【正文】 一般取k=(2～3．5)a。1) 主軸前軸頸D1的選取一般按機(jī)床類型，根據(jù)主軸傳遞的功率來確定主軸的最大加工直徑，即Dl，銑床主軸后軸頸的直徑D2(O．7～O．85)D1。參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中，附錄六 滾動(dòng)軸承，附表61，可知，選取與軸徑相配合的軸承的內(nèi)徑為dmin=35mm。因?yàn)槟?shù)m=,da160mm，所以該軸上有一個(gè)鍵槽，即軸的最小直徑dmin：dmin=（）=取dmin=55mm 主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸I的部件的機(jī)械結(jié)構(gòu)由以上計(jì)算可知，軸徑的最小直徑dmin=35mm。(8) 由電動(dòng)機(jī)的軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速n2=1500r/min(9) 由式1013計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N1=60n1jLh=60150012830015=N2=109(10) 由圖1019取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=；KHN2=(11) 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由（1012）得：[σH]1=[σH]2=(12) 試算小齒輪分度圓d1，代入[σH]中較小的值(13）計(jì)算圓周速度v(14）計(jì)算齒寬b(15) 計(jì)算齒寬與齒高之比模數(shù)齒高(16) 計(jì)算載荷系數(shù)根據(jù)v=，7級(jí)精度，由圖108查的動(dòng)載荷系數(shù)Kv=；直齒輪，KHα=KFα=1；由表102查得使用系數(shù)KA=；由104用插值法查的7級(jí)精度，小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置時(shí)KHβ=由，KHβ==；故載荷系數(shù)K=KAKVKHαKHβ==(17) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑，由式（1010a）得(18) 計(jì)算模數(shù)按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) 由式（105）得彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式為(2) 由圖1020c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE1=500MPa；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限σFE2=380MPa；(3) 由圖1018取彎曲疲勞壽命系數(shù)KFN1=，KFN2=；(4) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù)S=，由式（1012）得[σF]1=[σF]2=(5) 計(jì)算載荷系數(shù)K故載荷系數(shù)K=KAKVKFαKFβ==(6) 查齒形系數(shù)由表105查得YFa1=；YFa2=(7) 查取齒形系數(shù)由表105查得YSa1=；Ysa2=(8) 計(jì)算大小齒輪的并加以比較大齒輪的數(shù)值大。(5) 由表107選取吃寬系數(shù)φd=1。最小齒輪齒數(shù)發(fā)生在ia1中，取k=6；；又因?yàn)樗? 第二變速組齒輪齒數(shù)的確定： S01=11 S02=11S01，S02的最小公倍數(shù)為11，即S0=11，則Sz=11k。因此，無極變速系統(tǒng)利用調(diào)速電動(dòng)機(jī)的電變速特性，能在加工中連續(xù)變速，實(shí)現(xiàn)恒速切削。圖215 串聯(lián)變速組特性調(diào)速電動(dòng)機(jī)的恒功率變速范圍為ψm，如圖215所示，在保證無級(jí)變速連續(xù)的前提下，串聯(lián)一個(gè)雙速變速組，獲得的最大變速范圍為ψm2，此時(shí)，Z=Pa=2，ψm2=ψfZ，ψm=ψf；串聯(lián)兩個(gè)雙速變速組后，能得到的連續(xù)無極變速范圍是ψm4，這時(shí)，Z=PaPb=22=4,ψm4=ψfZ，因而，調(diào)速電動(dòng)機(jī)串聯(lián)K級(jí)變速變速組后，能獲得的最大變速組范圍是Rpn=ψfZ，Z=2k，分級(jí)傳動(dòng)公比ψf=ψm。目前適用于這類機(jī)床的系列交流主軸電機(jī)，、1l、122 kW五種規(guī)格，電機(jī)的最高轉(zhuǎn)速ndmax=4500r/min，額定轉(zhuǎn)速nd=1500r/min，最低轉(zhuǎn)速ndmin=45r/min。但系統(tǒng)的調(diào)速范圍受電動(dòng)機(jī)的調(diào)速范圍的約束，適用于低轉(zhuǎn)矩特性要求的主軸，因此不適于本改造。穩(wěn)定性要好。脈沖分配器一方面接受輸入脈沖和方向指令，另一方面面向功率驅(qū)動(dòng)器供給控制信號(hào)。其中步距角；m定子繞組相數(shù)，通常有三相，四相，五相等；Z轉(zhuǎn)子齒數(shù)；K與通電方式有關(guān)的系數(shù)，K=拍數(shù)/相數(shù)。閉環(huán)控制加工精度高，移動(dòng)速度快，但電機(jī)控制電路比較復(fù)雜，檢測(cè)原件價(jià)格昂貴，調(diào)試維修費(fèi)用高。零件在機(jī)床上加工過程如圖21所示，當(dāng)改變加工工件時(shí)，在數(shù)控機(jī)床上只需改變加工程序即可進(jìn)行新零件加工。此存儲(chǔ)物就是在人和機(jī)床之間建立聯(lián)系的媒介物，也就是控制介質(zhì)或稱信息載體。利用變頻調(diào)速的原理，設(shè)計(jì)主軸的無級(jí)變頻調(diào)速系統(tǒng)；通過插補(bǔ)算法，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的準(zhǔn)確定位以便達(dá)到工件的精確度；通過鍵盤和顯示模塊，實(shí)現(xiàn)程序的編輯和顯示；通過其他輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床功能的完善化。(2) 進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)縱向、橫向、垂向進(jìn)給箱齒輪全部拆除，拆除縱向、橫向、垂向進(jìn)給手柄，在該處將手輪軸通過一對(duì)減速齒輪和縱向、橫向及垂向步進(jìn)電機(jī)相連。 數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)內(nèi)容(1) 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)拆除機(jī)床主軸，重新設(shè)計(jì)主軸。(3) 實(shí)用性經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不應(yīng)追求功能的大而全，應(yīng)以實(shí)用為原則。如：國(guó)防科技工業(yè)完成了3000多臺(tái)普通機(jī)床數(shù)控化改造，改造后生產(chǎn)效率提高約3倍，加工精度提高20%，與新購設(shè)備相比可節(jié)約資金50％以上。(3) 降低了對(duì)操作者的技術(shù)要求，更易提高管理水平，操作者只需編程、裝夾工件和按開關(guān)，加工全部由電腦控制自動(dòng)完成，即使再復(fù)雜的工件也能快速完成，省去了對(duì)技術(shù)要求的煩惱，同時(shí)提高了定額管理水平?，F(xiàn)已出現(xiàn)其他工序集中的機(jī)床。傳統(tǒng)機(jī)床靠凸輪或擋等可實(shí)現(xiàn)“剛性自動(dòng)化”，且只有進(jìn)行大批量生產(chǎn)時(shí)，才經(jīng)濟(jì)合算；而數(shù)控機(jī)床只要更換一個(gè)程序就可實(shí)現(xiàn)另一工件加工的自動(dòng)化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以白動(dòng)化，故稱之為“柔性自動(dòng)化”。模塊化、智能化、柔性化和集成化1）模塊化、專門化與個(gè)性化為了適應(yīng)數(shù)控機(jī)床多品種、小批量的特點(diǎn)，機(jī)床結(jié)構(gòu)模塊化，數(shù)控功能專門化，機(jī)床性能價(jià)格比顯著提高并加快優(yōu)化。 數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì)高速、高效、高精度、高可靠性1) 高速、高效加工進(jìn)入21世紀(jì)，機(jī)床向高速化方向發(fā)展，大幅度提高加工效率、降低加工成本，提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。如北京機(jī)床研究所的BS91系統(tǒng)，這些系統(tǒng)一般配有CRT顯示器，可配置直流和交流司服驅(qū)動(dòng)，2～4軸聯(lián)動(dòng)。美國(guó)得寶公司已在中國(guó)開辦公司。長(zhǎng)期以來，歐、美、亞在國(guó)際市場(chǎng)上相互展開激烈競(jìng)爭(zhēng)，已形成一條無形戰(zhàn)線，特別是隨微電子、計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床在20世紀(jì)80年代以后加速發(fā)展，各方用戶提出更多需求，早已成為四大國(guó)際機(jī)床展上各國(guó)機(jī)床制造商競(jìng)相展示先進(jìn)技術(shù)、爭(zhēng)奪用戶、擴(kuò)大市場(chǎng)的焦點(diǎn)。 宏觀看改造的必要性宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在70年代末、80年初已開始大規(guī)模應(yīng)用數(shù)控機(jī)床。數(shù)控機(jī)床只要更換一個(gè)程序，就可實(shí)現(xiàn)另一工件加工的自動(dòng)化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動(dòng)化，故被稱為實(shí)現(xiàn)了“柔性自動(dòng)化”。把普通機(jī)床改造為數(shù)控機(jī)床不失為一條提高數(shù)控化率的有效途徑。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，可以達(dá)到以下目的：；,提高本人綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力；，提高工程繪圖、計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、外文資料文獻(xiàn)閱讀、使用計(jì)算機(jī)、使用文獻(xiàn)資和手冊(cè)、文字表達(dá)等各方面的能力；，理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)，嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度以及積極向上的團(tuán)隊(duì)合作精神。因?yàn)殚_發(fā)一臺(tái)新的數(shù)控機(jī)床的周期比較長(zhǎng)，不能及時(shí)針對(duì)用戶的需求提供滿意的產(chǎn)品。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開始，中國(guó)連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó)，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。目前，國(guó)內(nèi)、外數(shù)控機(jī)床正朝著高性能、高精度、高效率、高柔性、高自動(dòng)化和模塊化方向迅速發(fā)展。s speed conversion structure. The main drive system is a system of alternating current and frequency conversion controlled by open loop, whose speed regulation is done by software. The numerical system is a data control system designed by model block based on single chip microputer The single chip microputer of smaller volume is adopted to realize the plicated logical function, Making full use of the interrupt and the second functional entrance to make the usage of the entrance to the highest degree and the whole structure easier. As a whole, the system can be divided into manmachine interface model block, the serial munication model block, the hydraulic system, the cooling system, the lubrication system and the main control model block based on the 89C58 single chip microputer. Overing the traditional economy numerical control system39。,its precision of repeat ability is177。數(shù)控系統(tǒng)是一個(gè)基于單片機(jī)的采用模塊化設(shè)計(jì)的數(shù)字型控制系統(tǒng)。X、Y電機(jī)能夠拖動(dòng)工作臺(tái)以63200r／min的切削進(jìn)給速度進(jìn)行X向、Y向運(yùn)動(dòng)，Z相電機(jī)能使主軸箱獲得31600r／min的進(jìn)給速度。根據(jù)學(xué)生所提供的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料、指導(dǎo)教師和評(píng)閱人意見以及在答辯過程中學(xué)生回答問題的情況，畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)（小組）做出如下決議。一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的總評(píng)語二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的總評(píng)成績(jī)： 三、答辯組組長(zhǎng)簽名：答辯組成員簽名：答辯委員會(huì)主席： 簽字（蓋章）年 月 日46摘 要本文在X5032數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)時(shí)主要從經(jīng)濟(jì)性、方便性、實(shí)用性、可靠性四方面因素出發(fā)，對(duì)X5032型銑床進(jìn)行了數(shù)控銑床主傳動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)。主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)拆除機(jī)床主軸，重新設(shè)計(jì)主軸。采用較小體積的單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯功能，充分利用中斷及第二功能口，使端口的利用程度達(dá)到最大，使整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 motors for X and Y directions are able to draw the working table to have cutting and feeding motion in X and Y directions in the speed of 63200r/min．The main axle box is enabled to acquire a feed speed of 31600r/min .given by motor for Z direction. During the design of the main drive system, the machine39。s shorting, it has a programmed flexibility and a higher freedegree. By programming, various plicated logical control is realized. And by interpolation algorithm. It makes stepper motor realize accurate location in order to achieve the work precision。盡管我國(guó)數(shù)控機(jī)床的制造、設(shè)計(jì)、檢測(cè)等技術(shù)得到了一定的發(fā)展，但與國(guó)外相比，差距還是很大，主要表現(xiàn)在：可靠性差、應(yīng)變能力差、產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)、設(shè)計(jì)手段落后等，這種差距尤其表現(xiàn)在高精度、高速度等尖端機(jī)床方面。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。為此我們應(yīng)該在普通機(jī)床上考慮，不能一味的大量添置全新的數(shù)控機(jī)床，這樣會(huì)造成資金投資量大，成本高，而且又會(huì)造成原有設(shè)備閑置浪費(fèi)。1 緒 論 引 言 數(shù)控機(jī)床具有高精度、高效、高速、高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，并且機(jī)床結(jié)構(gòu)趨于模塊化、數(shù)控功能專門化。普通機(jī)床數(shù)控化改造，顧名思義就是在機(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)。加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。其本質(zhì)是采用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)(包括軍、民機(jī)械工業(yè))進(jìn)行技術(shù)改造。較著名的控制系統(tǒng)有：日本FANUC系列、Mitsubishi系列、OKUMA系列、SoDICK系列、日立系列、德國(guó)SIEMENS系列、DECKEL系列、Heidenhain系列、HELLER系列、美國(guó)ALLEN．BRADLEYfAB)系列、CINClNNANTI系列、法國(guó)Num系列、意大利FIDIA系列、西班牙FACK)R系列、瑞士的AG系列、國(guó)產(chǎn)系列等。在日本機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝(Retrofitting)業(yè)。(3) 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)仍有廣闊的市場(chǎng)前景。上世紀(jì)90年代以來，歐、美、日各國(guó)爭(zhēng)相開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。個(gè)性化是近幾年來特別明顯的發(fā)展趨勢(shì)。(4) 加工的零件精度高，尺寸分散度小，裝配容易，不再需要“修配”。如車削中心、車銑中心、磨削中心等。(4) 可以采用雖新的控制技術(shù)，可根據(jù)技術(shù)革新的速度，及時(shí)地提高生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平和效率，提高設(shè)備質(zhì)量和檔次，將舊機(jī)床改成具有當(dāng)今水平的機(jī)床。 X5032數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)總體要求和內(nèi)