CDL6136普通车床的经济型数控化改造 (2).docx

CDL6136普通车床的经济型数控化改造 (2).docx

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分类号：

UDC：

密级：

编号：

工程硕士学位论文

CDL6136普通车床的经济型数控化改造

硕士研究生

：

孙建华

指导教师

：

弓海霞 副教授

学科、专业

：

机械工程

论文主审人

：

王立权 教授

哈尔滨工程大学

2012年9月

分类号：

UDC：

密级：

编号：

工程硕士学位论文

CDL6136普通车床的经济型数控化改造

硕士研究生

：

孙建华

指导教师

：

弓海霞 副教授

学位级别

：

工程硕士

学科、专业

：

机械工程

所在单位

：

机电工程学院

论文提交日期

：

2012年9月

论文答辩日期

：

2012年11月

学位授予单位

：

哈尔滨工程大学

ClassifiedIndex:

U.D.C:

ADissertationfortheDegreeofM.Eng

TheeconomicalNumericalcontrolinnovationofCDL6136commonlathe

Candidate:

SunJianhua

Supervisor:

Prof.GongHaixia

AcademicDegreeAppliedfor:

MasterofEngineering

Specialty:

MechanicalEngineering

DateofSubmission:

September,2012

DateofOralExamination:

November,2012

University:

HarbinEngineeringUniversity

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

本人郑重声明：

本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。

有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。

除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

作者（签字）：

日期：

年 月 日

哈尔滨工程大学

学位论文授权使用声明

本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。

哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。

本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。

同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。

涉密学位论文待解密后适用本声明。

本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。

作者（签字）：

导师（签字）：

日期：

年月日 年月日

CDL6136普通车床的经济型数控化改造

摘 要

数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床。

机床具有广泛的加工工艺性能，尤其在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。

CDL6136普通车床是我国各大工厂中较为常用的一种普通车床，具有价格便宜，便于操纵等特点，但是与数控机床相比，其加工零件的精度和效率就有了明显的不足，为了提高机床加工精度和生产效率，降低工人的劳动强度，节约购买新型数控机床成本，本课题以CDL6136普通车床为研究对象，对该机床进行了经济型数控化改造。

主要研究内容如下：

首先，了解了国内外机床数控化改造现状以及数控化改造技术的发展趋势，根据实际需要，对CDL6136普通车床原有结构进行系列化的改造。

对其数控系统进行选型，对机床的主传动系统、进给系统以及刀架部分进行设计，对机床控制系统进行设计。

其次，对于机床上机床主轴、进给系统中滚珠丝杠副等复杂机构，利用ANSYS进行有限元计算。

为了更好的进行优化设计与研究，并利用ADAMS软件对于改造后数控机床的进给系统进行仿真研究。

通过ANSYS有限元计算及ADAMS软件进给系统进行的静力学、运动学和动力学分析，并输出位移、速度、加速度和反作用力曲线，最终使得数控化改造设计方案更加合理、加工效率更高。

最后，依据FANUC系统编程语言，对机床数控改造后的功能进行了加工编程验证。

通过对42×16飞轮的加工、椭圆的加工、50×33轴套的加工，有效的证明了CDL6136普通车床数控化改造目标的实现。

机床通过进行数控化改造，此车床不仅可以满足对普通的外圆以及端面进行切削，而且可以满足较为复杂的曲面零件的切削，大大的提高了曲面的加工尺寸精度和表面质量。

同时也降低了机床操作人员的劳动强度，提高生产效率，最终达到改造目的和使用要求。

关键词：

普通车床；数控化改造；滚珠丝杠副；有限元分析；ADAMS仿真

CDL6136普通车床的经济型数控化改造

Abstract

TheCNClatheisahighprecision,high-efficiencyautomaticmachine,withawiderangeofprocessingperformance,especiallyinthebatchproductionforcomplexparts,ithaveagoodeconomiceffect.

CDL6136ordinarylatheisusedaconventionallathelargefactoriesinChina,withacheap,easymanipulationfeatures,butcomparedwiththeCNCmachinetools,precisionmachinedpartsandefficiencyhaveobviousdeficiencies,inordertoimprovemachinemachiningaccuracyandproductionefficiency,reducelaborintensity,savingtobuyanewCNCmachinetoolscost,subjectCDL6136ordinarylathe,themachinetoolsforthetransformationofeconomicNC.Themaincontentsareasfollows:

First,understandthetheCNCtransformationstatusquoathomeandabroadaswellasthetransformationofNCtechnologytrends,accordingtoactualneeds,theserializationofthetransformationoftheoriginalstructureofCDL6136ordinarylathe.ItsCNCsystemselection,themaintransmissionsystemofthemachine,thefeedsystemaswellastheturretpartdesign,designofPLCCNCmachinetools.Secondly,forthemachinetoolspindlemachine,feedingtheballscrewandcomplexorganizationsystem,usingANSYSfiniteelementcalculation.Inordertobetteroptimizethedesignandresearch,andADAMSsoftwareforthesimulationofCNCmachinetoolfeedsystemaftertransformation.ANSYSfiniteelementcalculationoffeedandADAMSsoftwaresystemstatics,kinematicsanddynamicsanalysisandoutputdisplacement,velocity,accelerationandreactionforcecurve,ultimatelymakesthetransformationofNCdesignmoreefficientprocessing.

Latheprogramminglanguage,basedFANUCCNCtransformationfunctionprocessingprogramverification.Effectiveprocessingof42×16flywheelmachining,oval,50×33bushesprocessingprovedCDL6136ordinaryNClathegoals.MachinethroughthetransformationofNClathenotonlymeettheordinarycylindricalendfacecuttingandcuttingtomeetthemorecomplexsurfaceparts,greatlyimprovethesurfaceprocessingdimensionalaccuracyandsurfacequality.Alsoreducesthemachineoperator'slaborintensity,improveproductionefficiency,andultimatelyachievethetransformationofthepurposeanduserequirements.

Keywords:

Numericalcontrolinnovation；Commonlathe；Ballscrewassembly；Finiteelementanalysis；ADAMSsimulation

目 录

第1章绪论 1

1.1课题研究的背景及意义 1

1.2国内外相关领域研究现状 2

1.2.1国外机床数控化改造研究现状 2

1.2.2国内机床数控化改造研究现状 2

1.2.3常用数控系统 3

1.3机床的数控化改造内容 6

1.3.1机床的数控化改造主要内容 6

1.3.2数控化改造技术的发展趋势 6

1.4本论文的研究内容 7

第2章CDL6136普通车床经济型数控化改造设计 9

2.1引言 9

2.2CDL6136普通车床经济型数控化改造总体设计方案 9

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