課程設(shè)計--ca6140普通車床縱向進給系統(tǒng)的數(shù)控化改造（經(jīng)濟型）-文庫吧
2024-12-29 19:00 本頁面
【正文】 。橫溜板箱部分：將原橫溜板的絲杠的、螺母拆除，改裝橫向進給滾珠絲杠螺母副、橫向進給步進電機與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠相連。刀架：拆除原刀架，改裝自動回轉(zhuǎn)四方刀架總成。進給伺服系統(tǒng)機械部分的計算與選型內(nèi)容包括：計算切削力、滾珠絲杠螺母副的設(shè)計、計算與選型、齒輪傳動計算、步進電機的計算和選型等。已知條件： 1. 工作臺重量： W＝800N（粗估）2. 滾珠絲桿導(dǎo)程： T＝6mm（供參考）3. 行程： S＝640mm4. 脈沖當量： ＝5. 快速進給速度： 6. 切削進給速度： 7. 時間常數(shù)： t≤100ms、傳動計算其中： α——步距角（?），——脈沖當量（）T——絲杠螺距（本設(shè)計取5mm）。所以 確定齒輪參數(shù)：取 Z1=48，Z2=50，m= 則 d1=mZ1=48mm=72mmd2=mZ2=50mm=75mmb=25mm、切削力計算主切削力：切深抗力：走刀抗力：式中 ——切削深度，取=——進給量，取=。、滾珠絲杠設(shè)計計算三角形—矩形綜合導(dǎo)軌車床的軸向力按下列實驗公式計算：式中 系數(shù)K=。（1） 疲勞強度計算滾珠絲杠的當量動載荷為:式中 L——工作壽命。為絲杠轉(zhuǎn)速，為實用時間壽命，數(shù)控機床取?！d荷系數(shù)，；——精度系數(shù)，取1因此滾珠絲杠的當量動負荷：由該當量動載荷應(yīng)小于絲杠的額定動負荷，且使用條件為縱向進給，故選擇絲杠CMD25053。（2） 剛度驗算滾珠絲杠的剛度按照下式校核：絲杠的支撐方式為一端固定，一端簡支。故絲杠拉壓彈性位移：絲杠副內(nèi)滾珠與滾道的接觸變形:，其中k2是預(yù)緊力為額定載荷的1/3時的接觸剛度，查手冊得k2=600。滾動軸承的接觸變形：，初選推力球軸承51104,，代入上式得。又因為軸承存在預(yù)緊力，所以 絲杠精度取5級，故，合格。、步進電機的選擇（1） 負載轉(zhuǎn)矩式中 —— 電機到絲杠的總傳遞效率，查機械設(shè)計手冊取齒輪傳遞效率為 ，，導(dǎo)程角：效率： 因此總效率：故 （2） 滾珠絲杠副預(yù)緊引起的附加轉(zhuǎn)矩 式中 F0——絲杠螺母的預(yù)緊力，K ——預(yù)緊螺母內(nèi)部的摩擦系數(shù)，因此 （3） 加速度轉(zhuǎn)矩式中 —— 電機工作頻率。切削進給時：空行程時：——突跳起動頻率,。 ——加速時間,。 ——傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量。對于一級齒輪傳動系 統(tǒng)，按下式計算：式中，為電機轉(zhuǎn)子慣量，初?。粚τ诓牧蠟殇摰膱A 柱形零件，其轉(zhuǎn)動慣量可按下式計算：齒輪轉(zhuǎn)動慣量： 絲桿轉(zhuǎn)動慣量：電機轉(zhuǎn)子慣量很小，可以忽略 切削進給時：空行程時：故總轉(zhuǎn)矩：綜合考慮，查步進電動機技術(shù)數(shù)據(jù)表選用110BF003型直流電動機，能滿足使用要求。四、單片機型數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 設(shè)計內(nèi)容（1） 按照總統(tǒng)方案以及機械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的方案，并繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖；（2） 選擇計算機或中央處理單元的類型；（3） 根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求設(shè)計存儲器擴展電路；（4）根據(jù)控制對象以及系統(tǒng)工作要求設(shè)計擴展Ｉ／Ｏ接口電路，檢測電路，轉(zhuǎn)換電路以及驅(qū)動電路等；（5）選擇控制電路中各器件及電氣元件的參數(shù)和型號；（6）繪制出一張清晰完整的電氣原理圖，圖中要標明各器件的型號，管腳號及參數(shù)；（7） 說明書中對電氣原理圖以及各有關(guān)電路進行詳細的原理說明和方案論證。（1）z向和x向進給伺服運動控制（2）自動回轉(zhuǎn)刀架控制（3）螺紋加工控制（4）行程控制（5）鍵盤及顯示（6）面板管理（7）其他功能：光電隔離、功率放大、報警、急停、復(fù)位。：后面所畫大圖采用MCS51系列單片機組成的控制系統(tǒng)硬件電路原理圖。電路的組成如下：（1）CPU采用8031芯片；（2）擴展程序存儲器2732兩片，6264一片；（3）擴展可編程接口芯片8155兩片；（4）地址鎖存器，譯碼器個一個；（5）鍵盤電路，顯示電路；（6）光電隔離電路，功率放大功率；（7）越程報警電路，急停電路，復(fù)位電路；（8）面板管理電路。CPUI/O接口光電隔 離功率放 大步進電 機RAMROM外 設(shè)鍵盤、顯示器數(shù)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖確定微機機型就是選擇CPU。單片機價格低、可靠性較高，適用于控制，選擇單片機做控制器比較合適。根據(jù)總體方案的確定，微機采用MCS51系列單片機。51系列有三種型號：8031是無ROM的8051；8751是用EPROM代替ROM的8051。目前，工控機中應(yīng)用最多的是80
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