【正文】 圖（ 1） 8 第三章、機(jī)床進(jìn)給系 統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算： 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(dòng)部件慣量計(jì)算，空載起動(dòng)及切削力矩機(jī)計(jì)算，確定伺服電機(jī)，繪制機(jī)械部分裝配圖及零件工作圖等。 2 切削力的計(jì)算 縱車外圓： 主切削力 FZ（ N）由 經(jīng)驗(yàn)公式（ 1）估算： 6 0 0 0 0 /ZF V V? 切 線 線（ V = 9 0 1 0 0 m / m i n ） ??????????式（ 1） 而 N = N??切 額（ = ） ?????????????????式（ 2） 取 ?? ，則 N = N 0 .8 5 .5 4 .4 KW? ? ? ?切 額 ， 取 90 / m inV mm?線 ，則進(jìn)給抗力 6 0 0 0 0 4 .4 / 9 0 2 9 3 3ZFN? ? ? X 向和 Y 向根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式（ 3）（ 4）確定 ? ????????????????式（ 3） ? ????????????????式（ 4） 則得： 1467XZF F N?? 0. 6 17 60YZF F N?? 橫切端面： 主切削力 |ZF 可取縱切的一半，即 | 1 14672ZZF F N? ? ? 此時(shí)走刀抗力 |YF（ N） ，吃刀抗力 |XF（ N） 依然按上述經(jīng)驗(yàn)公式粗略計(jì)算： 1 : 0 .5 : 0 .6?| | |Z X YF :F :F 則得： |XF =734N |YF =880N 9 167。 T使用壽命 ,按 15000h。 22′ /tan(4176。 T—使用壽命 ,按 15000h。 30′ /tan(4176。 （三）縱向和橫向滾珠給絲杠副幾何參數(shù) ： 其幾何參數(shù)見表 1 名稱 符號(hào) W1L2506 W1L20xx 螺 紋 滾 道 公 稱 直 徑 0d 25 20 導(dǎo) 程 0l 6 5 接 觸 角 ? |422? |430? 鋼 球 直 徑 bd 滾道法面半徑 R bRd? 偏 心 距 e ( / 2) si nbe R d ??? 螺 紋 升 角 r 00/r ar ctgL d?? |422? |430? 螺 桿 螺 桿 外 徑 d 0 (0. 2 0. 25 ) bd d d?? 螺 桿 內(nèi) 徑 1d 1022d d e R? ? ? 螺桿接觸直徑 Zd 1 cosZbd d d ??? 螺 母 螺母螺紋直徑 D 0 22D d e R? ? ? 螺 母 內(nèi) 徑 1D 10 ( 0 .2 0 .5 2 ) bD d d?? 15 167。 齒 數(shù) 28 42 24 40 20 30 分度圓 d=mz 56 84 48 80 40 60 齒頂圓 da=d+2m 60 88 52 84 44 64 齒根圓 df=d2? 51 79 43 75 35 55 齒 寬 (610)m 20 20 20 20 20 20 中心矩 A=(d1+d2)/2 70 64 50 2 . 齒輪齒數(shù)及技術(shù)參數(shù) 計(jì)算出傳動(dòng)比 i 后 ,降速級(jí)數(shù)決定采用一對(duì)齒輪降速 ,因?yàn)檫M(jìn)給伺 服系統(tǒng)傳遞功率不大 ,一般?。?=1~2,數(shù)控車床 ,銑床?。?=2,此設(shè)計(jì)中取ｍ =2。 mF —進(jìn)給牽引力 (N)。 L— 圓柱體長(zhǎng)度 (cm)。 i— 傳動(dòng)比 。 繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械裝配圖 在完成運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力計(jì)算后，以后確定了滾珠絲杠螺母副、步進(jìn)電機(jī)型號(hào)，以及齒輪齒數(shù)、模數(shù)、軸承型號(hào)之后 ，就可以畫機(jī)械裝配圖。彈簧的彈力使薄齒輪 1和 2的左、右齒面分別與寬齒輪的齒槽左、右齒側(cè)面貼緊，消除了齒側(cè)間隙。 。 i— 傳動(dòng)比 。 21 η o— 滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率 ,一般取≥ ,此處取η o= 所以： m a x 0 5 2 . 5 1 . 9 6 4 . 8 4 5 9 . 3 .Q a fM M M M N c m? ? ? ? ? ? ? 2) 快速移動(dòng)所需力矩 KM 0KfM M M???????????????????????式（ 23） =+= 3) 最大切削載時(shí)所需力矩 M切 00 2 Xf FLM M M i??? ? ?切 ?????????????????式（ 24） 7 3 4 0 . 51 . 9 6 4 . 8 4 3 6 . 0 2 .2 0 . 8 2 . 5 N c m? ?? ? ? ??? 從上面計(jì)算可以看出 QM 、 KM 、 M切 三種工況下 ,以快速空載起動(dòng)慣性矩 QM 最大 ,即以此項(xiàng)作為校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的依據(jù) . 查得：當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為兩相四拍時(shí)， /MM?? Q jmax = 故最大靜力矩 Mjmax=，而電機(jī)保持轉(zhuǎn)矩為 ，大于最大靜力矩 Mjmax， 所以滿足要求！ 但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)轉(zhuǎn)矩頻特性。 1 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容 (一 )硬件電路設(shè)計(jì)內(nèi)容 硬件是組成系統(tǒng)的基礎(chǔ) ,也是軟件編制的前提 ,數(shù)控系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)包括以下幾部分內(nèi)容： 繪制系統(tǒng)電氣控制結(jié)構(gòu)框圖 據(jù)總體方案及機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制要求，確定硬件電路的總體方案，繪制電氣控制結(jié)構(gòu)圖。 （ 4） 接口，即輸入 /輸出接口電路。分別選擇兩片 2764 和一片 6264來擴(kuò)展 16K 的 內(nèi)存。 （二）、機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 軟件是硬件的補(bǔ)充，確定硬件電路后，根據(jù)系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)軟件。 2 80C51 單片機(jī)及其擴(kuò)展 (一 )80C51 單片機(jī)的簡(jiǎn)介 1．芯片引腳及片外總線結(jié)構(gòu) 80C51 單片機(jī)采用 40 腳雙直插封裝（ DIP）形式，如圖 (6)所示。 Vcc(40 腳 )：主電源 +5V。 XTAL2（ 18 腳）：接外部晶體的另一端。 ALE//PROG：訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 作鎖存擴(kuò)展地址低位字節(jié)的控制信號(hào)（稱允許鎖存地址）。 CPU 在向片外存儲(chǔ)器取指令期間， PSEN 信號(hào)在 12 個(gè)時(shí)鐘周期中兩次生效。 /EA/Vpp（ 31 腳）：當(dāng) EA 端輸入高電平時(shí)， CPU 從片內(nèi)程序存儲(chǔ)器地址 0000H 單元開始執(zhí)行程序。由于在數(shù)據(jù)的傳輸過程中， CPU 需要對(duì)接口電路輸入輸出數(shù)據(jù)的寄存器進(jìn)行讀寫操作，所以在單片機(jī)中對(duì)這些寄存器象對(duì)存儲(chǔ)單元一樣進(jìn)行編址。在 EPROM 編程時(shí)，從 P0 輸入指令字節(jié)，在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)（驗(yàn)證時(shí)，要外接上拉電阻）。在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，它輸出高 8 位地址，即 A8~A15。 表 P3 口各位的第二功能 P3 口的各位 第二功能 RXD（串行口輸入） TXD（串行口輸出） INT0（外 部中斷 0 輸入） INT1（外部中斷 1 輸入） T0（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 0 的外部輸入） T1（定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 1 的外部輸入） WR（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通控制輸出） RD（片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通控制輸出） （二） 單片機(jī)的系統(tǒng)擴(kuò)展概述 80C51 片內(nèi)只有 4KB 程序存儲(chǔ)器地址空間、 256B 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的地址空間（用 8位地址，其中 128B 的專用寄存器地址空間僅有 21 個(gè)字節(jié)有實(shí)際意義）。（ 2）地址總線（ AB）： 16 位，可尋址范圍為 64K 字節(jié)， AB 由P0 口提供低 8 位地址，與數(shù)據(jù)分時(shí)傳送，傳送數(shù)據(jù)時(shí)將低 8 位地址鎖存；高 8 位地址由 P2口提供。此處擴(kuò)展了 16K的程序存儲(chǔ)器和 16K的地址存儲(chǔ)器 ，且沒有使用片內(nèi)存儲(chǔ)器。其引腳見圖（ 7）。此處采用 74HC139 譯碼器組成的譯碼電路對(duì)系統(tǒng)的高位地址進(jìn)行譯碼。 表（ 4）、 74HC139 真值表 輸入 輸出 使能 選 擇 Y0 Y1 Y2 Y3 /G B A 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 （三） 存儲(chǔ)器擴(kuò)展 此處采用兩片 EPROM 芯片6264（ 8K 8）擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器選用靜態(tài) RAM62648（ 8K 8）。此處為 13 根。 （四） I/O 口的擴(kuò)展 MCS51 單片機(jī)共有四個(gè) 8 位并行 I/O 口，可提供給用戶使用的只有 P1 口和部分 P3 口線，因此不可避免地要進(jìn)行 I/O 口的擴(kuò)展。 8255 具有 3 個(gè) 8 位的并行的 I/O 口，分別為 PA、 PB、 PC 口，其中 PC 口又分為高 4位（ PC7~PC4）和低 4 位（ PC3~PC0）。具有高亮度、高對(duì)比度、高可靠性、抗惡劣環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)；并且體積小、厚度小、功耗低、無輻射、抗干擾能力強(qiáng)。采用緩存、邏輯仲裁、存儲(chǔ)陣列，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)設(shè)備同時(shí)對(duì)同一存儲(chǔ)陣列訪問而不需要等待，且互不干擾。如果希望在液晶屏幕上某一位置顯示文字或圖形，只需要向存儲(chǔ)器內(nèi)對(duì)應(yīng)區(qū)域?qū)懭胂鄳?yīng)的數(shù)據(jù)即可。 圖（ 9）、 LR104VRAM 顯示器的基本原理框圖 性能指標(biāo) ： 視域?qū)蔷€ 28 外型尺寸 38mm 視域尺寸 (H)(V)mm 圖像點(diǎn)陣 640RGB480行 像素點(diǎn)尺寸 (H) (V)mm 像素結(jié)構(gòu) 垂直條紋 接口方式 總線方式 VRAM容量 128K8位 顯示顏色 TFT 64色 / 256色 視野角度 左 75度，右 75度 ,上 60度，下 50度 工作電壓 DC 8V ～ 15V 消耗功率 小于 8W 工作環(huán)境溫度 10℃ ～ +65℃ 保存溫度 30℃ ～ +70℃ 亮度 400cd/㎡ 液晶屏壽命 大于 5萬小時(shí)（連續(xù)工作） 背光燈壽命 大于 25000小時(shí)（連續(xù)工作） 凈重 克 毛重 克 包裝數(shù)量 只 /箱 內(nèi)包裝尺寸 mm 外包裝尺寸 mm 接口方法 ： LR104VRAM 的接口方式為總線方式。 接口采用 34針雙列防反插插座（間距為標(biāo)準(zhǔn) ） ,引腳定義如下表所示： 引腳號(hào) 引腳定義 引腳號(hào) 引腳定義 引腳號(hào) 引腳定義 1 D0 13 GND 25 A5 2 D1 14 GND 26 A6 3 D2 15 RDCS 27 A7 4 D3 16 A15 28 A8 5 D4 17 +12V 29 A9 6 D5 18 +12V 30 A10 7 D6 19 保留 31 A11 8 D7 20 保留 32 A12 9 WCS 21 A1 33 A13 10 CLOSE 22 A2 34 A14 11 A0 23 A3 12 保留 24 A4 應(yīng)用程序： ，將屏幕清成 040H代碼所表 示的顏色 29 ； VRAM的片選地址（ E000， FFFFH） ； A13， 14， 15 = , ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0090H MAIN: MOV SP,60H。報(bào)警指示燈用的是 LED。 以以下零件為例， 如圖所示工件，毛坯為φ 25 ㎜ 65 ㎜棒材，材料為 45 鋼。 ② 自右向左精車右端面及各外圓面：車右端面→倒角→切削螺紋外圓→車φ 48mm 外圓→車圓錐→車φ 70mm 外圓→車φ 80mm 外圓→車 R3 ㎜圓弧→車φ80mm 外圓。 3．選擇刀具 根據(jù)加工要求，選用四把刀具， T01 為粗加工刀，選 90