补计算 位置控制 PLC控制 显示和监控
1.6 数控机床的分类
1.6.1 按数控系统的特点分类
（1）.点位控制数控机床
点位控制数控机床的特点是只控制移动部件的终点位置，即控制移动部件由一个位置到另一个位置的精确定位，而对它们运动过程中的轨迹没有严格要求，在移动和定位过程中不进行任何加工。因此，为了尽可能减少移动部件的运动时间和定位时间，通常先以快速移动到接近终点坐标，然后以低速准确移动到定位点，以保证良好的定位精度。例如数控坐标镗床、数控钻床、数控点焊机、数控折弯机都是点位数控机床。
（2）.直线控制数控机床
直线控制数控机床的特点是刀具相对于工件的运动不仅要控制两点之间的准确位置（距离），还要控制两点之间移动的速度和轨迹。在刀具相对于工件移动是进行切削加工，其轨迹是平行机床各坐标轴的直线。一些数控机床、数控磨床、数控镗床和数控铣床等都属于直线控制系统，这类机床的数控装置的控制功能比点位系统复杂，不仅控制直线运动轨迹，还要控制进给速度以适应不同材质的工件。
（3）.轮廓控制数控机床
轮廓控制又称连续控制，大多数机床具有轮廓控制功能。其特点是能同时控制两个以上的轴，具有插补功能。它不仅要控制起点和终点的位置，还要控制加工过程中每一点的加工速度和位置，加工出任意形状的曲线或曲面组成的复杂零件。属于这类机床的有数控车床、数控铣床、加工中心等。
1.6.2 按执行机构的控制方式分类
（1）.开环控制系统
开环控制系统是指不带反馈装置的控制系统。其执行机构通常采用功率步进电机或电液脉冲马达。数控装置发出的脉冲指令通过环形分配器和驱动电路，使步进电动机转过相应的步距角，再经过传动系统，带动工作台或刀架移动。移动部件的速度和位移量是由输入脉冲的频率和脉冲数决定的，位移精度主要决定于该系统各有关零部件的制造精度。如图1-2所示

图1-2 开环控制系统
开环控制系统具有结构简单、系统稳定、容易调试、成本低等优点。但是系统对移动部件的误差没有补偿和校正，所以精度抵，一般适用于经济型数控机床和旧机床的数控化改造。
（2）.闭环控制系统
这种控制系统绝大多数采用伺服电机，在机床的运动部件上安装有位移测量装置。如图所示，测量元件安装在工作台上，测出工作台的实际位移值反馈给数控装置。位置比较电路将测量元件反馈的工作台实际位移值与指令的位移值相比较，用比较的误差值控制伺服电机工作，直至到达实际位置，误差值消除，此称之为闭环控制。

图1-3 闭环控制系统
从理论上讲，闭环控制系统的控制精度主要取决于检测装置的精度，它完全可以消除由于传动部件制造中存在的误差给工件带来的影响。所以这种控制系统可以得到很高的加工精度。闭环系统的设计和调整都有很大的难度，主要用于一些精度较高的数控镗床、数控铣床、超精车床和加工中心等。
（3）.半闭环控制系统
半闭环控制系统是在开环系统的丝杠上或进给电动机的轴上装有角位移检测装置，如圆光栅、光电编码器及旋转是感应同步器等。该系统不是直接测量工作台位移量，而是通过检测丝杠转角间接的测量工作台的位移量，然后反馈给数控装置。这种控制系统实际控制的是丝杠的转动，而丝杠螺母副的传动误差无法测量，只能靠制造保证。因而半闭环控制系统的精度低于闭环控制系统，高于开环控制系统，调试比闭环控制系统容易设备的成本介于开环与闭环控制系统之间。

图1-4 半闭环控制系统
由于角位移检测装置比直线位移检测装置结构简单，安装调试方便，因此配有精密滚珠丝杠和齿轮的半闭环系统正在被广泛的使用。目前已逐步将角位移检测装置同伺服电动机设计成一个部件，使系统变的更加简单，安装调试都比较方便，中档数控机床广泛采用半闭环控制系统。
1.6.3 按工艺用途分类
（1）.金属切削类数控机床
这类数控机床包括数控车床、数控钻床、数控铣床、数控磨床、数控镗床和加工中心。切削类数控机床发展最早，目前种类繁多，功能差异也较大。这里需特别强调的是加工中心，也称为自动换刀的数控机床，这类数控机床都带有一个刀库，可容纳10～100多把刀具，其特点是：工件一次装夹可完成多道工序。为进一步提高生产率，有的加工中心采用双工作台，一面加工一面装卸，工作台可自动交换等。
（2）.金属成型类数控机床
这类机床包括数控折弯机、数控组合冲床、数控回转头压力机等。这类机床起步晚，但目前发展很快。
（3）.数控特种加工机床
如数控线切割机床、数控电火花加工、火焰切割机、数控激光切割机床等。
（4）.其它类型的数控机床
如数控三坐标测量机等。
1.6.4 按数控机床的性能分类
（1）.低档数控机床
也称为经济型数控机床。其特点是根据实际的使用要求，合理的简化系统，以降低产品价格。目前，我国把有单片机或单板机与步进电动机组成的数控系统和功能简单、价格低的系统称为经济型数控系统。主要用于车床、线切割机和旧车床的数控化改造等。在我国，这类数控机床具有一定的生产批量。
低档数控机床的技术指标通常为：脉冲当量0.01mm～0.005mm，4～10m/min，开环步进电动机驱动，用数码管或简单CRT显示，主CPU一般为8位或16位。
（2）.中档数控机床
中档数控机床的技术指标通常为：脉冲当量0.005mm～0.001mm，快速进给15～24m/min，伺服系统为半闭环直流或交流伺服系统，有较齐全的CRT显示，可以显示字符和图形，人机对话自诊断等，主CPU一般为16位或32位。
（3）.高档数控机床
高档数控机床的技术指标通常为：脉冲当量0.001mm～0.0001mm，快速进给15～100 m/min，伺服系统为闭环直流或交流伺服系统，CRT显示除具备中档的功能外，还具有三维图形显示等，主CPU一般为32位或64位。
1.7 数控机床的特点及应用范围
1.7.1 数控机床的特点
（1）. 加工精度高
数控机床是高度综合的机电一体化产品。它由精密机械和自动化控制系统组成，所以，机床的传动系统和机床的机构都有很高的刚度和热稳定性。在设计传动结构时采取了减少误差的措施，并由数控装置进行补偿，因而，数控机床具有较高的加工精度。
（2）. 加工生产率高
数控机床具有良好的刚性，可以进行强力切削，而且空行程可以进行快速进给，节省了机动和空行程的时间。数控机床进给量和主轴转速范围都较大，可以选择最合理的切削用量。在数控机床上加工零件，对夹具的要求较低，机床不需要进行复杂的调整，数控机床有较高的重复定位精度，大大的缩短了生产准备周期，节省了测量和检测时间。
（3）. 减轻劳动强度，改善劳动条件
利用数控机床进行加工，首先，按图样要求编制加工程序，然后输入加工程序，调试程序，安装零件进行加工，观察监测加工过程并装卸零件。除此之外，不需要进行繁重的重复性手工操作，劳动强度和紧张程度大为减轻，劳动条件也因此得到了改善。
（4）. 有良好的经济效益
在数控机床上改变加工对象时只需重新编写加工程序，不需要制造更换许多工具、夹具和模具，更不需要更换机床。节省了大量工艺装备费用，又由于加工精度高，质量稳定，减少了废品率，使生产成本下降，生产率又较高，所以可获得良好的经济效益。
（5）. 有利于生产管理的现代化
利用数控机床进行加工，能准确的计算加工工时，并有效的减化检验、工夹具和半成品的管理工作，易于构成柔性制造系统（FMS）和计算机集成制造系统（CIMS）。
虽然数控机床有以上优点，但初期投资大，维修费用高，要求管理及操作人员的素质也较高。因此，应合理的选择及使用数控机床，提高企业经济效益及竞争力。
1.7.2 数控机床的应用范围
数控机床是一种高度自动化的机床，有一般机床所不具备的许多优点，所以数控机床的应用范围在不断扩大，但数控机床是一种高度机电一体化产品，技术含量高，成本高，使用维修都具有一定的难度，若从最经济的角度出发，数控机床适用于加工：
（1）.多品种小批量零件；
（2）.结构较复杂，精度要求较高的零件；
（3）.需要频繁改型的零件；
（4）.价格昂贵，不允许报废的关键零件；
（5）.需要小批量生产周期的急需零件。
1.8 毕业设计的意义及对毕业设计课题的看法
在高等院校，通常要求大学生完成并通过毕业设计考核。毕业设计是大学生最后完成也是最重要的实践环节，学生可通过一个学期的毕业设计将所学过的基础课、专业基础课、专业课等理论知识用于毕业课题设计；毕业设计也是大学生走向工作岗位前的一个演习，将为学生从学校走向社会打下扎实的基础；设计中的收资、分析、讨论也是科研能力的初步锻炼。
目前，我国机械制造水平与发达国家相比差距很大，技术水平落后，严重的影响了生产力的发展，采用先进的工艺设备，包括采用数控机床，逐步增加数控机床所占比重，已经成为我国机械制造技术发展的总趋势。数控机床是机电一体化的典型产品，提高机床数比率有三个途径：一是全功能型数控机床的设计，二是经济型数控机床的设计，三是普通型的旧机床改装成数控机床，即普通机床的数控化改造。根据我国目前的财力和工业发展状况，靠花大量的资金完全购买全新的数控机床来提高机床的数控化率有时是不经济的，而普通机床的数控化改造既经济又快捷，是符合我国国情提高机床数控化率的一个主要途径，所以本次设计采用第三种。这是因为我国拥有300多万台普通车床，大部分是多年累积的设备陈旧、性能较差的通用机床，自动化程度低。要想在近几年内用自动化和精密设备更新现有机床，不论是资金方面还是我国机床制造能力方面都存在一定困难。为了适应多品种、中小批量零件加工自动化的现实要求，走普通机床的数控化改造之路，在我国不仅简单易行，而且符合国情，具有深远意义。
普通机床的数控化改造，实质是机械工程技术与微电子技术的结合，一般是指将普通机床配置上数控系统（一般配置经济型数控系统），并对机床的某些部件做一定的改造，使机床具有数控加工能力，从而提高机床的自动化程度、加工精度和生产效率。开环控制系统以其结构简单、造价低廉而且具有一定的精度而赢得了机床改造的巨大市场。经济型数控系统即采用开环控制系统，采用步进电机驱动，使用8031单片机系统实现数控功能。而开环控制系统特别适应对老式机床的改造，即可实现自动化有适应市场的需求，降低工人的劳动强度，变废为宝，为企业和社会节约了大量的资金。
本次毕业设计主要是对机床机械部分进行改造,以步进电机驱动横向进给运动、纵向进给运动以及刀架的快速换刀,使传动系统变得十分简单，传动链大大缩短,传动件数减少,从而提高机床的精度. 所以说，本毕业设计实例具有典型性和实用性。设计中，我们对有关数控机床及数控改造的相关书籍、刊物进行大量阅读,收集了很多资料,了解了数控机床的基本概念，数控机床的发展概况，数控机床的组成及其工作原理，扩大了我们的知识面。

2. 总体方案设计
根据毕业设计任务书及要求提出系统总体方案，对方案进行分析比较和论证，并查阅有关C6140数控改造的资料，在老师的指导下，最后确定总体方案。
2.1总体设计方案论证
由于该设计是数控机床进给系统，包括横向和纵向进给，属经济型数控改造，在考虑具体方案时，应遵守的基本原则是:在满足使用要求的前提下，对机床的改动尽可能少，以降低成本。本次以CJK6140型机床为例进行设计。
（1）.数控系统按运动方式分为点位控制系统、点位直线