【正文】 |422? |430? 鋼 球 直 徑 bd 滾道法面半徑 R bRd? 偏 心 距 e ( / 2 ) s inbe R d ??? 螺 紋 升 角 r 00/r arctgL d?? |422? |430? 螺 桿 螺 桿 外 徑 d 0 (0 .2 0 .2 5) bd d d?? 螺 桿 內(nèi) 徑 1d 1022d d e R? ? ? 螺桿接觸直徑 Zd 1 cosZbd d d ??? 螺 母 螺母螺紋直徑 D 0 22D d e R? ? ? 螺 母 內(nèi) 徑 1D 10 (0 .2 0 .5 2 ) bD d d?? 167。 30′ /tan(4176。 T—使用壽命 ,按 15000h。 22′ /tan(4176。 T使用壽命 ,按 15000h。 2 切削力的計算 縱車外圓： 主切削力 FZ（ N）由經(jīng)驗公式（ 1）估算： 60 00 0 /ZF V V? 切 線 線（ V =9 0 10 0m /m in ） ??????????式（ 1） 而 N = N??切 額（ = ） ?????????????????式（ 2） 取 ?? ，則 N = N 0. 8 5. 5 4. 4 KW? ? ? ?切 額 ， 取 90 / m inV mm?線 ，則進給抗力 6 0 0 0 0 4 .4 / 9 0 2 9 3 3ZFN? ? ? X 向和 Y 向 根據(jù)經(jīng)驗公式（ 3）（ 4）確定 ? ????????????????式（ 3） ? ????????????????式（ 4） 則得： 1467XZF F N?? 1760YZF F N?? 橫切端面： 主切削力 |ZF 可取縱切的一半，即 | 1 14672ZZF F N? ? ? 此 時走刀抗力 |YF（ N） ，吃刀抗力 |XF（ N） 依然按上述經(jīng)驗公式粗略計算： 1 : 0 .5 : 0 .6?| | |Z X YF :F :F 則得： |XF =734N |YF =880N 167。 系統(tǒng)總體方案框圖見圖（ 1） 圖（ 1） 第三章、機床進給系統(tǒng)機械部分設計計算： 伺服系統(tǒng)機械部分設計計算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負載，確定系統(tǒng)脈沖當量，運動部件慣量計算，空載起動及切削力矩機計算，確定伺服電機，繪制機械部分裝配圖及零件工作圖等。 控制系統(tǒng)由 微機部分、鍵盤及顯示器、 I/O 接口及光電隔離電路、步進電機功率放大電路組成，系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實現(xiàn)，顯示器采用 LCD 液晶顯示器顯示加工數(shù)據(jù)及機床狀態(tài)等信息?？紤]到經(jīng)濟型數(shù)控機床加工精度要求不高，為了簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)。 4）所繪制的機械裝配圖和硬件電路原理圖要求正確、合理、圖面整潔、符合標準。 畢業(yè)論文的要求和內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求） ： 用微機數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為 400 毫米普通車床的進給系統(tǒng) ： 主要技術(shù)參數(shù)： 最大加工直徑（ mm）： 在床身上： 400 在床鞍上： 210 最大加工長度（ mm）： 750 1000 溜板及刀架重量（ N）： 縱向： 1000 橫向： 500 刀架快移速度（ m/min）： 縱向： 2 橫向： 1 最大進給速度（ m/min）： 縱向： 橫向： 最小分辨率 （ mm）： 縱向： 橫向： 定位精度（ mm）： 主電機功率（ KW）： 起動加速時間（ ms）： 35 設計的要求 1） CNC 系統(tǒng)的主 CPU 既可采用 8031 單片機也可用系統(tǒng)機。 （ 5）確定切削用量。 數(shù)控加工程序的編制： （ 1）零件工藝分析及確定工藝路線。 微機控制系統(tǒng)的設計： （ 1）控制系統(tǒng)方案的確定及框圖繪制。 （ 5）進給伺服系統(tǒng)傳動計算。 進給伺服系統(tǒng)機械部分設計計算： （ 1）進給伺服系統(tǒng)機械部分設計方案的確定。 167。同時，數(shù)控機床將向著更高的速度、精度、可靠性及完善性的功能發(fā)展。 設計中，我們對有關(guān)數(shù)控機床及數(shù)控改造的相關(guān)書籍、刊物進行大量閱讀 ,收集了很多資料 ,了解了數(shù)控機床的基本概念，數(shù)控機床的發(fā)展概況，數(shù)控機床的組成及其工作原理，擴大了我們的知識面?？傮w設計方案 ： 在普通 車 床上采用適合現(xiàn)場實時控制的 80C51單片機為控制器，以運行特性好、可靠性高的步進電機為驅(qū)動執(zhí)行 元件進行 數(shù)控改造 。而計算機數(shù)控機床就是數(shù)控機床在計算機監(jiān)控下進行工作。它的優(yōu)點很多 ,如 可以在同一機床上一次裝夾可完成多個操作，生產(chǎn)率顯著提高等優(yōu)點，但它的價格昂貴。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)控、車床、改造 、 80C51單片機；步進電機 ； Abstract:Numerical Control (NC) is any machining process in which the operations are executed automaticallu in sequences as specified by the program that contains the information for the tool movement .When Numerical Control is performed under puter supervision, it is called Computer Numerical Control (CNC).CNC machines have many advantages over conventional machines. For example, there is a possibility lf performing operations on the same machine in one setup and production is significantly increased. One of its disadvantages is that they are quite expensive. In our country conventional machine is used widely. So if the machines are replaced, there is going to need a large money. In order to agree with the development of our economy, we can reform the conventional machines. The overall master design: The way to NC improvement of general machine tool was introduced that using singlechip puter 80C51 to realize the realtime control and driving by step motor. Key word: Numerical Control、 machining、 improvement、 singlechip puter 80C5 step motor； 前 言 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造 ,實質(zhì)是機械工程技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合。 隨著科學技術(shù)的發(fā)展 ,現(xiàn)代機械制造要求產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷改進，對零件的加工質(zhì)量的要求也越來越高。 第一章：緒 論 167。 2 畢業(yè)設計的內(nèi)容： 微機數(shù)控系統(tǒng)總體設方案的擬定： （ 1）系統(tǒng)運動方式的確定 （ 2）伺服系統(tǒng)的選擇。 （ 2）確定脈沖當量。 （ 6）步進電機的計算和選用。 （ 2） MCS51 系列單片機及擴展芯片的選用。 （ 2）選擇數(shù)控機床設備。 （ 6）編制加工程序。 2）兩個坐標的進給伺服系統(tǒng)既查采用步進電機驅(qū)動也可用直流或交流伺服電機驅(qū)動。 5）所編寫的軟件應在計算機上進行匯編和通訊等。 計算機系統(tǒng)： 根據(jù)機床要求，采用 8 位微機。 為了實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用步進電機經(jīng)齒輪減速再傳動絲杠，為了保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。現(xiàn)分述如下： 167。 滾珠絲杠螺母副的設計、計算、和選型 （一）縱向進給絲杠 ： 1 . 計算進給牽引力 Fm(N) 作用在滾珠絲杠上的進給牽引力主要包括切屑時的走刀抗力 以及移動件的重量和切屑分力作用在導軌上的摩擦力，因而其數(shù)值大小和導軌的形式有關(guān)。 fw運轉(zhuǎn)系數(shù) ,按一般運轉(zhuǎn)取 fw =~。 22′ +10′ )= 5 . 剛度校核 先畫出此縱向進給滾珠絲杠支承方式草圖，如下圖（ 2）所示： GJm Z 1 J 1Z 2 J 2L 1L 2 圖（ 2）縱向進給滾珠絲杠支承方式草圖 則： 1 0 0 0 9 5 3 1 5 2 0 1 1 6 0L L L L m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?支 承 行 程 螺 母 總 長 間 隙軸 承 寬 度 ????式（ 9） 支承間距 L=1160mm，最大軸向力為 2316N，絲杠螺母及軸承均進行預緊，預緊力為最大軸向負載的 1/3。 fw—運轉(zhuǎn)系數(shù) ,按一般運轉(zhuǎn)取 fw =~。 30′ +10′ )= 5 . 剛度校核 先畫出此橫向進給滾珠絲杠支承方式草圖 ，如下圖（ 3）所示： GJmL 圖（ 3）、橫向進給滾珠絲杠支承方式草圖 則 4 0 0 8 4 2 . 5 1 2 1 6 5 3 0L L L L m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?支 承 行 程 螺 母 總 長 間 隙軸 承 寬 度???式（ 9） 支承間距 L=530mm，最大軸向力為 1919N。 4 進給伺服系統(tǒng)傳動計算 1. 齒輪傳動比計算 (縱向進給齒輪箱傳動比計算 ) （ 1） ,已確定縱向進給脈沖當量 mm? ? ,滾珠絲杠導程 0 6L mm? ,初選步進電機步距角 176。 為了消除齒輪側(cè)隙，此作業(yè)中采用雙片齒輪。 b? —步距角 ,初選雙拍制為 176。 代入上式 : ? ?? ? ? ?2 2011 2 122220 .7 5 1 .5 3 ( 2 8 / 4 2 ) ( 7 .7 7 3 .5 3 ) 1 0 0 0 / 9 .8 0 .6 / 27 .2 2MLZ WJ J J J JZg ??????? ??? ? ? ? ????? ?????? ????? ? ? ? ???? 4 . 電機轉(zhuǎn)矩計算 機床在不同的工況下 ,在 ,下面分別按各階段計算 : 1) 快速空載起動慣性矩 QM 在快速空載起動階段，加速力矩所占的比例較大，具體計算公式如下： m a x 0Q a fM M M M? ? ?????????????????????式（ 19） m a xm a x 2 60a anM J J t????????????????????????式（ 20） 又： ? ? ? ? ? ? ? ?0 0 0 3m a x m a x / / 3 6 0 2 / 0 .0 1 0 .9 / 3 6 0 1 0pbnV ??? ? ? ? ? 500 /minr? ?????????????????????式（ 21） 35 ms s?? 代入得： 2m a xm a x 2 2 5 0 0 07 .7 2 1 0 1 1 5 .46 0 6 0 0 .0 3 5a anM J N c mt? ? ?? ?? ? ? ? ?? 折算到電機軸上的摩擦力矩 fM : |0 0 021() 0 . 1 6 ( 2 9 3 3 1 0 0 0 ) 5 0 .2 2 / 2 0 . 8 1 . 5Zf F L f F W LM N c mi Z Z? ? ? ? ?? ??? ?