【正文】 算步驟如上所述，經(jīng)計(jì)算滿足要求，此處計(jì)算略。㎝ 。從表中查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí)，==。㎝上述三項(xiàng)合計(jì)：起 =++ =+94+153= N ===500 。㎝考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題 /=10/=基本滿足匹配的要求。㎝=10參考同類型機(jī)床，初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)150BF，起轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動慣量=10㎏、齒輪、的傳動慣量（㎏有關(guān)參數(shù)如下:表21齒數(shù)324024402025分度圓648048804050齒頂圓688452844454齒根圓597543753545齒寬（6~10）202020202020中心距72644525 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型選用步進(jìn)電機(jī)時(shí)，必須首先根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)草圖計(jì)算機(jī)械傳動裝置及負(fù)載折算到電機(jī)軸上的等效轉(zhuǎn)動慣量，分別計(jì)算各種工況下所需的等效力矩，在根據(jù)步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)矩和起動、運(yùn)行矩頻特性選擇合適的步進(jìn)電機(jī)。三、 縱向及橫向滾珠絲杠副幾何參數(shù)。 圖22計(jì)算如下：（1）絲杠的拉伸或壓縮變形量（㎜）查圖46，根據(jù)=2023 N,=20㎜,查出=10,可算出==10450=10㎜(2) 滾珠與螺紋滾道間接觸變形量查圖47 =因進(jìn)行了預(yù)緊 ===(3) 支承滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形采用8120推力球軸承,考慮到進(jìn)行了預(yù)緊,故綜合以上幾項(xiàng)變形之和:顯然此變形量已大于定位精度的要求,應(yīng)該采取響應(yīng)的措施修改設(shè)計(jì),因橫向溜板空間的限制,不宜再加大滾珠絲杠的直徑,估采用貼塑導(dǎo)軌見效摩擦力,: 從圖46查出當(dāng)時(shí),和不變,則,定位精度為,估此變形量仍不能滿足,如果將滾珠絲杠再經(jīng)過預(yù)拉伸,剛度還可提高四倍,則變形量可控制在要求的范圍之內(nèi).計(jì)算臨界負(fù)載 =式中 材料彈性模量,鋼: =10 N/㎝。先畫出縱向進(jìn)給滾珠絲杠支承方式草圖如圖21所示。將數(shù)據(jù)分別帶入上式得： ==50r/min===45=2559=10799 N查閱附錄表3,可采用WL3506外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副,其額定動負(fù)載為16400 N,精確等級按表415選為3級(大致相當(dāng)于老標(biāo)準(zhǔn)級).　滾珠絲杠螺母副的傳動效率為：η=式中 —螺旋升角, WL3506 =3176。這個(gè)軸向負(fù)載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大動負(fù)載C，可以用下式計(jì)算： = = 式中 滾珠絲杠導(dǎo)程,初選=6㎜。因而其數(shù)值大小和導(dǎo)軌的型式有關(guān)。滾珠絲杠副的預(yù)緊方法有：雙螺母墊片式預(yù)緊、雙螺母螺紋式預(yù)緊、雙螺母齒差式預(yù)緊、單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊以及過盈滾珠預(yù)緊等。在通孔口設(shè)有擋珠器，引導(dǎo)滾珠進(jìn)入通孔。滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類，外循環(huán)又分為螺旋槽式和插管式。根據(jù)機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量，縱向：，橫向：。伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負(fù)載、確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量，運(yùn)動部件慣量計(jì)算，空載起動及切削力計(jì)算，確定伺服電機(jī)，傳動及導(dǎo)向元件的設(shè)計(jì)、計(jì)算及選用，繪制機(jī)械部分裝配圖及零件工作圖。為盡量消除傳動間隙，可設(shè)法調(diào)整傳動齒輪的中心距以消除齒側(cè)間隙。系統(tǒng)總體方案見圖11根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，采用連續(xù)控制系統(tǒng)和步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。三、機(jī)械傳動方式為實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)齒輪減速再傳動絲杠，為保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副以及滾動導(dǎo)軌。二、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)根據(jù)機(jī)床要求，采用8位微機(jī)。一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求提出數(shù)個(gè)總體方案，進(jìn)行綜合分析、比較和論證，最后確定一個(gè)可行的總體方案。同時(shí)，它還可以作為全功能數(shù)控機(jī)床應(yīng)用的準(zhǔn)備階段，為今后使用全功能數(shù)控機(jī)床，培養(yǎng)人才，積累維護(hù)、使用經(jīng)驗(yàn)，而且也是實(shí)現(xiàn)我國傳統(tǒng)的機(jī)械制造技術(shù)朝機(jī)電一體化的方向過渡的主要內(nèi)容之一。在機(jī)床改造中引入微機(jī)的應(yīng)用，不但技術(shù)上具有先進(jìn)性，同時(shí)，在應(yīng)用上比其它傳統(tǒng)的自動化改裝方案，有較大的通用性與可調(diào)性。而這些機(jī)床又大多是多年累積生產(chǎn)的通用機(jī)床，不論資金和我國機(jī)床制造廠的能力都是辦不到的。在驅(qū)動系統(tǒng)方面，交流驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)展迅速。四、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢從數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自動化是數(shù)控機(jī)床的重要發(fā)展趨勢。上海機(jī)床研究所引進(jìn)美國GE公司的MTC1數(shù)控系統(tǒng)等。與此同時(shí)，還開展了數(shù)控加工平面零件自動編程的研究。近年來，微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益成熟，它的成果正在不斷滲透到機(jī)械制造的各個(gè)領(lǐng)域中，先后出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)直接數(shù)控系統(tǒng)，柔性制造系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)。它采用微型處理器及大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路，具有很強(qiáng)的程序存儲能力和控制功能。第三代數(shù)控：從1965年開始采用小、中規(guī)模集成電路的NC系統(tǒng)。數(shù)控技術(shù)不僅在機(jī)床上得到實(shí)際應(yīng)用，而且逐步推廣到焊接機(jī)、火焰切割機(jī)等，使數(shù)控技術(shù)不斷的擴(kuò)展應(yīng)用范圍。這是一臺采用脈沖乘法器原理的直線插補(bǔ)三坐標(biāo)連續(xù)控制銑床。一、數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生數(shù)控機(jī)床最早是從美國開始研制的。 numerical control machine tool, KeywordThis paper presents the process of designing numerical control reform，and explicitly introduces the design of mechanical and numerical control system reforms。對普通機(jī)床數(shù)控化改造不失為一種較好的良策。利用現(xiàn)有的普通車床，對其進(jìn)行數(shù)控化改造是一條低成本，高效益的途徑。目 錄摘要 …………………………………………………………………………………………ⅰAbstract ……………………………………………………………………………………ⅱ緒論 …………………………………………………………………………………………1第一章 CA6140車床微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的擬訂…………………………………311 總體方案確定 ……………………………………………………………………312 設(shè)計(jì)X—Y數(shù)控工作臺及其控制系統(tǒng) …………………………………………4第二章 CA6140車床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………………………………521 脈沖當(dāng)量的選擇 …………………………………………………………………522 切削力的計(jì)算 ……………………………………………………………………523 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 …………………………………………………624 齒輪傳動比的計(jì)算………………………………………………………………1425 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算與選型…………………………………………………………1526 設(shè)計(jì)繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械裝配圖……………………………………………19第三章 CA6140 車床微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)……………………………………2031 單片機(jī)微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)內(nèi)容……………………………………………2032 MCS51 系列單片機(jī)簡介………………………………………………………2133 存儲器擴(kuò)展電路的設(shè)計(jì)…………………………………………………………2834 I/O 接口電路及輔助電路設(shè)計(jì)…………………………………………………3735 典型零件加工程序設(shè)計(jì)…………………………………………………………46總結(jié)…………………………………………………………………………………………49參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………50致謝…………………………………………………………………………………………51外文資料及中文翻譯………………………………………………………………………52 [摘要]針對現(xiàn)有常規(guī)CA6140普遍車床的缺點(diǎn)提出數(shù)控改裝方案和單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，提高加工精度和擴(kuò)大機(jī)床使用范圍，并提高生產(chǎn)率。 結(jié)合我國實(shí)際國情，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床是我國從普通車床向數(shù)控車床發(fā)展的及其重要的臺階。其主要原因?yàn)閿?shù)控車床價(jià)格較貴，一次性投資較大使企業(yè)心有余而力不足。 To remedy the defects of ordinary lather CA6140, a design of data processing system and its single chip microputer system program is put forward to raise the processing precision and extend the machine’s usage, and to improve production rate。Thus achieve the vertical movement and the crosswise movement。s actual conditions and economic CNC lathe is from the ordinary to the lathe and NC lathe important development of existing ordinary lathe, NC transformation is its low cost and highly efficient lathe as a typical electromechanical integration products, machinery manufacturing plays an enormous role,good solution to the structural plexity of modern machinery, precision, small batches, changeable parts processing,able to stabilize the quality of the processing products, a significant increase in production the big machine, CNC machine tools was less than % , in Europe and the United States and other developed countries to achieve the 36% share of the CNC machine moreI can see from the figures over Europe and the United States and other developed countries there is still a considerable main reason for the higher prices of CNC lathe, a onetime investment to fill larger transformation of the ordinary would be a better in the metal processing industry accounts for the largest proportion of all processing equipment, for example, the most mon from the machining cost is the present status of domestic CA6140 made to the general economic NC lathe ideas and design methods.Essential character numerical control machine tool,它綜合應(yīng)用了電子計(jì)算機(jī)、自動控制、伺服驅(qū)動、精密測量和新型機(jī)械結(jié)構(gòu)等多方面的技術(shù)成果，是今后機(jī)床控制的發(fā)展方向。并于1952年試制成功世界上第一臺數(shù)控機(jī)床實(shí)驗(yàn)性樣機(jī)。到了60年代，由于晶體管的應(yīng)用，數(shù)控系統(tǒng)提高了可靠性且價(jià)格開始下降，一些民用工業(yè)開始發(fā)展數(shù)控機(jī)床，其中多數(shù)是鉆床、沖床等點(diǎn)位控制的機(jī)床。第二代數(shù)控：從1959年開始采用晶體管電路的NC系統(tǒng)。目前，第五代微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)基本上取代了以往的普通數(shù)控系統(tǒng)，形成了現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)。隨著集成電路規(guī)模的日益擴(kuò)大，光纜通信技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控裝置中，使其體積日益縮小，價(jià)格逐年下降，可靠性顯著提高，功能也更加完善。從1965年開始，研制晶體管數(shù)