課程設(shè)計(jì)----xy數(shù)控工作臺(tái)1設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 擇 ............................................................................................................. 19 系統(tǒng)相關(guān)控制程序流程設(shè)計(jì) ..................................................................................... 22 第 五 章 總結(jié) ......................................................................................................................... 23 第 六 章 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 24 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 7 頁(yè) 共 26 頁(yè) 2021 年 1 月 15 日 XY 數(shù)控工作臺(tái) 1 設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)是在數(shù)控機(jī)床工作 原理之上設(shè)計(jì)一臺(tái)簡(jiǎn)單的、經(jīng)濟(jì)型的 XY 數(shù)控工作臺(tái)。另外，選用 MCS51 系列的 8031 單片機(jī)和相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路對(duì) X 和 Y 兩個(gè)方向的步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制。數(shù)控技術(shù)是用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù) ,而數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品 ,其技術(shù)范圍覆蓋很多領(lǐng)域。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率 ,提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次 ,縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。為了實(shí)現(xiàn)高速、高精加工 ,與這配套的功能部件如電主軸、直線電機(jī)得到了快速的發(fā)展 ,應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步擴(kuò)大。因此促進(jìn)了復(fù)合主軸貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 9 頁(yè) 共 26 頁(yè) 2021 年 1 月 15 日 頭類(lèi)型 5 軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床和復(fù)合加工機(jī)床 含 5 面加工機(jī)床 的發(fā)展。所謂開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)可以在統(tǒng)一的運(yùn)行平臺(tái)上 ,面向機(jī)床廠家和最終用戶(hù) ,通過(guò)改變、增加或剪裁結(jié)構(gòu)對(duì)象 數(shù)控功能 ,形成系列化 ,并可方便地將用戶(hù)的特殊應(yīng)用和技訣竅集成到控制系統(tǒng)中 ,快速實(shí)現(xiàn)不同品種、不同檔次的開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng) ,形成具有鮮明個(gè)性的名牌產(chǎn)品。 （二）對(duì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本估計(jì) 我國(guó)數(shù)控技術(shù)起步于 1958 年 ,近 50 年的發(fā)展歷程大致可分為三個(gè)階段：第一階段從 1958 年到 1979 年 ,即封閉式發(fā)展階段。第三階段是在國(guó)家的“八五”的后期和“九五”期間 ,即實(shí)施產(chǎn)業(yè)化的研究 ,進(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)階段。首先從社會(huì)安全看 ,因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè) ,制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平 ,貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 10 頁(yè) 共 26 頁(yè) 2021 年 1 月 15 日 而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力 ,保障社會(huì)的穩(wěn)定 。強(qiáng)調(diào)市場(chǎng)需求為導(dǎo)向 ,即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主 ,以整機(jī)如量大面廣的數(shù)控車(chē)床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機(jī)床、曲型數(shù)字化機(jī)械、重點(diǎn)行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備等 帶動(dòng)數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。當(dāng)然 ,沒(méi)有規(guī)模中國(guó)的數(shù)控裝備最終難有出頭之日。滾珠絲杠副的傳動(dòng)精度高、動(dòng)態(tài)響 應(yīng)快、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、壽命長(zhǎng)、效率高，預(yù)緊后可消除反向間隙。任務(wù)書(shū)所給的精度對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)還是 偏高，所以只需要選用開(kāi)環(huán)控制就可以了。 ⑷ 選擇合適的驅(qū)動(dòng)電源，與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)配套使用。查得立銑時(shí)的銑削力計(jì)算公式為： znadfaF pzee ?? （ 61） 今選擇銑刀直徑 mmd 15? ，齒數(shù) 3?z ，為了計(jì)算最大銑削力，在不對(duì)稱(chēng)銑削情況下，去最大銑削寬度 mmae 15? ，被吃刀量 mmap 8? ，每齒進(jìn)給量 mmf ? ，銑刀轉(zhuǎn)速 min/300rn? 。 導(dǎo)軌的計(jì)算 直接選用直線雙矩形導(dǎo)軌就符合要求，可以不用計(jì)算。 取滾珠絲杠的使用壽命 T=15000h，代入 60 10/60nTL ? ，得絲杠壽命系數(shù) 720?L (單位為： r610 )。則求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量mm00 3 2m2 ???ZFDFYJW? 。查表 334，取支撐系數(shù) ?k 。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，所以 0T 相對(duì)于 amaxT 和 fT 很小，可以忽略。已知沿著絲杠軸線方向的最大進(jìn)給載荷 NFz 1609? ，則有 mNiPFT hTt ??????? 092 ??? 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 18 頁(yè) 共 26 頁(yè) 2021 年 1 月 15 日 計(jì) 算垂直方向承受最大工作負(fù)載情況下 NF 556z ? ，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上摩擦轉(zhuǎn)矩： mNi PGFT hzt ???? ?????? )800556( )( ???? 最后求得最大工作負(fù)載狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： mN ???? 2eq 經(jīng)上述計(jì)算后，得到加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩應(yīng)為： ? ? mNTT eqeq ??? ,m a xT 21eq ⑷ 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能校核 1）最快工進(jìn)速度時(shí)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核 任 務(wù) 書(shū) 給 定 的 工 作 臺(tái) 的 最 大 工 進(jìn) 速 度 m in/400m ax f mm?? ，脈沖當(dāng)量plus/?? ，可求出電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的運(yùn)行頻率 ? ?? ? HZf ??? 。查表 35 可知 110BYG007 電動(dòng)機(jī)的空載運(yùn)行頻率可達(dá) 30000HZ，可見(jiàn)沒(méi)有超出上限。電機(jī)選用 110BYG007,查手冊(cè)知電壓 130V, 相電流 5A，電阻 歐姆，頻率 18000HZ，電感 。 脈沖分配器的選擇 脈沖分配器可用門(mén)電路及其邏輯電路構(gòu)成，功能是為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)提供符合控制指令要求的脈沖序列。其性能為 : 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 21 頁(yè) 共 26 頁(yè) 2021 年 1 月 15 日 CBOBU（ V） CEOBU（ V） BEOFU（ V） CBOI （ mA） CESU （ V） BEU （ V） FEh (倍 ) CMI （ A） CMP（ W） iT （ C） ≥ 150 ≥ 15 ≥ 4 ≤ 55 ≤ 2 ≤ 303 10 5 50 150 (2) 確定 32 RR和 從 T 性能數(shù)據(jù)知 VUVU BEBE , ?? 故 ,而負(fù)載電流 AIAI LL ,539。本工作臺(tái)有一下幾個(gè)特點(diǎn)： 1) 本 XY 數(shù)控工作臺(tái)的切削力較小，重復(fù)定位精度不高，屬于經(jīng)濟(jì)型機(jī)床設(shè)備，主要用于加工尺寸比較，精度要求不是很高的零件的加工。 3) 機(jī)械傳動(dòng)采用滾珠絲杠傳動(dòng)，滾珠絲杠等級(jí)為 C 級(jí)，精度高，傳動(dòng)平穩(wěn)，導(dǎo)軌為雙矩形 直線 導(dǎo)軌，且有相應(yīng)的調(diào)隙措施。 貴州大學(xué)本科課程設(shè)計(jì)論文 第 25 頁(yè) 共 26 頁(yè) 2021 年 1 月 15 日 第七章 參 考 文 獻(xiàn) [1] 成大先 . 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) (單行本18
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