【正文】 展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。 長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系機(jī)構(gòu)， CNC 只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。畢業(yè)論文 1 一 引言 隨著數(shù)控計(jì)算技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性的變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造業(yè)技術(shù)進(jìn)行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型，超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)， 多媒體，模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速，高精，高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正，調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上， CAD/CAM 與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，數(shù)控機(jī)床聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的道具組合，工件材料，主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速率，刀具軌跡，切削深度，步長，加工余量等加工參數(shù)，無法再現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM 中的設(shè)定量，因而影響 CNC 的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。 強(qiáng)調(diào)以市場(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)控車床，銑床，高速高精高性能數(shù)控機(jī)床，典型數(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。 對(duì)數(shù)控方面，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)新，強(qiáng)調(diào)研究 考法具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)，裝備制造業(yè)乃至整個(gè)制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎(chǔ)。 隨著光學(xué)，電子學(xué)，自動(dòng)控制，計(jì)算機(jī)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，人類綜合應(yīng)用各方面知識(shí)和技術(shù)，不斷創(chuàng)造出光，機(jī)，電，計(jì)算機(jī)一體化的新型的精密機(jī)械及產(chǎn)品。因此，在現(xiàn)代儀器設(shè)計(jì)中，精密機(jī)械仍占有不可替代的地位。該機(jī)床適用于小型板件，盤件，殼體件，模具和箱體件等復(fù)雜零件的多品種，小批量加工。 （ 4）機(jī)床采用 CNC 系統(tǒng) 換刀和主軸準(zhǔn)停由 程序控制器控制，有自診功能。 177。 （ 3）具有主軸準(zhǔn)停機(jī)構(gòu)、刀桿自動(dòng)夾緊松開機(jī)構(gòu)和刀柄切屑自動(dòng)清除裝置 這是加工中心機(jī)床主軸部件中三個(gè)主要組成部分，也是加工中心機(jī)床能夠 順利地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀所具備的結(jié)構(gòu)特征。圖示位置為刀柄夾緊狀態(tài)，當(dāng)需要松開刀柄時(shí)，液壓缸的上腔進(jìn)油，活塞 8向下移動(dòng)壓縮螺旋彈簧 7，并推動(dòng)拉桿 6向下移動(dòng)，碟形彈簧 5被壓縮，鋼球 4隨拉桿一起向下移動(dòng)?；钊?8孔的上端接有壓縮空氣，機(jī)械手將刀具從主軸中拔出后，壓縮空氣通過活塞桿和拉桿 6中的孔，可將主軸軸端裝刀柄的定位錐孔吹干凈。夾緊刀柄時(shí)（圖 371a），液壓缸無壓力油作用（參見圖370 活塞推桿 8），液壓缸推桿上移，在碟形彈簧 5的彈力作用下，拉桿 6帶動(dòng)彈性卡爪上移；卡爪在主軸內(nèi)孔錐面的作用下逐漸被收緊，卡住拉釘 3，夾緊刀柄。 固定在錐柄尾部與主軸內(nèi)拉緊機(jī)構(gòu)相配備的拉釘也已標(biāo)準(zhǔn)化，分為 A型和 B型，這里選用 B型拉釘，裝配時(shí)首先要將拉釘旋緊在刀柄尾部，主軸內(nèi)拉緊機(jī)構(gòu) 通過滾珠與拉釘?shù)呐浜蟻矶ㄎ坏毒摺? 為了提高主軸的剛度和便于安裝，將 JCS—— 018A 立式加工中心的主軸設(shè)計(jì)成階梯圓柱形，前端外徑大，后端外徑小，為實(shí)現(xiàn)更換刀具時(shí)能自動(dòng)夾緊，主軸內(nèi)部設(shè)計(jì)成空心。 主軸的主要尺寸參數(shù)包括：主軸直徑、內(nèi)孔直徑、懸伸長度和支承跨距。尺寸參數(shù) 機(jī)床主軸端部結(jié)構(gòu)形狀： 主軸中心孔前段錐度，摩氏 36度。所以 63D281。 孔加工機(jī)床，專用加工細(xì)長深孔的機(jī)床，由加工技術(shù)決定，需要有長的懸伸刀桿或主軸可移動(dòng)，因切削較重而不適用于有高精度要求的機(jī)床。其他傳動(dòng)軸的徑向尺寸，可按該軸所傳遞的扭矩初定，軸向尺寸必須保證各軸間齒輪不相干涉。但是孔徑的大小受主軸剛度的制約。主軸材料選用 38CrMoAIA。然后進(jìn)行疊加，在同以平面內(nèi)的可進(jìn)行代 數(shù)疊加，在兩平面內(nèi)的按幾何公式，求出該截面的總繞度和總傾角。㎜ 扭矩圖為： 經(jīng)分析可知 B 所在得位置為最危險(xiǎn)截面，只要 B 滿足條件即可，則剛度滿足。???? rC 故軸承的壽命 hPCfnL th8554 )(15006010 )(601033366??????? ? 軸承的預(yù)期壽命一般約為 5000～ 。 圖 58所示機(jī)械準(zhǔn)停裝置的工作原理如下：準(zhǔn)停前主軸必須是處于停止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)接收到主軸準(zhǔn)停指令后．主軸電動(dòng)機(jī)以低速轉(zhuǎn)動(dòng)，主軸箱內(nèi)齒輪換擋使主軸以低速旋轉(zhuǎn)，時(shí)間繼電器開始動(dòng)作，并延時(shí) 46s，保證主軸轉(zhuǎn)穩(wěn)后接通無觸點(diǎn)開關(guān)1 的電源，當(dāng)主軸轉(zhuǎn) 到圖示位置即凸輪定位盤 3 上的感應(yīng)塊 2與無觸點(diǎn)開關(guān) 1 相接觸后發(fā)出信號(hào)，使主軸電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。 機(jī)械準(zhǔn)停裝置比較準(zhǔn)確可靠，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 1。如圖 510 所示為設(shè)計(jì)有以上三種裝置的自動(dòng)換刀臥式鏜床（鏜銑加工中心）的主軸部 件。松開刀具，將壓力油通入油缸 11 的右腔，使活塞推動(dòng)拉桿 7 向左移動(dòng)，同時(shí)壓縮碟形彈簧 8。當(dāng)活塞處于左、右兩個(gè)極限位置時(shí)，相應(yīng)的限位開關(guān)發(fā)出松開和夾緊的信號(hào) ?；钊屠瓧U的中心，都有壓縮空氣通道，當(dāng)活塞向左移動(dòng)時(shí)，壓縮空氣經(jīng)活塞和拉桿的通道，由空氣噴嘴噴出，將錐孔清理干凈。 圖 37的主軸準(zhǔn)停裝置由定位盤 10，滾子 12，定位油缸（及活塞） 13，無觸點(diǎn)開關(guān) 14 以及限位開關(guān) 1 16 組成。再經(jīng)時(shí)間繼電器短暫延時(shí)，接通定位油缸 13 的滾子 12 時(shí)，滾子 12 進(jìn)入槽內(nèi)使主軸準(zhǔn)確停止。當(dāng)絲杠回轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠相對(duì)于螺母上的滾道滾動(dòng)，因此絲杠與 螺母之間基本上為滾動(dòng)摩擦。因此，功率消耗只相當(dāng)于常規(guī)的絲杠螺母副的 1/4～1/3。 5）磨損小，使用壽命長。特別是對(duì)于垂直絲杠，由于自重慣力的作用，下降時(shí)當(dāng)傳動(dòng)切斷后，不能立刻停止運(yùn)動(dòng)，故常需添加制動(dòng)裝置。 接觸角 β ：在螺紋滾道法向剖面內(nèi)，滾珠球心與滾道接觸點(diǎn)的連線和螺紋軸線的垂直線間的夾角，理想接觸角 β 等于 450。為了使?jié)L珠絲杠副具有一定的承載能力，滾珠直徑 db不能太小。 畢業(yè)論文 20 名義直徑 d0與承載能力直接有關(guān)，有的資料推薦滾珠絲杠副的名義直徑 d0應(yīng)大于絲杠工作長度的 1/30。 （ 4）絲杠在高速工作時(shí)可能發(fā)生共振，因此需驗(yàn)算其不會(huì)發(fā)生共振的最高轉(zhuǎn)速 ｎ cr ＝ 9910 212)( l dfc?? ?。?c ＝ ， 181。 （ 6）剛度驗(yàn)算 滾珠絲杠導(dǎo)程變形量： cGJTPEAPFL ?2 20 ???? Ｔ＝ Fm 20D tan（ ??? ） 在本次設(shè)計(jì)中 取摩擦系數(shù)為 tan ?? ，即 ?? 畢業(yè)論文 22 Ｔ＝ 3000 tan ( 3 ??? ? 552 ?? +） = 直線導(dǎo)軌副具有承載能力大，接觸剛性高，可靠性高等特點(diǎn)，主要在機(jī)床的床身 ，工作臺(tái)導(dǎo)軌和立柱上，下升降導(dǎo)軌上使用。 b:根據(jù)滾動(dòng)直線導(dǎo)軌副的負(fù)荷大小 不同規(guī)格有著不同的承載能力，可根據(jù)承受負(fù)荷大小選擇。 （ 1）導(dǎo)軌型號(hào)的選擇 已知滑座上的載荷為 F=3000N，滑座個(gè)數(shù) 4 個(gè)，單向行程長度 ，每分鐘往返次數(shù)為 4 由snlTsT 2 10*s 3? 得 Ts=2*9000**4*60/1000=2592KM 因滑座個(gè)數(shù)為 4 所以沒根導(dǎo)軌上使用 2 個(gè)滑座，由《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表215~218確定 fc=,fH `=1,fT=1,fW =2 所以由 Ts= KFf Cfff w aTHc3???????? K為壽命系數(shù)，一般取 K=50 ㎞ 得 Ca =37556N 因?yàn)?37556N43800N,所以選擇 HJG－ D45 型滾動(dòng)直線導(dǎo)軌 4 離合器的選擇 離合器的基本要求： （ 1） 結(jié)合平穩(wěn)，分離徹底，動(dòng)作準(zhǔn)確可 靠。 T 離合器額定轉(zhuǎn)矩， 。 （ 1） 根據(jù)離合器的使用條件，選擇離合器的結(jié)合元件。 （ 2） 根據(jù)工作機(jī)的要求選擇離合器的操作方式。 （ 4） 離合器的壽命也 是選用時(shí)必須考慮的因素，離合頻繁的離合器要保持磨損量小，使用壽命長。電磁離合器可以單獨(dú)操縱，也可以集中控制及遠(yuǎn)距離控制，在設(shè)備中與其他電氣元件協(xié)同實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，還可以方便地調(diào)節(jié)激磁電流來改變離合器的工作轉(zhuǎn)矩或者在連續(xù)的滑差下維持恒定的轉(zhuǎn)矩。主要由激磁線圈、鐵芯、銜鐵、摩擦片及聯(lián)接件等組成。當(dāng)線圈 6通電后，將摩擦片吸向鐵芯 7，銜鐵 8也被吸住，緊緊壓住各摩擦片。 作用：電磁離合器是一種自動(dòng)化執(zhí)行元件，它利用電磁力的作用來傳遞或中止機(jī)械傳動(dòng)中的扭矩。徑向尺寸小 ,力矩大 ,可廣泛用于機(jī)床、軋鋼、冶金采礦、金屬壓延、搬運(yùn)、船舶漁業(yè)等設(shè)備的機(jī)械 傳動(dòng)系統(tǒng)中，起到離合、換向、變速等作用。 需要有潤滑。 ,否則會(huì)影響其 使用可靠性。從圖可見， 8086 芯片的內(nèi)部邏輯分為兩大部分，指令的執(zhí)行單元 (EU)和總線接口單元 (BIU)這兩部分并行工作。 ④ 16位狀態(tài)標(biāo)志寄存器。 ④ 加法器。 8086 的時(shí)針頻率可達(dá) 8MHz。 AD00~AD15：地址 /數(shù)據(jù)復(fù)用線。 QS0~QS1：內(nèi)部指令排隊(duì)信息的外部跟蹤信息（輸出）。 RD：讀控制（輸出）。 DEN：數(shù)據(jù)信號(hào)的有效（輸出）。 HODA：保持響應(yīng)（輸出）。當(dāng)該信號(hào)端接＋ 5V 時(shí)，為單 CPU 應(yīng)用，工作于最小模式；當(dāng) MN/MAX 接地時(shí)，可以和其它處理機(jī)共享總線，工作于最大模式（ BF— ３系統(tǒng)即為此種方式）。也就是說，最大工作模式時(shí)微處理器是由 8086 和 8288 組成的。 74LS138 的引腳圖見圖 : 圖 52 譯碼器 74LS138 引腳圖 (3)時(shí)鐘發(fā)生器 8284 8086 芯片內(nèi)部沒有時(shí)鐘發(fā)生器，需由外部提供時(shí)鐘脈沖源。振蕩源為外加石英晶體振蕩器，接于 X1 和 X2之間，經(jīng)過 XTAL Oscillator 電路產(chǎn)生振蕩脈沖 OSC。 FANUC3系統(tǒng)的 CLK 頻率為 5MHZ。 畢業(yè)論文 30 (4)可編程接口芯片 8255A 圖 54 8255A 管腳圖 芯片說明： 8255A 是 Intel 公司生產(chǎn)的可編程輸入輸出接口芯片 ,它具有 3個(gè) 8位的并行 I/O口 ,具有三種工作方式 ,可通過程序改變其功能 ,因而使用靈活 ,通用性強(qiáng) ,可作為單片機(jī)與多種外圍設(shè)備連接時(shí)的中間接口電路。 RD：讀出信號(hào)線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的讀出。 PB0PB7： B 口輸入 /輸出線。 GND：地線。用于存放正在請(qǐng)求服務(wù)的中斷級(jí)。判斷 IRR 被置 1的最高級(jí)別的中斷源。屏蔽字有 CPU 通過程序送來。 ⑦ 讀 /寫邏輯。 8259A 的輸入，輸出信號(hào)包括： ① CS ，片選，低電平有效。 ③ WR ，寫命令，低有效。 8個(gè)中斷源與此相連。 ⑧ INT ，輸出到 CPU 的中斷申請(qǐng)。 （ 7）可編程計(jì)數(shù)器 8253 8253 除作計(jì)數(shù)器外，經(jīng)編程后還可用作：頻率脈沖發(fā)生器、方波頻率發(fā)生器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和單脈沖觸發(fā)計(jì)數(shù)。 畢業(yè)論文 33 （ 8）通行串行數(shù)據(jù)通訊接口 8251A 芯片介紹： 它具 有 雙緩沖 結(jié)構(gòu) 的接收器 和發(fā)送器，波特率發(fā)生器和接受器提供所需要的同步控制時(shí)鐘信號(hào)；還有實(shí)現(xiàn)與調(diào)制解調(diào)器控制邏輯，以及實(shí)現(xiàn)中斷控制和優(yōu)先權(quán)判斷的中斷控制邏輯。輸入信號(hào) AD00 ~AD15 經(jīng)總線緩沖器后，變?yōu)?16 位數(shù)據(jù)總線DB00 ~DB15 。 （ 12）存儲(chǔ)器 BF— 3系統(tǒng)中采用 EROM、 NMOSRAM 儲(chǔ)存器芯片。這種存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)機(jī)床參數(shù)和系統(tǒng)的設(shè)定參數(shù)。隨著機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)的飛速發(fā)展，機(jī)械技術(shù)與微電子技術(shù)的相互滲透越來越快。 （ 2） 對(duì)于滾珠絲杠，滾動(dòng)直線導(dǎo)軌，主軸箱主軸的設(shè)計(jì)有了初步的經(jīng)驗(yàn)，但在制圖和零件的選用上還存在著不足的地方。 七 參考文獻(xiàn) 1.《實(shí)用數(shù)控機(jī)床技術(shù)手冊(cè)》 李福生主編 北京出版社 畢業(yè)論文 35 2.《離合器制動(dòng)器選用手冊(cè)》 周明衡主編 化學(xué)工業(yè)出版社 3.《機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì)》 李慶余 張佳主編 機(jī)械工業(yè)出版社 4.《機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 鄭堤 唐可洪主編 機(jī)械工業(yè)出版社 5．《精密機(jī)械設(shè)計(jì)》 田明 馮進(jìn)良 白素平 主編北京大學(xué)出版社 6.《典型機(jī)械（電）產(chǎn)品構(gòu)造》 鄭玉華主編 科學(xué)出版社 7．《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 八 致謝 歷時(shí)一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，我們的大學(xué)生活也要?jiǎng)澤暇涮?hào)了。同時(shí)，由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下和同學(xué)的幫助下完成的，所有要特 別感謝指導(dǎo)老師田彥老師。經(jīng)過近一個(gè)學(xué)期的接觸，我們發(fā)現(xiàn)田彥老師對(duì)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，對(duì)我們嚴(yán)格要求，工作上兢兢業(yè)業(yè)，在此再次感謝！ 最后，真誠的感謝各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)給予的支持和幫助，特別是我們的指導(dǎo)老師田老師。 三、主要任務(wù) （一）執(zhí)法檢查工作日安排 我局現(xiàn)有在冊(cè)行政執(zhí)法人 員 1