【正文】 Z =i 1Z =18,節(jié)圓直徑 2d =。 kW= 。 m，對(duì)應(yīng)的輸出功率為 OUTP = n179。 （ 3）確定帶的設(shè)計(jì)功率 dP 預(yù)選的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為 1200 r/min 時(shí)，對(duì)應(yīng)的步進(jìn)脈沖頻率為： maxf = 1200179。 （ 1）傳動(dòng)比 i 的確定 已知電動(dòng)機(jī)的步距角α = ，脈沖當(dāng)量 z? = mm/脈沖，滾珠絲杠導(dǎo)程 hP = 6 mm。 m之間選擇。 同步帶減速箱的設(shè)計(jì)（縱向） 為了滿足脈沖當(dāng)量的設(shè)計(jì)要求和增大轉(zhuǎn)矩，同時(shí)也為了使傳動(dòng)系統(tǒng)的負(fù)載慣量盡可能地減小，傳動(dòng)鏈中常采用減速傳動(dòng)。 由表 327 知， 4 級(jí)精度滾珠絲杠任意 300 mm 軸向行程內(nèi)行程的變動(dòng)量允許 16μ m，而對(duì)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(yù)緊時(shí)，取軸向預(yù)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(shí)算得絲杠在工作載荷 Fm 作用下產(chǎn)生的拉壓變形量δ 1 = Fm a/(ES)≈。 7 （ 4）傳動(dòng)效率 的計(jì)算 將公稱直徑 0d =40 mm，基本導(dǎo)程 6?hP mm，代入λ = arctan[ hP / ( π0d ) ]，得絲杠螺旋升角λ = 442? ′。 查 參考文獻(xiàn) 1表，取載荷系數(shù) wf =，再取硬度系數(shù) Hf =1，代入式（ 3—23），求得最大動(dòng)載荷 NfffLF mHwaQ 50743 ?? 。如圖 320 所示，根據(jù) zF = cF ， yF = pF ， xF = fF 的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可得 ： zF =1023 N， yF =358 N， xF =。 查 參考文獻(xiàn) 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(shù)值均為 。以下是縱向車削力的詳細(xì)計(jì)算過程 設(shè)工件材料為 灰鑄鐵 ， b? ＝ 650 Mpa；選用刀具材料為 硬質(zhì)合金 YT15；刀具幾何參數(shù)為：主偏角 rk ＝ 60176。 4. 進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算 和選型 縱、橫向進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型主要包括：確定脈沖當(dāng)量、計(jì)算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、設(shè)計(jì)減速箱、選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)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(dòng)刀架 （ 5）拆除橫溜板下的滑動(dòng)絲桿螺母副，將滑動(dòng)絲桿靠刻度盤一段（長(zhǎng) 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(gè)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(wú)間隙柔性聯(lián)接，且車床主軸的最高轉(zhuǎn)速不允許超過編碼器的最高許用轉(zhuǎn)速。電源電壓 +5V，每轉(zhuǎn)輸出 1200 個(gè) A/B 脈沖與 1 個(gè) Z 脈沖，信號(hào)為電壓輸出，軸頭直徑 15 mm，生產(chǎn)廠家為長(zhǎng)春光機(jī)數(shù)顯技術(shù)有限公司?？紤]到編碼器的輸出有相位差為 90186?？ūP的夾緊與松開由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)信控制。主軸的正 轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止可由數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制。 （ 5）為了達(dá)到技術(shù)指標(biāo)中的速度和精度要求，縱、橫向的進(jìn)給傳動(dòng)應(yīng)選用摩擦力小、傳動(dòng)效率高的滾珠絲杠螺母副；為了消除傳動(dòng)間隙提高傳動(dòng)剛度，滾珠絲杠的螺母應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)等。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)常采用步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)的開環(huán)控制系統(tǒng)。 3 2. 總體方案的確定 總體方案應(yīng)考慮車床數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型、數(shù)控系統(tǒng)CPU的選擇，以及進(jìn)給傳動(dòng)方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇等。 1. 設(shè)計(jì)任務(wù) 題目： C6140 普通車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 任務(wù)：將一臺(tái) C6140 普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。刀架的縱向進(jìn)給和橫向進(jìn)給不能聯(lián)動(dòng)， 2 切削次序需要人工控制。 C6140 普通車床的結(jié)構(gòu)布局如圖所示。 1984 年，我國(guó)開始生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)，并用于改造舊機(jī)床。隨著數(shù)控機(jī)床越來(lái)越多的普及應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益為大家所理解。而制造業(yè)中機(jī)床是其基礎(chǔ)裝備。 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 題 目 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 院 （系） 培黎工程技術(shù)學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（職教師資） 目 錄 摘 要 .......................................................... 2 設(shè)計(jì)題目 .......................................................... 3 1. 設(shè)計(jì)任務(wù) ....................................................... 4 2. 總體方案的確定 ................................................. 5 3. 機(jī)械系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案 .......................................... 5 4. 進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型 ........................................ 8 脈沖當(dāng)量的確定 ................................................ 8 切削力的計(jì)算 .................................................. 8 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型（縱向） ............................. 9 同步帶減速箱的設(shè)計(jì)（縱向） .................................... 10 5 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型（縱向） ............................... 13 同步帶傳遞功率的校核 .......................................... 17 5. 繪制進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖 ....................................... 17 6. 控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) ......................................... 18 7. 步進(jìn) 電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電源 的選擇 ....................................... 19 8. 控制系統(tǒng)的部分軟件設(shè)計(jì) ......................................... 20 存儲(chǔ)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(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制程序 ...................................... 25 電動(dòng)刀架的轉(zhuǎn)位控制程序 ........................................ 25 主軸、卡盤與冷卻泵的控制程序 ................................. 25 機(jī)電一體化課設(shè)的 感受與收獲 ....................................... 27 結(jié)論 ............................................................. 28 1 謝辭 ............................................................ 29 參考文獻(xiàn) ........................................................ 30 摘 要 整個(gè)人類社會(huì)的文明史，就是制造技術(shù)不斷演變和發(fā)展的歷史。制造技術(shù)是制造業(yè)的技術(shù)支柱，是一個(gè)國(guó)家科技水平、綜合國(guó)力的重要體現(xiàn)，制造技術(shù)的發(fā)展是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的根本動(dòng)力。舊機(jī)床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機(jī)床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。我國(guó)經(jīng)濟(jì)資源有限，國(guó)家大，機(jī)床需要量大，因此不可能拿出相當(dāng)大的資金 去購(gòu)買新型的數(shù)控機(jī)床，而我國(guó)的舊機(jī)床很多，用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機(jī)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(jī)床的自動(dòng)化程度，比較符合我國(guó)的國(guó)情。 1 （機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書） 設(shè)計(jì)題目： —— 臥式車床數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 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(jī)床。進(jìn)給參數(shù)依靠手工調(diào)整，改變參數(shù)時(shí)需要停車。由于加工過程中的切削參數(shù)、切削次序和刀具都可按程序自動(dòng)進(jìn)行調(diào) 節(jié)和更換，再加上縱、橫向的聯(lián)動(dòng)進(jìn)給功能，所以，改造后的車床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實(shí)現(xiàn)多工序集中車削，從而提高生產(chǎn)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(dǎo)程為 24 （ 9）安裝四工位立式電動(dòng)刀架，系統(tǒng)控制自動(dòng)選刀； （ 10)自動(dòng)控制主軸的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止，并可輸出主軸有級(jí)變速與無(wú)級(jí)變速信號(hào)； （ 11)自動(dòng)控制冷卻泵的啟 /停； （ 12)安 裝電動(dòng)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(guān)； （ 14)數(shù)控系統(tǒng)可與 PC 機(jī)串行通信； （ 15)顯示界面采用 LED 數(shù)碼管，編程采用 ISO 數(shù)控代碼。 （ 2）普通車床經(jīng)數(shù)控化改造后屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在 保證一定加工精度的前提下，應(yīng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。 （ 4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，需要擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器、數(shù) 據(jù)存儲(chǔ)器、鍵盤與顯示電路、 I/O 接口電路、 D/A 轉(zhuǎn)換電路、串行接口電路等；還要選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電源以及主軸電動(dòng)機(jī)的交流變頻器等。 3. 機(jī)械系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案 主傳動(dòng)系統(tǒng)的改造方案 對(duì)普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造時(shí)，一般可保留原有的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速操縱機(jī)構(gòu)，這樣可減少機(jī)械改造的工作量。 安裝電動(dòng)卡盤 為了提高加工效率，工件的夾緊與松開采用電動(dòng)卡盤，選用呼和浩特機(jī)床附件總廠生產(chǎn)的 KD11250 型電動(dòng)三爪自定心卡盤。數(shù)控車床加工螺紋時(shí)，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車床主軸位置信號(hào)的反饋元件，它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng) 本例中，改造后的車床能夠加工的最大螺紋導(dǎo)程是 24 mm， Z 向的進(jìn)給脈沖當(dāng)