CA6140普通钻床改造为多轴钻床 国外利用数字计算机进行控制加工是从40年代开始的。1952年美国麻省理工学院在一台立式铣床上装了一套试验性的数控系统，成功地实现同时控制三轴的运动，它成了世界上第一台数控机床。此后，从60年代开始，其他一些工业国家如德国、日本等陆续地开发生产及使用数控机床。1974年微处理机直接用于数控机床，进一步促进了数控机床的普及应用和大力发展。随着数控机床的功能越来越完善，可靠性和性能越来越高，它在制造业中逐渐担当了越来越重要的角色。
我国数控机床的研制是从1958年开始的，经历了几十年的发展，直至80年代后引进了日本、美国、西班牙等国数控伺服及伺服系统技术后，我国的数控技术才有质的飞跃，应用面逐渐铺开，数控技术产业才逐步形成规模。
由于现代工业的飞速发展，市场需求变的越来越多样化，多品种、中小批量甚至单件生产占有相当大的比重，普通机床已越来越不能满足现代加工工艺及提高劳动生产率的要求。如果设备全部更新替换，不仅资金投入太大，成本太高，而且原有设备的闲置又将造成极大的浪费。如今科学技术发展很快，特别是微电子技术和计算机技术的发展更快，应用到数控系统上，它既能提高机床的自动化程度，又能提高加工精度，所以最经济的办法就是进行普通机床的数控改造。实践已经证明普通机床的经济型数控改造具有重大的实际价值：
1）节省资金。 机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用，并可以利用现有地基。
2）性能稳定可靠。因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。
3） 提高生产效率。 机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高 3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。
普通机床的数控改造对提高现有机床设备的利用率，提高零件加工精度和生产效率具有重要的现实意义。目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到3％。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。为此，在旧有机床上进行数控改造有着较好的市场前景。
本课题来源于生产实践。将CA6140型普通车床改造成经济型数控车床，应能实
现CA6140车床原有功能，在机床的精度、性能等方面除保持原来状况外还有所提高。在整个设计过程中满足以下几点要求：
a．横向（X向） 进给脉冲当量为0.005mm /脉冲；
b．进给速度范围：向 3 ～ 1000mm/min （无级调速）
快进速度：X向 1000 ～ 3000mm/min内任意设定；
c.原车床的主传动系统予以保留，横向进给系统由微机实现开环控制，两轴联动；
d.刀架采用自动转位刀架，具有切削螺纹的功能；
e.改造方便，成本低。
该设计的总体思路是采用以8031单片机为核心的数控装置控制加工过程。微机通过I/O接口发出驱动脉冲，经过光电隔离进入步进电机的驱动控制线路，驱动控制线路接受来自数控车床控制系统的进给脉冲信号，并将该信号转换为控制步进电机各定子绕组依次通电、断电的信号，使步进电机运转。步进电机的转子带动滚珠丝杠转动，从而使工作台产生移动，实现纵向、横向的进给运动。由于步进电机需要的驱动电压较高，电流较大，如果将I/O输出信号直接与功率放大器相连，将会引起强电干扰，轻则影响单片机程序运行，重则导致单片机接口电路的损坏，所以在接口电路与功率放大器之间加上隔离电路，实现电气隔离。
目 录
1 前言•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••2
2 对机床机械部分改造总体方案设计•••••••••••••••••••••3
2.1横向进给机构的改造•••••••••••••••••••••••••••••••3
2.2纵向进给机构的改造•••••••••••••••••••••••••••••••4
3 机械部分改造设计•••••••••••••••••••••••••••••••••••••4
3.1 横向进给系统的设计与计算••••••••••••••••••••••••4
3.2纵向进给系统改造设计 ••••••••••••••••••••••••••••8
3.3数控车床的传动装置设计••••••••••••••••••••••••••11
3.4自动转位刀架的设计••••••••••••••••••••••••••••••18
4结论•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••19
参考文献••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••20
致谢•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••22
附录•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••23
参 考 文 献
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[4]徐灏主编.机械设计手册第二版第三卷[M].北京：机械工业出版社,2000.6
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