【正文】 的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)經(jīng)齒輪或齒形結(jié)構(gòu)、減速驅(qū)動(dòng)絲杠帶動(dòng)刀架縱向和橫向進(jìn)給采用減速機(jī)構(gòu)來(lái)可達(dá)到所需要的脈沖當(dāng)量，還可滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)要求和增大扭矩，在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的力矩足夠大，且結(jié)構(gòu)許可的情況下，減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，減少產(chǎn)生定位誤差的環(huán)節(jié)。保證機(jī)械部件的精度，采用合理而恰當(dāng)?shù)念A(yù)緊的支承，以提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度，選用最佳降速比，以提高機(jī)床的分辨率，并使系統(tǒng)折算到驅(qū)動(dòng)軸上的慣性量減少；盡量消除傳動(dòng)間隙，減少反向死壓誤差，提高機(jī)床位移精度。注意：用手動(dòng)方式移動(dòng)坐標(biāo)軸時(shí)，移動(dòng)方向是退出限位開(kāi)關(guān)方向。 263主軸調(diào)速方式。1：DIR（方向信號(hào)） ，CP（進(jìn)給脈沖） 。它決定了每次回零后對(duì)參考點(diǎn)的坐標(biāo)值。這一參數(shù)應(yīng)根據(jù)刀架實(shí)際換刀速度來(lái)確定。 NIM9702數(shù)控系統(tǒng)接口I/O 信號(hào)插座分布如圖所示。電源從機(jī)床強(qiáng)電柜引出時(shí)應(yīng)加隔離變壓器，其功率≥150VA。整個(gè)機(jī)床中的每。交流電源為 220V(177。P7 是光電編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。CNC 換刀過(guò)程是首先控制刀架正轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)段恍盘?hào)來(lái)到時(shí)，再控制刀架反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)一段時(shí)間后再檢查反靠到位信號(hào)。這個(gè)參數(shù)應(yīng)根據(jù)機(jī)床的規(guī)格來(lái)設(shè)定，一旦設(shè)置好了，就不應(yīng)在改動(dòng)。1步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)接口方式。4刀架編碼方式。此時(shí)，應(yīng)按如下步驟進(jìn)行處理：1. 先從當(dāng)前操作狀態(tài)返回主屏（按鍵） ；2. 斷開(kāi)機(jī)床限位信號(hào)。對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)總的要求是消除間隙減少摩擦，減少運(yùn)動(dòng)慣量，提高部件精度和剛度，具體措施是通常采用低摩擦的傳動(dòng)副。③ 按輸出被控制量的性質(zhì)分類(lèi) 可分為位置伺服系統(tǒng)、速度伺服系統(tǒng)。③ 執(zhí)行元件 可以是直流電動(dòng)機(jī)、交流電動(dòng)機(jī)，也可以是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。為了滿(mǎn)足快速響應(yīng)的要求，即隨時(shí)控制信號(hào)的變化，電動(dòng)機(jī)應(yīng)能在較短時(shí)間內(nèi)完成必須的動(dòng)作。在速度控制中要求具有很高的定倫精度，和很強(qiáng)的抗干擾的能力，即要求工作穩(wěn)定性要好。這種裝置也可與數(shù)控裝置的收發(fā)信號(hào)電路相配合，實(shí)現(xiàn)其自動(dòng)夾緊、松開(kāi)，提高加工過(guò)程的自動(dòng)化程度。主軸脈沖發(fā)生器的安裝圖如圖 3—8 所示： 21圖 3—8 主軸脈沖發(fā)生器安裝圖 為了可以加工穿出主軸的零件采用異軸安裝。圖 3—7 齒輪一級(jí)變速主傳動(dòng)系統(tǒng)圖 主運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)速圖的設(shè)計(jì)鑒于設(shè)計(jì)任務(wù)，在主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)連中，基本借鑒原機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)。m ③伺服電動(dòng)機(jī)的最高工作頻率 fmax=1000υmax/(60δ)=1000*1/(60*)Hz=根據(jù)機(jī)械力學(xué)與機(jī)械設(shè)計(jì)上冊(cè)的公式,絲杠的最小處直徑 d≥{(32T*180)/ π 2 G[θ]} 1/4式中 d絲杠最小直徑G剪切彈性模型 80～84GPa 取 G=82GPa[θ]絲杠許用扭角 176。m)當(dāng)工作臺(tái)快速移動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 n=nmaxυ maxi/L0=(2022/4)r/min=500r/min 由動(dòng)力學(xué)知，Tamax=JFε式中 ε角加速度，計(jì)算公式為ε=πn/30t Tamax=JFε=*10 4*(*500)/(30*) Ncm2總慣量 JF=++ kg*(* 10 6*)cm=177。/tan(2176。W移動(dòng)部件的重量(800N)。/m 取[θ]=176。m Tf= Wf`L0*103/(2πη 0)=800**6*103/(2π*) Ncm2 ②負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算及最大靜矩選擇 根據(jù)能量守恒原理，電動(dòng)機(jī)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TF=FPL0*103/(2πη 0)=*6*103/(2π*)=cm 2)J1聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (+1039。f`導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù),f`=～ 取 f`=.則 Fp=［*+*（+800）］N=當(dāng)機(jī)床以線速度 υ=100m/min,進(jìn)給量為 f=,車(chē)削直徑為 D=80mm 的外圓時(shí)絲杠的轉(zhuǎn)速 n=υf10 3/(πDL 0)=100**103/(*82*6)r/min=則 L=60nT/10 6=60**15000/106萬(wàn)轉(zhuǎn)= 萬(wàn)轉(zhuǎn)根據(jù)工作負(fù)載 Fp﹑壽命 L,計(jì)算出滾珠絲杠副承受的最大動(dòng)載荷,取 fw=,fh=1 FQ=L1/3fwfhFP=**= 16由 F0查滾珠絲杠的產(chǎn)品樣本和《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》,杠的產(chǎn)品樣本,選擇滾珠絲杠的直徑為 32mm,型號(hào)為 N40063,其額定動(dòng)載荷是 16672N 其強(qiáng)度足夠用。①計(jì)算作用在絲杠上的最大動(dòng)載荷 FQ首先根據(jù)切削力和運(yùn)動(dòng)部件的重量引起的進(jìn)給力，計(jì)算出絲杠的軸向載荷，再根據(jù)要求的壽命值計(jì)算出絲杠副應(yīng)能承受的最大動(dòng)載荷 FQ FQ=L1/3fwfhFP 式中 F Q最大動(dòng)載荷(N)；FP工作負(fù)載(N),指數(shù)控機(jī)床工作時(shí)實(shí)際作用在滾珠絲杠上的軸向力；fw運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù),一般運(yùn)轉(zhuǎn) fw取 ～。選擇合適以后，在決定被改造設(shè)備的其它相關(guān)部分的結(jié)構(gòu)和尺寸。車(chē)床傳動(dòng)在其橫向支承機(jī)構(gòu)如圖 3—4 所示：圖 3—4 橫向支承結(jié)構(gòu)圖 采用的是一端裝推力球軸承，另一端裝向心球軸承其示意圖如圖 3—5 所示： 14 圖 3—5 車(chē)床橫向支承軸承示意圖 安裝調(diào)整中應(yīng)注意的問(wèn)題利用螺母的間隙調(diào)整裝置調(diào)整絲杠副間隙時(shí)，應(yīng)使調(diào)整后產(chǎn)生的預(yù)緊力為絲杠副最大負(fù)載的 1/3 為宜。絲杠預(yù)緊后，軸向間隙減小，當(dāng)硬質(zhì)灰或切削等污物落入螺紋軌道內(nèi)，就會(huì)妨礙滾珠的運(yùn)轉(zhuǎn)，并加快磨損，因此必須有防護(hù)裝置。 132） 一端裝上推力軸承，一端裝上向心軸承 滾動(dòng)絲杠較長(zhǎng)時(shí)，一端裝上推力軸承，另一端裝上向心軸承 ，為了減少絲杠熱變形的影響，止推軸承的安裝應(yīng)遠(yuǎn)離熱源及絲杠的常用端。這種調(diào)整方式具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、調(diào)整方便的優(yōu)點(diǎn)，但調(diào)整預(yù)緊量不能控制。（7）有可逆性，可以旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，也可以從直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，即螺母和絲杠都可以作為主運(yùn)動(dòng)件。當(dāng)絲杠旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠在軌道內(nèi)既有自轉(zhuǎn)又沿軌道循環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，迫使螺母(或絲杠)軸向移動(dòng)。特別要求機(jī)械機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)間隙小，摩擦阻力小。 絲杠螺母副 滾珠絲杠副傳動(dòng)部件滾珠絲杠副是在具有螺旋槽的絲杠和螺旋母之間裝有滾珠，是 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的一種，其作用是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。為了兼顧精度與速度的要求，在滿(mǎn)足精度的條件下，選擇盡可能大的脈沖當(dāng)量。/zmk 伺服電動(dòng)機(jī)的選用伺服電動(dòng)機(jī)是一種用脈沖信號(hào)控制的電動(dòng)機(jī)，在動(dòng)載能力及動(dòng)態(tài)特性范圍內(nèi)電動(dòng)機(jī)的角位移與控制脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)速與控制脈沖頻率成反比。 9（2）減小運(yùn)動(dòng)件的摩擦力尤其是減小絲杠傳動(dòng)和工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌的摩擦，以消除爬行，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。并具有螺紋和錐螺紋等自動(dòng)循環(huán)機(jī)能。8279 為鍵盤(pán)顯示器接口。 總體方案的確定C6140 車(chē)床改造總體設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容包括：系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇，執(zhí)行機(jī)構(gòu)及傳動(dòng)方式的確定、數(shù)控系統(tǒng)的選擇等內(nèi)容，應(yīng)仔細(xì)考慮各種高性能、自動(dòng)化等要求，也要考慮被改造機(jī)床的具備條件，是技術(shù)的先進(jìn)性與經(jīng)濟(jì)性的合理性交好的統(tǒng)一。其橫向脈沖當(dāng)量為 ，驅(qū)動(dòng)元件采用步進(jìn)電機(jī)。機(jī)床的數(shù)控化率在不斷的提高到 1998 年，日本生產(chǎn)機(jī)床的數(shù)控率達(dá)到 70%。因此數(shù)控改造具有以下幾點(diǎn)：（1）易于對(duì)現(xiàn)有機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、而且專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)，沒(méi)有多余的功能。要較好地解決上述問(wèn)題，應(yīng)走普通機(jī)床的數(shù)控化改造之路，從美國(guó)、日本等工業(yè)化國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)看，機(jī)床地?cái)?shù)控化改造必不可少，數(shù)控機(jī)床占有很大比例。我國(guó)從開(kāi)放搞活以來(lái)，加快了數(shù)控機(jī)床技術(shù)的引進(jìn)，促進(jìn)了我國(guó)機(jī)床數(shù)控技術(shù)的普及和發(fā)展。機(jī)床的數(shù)控化程度在不斷地提高。（4）通用數(shù)控機(jī)床對(duì)具體生產(chǎn)有多余功能。所有這些目的都是圍繞一點(diǎn)，即提高機(jī)床的性能價(jià)格比，用較少的價(jià)格得到較高的機(jī)床性能。從第一代數(shù)控機(jī)床問(wèn)世以來(lái)，世界上主要工業(yè)化國(guó)家得數(shù)控機(jī)床已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)。 62 C6140型普通車(chē)床數(shù)控化改造方案的設(shè)計(jì)與確定 總體方案設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)任務(wù)：利用單片機(jī)控制技術(shù)對(duì) C6140 型車(chē)床的橫向系統(tǒng)進(jìn)行控制。由微型控制的自動(dòng)轉(zhuǎn)位具重復(fù)定位精度高、工作剛性好、性能可靠、使用壽命長(zhǎng)以及工藝性能好等特點(diǎn)。并行接口 8255 用作連接開(kāi)關(guān)量的輸入輸出和對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行控制。機(jī)床主軸的啟動(dòng)，停止和變速，縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的行程和變速，刀具的變速和冷卻，都可以自動(dòng)控制。對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分的要求有以下幾點(diǎn)：（1）高的傳動(dòng)精度和定位精度數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)精度和定位精度對(duì)零件的加工精度起著關(guān)鍵性作用，其中應(yīng)采取的措施是通過(guò)在進(jìn)給系統(tǒng)中加入減速齒輪，以減小脈沖當(dāng)量，預(yù)緊傳動(dòng)滾珠絲杠，齒輪，蝸輪傳動(dòng)件的間隙方法。（1）伺服電機(jī)的定子繞組的通電狀態(tài)每改變一次，它的轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)過(guò)一定角度，及電動(dòng)機(jī)的步距角 θ；（2）改變伺服電機(jī)定子的繞組的通電順序，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向也隨之改變；（3）伺服電機(jī)定子繞組的通電狀態(tài)的改變速度越快，既通電狀態(tài)的頻率越高，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速就越高；（4）伺服電機(jī)的步角距 θ 與定子繞組的相數(shù) m、轉(zhuǎn)子的齒數(shù) z、通電方式 k 可以用下式表示：θ=360186。脈沖當(dāng)量越小，機(jī)床的定位精度越高，但機(jī)床的快速進(jìn)給速度就越小。 F=1000V/60Δ 10式中 V—進(jìn)給速度（m/min） Δ—脈沖當(dāng)量（mm/脈沖） F—伺服電動(dòng)機(jī)工作頻率（Hz）根據(jù) fe 、fk 從工作矩頻特性曲線中查出對(duì)應(yīng)的極限轉(zhuǎn)矩值 Mdme若有 MeMdme 和 MkMdmk,表明伺服電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)足要求，否則不滿(mǎn)足要求，需重新選擇電動(dòng)機(jī)。由于絲杠和螺母之間為滾動(dòng)摩擦，所以滾珠絲杠螺母副的摩擦小，轉(zhuǎn)動(dòng)銷(xiāo)路和轉(zhuǎn)動(dòng)精度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于滑動(dòng)絲杠螺母副。螺母上有滾珠回路管道，將兒圈螺旋滾道的兩端連接起來(lái)構(gòu)成封閉的循環(huán)滾道，并在滾道內(nèi)裝滿(mǎn)滾珠。（6）運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)，無(wú)爬行現(xiàn)象，傳動(dòng)進(jìn)度高。另一螺母為鎖緊螺母，調(diào)整完畢后將兩個(gè)螺母并緊，可以防止在工作中螺母松動(dòng)。常用的支承方式有以下幾種：1） 一端裝上推力軸承 這種安裝方式的承載能力小，軸向剛度低，僅適用于短絲杠，如數(shù)控機(jī)床的調(diào)整環(huán)節(jié)或升降環(huán)節(jié)或數(shù)控銑床的垂直坐標(biāo)系。潤(rùn)滑劑可用 20 號(hào)或 30 號(hào)機(jī)械油，90～180 號(hào)透平油或 140 號(hào)主軸油，可從螺母殼體的油孔（如裝配圖中所示）注入螺母內(nèi)的空間。滾珠螺母直接固定在中滑板上。因此，在進(jìn)行設(shè)備改造時(shí)，要按廠家生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。m） n—主軸轉(zhuǎn)速（r/min）設(shè)按最大切削速度來(lái)計(jì)算，取 υ=100m/min則 F z =60 Pc 103/υ=60**10 3/100N=查《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》，在一般外圓車(chē)削時(shí) Fx=(～)F Z FX=(～)F Z取 F x==*= Fy==*=縱向滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算滾珠絲杠副已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，滾珠絲杠副的設(shè)計(jì)歸結(jié)為滾珠絲杠副型號(hào)的選擇。k考慮顛覆力矩影響的系數(shù),k=。4439。*106cm絲杠 1cm 長(zhǎng)度上導(dǎo)程變形總誤差 ΔL 總ΔL 總=100/L*ΔL=100/**10 6μm/m= 3 級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差為 15μm/m，因此剛度足夠. 3．步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇 ①負(fù)載傳動(dòng)慣量的計(jì)算 折算伺服電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可按下式估算 JF=J1+J2+W/g(180δ/πθ) 2式中 JF折算到電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kgcm 2 =30 kgm = N～176。T使用壽命時(shí)間 9h),數(shù)控機(jī)床 T 取 15000h.工作負(fù)載的數(shù)值可用《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》中進(jìn)給牽引力的實(shí)驗(yàn)公式計(jì)算,對(duì)于三角