【正文】 杠工作長(zhǎng)度（ m） 。 臨界轉(zhuǎn)速 ncr （ r/min）可按下式計(jì)算： ncr =9910212)l(μdf c ，得 ncr =10927 r/min 因?yàn)椋?ncr ＞ nmax ，所以絲杠工作時(shí)不會(huì)發(fā)生共振。 r/min=5*103 mm178。 m）共同作用下引起的每個(gè)導(dǎo)程的變形量 △ L0（ m）為 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 △ L0=?? EApF ??c22 GJTpπ 式中， A 為絲杠截面積， A=41 π 12d （ m2 ）； Jc 為絲杠的極慣性矩， Jc=321 π 14d （ m4 ）； G為絲杠切變模量，對(duì)鋼 G=8303GPa； T 為轉(zhuǎn)矩。 m=178。 離合器 的選擇 為了傳遞動(dòng)力，我采用了 電磁離合器 ，其 特點(diǎn) 包括一下幾點(diǎn)： ○ 1 高速響應(yīng)：因?yàn)槭歉墒筋愃耘ちΦ膫鬟_(dá)很快，可以達(dá)到便捷的動(dòng)作。 綜上幾點(diǎn)，選用電磁離合器。由于光電碼盤與電動(dòng)機(jī)同軸，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，光柵盤與電動(dòng)機(jī)同速旋轉(zhuǎn)，經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測(cè)裝置檢測(cè)輸出若干脈沖信號(hào)；通過(guò)計(jì)算每秒光電編碼器輸出脈沖的個(gè)數(shù)就能反映當(dāng)前電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。該機(jī)床適用于小型板件、盤件、殼體件、模具和箱體件等復(fù)雜零件的多品種、小批量加工。立柱的左后部為數(shù)控柜 16，左下側(cè)為潤(rùn)滑油箱 18。 ○4具有自動(dòng)排屑、自動(dòng)潤(rùn)滑和自動(dòng)報(bào)警的系統(tǒng)等。 JCS018 型立式加工中心的外形 及布局見(jiàn)圖 367。在工件的一次裝夾中，機(jī)床可連續(xù)自動(dòng)地對(duì)上平面進(jìn)行銑削和對(duì)垂直孔進(jìn)行鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、锪、攻絲等多種加工。 ○2具有自動(dòng)裝卸刀具的機(jī)械手 在加工中心機(jī)床上刀具的自動(dòng)更換，多數(shù)借助機(jī)械手來(lái)進(jìn)行。 3 個(gè)寬調(diào)速直流伺服電動(dòng)機(jī) 1 13 分別經(jīng)滾珠絲杠螺母副將運(yùn)動(dòng)傳給工作臺(tái) 滑座 3，實(shí)現(xiàn) X、 Y 坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，傳給主軸箱 5 使其沿立柱導(dǎo)軌作 Z 坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。的兩路脈沖信號(hào)。這是目前應(yīng)用最多的傳感器， 光電編碼器是由光柵盤和光電檢測(cè)裝置組成。 ○ 3 組裝維護(hù)容易 ， 屬于滾珠軸承內(nèi)藏的磁場(chǎng)線圈靜止形，所以不需要將中蕊取出也不必利用碳刷，使用簡(jiǎn)單。 （ 6） 效率驗(yàn)算 滾珠絲杠副的傳動(dòng)效率 η 為 η =)tan(tan ????=)118112tan( 112tan ??? ?= Η 要求在 90%~95%之間，所以該絲杠副合格。本課題中取摩擦系數(shù)為 tanρ =，則得 ρ =8′ 40〞 . T=3800*250 *103? *tan（ 8′ 40〞 +2176。 r/min 所以該絲杠副工作穩(wěn)定。 r/min。 依題意， Ia= 4164dπ=*（ ） 4 /64=*107 m4 取μ =2/3,則 Fcr=*105 N 安全系數(shù) S= mcrFF = 101035* * =， 「 S」 =3~4 S＞ 「 S」 ，所以絲杠安全，不會(huì)失穩(wěn) 2)高速長(zhǎng)絲杠工作時(shí)可能發(fā)生共振，因此需要驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速 — 臨界轉(zhuǎn)速 ncr 。10* hm Ln =(3600*3 410* 15000*100 )N=16123N ○ 3 根據(jù) C`a 選擇滾珠絲杠副 假設(shè)選用 FC1型號(hào)，按滾珠絲杠副的額定動(dòng)載荷 Ca等于或稍大于 C`a 的原則，查 《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 P23 表 29， 試選用一下型號(hào) FC140055,Ca=21183N ,Ca=20202N 綜合考慮各種因素選用 。當(dāng)機(jī)床工作時(shí)，電磁鐵線圈 4通電吸住壓簧 3，打開(kāi)摩擦離合器 5。 由于要求加工中心的精度要求較高，故本課題采用了此法。滾珠絲杠的預(yù)加載荷一般應(yīng)不低于絲杠最大軸向載荷的 1/3。為了提高傳動(dòng)精度的穩(wěn)定性及進(jìn)給系統(tǒng)的剛度，滾珠絲杠在過(guò)盈條件下工作比較有利。滾珠絲杠常用的支承方式見(jiàn)下圖。圖 35 所示為數(shù)控機(jī)床上常用的插管式外循環(huán)滾珠絲杠 ,本課題也采用了外循環(huán) 。 下 圖為滾珠絲杠的結(jié)構(gòu)示意圖。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 得 Ca= fff fTCTHWS KF3 / 其中， F=F?/M=3000/4N=750N,則 Cax=42405N Cay=40002N 查《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 P32 表 213，其中 HJGD45 型號(hào)的導(dǎo)軌的 Ca 值為 43800N，能滿足五年的使用要求，所以可選用 HJGD45 型號(hào)的滾動(dòng)直線導(dǎo)軌。 以下，導(dǎo)軌滾道硬度為 60HRC,無(wú)明顯沖擊和振動(dòng)，并且按每根導(dǎo)軌上的滑座配置數(shù)為xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 2，則 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 100 100~150 150~200 200~250 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 表 34 接觸系數(shù) 表 35 負(fù)荷系數(shù) 工 作 條 件 無(wú)外部沖擊或振動(dòng)的低速運(yùn)動(dòng)場(chǎng)合。 為額定動(dòng)載荷（ N）；額定工作時(shí)間 壽命 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 式中， K 為壽命系數(shù)，一般取 K=50km， F 為滑座工作載荷（ N）； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為傾斜角，常取 錯(cuò)誤 !未找到引用xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 源。 αθ 式中， K0 為適應(yīng)比系數(shù)，可按表 214 確定，其中 R 為圓弧滾道半徑（ mm）；錯(cuò)誤 !未找到引用源。 為鋼球直徑（ mm）； 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 圖 34 所示是直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副的外形圖，直線滾動(dòng)導(dǎo)軌由一根長(zhǎng)導(dǎo)軌(導(dǎo)軌條 )和一個(gè)或幾個(gè)滑塊組成。目前使用較多的是鋼珠式。所以直線導(dǎo)軌在工作時(shí)能承受較大的沖擊和振動(dòng)。 2)滾 珠 導(dǎo)軌 這種導(dǎo)軌的承載能力和剛度都比滾珠導(dǎo)軌大，適用于載荷較大的數(shù)控機(jī)床。 (6)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工藝性好 所設(shè)計(jì)的導(dǎo)軌應(yīng)使制造和維修方便，在使用時(shí)便于調(diào)整和維護(hù)。 (4)低速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性 低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，作為運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)導(dǎo)軌易產(chǎn)生爬行現(xiàn)象低速運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性與導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑，動(dòng)、靜摩擦系數(shù)的差值，以及導(dǎo)軌的剛度等有關(guān)。 導(dǎo)軌的 耐磨性是指導(dǎo)軌在長(zhǎng)期使用過(guò)程中能否保持一定的導(dǎo)向精度。 (1)導(dǎo)向精度高 導(dǎo)向精度主要是指動(dòng)導(dǎo)軌沿支承導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的直線度或圓度 及 機(jī)床的運(yùn)動(dòng)部件沿導(dǎo)軌移動(dòng)時(shí)的直線性和其有關(guān)基準(zhǔn)面之間的相互位置的準(zhǔn)確性。 導(dǎo)軌主要用來(lái)支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定的軌道運(yùn)動(dòng)。為使所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩保持恒定方向，轉(zhuǎn)子能沿固定方向均勻地連續(xù)旋轉(zhuǎn)，電刷與外施直流電源相接，換向片與電樞導(dǎo)體相接。永磁式磁極由永磁材料制成；它激式磁極由沖壓矽鋼片疊成，外繞線圈，通以直流電流即產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。這里我選用的電機(jī)，是在永磁式電機(jī)的基礎(chǔ)上，為數(shù)控機(jī)床開(kāi)發(fā)的力矩電機(jī)，它廣泛用于閉環(huán) (包括半閉環(huán)）伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。 450mm，加工范圍為 300mm179。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 3 XY 向工作臺(tái)裝配設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)參數(shù) 設(shè)計(jì)一套供立式數(shù)控銑床使用的 XY 數(shù)控工作臺(tái)，主要參數(shù)如下： 立銑刀最大直徑的 d=15mm，立銑刀齒數(shù) Z=3，最大銑削寬度 ca =15mm 最大背吃刀量 pa =8mm，加工材料為碳素鋼或有色金屬。為了簡(jiǎn)化機(jī)床的強(qiáng)電控制柜，多數(shù)機(jī)床使用可編程控制器作為CNC 裝置與機(jī)床強(qiáng)電控制部分的接口。鎖存器元件 為 8 位可尋址鎖存器 74LS244 為 3 態(tài) 8 位緩沖器，一般用作總線驅(qū)動(dòng)器。NMOSRAM 為隨機(jī)存儲(chǔ)器，用于計(jì)算機(jī)的中間計(jì)算，其響應(yīng)時(shí)間非常快。 BF6 系統(tǒng)中的譯碼器件有兩種，一種是雙二線一四譯碼器 74LS155，另外一種是三線一八線譯碼器 74LS138。為識(shí)別輸入的字符， CPU依次發(fā)出 8 個(gè)行掃面信號(hào)，對(duì)鍵盤進(jìn)行掃描。 （ 2）數(shù)據(jù)總線的緩沖 BF6 系統(tǒng)中采用兩片 8 位雙向驅(qū)動(dòng)器 74LS640 作為數(shù)據(jù)總線的緩沖。不能工作于方式一或二。 工作于三種方式中的任何一種； PB0～ PB7:端口 B 輸入輸出線，一個(gè) 8 位的 I/O 鎖存器 ， 一個(gè) 8 位的輸入輸出緩沖器。 WR:寫入信號(hào)，當(dāng)這個(gè)輸入引腳為低跳變沿時(shí) ,即 /WR 產(chǎn) 生一個(gè)低脈沖且 /CS=0時(shí) ,允許 CPU將數(shù)據(jù)或控制字寫入 8255。如表所示。接收 CPU 送入的讀 /寫 控制信號(hào) ， 并完成對(duì)芯片內(nèi)部各功能部件的控制功能， 因此， 它實(shí)際上是 8253 芯片內(nèi)部的控制器。當(dāng)計(jì)數(shù)脈沖是已知周期的 時(shí)鐘信號(hào) 時(shí)，計(jì)數(shù)就成為定時(shí)。③在中斷響應(yīng)周期， 8259A 可為CPU提供相應(yīng)的中斷類型碼。 在總線控xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 制器的控制下， 8259A 芯片可以處于 編程 狀態(tài)和操作狀態(tài)， 編程狀態(tài)是 CPU使用 IN 或 OUT 指令對(duì) 8259A 芯片進(jìn)行初始化編程的狀態(tài)。 數(shù)據(jù)緩沖器用于保存 CPU 內(nèi)部總線與系統(tǒng)數(shù)據(jù)總線之間進(jìn)行傳送的數(shù)據(jù)．讀／寫邏輯決定數(shù)據(jù)傳送的方向，其中為讀控制，為寫控制，為設(shè)備選擇， A0 為 I/O端口識(shí)別單個(gè)的 8259A 能管理 8 級(jí)向量?jī)?yōu)先級(jí)中斷。 圖 23 8259A 芯片 8259A 中斷控制器是一個(gè)集成電路芯片，它將中斷接口與優(yōu)先級(jí)判斷等功能匯集于身，常用于微型機(jī)系統(tǒng)．其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如上圖 23 所示。例如， CMOS RAM、 EROM、位置控制器， USART 等為 2 個(gè)等待周期， PC 的 EROM 為三個(gè)等待周期 圖 22 8284A 芯片 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 8288 芯片用于 8086 的最大工作模式，目的是擴(kuò)大 8086 控制總線的 功能。 8284 是專門為 8086 設(shè)計(jì)的時(shí)鐘發(fā)生器 /驅(qū)動(dòng)器。當(dāng)該信號(hào)端接 + 5V 時(shí)，為單 CPU 應(yīng)用，工作于最小模式；當(dāng) MN/MAX接地時(shí)，可以和其他處理機(jī)共享總線，工作于最大模式（ BF6 即為此種模 式）。 DEN:數(shù)據(jù)信號(hào)的有效（輸出）。 RD:讀控制（輸出）。 BHE：數(shù)據(jù)總線的高位字節(jié)使能（輸出）。當(dāng)其為低電平時(shí)， CPU自動(dòng)插入等待周期 TW。8086 的內(nèi)部邏輯分為兩大部分，指令的執(zhí)行單元與總線的接口單元（ BIU）。磁泡存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)緊湊、功耗小，它的存儲(chǔ)容量相當(dāng)于半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的 16~64 倍。 磁泡存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)系統(tǒng)參量和零件加工程序，它的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)是以柱形磁疇（磁泡）的形式存儲(chǔ)在磁性物質(zhì)的薄膜上。在 BF6 系統(tǒng)中，磁泡存儲(chǔ)器和串行輸入 /輸出接口是由 DMA 控制器控制的。 CPU 在系統(tǒng)總線上傳輸一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字所需的周期稱為總線周期， CPU執(zhí)行一條指令要求一個(gè)以上總線周期。最小組成方式與 8085A 相同，而最大組成方式中，系統(tǒng)增加了總線控制器 8288. 可編程中斷控制器 8259，用于管理各種外圍芯片所產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求，其操作方式由 8086 的軟件命令進(jìn)行設(shè)置。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 BF6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) BF6 的結(jié)構(gòu)包括眾多芯片，其中 CPU 是 8086 芯片 ,主時(shí)鐘頻率為 5MHz。 操作性好，使用安全。 BF6 系統(tǒng)的特點(diǎn)及功能 BF6 系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱 6 系統(tǒng)）是具備一般功能和部分高級(jí)功能的中級(jí)型 CNC 系統(tǒng)。 機(jī)械部分：設(shè)計(jì)要求完成 XY 向工作臺(tái)和 JCS018 型立式數(shù)控加工中心外型的設(shè)計(jì)，了解 XY 向工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)聯(lián)軸器的計(jì)算，滾珠絲杠的選擇，關(guān)鍵的軸承選擇等一些部分。外貿(mào)經(jīng)營(yíng)部門和生產(chǎn)單位必須按照商檢法及頒發(fā)的有關(guān)規(guī)定嚴(yán)格掌握。在存放及滯港期間加工中心應(yīng)庫(kù)內(nèi)保管，暫時(shí)露天存放時(shí)應(yīng)墊高并加苫蓋防止雨淋、水浸。 加工中心多采用木箱包裝，各木箱生產(chǎn)廠家在制造木箱時(shí)，依據(jù) GB728498《框架木箱》， GB/T1338492《機(jī)電產(chǎn)品包裝通用技術(shù)條件》及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。 xxxx 大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 (2)機(jī)床定 位、重復(fù)定位精度：即工作臺(tái)或主軸運(yùn)動(dòng)位置，回轉(zhuǎn)角度的設(shè)定值與實(shí)際值 (實(shí)測(cè)值 )之差或多次測(cè)量差值的均值，它是反映機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的控制、差補(bǔ)精度和機(jī)床自身設(shè)定的綜合指標(biāo)。 加工中心按其精度等級(jí)可分為普通級(jí)和精密級(jí)。 加工中心加工標(biāo)準(zhǔn) 加工中心采