【正文】 Z =i 1Z =18,節(jié)圓直徑 2d =。 kW= 。 m，對應的輸出功率為 OUTP = n179。 （ 3）確定帶的設計功率 dP 預選的步進電動機在轉速為 1200 r/min 時，對應的步進脈沖頻率為： maxf = 1200179。 （ 1）傳動比 i 的確定 已知電動機的步距角α = ，脈沖當量 z? = mm/脈沖，滾珠絲杠導程 hP = 6 mm。 m之間選擇。 同步帶減速箱的設計（縱向） 為了滿足脈沖當量的設計要求和增大轉矩，同時也為了使傳動系統(tǒng)的負載慣量盡可能地減小，傳動鏈中常采用減速傳動。 由表 327 知， 4 級精度滾珠絲杠任意 300 mm 軸向行程內行程的變動量允許 16μ m，而對于跨度為 1497 mm 的滾珠絲杠，總的變形量 總? 只有 m，可見絲杠剛度足夠。滾珠絲杠預緊時，取軸向預緊力 YJF = mF /3≈ 。絲杠加上兩端接桿后，左、右支承的中心距離約為 a=1497 mm；鋼的彈性模量 E＝ ? Mpa；查表 333，得滾珠直徑 wD =，算得 :絲杠底徑 2d =公稱直徑 0d －滾珠直徑WD =，則絲杠截 2dS ?? /4 =（ 2mm ） 同時算得絲杠在工作載荷 Fm 作用下產生的拉壓變形量δ 1 = Fm a/(ES)≈。 7 （ 4）傳動效率 的計算 將公稱直徑 0d =40 mm，基本導程 6?hP mm，代入λ = arctan[ hP / ( π0d ) ]，得絲杠螺旋升角λ = 442? ′。 查 參考文獻 1表，取載荷系數 wf =，再取硬度系數 Hf =1，代入式（ 3—23），求得最大動載荷 NfffLF mHwaQ 50743 ?? 。如圖 320 所示，根據 zF = cF ， yF = pF ， xF = fF 的對應關系，可得 ： zF =1023 N， yF =358 N， xF =。 查 參考文獻 1查表 33，得：主偏角 rk 的修正系 krFCk ＝ ；前角和刀尖圓弧半徑的修正系數值均為 。以下是縱向車削力的詳細計算過程 設工件材料為 灰鑄鐵 ， b? ＝ 650 Mpa；選用刀具材料為 硬質合金 YT15；刀具幾何參數為：主偏角 rk ＝ 60176。 4. 進給傳動部件的計算 和選型 縱、橫向進給傳動部件的計算和選型主要包括：確定脈沖當量、計算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、設計減速箱、選擇步進電動機等。 （ 4）拆除四方刀架與上溜板總成，在橫溜板上方安裝四工位立式電動刀架 （ 5）拆除橫溜板下的滑動絲桿螺母副，將滑動絲桿靠刻度盤一段（長 216 mm，見書后圖 62）鋸斷保留，拆掉刻度盤上的手柄，保留刻度盤附近的兩個推力軸承，換上滾珠絲杠副。需要注意的是，編碼器的軸頭與安裝軸之間必須采用無間隙柔性聯(lián)接，且車床主軸的最高轉速不允許超過編碼器的最高許用轉速。電源電壓 +5V，每轉輸出 1200 個 A/B 脈沖與 1 個 Z 脈沖，信號為電壓輸出，軸頭直徑 15 mm，生產廠家為長春光機數顯技術有限公司?？紤]到編碼器的輸出有相位差為 90186。卡盤的夾緊與松開由數控系統(tǒng)發(fā)信控制。主軸的正 轉、反轉和停止可由數控系統(tǒng)來控制。 （ 5）為了達到技術指標中的速度和精度要求，縱、橫向的進給傳動應選用摩擦力小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副；為了消除傳動間隙提高傳動剛度，滾珠絲杠的螺母應有預緊機構等。因此，進給伺服系統(tǒng)常采用步進電 動機的開環(huán)控制系統(tǒng)。 3 2. 總體方案的確定 總體方案應考慮車床數控系統(tǒng)的運動方式、進給伺服系統(tǒng)的類型、數控系統(tǒng)CPU的選擇，以及進給傳動方式和執(zhí)行機構的選擇等。 1. 設計任務 題目： C6140 普通車床數控化改造設計 任務：將一臺 C6140 普通車床改造成經濟型數控車床。刀架的縱向進給和橫向進給不能聯(lián)動， 2 切削次序需要人工控制。 C6140 普通車床的結構布局如圖所示。 1984 年，我國開始生產經濟型數控系統(tǒng)，并用于改造舊機床。隨著數控機床越來越多的普及應用，數控機床的技術經濟效益為大家所理解。而制造業(yè)中機床是其基礎裝備。 《機電一體化系統(tǒng)設計》 課程設計說明書 題 目 自動回轉刀架設計 院 （系） 培黎工程技術學院 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化（職教師資） 目 錄 摘 要 .......................................................... 2 設計題目 .......................................................... 3 1. 設計任務 ....................................................... 4 2. 總體方案的確定 ................................................. 5 3. 機械系統(tǒng)的改造設計方案 .......................................... 5 4. 進給傳動部件的計算和選型 ........................................ 8 脈沖當量的確定 ................................................ 8 切削力的計算 .................................................. 8 滾珠絲杠螺母副的計算和選型（縱向） ............................. 9 同步帶減速箱的設計（縱向） .................................... 10 5 步進電動機的計算與選型（縱向） ............................... 13 同步帶傳遞功率的校核 .......................................... 17 5. 繪制進給傳動機構的裝配圖 ....................................... 17 6. 控制系統(tǒng)硬件電路的設計 ......................................... 18 7. 步進 電動機 驅動電源 的選擇 ....................................... 19 8. 控制系統(tǒng)的部分軟件設計 ......................................... 20 存儲器與 I/O芯片地址分配 ...................................... 20 控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序 ........................................ 20 8255 芯片初始化子程序 ......................................... 21 8279 芯片初始化子程序 ......................................... 21 8279 控制 LED顯示子程序 ....................................... 22 8279 管理鍵盤子程序 ........................................... 24 D/A電路輸出模擬電壓程序 ...................................... 25 步進電動機的運動控制程序 ...................................... 25 電動刀架的轉位控制程序 ........................................ 25 主軸、卡盤與冷卻泵的控制程序 ................................. 25 機電一體化課設的 感受與收獲 ....................................... 27 結論 ............................................................. 28 1 謝辭 ............................................................ 29 參考文獻 ........................................................ 30 摘 要 整個人類社會的文明史，就是制造技術不斷演變和發(fā)展的歷史。制造技術是制造業(yè)的技術支柱，是一個國家科技水平、綜合國力的重要體現，制造技術的發(fā)展是一個國家經濟增長的根本動力。舊機床的數控化改造，顧名思義就是在普通機床上增加微機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現預定的加工工藝目標。我國經濟資源有限，國家大，機床需要量大，因此不可能拿出相當大的資金 去購買新型的數控機床，而我國的舊機床很多，用經濟型數控系統(tǒng)改造普通機床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機床的自動化程度，比較符合我國的國情。 1 （機電一體化系統(tǒng)設計課程設計指導書） 設計題目： —— 臥式車床數控化改造設計 普通車床（如 C616/C613 C618/C613 C620/C61 C630 等）是金屬切削加工最常用的一類機床。進給參數依靠手工調整，改變參數時需要停車。由于加工過程中的切削參數、切削次序和刀具都可按程序自動進行調 節(jié)和更換，再加上縱、橫向的聯(lián)動進給功能，所以，改造后的車床就可以加工出各種形狀復雜的回轉零件，并能實現多工序集中車削，從而提高生產效率和加工精度。 mm ； （ 7）可以車削柱面、平面、錐面與球面等； （ 8）安裝螺紋編碼器，可以車削公 /英制的直螺紋與錐螺紋，最大導程為 24 （ 9）安裝四工位立式電動刀架，系統(tǒng)控制自動選刀； （ 10)自動控制主軸的正轉、反轉與停止，并可輸出主軸有級變速與無級變速信號； （ 11)自動控制冷卻泵的啟 /停； （ 12)安 裝電動卡盤，系統(tǒng)控制工件的夾緊與松開； （ 13)縱、橫向安裝限位開關； （ 14)數控系統(tǒng)可與 PC 機串行通信； （ 15)顯示界面采用 LED 數碼管，編程采用 ISO 數控代碼。 （ 2）普通車床經數控化改造后屬于經濟型數控機床，在 保證一定加工精度的前提下，應簡化結構，降低成本。 （ 4）根據系統(tǒng)的功能要求，需要擴展程序存儲器、數 據存儲器、鍵盤與顯示電路、 I/O 接口電路、 D/A 轉換電路、串行接口電路等；還要選擇步進電動機的驅動電源以及主軸電動機的交流變頻器等。 3. 機械系統(tǒng)的改造設計方案 主傳動系統(tǒng)的改造方案 對普通車床進行數控化改造時，一般可保留原有的主傳動機構和變速操縱機構，這樣可減少機械改造的工作量。 安裝電動卡盤 為了提高加工效率，工件的夾緊與松開采用電動卡盤，選用呼和浩特機床附件總廠生產的 KD11250 型電動三爪自定心卡盤。數控車床加工螺紋時，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車床主軸位置信號的反饋元件，它與車床主軸同步轉動 本例中，改造后的車床能夠加工的最大螺紋導程是 24 mm， Z 向的進給脈沖當