【正文】 d? 2d? oaC? aC? 1453 40 5 39 14 滾珠絲杠副的支承方式 考慮到橫向滾珠絲杠副的長(zhǎng)度、精度與負(fù)載的大小以及改造成本，采用雙推 單推支承方式，該方式軸向剛度高，位移精度好，可以進(jìn)行預(yù)拉伸。減速機(jī)構(gòu)選則同步帶，其綜合了帶傳動(dòng)、鏈條傳動(dòng)以及齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域已經(jīng)替代了齒輪傳動(dòng)和鏈傳動(dòng)。所以數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成連續(xù)控制型。許多工廠一面購(gòu)置數(shù)控機(jī)床一面利用數(shù)控、數(shù)顯、 PC 技術(shù)改造普通機(jī)床，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。 本科課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 2 頁(yè) 共 30 頁(yè) 數(shù)控機(jī)床已成為我國(guó)市場(chǎng)需求的主流產(chǎn)品，需求量逐年激增。能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率，但是數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用也受到其他條件的限制。 本科課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 1 頁(yè) 共 30 頁(yè) 1 緒論 1． 1 數(shù)控化改造的意義 本課題是圍繞將普通機(jī)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床展開設(shè)計(jì)的，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床是指價(jià)格低廉、操作使用方便，適合我國(guó)國(guó)情的裝有簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)的高效自動(dòng)化機(jī)床。如：數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，一次性投資巨大等，因此，普通車床的數(shù)控改造，大有可為。我國(guó)數(shù)控機(jī)機(jī)床近幾年在產(chǎn)業(yè)化和產(chǎn)品開發(fā)上取得了明顯的進(jìn)步，特別是在機(jī)床的高速化、多軸化、復(fù)合化、精密化方面進(jìn)步很大。我國(guó)經(jīng) 濟(jì)資源有限，國(guó)家大，機(jī)床需要量大，因此不可能拿出相當(dāng)大的資金去購(gòu)買新型的數(shù)控機(jī)床，而我國(guó)的舊機(jī)床很多，用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)改造普通機(jī)床，在投資少的情況下，使其既能滿足加工的需要，又能提高機(jī)床的自動(dòng)化程度，比較符合我國(guó)的國(guó)情。 2) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的類型：按任務(wù)要求采用 步進(jìn) 電動(dòng)機(jī)的 開 環(huán)控制系統(tǒng)。 8) 保留原來的冷卻系統(tǒng)，滾珠絲杠和滑板輪滑采用手動(dòng)泵注入。 傳動(dòng)效率的計(jì)算 ?? =)tan(tan ????? ? 式中： ?? — 螺距升角，根據(jù)0 Ptan d????? ,可得 ?? =2176。 表 33 絲杠支承系數(shù) kf 本科課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 9 頁(yè) 共 30 頁(yè) 支承方式 雙推 雙推 雙推 簡(jiǎn)支 單推 單推 雙推 自由 kf 取值 4 2 1 臨界轉(zhuǎn)速的驗(yàn)證 722m a x 10???????? kccr adfKnn 式中： nkf — 絲杠支承系數(shù)，單推 單推方式時(shí)，由表 34可得該值為 ； ca? — 臨界轉(zhuǎn)速計(jì)算長(zhǎng)度，單位為 mm ，本設(shè)計(jì)中該值約為 720mm ； 2d? — 絲杠內(nèi)徑，單位 mm ； cK — 安全系數(shù)， 可取 cK = 經(jīng)過計(jì)算，得出 crn? = 5321 min/r ，由已知 min/4m ax mV ?? ， mmPh 5?? 可以算出min/800m ax rn ?? ，該值小于絲杠臨界轉(zhuǎn)速，所以滿足要求。則帶的 節(jié)線長(zhǎng)度 )( 4 74 )()(22 22121 mmaddddaL ?? ??????????? ?。 經(jīng)過計(jì)算得出： WP ?? 確定實(shí)際同步帶寬度 實(shí)際所需同步帶寬度 rb? 的計(jì)算公式如下： 0 )( PKPbbzdr ???? 式中： b — 選定型號(hào)的基準(zhǔn)寬度， XL 型其值為 ； zK — 小帶輪嚙合系數(shù)，根據(jù)文獻(xiàn)，當(dāng) 6?mz 時(shí)，其值為 1。有了硬件，軟件才能有效的運(yùn)行。車床的 橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動(dòng)。各引腳功能簡(jiǎn)要介紹如下： 源引腳 Vss：電源接地端。 XTAL1:振蕩器的反相放大器輸入，使用外部震蕩器時(shí)必須接地； 本科課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 16 頁(yè) 共 30 頁(yè) XTAL2:振蕩器的反響放大器輸出，使用外部振蕩器時(shí)，接受外圍震蕩信號(hào)； 8255A 可編程并行 I/O口擴(kuò)展芯片 8255A 可編程并行 I/O 口擴(kuò)展芯片可以直接與 MCS 系列單片機(jī)系統(tǒng)總線連接，它具有三個(gè) 8 位的并行 I/O 口，具有三種工作方式，通過編程能夠方便地采用無條件傳送、查詢傳送、中斷傳送方式完成 CPU 與外圍設(shè)備之間的信息交換。 本科課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 17 頁(yè) 共 30 頁(yè) 圖 42 8255引腳圖 數(shù)據(jù)總線緩沖器 它是一個(gè)三態(tài)雙向緩沖器，用于和系統(tǒng)的數(shù)據(jù)中線直接相連，以實(shí)現(xiàn) CPU和 8255 之間信息的傳送，如圖 43 所示。 RESET 復(fù)位信號(hào)線，高電平有效。 工作方式 8255 有三種工作方式：即基本輸入 /輸出方式 方式 0、選通輸入 /輸出方式方式 雙向輸入 /輸出工作方式 方式 2（只有 A 口可以選擇這種工作方式）。控制與定時(shí)寄存器用 來寄存操作命令字，通過對(duì)命令字譯碼產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，控制 8279 的各個(gè)部件的協(xié)調(diào)工作，完成相應(yīng)的功能。 控制線的鏈接。 控制端鏈接，片選端應(yīng)接 8031 的 端， OE、 WE分別于 8031 的 RD、 WE端相連接來控制 6264 的讀寫。這樣，該芯片的所生控制端主要還有方向控制端 。 本科課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 23 頁(yè) 共 30 頁(yè) 5 數(shù)控機(jī)床的 零件加工程序 數(shù)控機(jī)床零件加工程序的基本要求是：能按照零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工程序的手工編制。 3．選擇刀具 :根據(jù)加工要求，選用 四 把刀具， T01 為 ￠ 16 立銑刀 ， T02為￠ 麻花鉆， T03 為￠ 20H7 鉸刀， T04 為￠ 50面銑刀 。這次設(shè)計(jì)的內(nèi)容涉及到所有相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，是以往各門學(xué)科學(xué)習(xí)的總結(jié)和深入理解。平常與這些同學(xué)的交流使我懂得了很多做學(xué)問的方法和做人的道理，感謝他們給我提供了一個(gè)和諧友好的工作環(huán)境。在此論文完 成之際，作者特向敬愛的導(dǎo)師致以最誠(chéng)摯和崇高的謝意。 該工件的加工程序如下： %_N_TANG1_MPF 。 ⑤ 調(diào)頭裝夾將工件厚度銑至尺寸。光電隔離電路主要由光電耦合器的光電轉(zhuǎn)換元件組成。 圖 47擴(kuò)展 6264電路 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口電路 由前面總體設(shè)計(jì)可知，步進(jìn)電機(jī)的脈沖發(fā)生采用硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)給定的條件要求電機(jī)采用 5 相 10 拍，但本設(shè)計(jì)所采用的芯片為 YB104 4 相 8 拍環(huán)形分配器。 地址連接： 8031 的低八位地址經(jīng) P0 口通過 74LS373 與 6264 的低八位地址端相連高位地址線只用 7 根與 6264 的高 7 為地址端相連。 由于 EPROM 一般不含有地址鎖存器，因此 8031 的 P0 口要經(jīng)過機(jī)制鎖存器74LS373與 EPROM 低 8 位地址端相連， P2 口與 2764高 8 為地址端相連 ,如圖 35所示。 可編程鍵盤，顯示器接口 — Intel8279 本科課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 19 頁(yè) 共 30 頁(yè) 圖 44 8279 1）、 8279 內(nèi)部結(jié)構(gòu)： 數(shù)據(jù)緩沖器及 I/O 控制邏輯 數(shù)據(jù)緩沖器是一個(gè)雙向緩沖器，它連接內(nèi)部總線和外部總線，用于傳送 CPU和 8279 之間的命令，數(shù)據(jù)和狀態(tài)。同時(shí) 8255芯片內(nèi)有 A、 B、 C 三個(gè) I/O 端口，各須占用一個(gè)端口地址。 WR 寫入信號(hào)線，低電平有效，控制數(shù)據(jù)的寫入。也可根據(jù)控 制字的要求對(duì) C 口按位清 0 或置 1。 Vpp：當(dāng) EA 為高電平且 PC 值小于 0FFFH 時(shí) CPU 執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器中的程序。 8279 作為系統(tǒng)出入輸出口擴(kuò)展，分別接鍵盤的出入、輸出顯示， 8255 接步進(jìn)電機(jī)的環(huán)形 分配器，分別并行控制 X 和 Z 軸的步進(jìn)電機(jī)。本設(shè)計(jì)以 8031 為核心，增加儲(chǔ)存器擴(kuò)展電路，接口和面板操作開關(guān)組成的控制系統(tǒng)。則齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分別為（齒輪為 45 號(hào)鋼，并將齒輪近似看成圓柱體） J1=^4xb 10^3＝ ^^= J2＝ ^4xb 10^3=^3x8^= Js＝ ^4x90 10^3= Jε =Jm+J1+(Z1/Z2)^2x((J2+Js)+(G/g)x(L0/2π )^2) =++(24/40)^2x((+)+(1800/)x()^2) = 考慮步進(jìn)電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)慣量匹配問題 Jm/ Jε = 基本滿足慣量匹配的要求 設(shè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 mJ ＝ 本科課程設(shè)計(jì)說明書（論文） 第 14 頁(yè) 共 30 頁(yè) 4 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 微機(jī)