【正文】 時間終于將這篇論文寫完，在論文的寫作過程中遇到了無數(shù)的困難和障礙，都在同學(xué)和老師的幫助下度過了。本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。另外，在校圖書館查找資料的時候，圖書館的老師也給我提供了很多方面的支持與幫助。 (4) 數(shù)控拋光機還可以解決用戶過去因工件形狀復(fù)雜難以達到拋光要求這一難題。 該數(shù)控拋光機的主要技術(shù)特點是： (1)拋光機的結(jié)構(gòu)主要采用單立柱的支撐形式，可以實現(xiàn)三軸聯(lián)動， 進給系統(tǒng)采用步進電動機 —— 數(shù)字控制，滾珠絲杠，雙螺母墊片調(diào)整間隙，導(dǎo)軌副采用直線滾動導(dǎo)軌副。 本文對拋光機的機械結(jié)構(gòu)部分的 設(shè)計進行了較詳細的說明，由于控制部分的學(xué)習(xí)較少和時間有限，所以控制部分只進行了簡單的概述和程序設(shè)計。 拋光 后 不僅增加工件的美觀，而且能夠改善材料表面的耐腐蝕性、耐磨性，還可以使模具擁有其它優(yōu)點，如使塑料 制品易于脫模，減少生產(chǎn)注塑周期等。 延時程序設(shè)計 程序設(shè)計： YANS: MOV R1, 02H LOOP1: MOV R2, 2DH LOOP2: NOP NOP DJNZ R2, LOOP2 DJNZ R1, LOO 數(shù)控拋光機的設(shè) 計 19 結(jié)論 該數(shù)控拋光機是一種由計算機控制的精密機床， 數(shù)字式顯示和控制工藝參數(shù)。 控制信息 控制信號對應(yīng)值 (1） . 手動信號 =0,即 P1口為 FEH X 向 =0,即 P1口為 FCH 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 18 Y 向 =0,即 P1口為 FBH Z 向 =0,即 P1口為 F7H 反向 =0,即 P1 口為 EFH 執(zhí)行 =0,即 P1口為 CFH 停止 =0,即 P1 口為 7FH (2） . 8155A 控制字 10000000B,即 80H,A 口， B 口工作在方式 0 輸出， C 口沒有全部置 0。 用 8031 的 P0口作為地址數(shù)據(jù)復(fù)用口，所以需要外接一片 8位地址鎖存器 74LS373 于 P0口。以下是 EPROM 和 RAM的芯片選擇及地址空間劃分情況： 選 2764EPROM 一片 8K?8 作為程序存儲器。單片機的實時數(shù)據(jù)處理能力和控制功能可使系統(tǒng)保持在最佳工作狀態(tài)，提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 單片機在機電一體化中的應(yīng)用：機電一體化是機械工業(yè)發(fā)展的方向。 正是由于單片機具有以上的優(yōu)點，它已經(jīng)成為科技領(lǐng)域的有利工具，人類生活的得力助手。單片機的邏輯控制功能及運行速度均高于同一檔次的微機。單片機把各功能部件集成在一塊芯片上，內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，減少了各芯片之間的連線，大大提高了單片機的可靠性與抗干擾能力。 單片機是微型機的一個主要分支，它在結(jié)構(gòu)上的最大特點是把 CPU、存儲器、定時器和多種輸入 /輸出接口電路集成電路芯片上。 圖 31 開環(huán)系統(tǒng)原理圖 具體原理：編寫單片機指令，通過掃描鍵盤輸入的數(shù)字記錄需要轉(zhuǎn)動的角度，然后計算需要輸出的脈沖，用軟件的方法實現(xiàn)脈沖的輸出，然后由光電耦合電路減小外部的干擾，接著用環(huán)行分配器使各相繞組按一定的順序通電，由功率放大電路實現(xiàn)功率的放大，然后接步進電 動機，通過聯(lián)軸器把力矩傳到絲杠螺母副。 ? ? ? ?mmbmmeDDmmdemmdDDmmdDD10~~14330230??????????????????????? 步進電動機軸聯(lián)接鍵的選擇 由于是靜聯(lián)接，選用普通平鍵，圓頭，軸徑 d=16mm,鍵寬 b=5mm,鍵長 l=18mm. 故鍵的接 觸長度 mmbll 13518 ?????? ， 轂材料選用 45 鋼，需用擠壓應(yīng)力查得 靜載荷為 125Mpa， 所以鍵能傳遞的轉(zhuǎn)距為 ， 遠大于快速啟動轉(zhuǎn)距 ,故滿足使用要求 。 滾珠絲杠軸承的選擇 選取 7204AC 型角接觸球軸承，其內(nèi)徑 d=20mm,外徑 D=47mm,寬 B=14mm,欲加 載荷Fr=1000N,平均載荷 Fa=1000N，額定載荷 Ca=14KN。系統(tǒng)精度已喪失，唯一的方法是更換滾動元件。 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 14 為了提高運動精度和精度的保持性，要求有足夠的預(yù)加負數(shù)，這是矛盾的兩方面。對于滑動導(dǎo)軌面的流體潤滑，由于油膜的浮動，產(chǎn)生的運動精度的誤差是無法避免的。 接觸角的鋼珠系列設(shè)計，提供角的鋼珠列設(shè)計，提供徑向、反徑向及橫方向四方向的相同額定負荷能力，無論 X、 Y、Z 等軸的各種安裝方式都可以使用，并且可在維持低摩擦阻力情況下均勻的施以預(yù)壓，增強四個受力方向的剛性，特別適合 高 精度與 中等 負荷的運動方式。 (3) 效率計算： 絲杠螺母的傳動效率 ? 為： ? ??? ?? ?? tg tg 公式中摩擦角 01??? 螺旋開角 523 ???? 則 ? ? 01523 523 ????? ??? tg tg? (4) 穩(wěn)定性計算： 失穩(wěn)是臨界負載 ? ?22 ulEp jk ?? 式中：絲杠材料彈性模量 ? ?261021 cmNE ?? 絲杠工作長度： mml 500? 截面慣性矩，圓柱： 4164dJ ?? mmRdd e ???? 絲杠軸段系數(shù)： 2?? 則： ? ? 2462 ??????kp ? 所以 m ax ?Fpk遠大于 ? ? 4?k? 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 12 故不會失穩(wěn)。 則導(dǎo)軌工作時間的軸向力 Pm為： Pm= G)( cf ??? = 8 0 0 0 )+( 1 0 0 00 . 0 0 5+1 0 0 0 1 . 1 ?? =1145N (k 和 f? 是直線滾動導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)，分別取 和 )。 滾珠絲杠螺母的選擇原則 XYZ 工作臺中 X、 Y、 Z 方向的移動，可以采用螺旋機構(gòu)或者齒輪齒條傳動機構(gòu)，這兩種均可以把旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動 [10]。滾珠絲杠螺母副中，滾珠的循環(huán)方式分外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)二種方式 。 1)轉(zhuǎn)動慣量計算： 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 8 工作臺 質(zhì)量折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量 : ? ? GJ p ?? 21 180 ??? ? ? 8 0 1 2 8 0 2 ???? cmkg?? 273 cmN?? 絲杠的轉(zhuǎn)動慣量： lDJ 442 ??? 44 ???? ? cmN ?? 聯(lián)軸節(jié)轉(zhuǎn)動慣量： 查手冊得 23 60 cmNJ ?? 2J 、 3J 與電機同軸，故可直接相加，則總轉(zhuǎn)動慣量為： 2321 . CMNJJJJ ??????? 2)轉(zhuǎn)動力矩計算： 快速空載時所需力矩： 0m a x MMMM f ??? 最大切割負載時所需力矩： tfat MMMMM ???? 0 快速進給時所需力矩： 0MMM f ?? 式中 maxaM —— 空載啟動時折算到電機軸上的加速度力矩 fM —— 折算到電機軸上的摩擦力矩 0M —— 由于絲杠預(yù)緊所引起折算到電機軸上的附加摩擦力矩 atM —— 切割時折算到電機軸上的加速度力矩 tM —— 折算到電機軸上的切削力矩負載 JM 4na ??? 當(dāng) maxnn? 時， aMM ?max cmNmNM ?????? ?? ? 4m a x 當(dāng) ?? ， ??f 時 ??2 0GlfMf ?? cmNcmk gfM f ?????? ??? 當(dāng) ?? 時，預(yù)加載荷xFP 310 ?，則 數(shù)控拋光機的設(shè) 計 9 ? ? ? ?cmNcmk g flFMcmNcmk g flFMxtx. . 1022000???? ??????? ?????????? 所以，快速空載啟動所需力矩： cmNMMMM fa .3 3 6 7 4 90m a x ??????? 快速進給時所需力矩： cmNMMM f . ????? 拋光時所需力矩： cmNMMMM tf . ??????? 由以上計算分析可知：所需最大力矩 cmNM .3 61m a x ? (2)步進電動機的確定： cmNMM q . m a x ??? 為滿足最小步距要求，電動機選用三相六拍工作方式，查表知： ?jmqMM 所以，步進電機最大靜轉(zhuǎn)距 jmM 為 cmNMM qjm . ??? 步進電機最高工作頻率： HZVfp 100060 m a xm a x ???? ? 綜合考慮，查表選用 110BF004 型直流步進電機能滿足使用要求 (3）電機性能參數(shù)： 步距角 ?? ?? 最大靜轉(zhuǎn)距 最高空載啟動頻率 500step/ s 運行頻率 7000setp/s 相數(shù) 3相 電壓 30V 相電流 4A 外徑 110mm 長度 125mm 軸徑 16mm 重 60N 菏澤學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 10 滾珠絲杠的設(shè)計 計算 滾珠絲杠螺母的特點 滾珠絲杠螺母副能保證機床進給動作靈敏、傳動效率和傳動精度高的要求。 (4)電機的內(nèi)部阻尼較?。寒?dāng)相數(shù)較小時單步運行振蕩時間較長。所以一般反應(yīng)式步進電動機的氣隙都做得很小，約在 3050 范圍內(nèi)。反應(yīng)