【正文】 L為絲桿最大工作長度,取L=375mm 為絲桿支承方式系數(shù),參考圖213和表27,取=則有:穩(wěn)定安全系數(shù)：1548所選絲桿穩(wěn)定安全系數(shù)，查表得：則有 ，故穩(wěn)定性不存在問題。2．垂直進給系統(tǒng)的設(shè)計計算工作臺重量： W==8892N(根據(jù)圖紙粗略計算)時間常數(shù)： T=25 ms滾珠絲杠基本導(dǎo)程： Lo=12mm行程： S=400mm步距角： /step快速進給速度： mm/min（1）切削力計算 由《機床設(shè)計手冊》可知，切削功率式中： N電機功率，查機床說明書，N= KW；主傳動系統(tǒng)總效率，～=；K進給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為K=。 E為材料彈性模量，對鋼A為滾珠絲杠截面積 =則有： cm滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量有預(yù)緊：式中：為滾珠直徑，查表得=Z圈數(shù)列數(shù)2513=75為預(yù)緊力則有:則絲桿的總變形量12um查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15um/m 故剛度足夠。２、 總線，包括數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線；３、 存儲器，包括RAM和ROM；４、 接口，即I/O輸入輸出接口電路；５、 外部設(shè)備，如鍵盤，顯示器及光電輸入等。根據(jù)控制系的要求，這里，我們擴展2片2764程序存儲器。譯碼電路可使用現(xiàn)有的譯碼芯片，這里我們選用38譯碼器（74LS138）這種芯片，輸入端占用3根最高位地址線，剩余的13根低位地址線可作為片內(nèi)地址線，74LS138譯碼器的8根輸出線分別對應(yīng)8個8K字節(jié)的地址空間。系統(tǒng)采用全地址譯碼，兩片2764芯片的片選信號分別接74LS373譯碼器的和，系統(tǒng)復(fù)位后程序從0000H開始執(zhí)行。常用的數(shù)據(jù)存儲器有6116(2Kx8)，6264(8Kx8)等，這里我們選用6264(8Kx8)，擴展２片6264，8031與6264的連接方式與6031和2764的連接大致相同，不同的是，RAM讀輸信號與8031芯片的引腳連接，RAM寫輸信號與8031的相連。I/O，但可供用戶使用的只有 口和部分口，不能滿足輸入輸出口的需要，因此系統(tǒng)必須擴展輸入輸出接口電路。對應(yīng)輸入A、B、C的000到111的８種組合，其中對應(yīng)位000，對應(yīng)位111。I/O接口芯片與外部設(shè)備的連接是這樣安排的，8155芯片的作為顯示器段選信號輸出，是顯示器的為選信號輸出，是鍵盤掃描輸入。為實現(xiàn)插補時不同的進給速度，可給8155芯片定時／記數(shù)器中設(shè)置不同的時鐘常數(shù)。為使步進電機正常運行并輸出一定的功率，需要有足夠的功率提供給步進電機，因此需要有功率放大環(huán)節(jié)。２、復(fù)位電路　　　單片機的復(fù)位電路都是靠外部電路實現(xiàn)，在時鐘電路工作后，只要在ＲＥＳＥＴ引腳上出現(xiàn)10ms 以上高電平，單片機便實現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，以后單片機便從0000Ｈ單元開始執(zhí)行程序３、越界報警電路　　為防止工作臺真越界，可分別在極限位置安裝限位開關(guān)，此控制系統(tǒng)中有越界報警和急停處理電路，方向的越界和急停信號經(jīng)或門8031的中斷源同時又接到8031的口，采用硬件申請中斷和軟件查詢的方法，這樣無論哪個方向越界都會引起中斷，在中斷服務(wù)中通過軟件查詢的辦法，便可確定是哪個方向越界，當(dāng)?shù)确较蛟浇?，則相應(yīng)的紅燈亮報警．參考文獻[1]、李福生主編《數(shù)控機床技術(shù)手冊》，北京出版社 [2]、曹金榜易錫麟《機床主軸變速箱設(shè)計指導(dǎo)》，機械工業(yè)出版社 [3]、王愛玲、白恩遠、趙學(xué)良、趙建國主編《現(xiàn)代數(shù)控機床》[4]、機械設(shè)計手冊編輯組編《機床設(shè)計手冊》 機械工業(yè)出版社 [5]、聯(lián)合編寫組編《機械設(shè)計手冊》 化學(xué)工業(yè)出版社 [6]、黃鶴汀主編《金屬切削機床設(shè)計》，機械工業(yè)出版社 [7]、濮良貴、陳庾梅主編《機械設(shè)計教程》，西北工業(yè)大學(xué)出版社 [8]、顧維邦主編《金屬切削機床概論》, 機械工業(yè)出版社 [9]、張建鋼、胡大澤主編《數(shù)控機床技術(shù)》，華中科技大學(xué)出版社 致 謝畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)的最后一門課程，我深感榮幸能夠遇到張烈霞老師如此負責(zé)認真的老師來指導(dǎo)我完成這最后一課，為我的大學(xué)生活劃上一個完滿的句號。拓寬了我的知識面，也為我日后的工作學(xué)習(xí)提供了一個新的平臺新的起點。本人能力有限，在設(shè)計過程中難免會出現(xiàn)一些疏漏、錯誤，敬請各位老師批評指正我我一定虛心接受老師對我的悉心教導(dǎo)！ 此致敬禮 附 錄[英文復(fù)印件]The number controls the technical development trendThe function development direction customer interface sketch turns the customer interface is the dialogue that the number controls the of system and user to of request dissimilarity of different customer to interface, as a result the workload of the development customer interface is biggest, the customer interface bees the calculator software to research to manufacture medium one of the most difficult 01234132, conjecture actuality, science calculation can see to turn and multimedia etc. the technique also puts forward the higher request to the customer customer interface biggest place then the usage of the not professional customer, the people can carry on the operation through the window way fixed menu in restaurant list, the easy to blue print plait distance and fast plait distance, the three spaces colorful stereoscopic dynamic state sketches manifestation, sketch imitate, the sketch dynamic state follows and imitates true, the dissimilarity sees direction a manifestation paris。大學(xué)生活四年，我也非常感謝我的母校，她給我提供了良好的學(xué)習(xí)生活環(huán)境，從內(nèi)心深處深深的感激那些曾經(jīng)教導(dǎo)我的老師，讓我能順利的完成這四年的大學(xué)生活，還有我的同學(xué)和朋友們，感謝他們對我的幫助、支持與鼓勵，是你們陪伴我度過了大學(xué)這美好的時光，這將是我一生都無法忘卻的經(jīng)歷。從張烈霞那里我們學(xué)會如何設(shè)計，更學(xué)會了一絲不茍的學(xué)習(xí)精神，他的那種工作態(tài)度使我終身受益。２、光電隔離電路　　在步進待年紀驅(qū)動電路中，一般在接口電路與功率放大器之間家上光電隔離電路，實現(xiàn)電氣隔離，通常使用光電偶合器作為光電隔離電路?！　◎?qū)動步進電機的脈沖需要按所需的順序供給電機個相?！　?255芯片接X向、Y向和Z向步進電機硬件環(huán)形分配器，為輸出，為三個方向的點動及回零輸入，為面板上的選擇開關(guān)鍵輸入，設(shè)有編輯、單步運行、自動、手動Ⅰ、手動Ⅱ等方式。只有當(dāng)使能端均處于有效電平時，輸出才能產(chǎn)生，否則輸出處于高電平無效狀態(tài)。I/,8255芯片的片選信號接74LS138的。I/O接口電路及輔助電路設(shè)計. （3）、控制線的連接 　8031芯片的（外部程序存儲器的讀選通信號）與2764芯片的端相連，8031芯片的ALE（地址鎖存允許信號）接地址鎖存器74LS373的G引腳?？趥魉透?位地址，口傳送低8位地址和數(shù)據(jù)，因此采用74LS373鎖存器，鎖存低8位地址，以實現(xiàn)口地址和數(shù)據(jù)的分時傳送ALE作為74LS373的選用信號，當(dāng)ALE為高電平時，鎖存器的輸入和輸出透明，此時不需鎖存。2． 譯碼電路設(shè)計　　　由于這里擴展的容量較大，擴展多個外圍芯片。綜合考慮以上因素，這里我們選用8031芯片作為CPU由于8031芯片內(nèi)部無程序存儲器，需要擴展外部程序存儲器支持，同時8031內(nèi)部只有128B的數(shù)據(jù)存儲器供用戶使用，也不能滿足控制系統(tǒng)的要求，故需要擴展程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。（3）齒輪及轉(zhuǎn)矩的有關(guān)計算1）有關(guān)齒輪計算傳動比故取 Z1=22 Z2=55 m=2 mmB=20 mm 則有 2)轉(zhuǎn)動慣量計算：工作臺質(zhì)量折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量絲杠的轉(zhuǎn)動慣量齒輪的轉(zhuǎn)動慣量電動機轉(zhuǎn)動慣量很少，可以忽略因此，總的轉(zhuǎn)動慣量 =所需轉(zhuǎn)動力矩計算快速空載啟動時所需力矩 式中 空載啟動時折算到電機軸上的加速度力矩； 折算到電機軸上的摩擦力矩； 由于絲杠預(yù)金所引起，折算到電機軸上的附加摩擦力矩；式中：為傳動系統(tǒng)各部件慣量折算到電機軸上的總等效轉(zhuǎn)動慣量（ 為電機最大角加速度（） 為運動部件最大快進速度對應(yīng)的電機最大轉(zhuǎn)速（） t為運動部件從靜止啟動加速到最大快進進給速度所需時間（s）,取t=則有： 空載摩擦力矩：式中： G運動部件總重力（N） 為導(dǎo)軌摩擦系數(shù)， i齒輪傳動降速比，i= 傳動系統(tǒng)總效率，取= 基本導(dǎo)程，取=1cm則有：附加摩擦力矩：式中： 為滾珠絲桿預(yù)加載荷，取的1/3 為滾珠絲桿預(yù)緊是的傳動效率，取=則有：==++=(4) 步進電機的選擇步進電機的名義啟動轉(zhuǎn)矩為滿足最小步距要求，電機選用三相六拍工作方式，查表知所以，步進電機最大靜轉(zhuǎn)矩：步進電機最高工作頻率：綜合考慮，查表選用 110BF003 型直流步進電機，能滿足使用要求。查表25得，選取滾珠絲杠直徑為50mm，型號為ND5012，其額定載荷為50700N，所以強度足夠。 垂直方向進給系統(tǒng)的設(shè)計與計算1．垂直進給系統(tǒng)的設(shè)計采用半閉環(huán)機床進給系統(tǒng)，步進電機經(jīng)一級減速齒輪傳動副，滾珠絲桿拖動工作臺。3） 效率計算：根據(jù)《機械原理》的公式，絲杠螺母副的傳動效率為：式中：為絲桿螺旋升角，查得：為摩擦角，滾珠絲桿副的滾動摩擦系數(shù)f=～,其摩擦角約等于 則有： 3）剛度驗算：滾珠絲杠受工作負載F引起的導(dǎo)程的變化量絲桿的拉壓變形量 式中：mm=。傳感器與電機軸相聯(lián)，用來檢測電機轉(zhuǎn)角和轉(zhuǎn)速，并把它們轉(zhuǎn)換為電信號反饋給數(shù)控裝置，傳感器采用脈沖編碼器。 E為材料彈性模量，對鋼A為滾珠絲杠截面積 =? ? ? ? ??? ?? ? ? ?則有： cm滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量有預(yù)緊：? ? ? ? ??? ?? ? ? ?式中：為滾珠直徑，查表得=Z圈數(shù)列數(shù)2513=75為預(yù)緊力? ? ? ? ??? ?? ? ? ?則有:則絲桿的總變形量11cm查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（1m長）為15um/m 故剛度足夠。2．縱向進給系統(tǒng)的設(shè)計計算工作臺重量： W==4992N(根據(jù)圖紙粗略計算)時間常數(shù)： T=25 ms滾珠絲杠基本導(dǎo)程： Lo=6mm行程： S=900mm步距角： /step快速進給速度： 500mm/min（1）切削力計算 由《機床設(shè)計手冊》可知，切削功率????????????????? ? ? ? ??? ?? ? ? ? 式中： N電機功率，查機床說明書，N= KW；主傳動系統(tǒng)總效率，～=；K進給系統(tǒng)功率系數(shù)，取為K=。2 進給系統(tǒng)