【正文】 滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型 ............................................................ 17 滾珠絲杠的支撐形式選擇 ................................................................ 19 Z 向進(jìn)給滾珠絲杠副的計(jì)算與校核 .................................................... 22 主軸鉆削力計(jì)算 ................................................................................. 22 滾珠絲杠副的選擇計(jì)算 ..................................................................... 23 選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī) ................................................................................. 26 5 電主軸選用、冷卻與潤滑 .......................................................................... 30 電主軸的概述 .................................................................................... 30 電主軸的冷卻與潤滑 ........................................................................ 33 電主軸的選用 .................................................................................... 35 3 數(shù)控系統(tǒng)電路 設(shè)計(jì) ........................... 37 繪制系統(tǒng)電氣控制的結(jié)構(gòu)框圖 ................................................................... 37 機(jī)床硬件電路有以下幾部分組成 .................................................... 38 MCS51 單片機(jī)簡介 .................................................................................... 38 8031 單片機(jī)的基本特性 .................................................................... 38 8031 芯片引腳及其功能介紹 ......................................................... 40 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) ................................................................................... 42 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 ............................................................................ 42 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展 ............................................................................ 44 譯碼電路設(shè)計(jì) .................................................................................... 45 Ｉ /Ｏ接口擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) ............................................................................. 45 8155 通用可編程接口芯片 ................................................................ 45 8255 可編程接器芯片 ........................................................................ 47 8255 的結(jié)構(gòu) ........................................................................................ 48 其它輔助電路設(shè)計(jì) ...................................................................................... 49 8031 的時(shí)鐘電路 ................................................................................ 49 越界報(bào)警和急停處理電路 ................................................................ 49 復(fù)位電路 ............................................................................................ 49 掉電保護(hù)電路 .................................................................................... 50 鍵盤顯示接口電路 ............................................................................ 50 4 結(jié)論 ....................................... 51 致 謝 ........................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 數(shù)控立式鉆床的發(fā)展 隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化的 需要 ，各種自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用而生，鉆床 廣泛地在我國紡織機(jī)械、石油機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、醫(yī)療器械、航空航天、汽車拖拉機(jī)、橡塑模具以及發(fā)電機(jī)制造、機(jī)床制造等行業(yè)有關(guān)零件的 鉆 孔加工得到應(yīng)用。全都是數(shù)控系統(tǒng)控制的。 立式鉆床數(shù)控化改造的市場(chǎng) 機(jī)床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在機(jī)床上增加微型計(jì)算機(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)訂的加工工藝目標(biāo)。 9 機(jī)床數(shù)控化改造的市場(chǎng) 我國目前機(jī)床總量 約為 400 萬臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 萬臺(tái)，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到 4％。 立式鉆床簡介 Z5140A 鉆 床 （如圖 ）是由遼寧省丹東市機(jī)床有限責(zé)任公司研發(fā)、生產(chǎn)幷銷售的立式鉆床，具有精度高，剛性好，扭矩大，噪聲低，變速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，操作集中，使用維修方便。 （ 3）對(duì) 設(shè)備 掌握熟悉 、便于操作維修 購買新設(shè)備時(shí)，不了解新設(shè)備是否能滿足其加工要求。 工作臺(tái)進(jìn)給速度 : 1～ 400mm/min 工作最快移動(dòng)速度 : ?maxV 10m/min 13 X軸行程 : 600mm Y軸行程 : 600mm Z軸行程： 500mm 工作臺(tái)尺寸為： 1200179。特別是才用的伺服電機(jī)或混合式步進(jìn)電機(jī)后，連軸器直連便成為電機(jī)與滾珠絲桿最為常見的的連接方法。該方法能很好 的解決圓錐銷松動(dòng)的問題。如果調(diào)整機(jī)床快速移動(dòng)速度后，這個(gè)變化量也會(huì)起變化，此時(shí) CNC 系統(tǒng)并不報(bào)警，因?yàn)殡姍C(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)是正常的。絲杠螺母機(jī)構(gòu)有滑動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)和滾動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)之分。 ② 絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)、螺母移動(dòng) 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊；剛性較好、軸向剛度高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)精度高、不易磨損、使用壽命長； 缺點(diǎn)：必須限制螺母的轉(zhuǎn)動(dòng)需加導(dǎo)向裝置、不能自鎖，在用作升降傳動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)需采取制動(dòng)裝置，適用范圍：工作行程較大的場(chǎng)合。但螺距 t 確定后，滾珠直徑 d0是受絲杠相鄰兩螺紋間的凸起部分所限制。 滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型 （ 1） 螺紋滾道型面（法向）的形狀及主要尺寸 我國生產(chǎn)的滾珠絲杠副的螺紋滾道有單圓弧型和雙圓弧型，見圖 ?？墒?jié)L道底部與滾珠不接觸，并能存儲(chǔ)一定的潤滑油以減小摩擦磨損。 （ 1）固定 — 固定 ” 型： K2=4 適用于高轉(zhuǎn)速、高精度的場(chǎng)合。此形式結(jié)構(gòu)較簡單，效果良好，應(yīng)用廣泛。此形式結(jié)構(gòu)簡單，受力情況差，但在行程小、轉(zhuǎn)速低時(shí) 也經(jīng)常用到。hP — 滾珠絲杠副的計(jì)算導(dǎo)程， mm； ? — 脈沖當(dāng)量， mm/step； ? — 步距角， 186。（查參考文獻(xiàn) [4]中表 23 進(jìn)給牽引力的計(jì)算）。 絲杠 轉(zhuǎn)速 n= 103 101000???n = r/min，將 n和 mF 代入式（ 5） ????? 67 15 00 33 439。 （ 6）效率計(jì)算 滾珠絲杠的傳動(dòng)效率 )tan(tan v?? ?? ?? ? 145tan ???? ?? 選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī) （ 1）傳動(dòng)慣量計(jì)算 因電機(jī)與滾珠絲杠直接相連，沒有齒輪傳動(dòng)，則絲杠傳動(dòng)時(shí)傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 27 MIs JJJJ ??? 2mkg? （ 9） ①滾珠絲杠慣量 12140 ??? ldJ s kg 2m? ② 工 作 臺(tái) 質(zhì) 量 折 算 到 電 動(dòng) 機(jī) 軸 上 的 轉(zhuǎn) 動(dòng) 慣 量 2)2( ?hI PGJ ? 2mkg? （ 10） ③電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 MJ 很小可忽略。 atM ? 33 ??? ?? ?? mN? tM — 折算到電動(dòng)機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩， 3102 ??? ?? hZt PFM mN? ；鉆削進(jìn)給分力 ZF 見 2。 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)空載起動(dòng)頻率 maxmax 100060Vf ?? Hz maxV 和 ? 見任務(wù)書。高速電主軸電機(jī)的繞組相位互差 120176。計(jì)算轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩為轉(zhuǎn)速小于和等于計(jì)算轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)矩。其中計(jì)算轉(zhuǎn)速又稱額定轉(zhuǎn)速，是指恒轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)與恒功率驅(qū)動(dòng)的交匯點(diǎn)，參見圖 1和圖 2。 如圖（ ）。m 查 [1]，在 110BF003 型步進(jìn)電機(jī)的技術(shù)參數(shù)中可查得其最大靜轉(zhuǎn)矩178。 fM 1 4 1075 3 ???? ?? ?mN? 0M — 由于 絲杠 預(yù)緊 所引 起， 折算 到電 動(dòng) 機(jī)軸 上的 附加 摩擦 力矩 ，3200 10)1(2 ???? ??? hm PFM mN? ； 0? — 滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的效率，一般 0? ? ；進(jìn)給牽引力（軸向力） mF 見 3 中 2)。一般數(shù)控銑床的滾珠絲杠應(yīng)選 3 級(jí) ，[hSP? ]P =15 mm/? 。hL — 預(yù)期工作時(shí)間（小時(shí)），查 [3]表 1522 數(shù)控機(jī)床 39。hP =。 m