【正文】 多樣化要求的增強，產(chǎn)品品種增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加速。由于計算機技術的興起，促使機床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，一導致了應用數(shù)字化技術進行柔性自動化控制的新一代機床 —— 數(shù)控機床的誕生和發(fā)展。根據(jù) C616 車床有關資料以及數(shù)控車床的改造經(jīng)驗，確定總體方案為采用微機對數(shù)據(jù)進行計算處理，由I/O 接口輸出步進脈沖，經(jīng)過一級齒輪降速后，帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動，從而實現(xiàn)縱向和橫向的進給運動。 本次設計涉及到了 C616 機床的縱向進給系統(tǒng)、橫向進給系統(tǒng)、步進 電機、機床導軌、刀架以及改造后的使用問題。 利用微 機對 縱 向和 橫 向 進給系統(tǒng)進行 開 環(huán)控制 。 關鍵詞 ： C616，進給系統(tǒng)，數(shù)控改造 重慶大學專科學生畢業(yè)設計（論文） 目錄 目 錄 摘要 ?????????????????????????? ????????? Ⅰ 1 緒 論 ?????????????????????? ???????????? 1 我國數(shù)控車床的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀及當今世界數(shù)控車床的發(fā)展的趨勢 ??? ?? 1 C616 數(shù)控步進改造設計的目的及意義 ??????????? ????????? 2 本設計的內(nèi)容和任務 ????????? ???????? ?????????? 3 2 總體方案設計 ????????????????????????????? 5 設計任務 ????????????????????? ??????????? 5 總體方案確定 ???????????????????? ?????????? 5 3 機械部分設計 ????????????????????????????? 7 進給系統(tǒng)的設計計算 ????????????????? ?????????? 7 橫向進給系統(tǒng) ?????????? ???????? ?????????? 7 縱向進給系統(tǒng) ????????? ????????? ?????????? 7 傳動計算 ???????? ?? ??????????? ?????????? 7 確定齒輪模數(shù)及有關尺寸 ??????? ???????? ???????? 8 切削力的計算 ???????????????????? ?????????? 8 ?????????????????? ???????? 10 機床絲杠進給牽引力 ???? ????????????? ???????? 10 疲勞強度計算 ???????????????????? ???????? 10 橫向滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)的計算 ?? ? ?????????? ????? 12 縱向滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)的計算 ???? ?????????? ???? 13 傳動效率計算 ?????? ??????????????? ??????? 13 剛度驗算 ?????? ????????????????? ??????? 14 ??????????????????? ?????? 15 橫向轉(zhuǎn)動慣量 ????????? ???????????? ??????? 15 縱向轉(zhuǎn)動慣量 ????????? ??????? ????? ??????? 15 ???????????????????? ?????? 16 步進電機力矩的計算 ????????? ??????????? ????? 16 步進電機的選擇 ?????????? ???????????? ????? 18 ??????????????????????? ????? 21 4 控制系統(tǒng)硬件設計 ?????????????????????????? 22 ?????????????????? ??? ???? 22 主控制器 CPU 的選擇 ????????? ????????? ??????? 22 ????????? ???????????????? 22 步進電機驅(qū)動電路設計 ????????? ????????? ?????? 25 其它輔助電路設計 ?????????? ?????????? ?????? 26 ??????????????????? ????? 27 重慶大學?？茖W生畢業(yè)設計（論文） 目錄 5 系統(tǒng)控制軟件的設計 ????????????????????????? 29 ????????????????????? ??????? 29 ????????????????????? ??????? 29 ??????????????????????? ??????? 30 結束語 ????????????? ???????????? ????????? 33 致 謝 ????????????????????????? ?????????? 34 參 考 文 獻 ???????????? ?????????? ????????? 35 重慶大學?？茖W生畢業(yè)設計（論文） 緒論 1 緒 論 我國數(shù)控車床的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀及當今世界數(shù)控車床的發(fā)展的趨勢。計算機的出現(xiàn)和應用，為人類提供了實現(xiàn)機械加一工藝過程自動化的理想手段。數(shù)控機床代替普通機床是一個必然的趨勢。 近兩年，我國重型數(shù)控機床發(fā)展最快，如重型數(shù)控龍門鏜銑床，重型落地鏜銑床，重型立、臥式車床等的年產(chǎn)量和市場消費量已居世界第一。但是絕大部分中、高檔重型數(shù)控機床還是依靠進口，其中德國和意大利的產(chǎn)品較多，它們代表著世界先進水平。我們相信，我國機床制造隨著科技進步與艱苦奮斗的努力，一定會逐步縮小與世界先進水平的差距。 航空發(fā)動機及其零部件加工需要大量高精度機床作支撐，發(fā)動機結構復雜，整體機匣、葉片加工需要多功能、高精度數(shù)控機床，如數(shù)控立車、數(shù)控精密鏜床五軸加工心等。特別是接船難、交船難、融資難局面沒有改變，而產(chǎn)能龐大、開工率不足及產(chǎn)品同質(zhì)性太強，我國造船工業(yè)仍面臨著結構調(diào)整和嚴峻考驗，國際上主要造船國家激烈競爭，重慶大學?？茖W生畢業(yè)設計（論文） 緒論 因此，作為持續(xù)為船用柴油機、螺旋推進器、船用機械儀表、海洋工程、船臺起重機等提供機械裝備機床行業(yè)，需要裝備的體積 “ 個 ” 越來越大，精密、復合、智能化性能越來越高 。 綜上所述，國內(nèi)機床產(chǎn)品技術已趨成熟，與國外先進技術水平的差距正在逐步縮小，也將突破我國高檔數(shù)控機床產(chǎn)品生產(chǎn)瓶頸，打破 西方國家的壟斷和制約，滿足國防安全和國民經(jīng)濟建設的需要。其次通過對 C616 普通車床進行改造能夠正確運用機床數(shù)控系統(tǒng)等課程的基本理論個有關知識，學會設備數(shù)控化改造方案的擬定、比較、分析及進行必要的計算；掌握數(shù)控設備典型零件的計算方法和步驟以及正確的結構設計方法；掌握簡單的數(shù)控系統(tǒng)硬件及軟件設計的基本方法；初步樹立正確的設計思想，培養(yǎng)自己分析問題和解決問題的能力；提高自己應用手冊、標準以及編寫文件等資料的能力。并且還可以熟悉和了解設備，便于以后的操作維修。 本設計的內(nèi)容和任務 將一臺普通車床 C616 改造成一臺經(jīng) 濟數(shù)控車床； 收集相關資料及圖紙： ① C616 車床的外觀圖 ； ②機械裝配圖 ； ③數(shù)控系統(tǒng)組成框圖 ； ④數(shù)控系統(tǒng)電氣原理圖 ； ⑤部分軟件設計。系統(tǒng)分辨率 X： ，Y： 。定位方式采用增量坐標控制。 MCS51 單片機 的主要特點是集成度高，可靠性好，功能強，速度快，性價比高。 改造后的 C616 的傳動方式 將一臺普通車床 C616 改造成一臺經(jīng)濟數(shù)控車床，在縱向進給機械結構改造中，拆除原機床床的進給箱、溜板箱、滑動絲杠、光杠等，裝上步進電機、齒輪減速箱和滾珠絲杠螺一母副。滾珠絲桿仍安裝在原來的位置，兩端仍采用原固定方式 :這樣可減少改裝的工作量，并由于滾珠絲杠的摩擦系數(shù)小于原絲杠，且外徑比原先的大，從而使縱向進給整體剛度只可能增大。當負載大時，彈簧彈力顯小，起不到消除間隙之日的 。步進電機、齒輪箱安裝于機床后側，為了使減速機構不影響走刀，同時消除傳動過程的沖擊，減速機構采用一級傳動，從動輪采用雙薄片錯位消除問隙?！猅 即 Ti ??360? 1 11 ????? Ti ? ? ； 2 22 ????? Ti ? ? 所以21ZZi? 式中 1Z —— 小齒輪， 2Z —— 大齒輪。0。54 ????? FyFyFyFyFy KnyxC 。 rf /?取 所以 FznyxpFzz KvfaCF ? N4 3 9 ??????? FynyxpFyy KvfaCF ? N57 ??????? FxnyxpFxx KvfaCF ? N66 ??????? 滾珠絲杠的計算與選型 因為 C616 普通車 床使用的是三角形和矩形綜合導軌，由于本設計是把 C616車床改造成經(jīng)濟型數(shù)控車床，所以在本設計仍然采用 C616 普通車床自身導軌。 GFFfKFF yZXm ???? 式中 。 GFfKFF ZXm ??? 式中 。2 ????????? 疲勞強度計算 滾珠絲杠的當量動負荷 mH FffLQ ?3? 式中 mF 為橫向或縱向的牽引力。0d 15 螺距 39。R 6 5 39。39。? ?1239。d )~( 39。ld 39。 ???? Redd l 螺桿接觸直徑 39。 ??? ??ddd Z 螺母 螺母螺紋外徑 39。039。039。連接方式如下： 傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率 ?： )tan(tan ?? ?? ??式中 ? —— 絲杠螺旋長升角； ? —— 摩擦角，滾珠絲杠副的滾動摩擦系數(shù) ~?f ，其摩擦角約等于 39。 所以導程總誤差 TL100??? mmTL / 6111 ???????? ? mmTL / 6222 ???????? ? 查表得 絲杠精度等級為 3 級時，允許誤差為 mm/12? ，絲杠精度等級為 4級時，允許誤差為 mm/16? ，所以兩根絲杠的剛度足夠。1 cmkgJ ?????? ? )( 24339。222139。 所以 cmNiTFM po ??????????? )(27 0 5 831)1(2 220110 ??? cmNiTFM po ??????????? )(24186131)1(2 2202239。39。f ~39。 ① 首先根據(jù)最大靜轉(zhuǎn)矩 初選電機型號，由于步進電機的切削 轉(zhuǎn)矩 與最大靜轉(zhuǎn)矩 有如下關系： 式中 ? 的取值又有如下關系： 步進電機 相數(shù) 三相 四相 五相 六相 拍數(shù) 3 6 4 8 5 10 6 12 maxjMM起?? 在本設計中橫向采用四相八拍的反應式步進電機，縱向采用五相十拍步進電機。m a x39。 min/ mvx ?maxvHzVf 1m a xm a x ?? ??? ?空~ m axjQ MM ?maxjMM ??切maxjMmaxjM切M起M 切M切McmNMMMM tf ???????? tf MMMM ??? 0切m in/ a x mv ???cmNMMMM tf ???????? tf MMMM ??? 0切cmNMMM f ?????? 0MMM f ??快cmNMMMM f ???????? m a x起0a m a x MMMM f ???起重慶大學?？茖W生畢業(yè)設計（論文）