【正文】 ） 式中 —— 滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷，一般取 ， 為進(jìn)給牽引力； —— 絲杠導(dǎo)程（ cm）； —— 滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率， 。0 GFfF m ?? Ti12ZZi?? ~??39。m a x ?切 若不考慮啟動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，則啟動(dòng)力矩為 取安全系數(shù)為 ，則 cmNMM jQ .1 6 ~ m a x ??? cmNMM jQ .~39。 m in/39。刀架的全部動(dòng)作由液壓系統(tǒng)通過控制電路控制電磁換向閥和順序閥進(jìn)行控制口它的動(dòng)作分為四個(gè)步驟 : 刀架抬起 —— 當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出換刀指令后，液壓油進(jìn)入壓緊液壓缸的下腔，maxjMmaxjMHzvf 1m a xm a x ?? ??? ?銑Hzvf 48 28 006010 001m a xm a x ????? ? ’切min/ mvz ?‘maxvHzvf 24 006010 00 2m a xm a x ????? ?空m in/2 8 39。這時(shí)，端齒輪離合器與空套齒輪脫開。其型號(hào)有： 2716， 2732， 2764， 27128， 27258，其容量分別為 2K,4K,8K,16K,32K。需要擴(kuò)展片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。線選法是把單獨(dú)的地址線接到外圍芯片的片選端上，只要該地址線為低電平，就選中該芯片。 8155 與 8031 的連接方式如下圖所示 (b).鍵盤，顯示器接口電路 鍵盤，顯示器是數(shù)控系統(tǒng)常用的人機(jī)交互的外部設(shè)備，可以完成數(shù)據(jù)的輸入和計(jì)算機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示。本設(shè)計(jì)采用集成脈沖分配器 YB015。 內(nèi)部方式利用芯片的內(nèi)部振蕩電路，在 XTAL1,XTAL2 引腳上外接定時(shí)元件，如下圖所示。利用光電耦合電路，將行程開關(guān)接至發(fā) 光二極管的陰極，光敏三極管的輸出接至 8031的 I/O口Ｐ 。系統(tǒng)復(fù)位以后， CPU 從 0000H 開始執(zhí)行監(jiān)控程序。 鍵盤與顯示器設(shè)計(jì)在一起， 8155 的 PC 口擔(dān)任鍵盤的列線及顯示器的掃描控制； PB口的 PB0— PB3 為鍵盤的行線。隔離電源選用 7805 三端集成穩(wěn)壓器設(shè)計(jì)。 空運(yùn)行控制。 20H~27H：存放 Z 電機(jī)環(huán)分表值（ 00H， 08H， 18H， 10H， 30H， 20H， 28H， 00H）。 32H：存有當(dāng)前 Z 環(huán)分表地址。 2EH：存放偏差函數(shù) 1F 。管理程序的主要功能是接受和執(zhí)行操作者的命令。 輸入和顯示加工數(shù)據(jù)。 PB口剩余的 I/O 線 PB4— PB7 分別作為工作臺(tái) +X， +Y， X， Y 四 個(gè)方向的行程限位控制信號(hào)。8155 的片選端 接至譯碼器（ 74LS138）的 Y4 的輸出端，故 8155 控制命令寄存器及 PA， PB， PC 口的地址號(hào)分別為 8000H 及 8001H， 8002H， 8003H。越界報(bào)警電路如下圖所示 機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 該系統(tǒng)選用 MCS51 系列的 8031 作為主控制器。在時(shí)鐘工作后，只要在 RESET 引腳上出現(xiàn) 10ms 以上的高電平，單片機(jī)就實(shí)現(xiàn)狀態(tài)復(fù)位，之后 CPU 便從 0000H 單元開始執(zhí)行程序。光電耦合器接線圖如下： ③ 功率放大器 脈沖分配器的輸出功率很小，遠(yuǎn)不能滿足步進(jìn)電機(jī)的需要，必須將其輸出信號(hào)放大產(chǎn)生 足夠大的功率，才能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。它有 4X8 鍵和 6 位 LED 顯示器組成。 ④ 存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì) 8031 單片機(jī)所支持的存儲(chǔ)系統(tǒng)起程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器為獨(dú)立編址。單片機(jī)數(shù)據(jù)總線分時(shí)的與各個(gè)外圍芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。在滿足容量要求時(shí)，盡量選擇大容量芯片，以減少芯片數(shù)量以簡化系統(tǒng)。只需增加少量外圍元件就可以構(gòu)成一個(gè)完整的微機(jī)控制系統(tǒng)，并且開發(fā)手段齊全 ，指令系統(tǒng)功能強(qiáng)大，編程靈活，硬件資料豐富?；钊男谐虘?yīng)等于齒輪節(jié)圓周長的 1/4，并由限位開關(guān)控制。 通過對(duì)兩個(gè)電機(jī)的起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性的分析，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩大于總轉(zhuǎn)矩，并且 2~?MM 電 ，所以選擇的這兩個(gè)電機(jī)符合本設(shè)計(jì)要求。 m in/ a x mV ??? 最大切削頻率： —— 最大切削速度， 。 步進(jìn)電機(jī) 的選擇 目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床中大多采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，因此在本設(shè)計(jì)中采用反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。m a x39。339。22 1 0 9)2 ()2( cmdRF l ?????? ? 所以 cmEF TFL m 661 11 ????? ?????? cmEF TFL m 662 22 110 58 ????? ?????? 絲杠因受扭矩而引起的導(dǎo)程變化量很小，可以忽略。39。039。 ??? ?ddd 螺桿內(nèi)徑 39。 ??? ??dRe 螺紋升角 39。?d 螺紋滾道法面半徑 39?！狦 NGFfKFF ZXm 8 6 1)1 0 0 04 3 9( 6 )( 239。 機(jī)床絲杠進(jìn)給牽引力 ① 由于機(jī)床橫向采用的是燕尾形導(dǎo)軌 ，則 )2(39。0。 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 橫向進(jìn)給系統(tǒng) 工 作臺(tái)重量 NG 4001 ? 滾珠絲杠的導(dǎo)程 mmT 51 ? 行程 mmS 1901 ? 脈沖當(dāng)量 ?? 快速進(jìn)給速度 min/ mVx ? 切削進(jìn)給速度 min/ mvx ? 時(shí)間常數(shù) mst 200? 縱向進(jìn)給系統(tǒng) 工作臺(tái)重量 NG 10002 ? 滾珠絲杠的導(dǎo)程 mmT 102 ? 行程 mmS 6402 ? 脈沖當(dāng)量 ?? 快速進(jìn)給速度 min/3mVz ? 切削進(jìn)給速度 min/ mvz ? 時(shí)間常數(shù) mst 200? 傳動(dòng)計(jì)算 iT360??? 式中 —脈沖當(dāng)量；—? —步距角；—? —齒輪傳動(dòng)比；—i —絲杠螺距。因?yàn)閺椈傻膹椓茈y適應(yīng)負(fù)載的變化情況。顯示器采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)和工作狀態(tài)等信息。 總體方案確定 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式與伺服系統(tǒng) 由于機(jī)床既能鉆削又能銑削加工，故應(yīng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)?？s短新產(chǎn)品的試制和生產(chǎn)周期 ,易于組織多品種生產(chǎn) ,使企業(yè)能對(duì)場(chǎng)需求作出快速響應(yīng)。 C616 數(shù)控步進(jìn)改造設(shè)計(jì)的目的及意義 首先，對(duì) C616 數(shù)控步進(jìn)改造設(shè)計(jì)后能使其實(shí)現(xiàn)數(shù)控控制；讓 數(shù)控機(jī)床可以完成普通機(jī)床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜零件的加工 ；提升機(jī)床的 加工精度 、 柔性 、 生產(chǎn)率 和操控， 實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制，排除人為誤差， 使 零件的加工 一 致性好，質(zhì)量穩(wěn)定可靠 ；提升 機(jī)床自動(dòng)化程度， 降低 操作人員勞動(dòng)強(qiáng)度 。我國造船工業(yè)發(fā)展形勢(shì)依然嚴(yán)峻，市場(chǎng)競(jìng)爭愈加激烈。 國內(nèi)廠家盡管技術(shù)略遜于國外先進(jìn)水平，但在制造能力和價(jià)格上有很大的優(yōu)勢(shì)，尤其是超重型機(jī)床已達(dá)到當(dāng)代國際先進(jìn)水平。如我國已經(jīng)制造出加工 直徑 25m 的超重型數(shù)控立式銑車 床，鏜桿直徑 320mm 的落地式銑鏜床，加工寬度為10m 以上的數(shù)控龍門鏜銑床，回轉(zhuǎn)直徑在 5000mm 以上的數(shù)控重型臥式車床等一批具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且技術(shù)水平已經(jīng)接近世界先進(jìn)水平的重型機(jī)床系列品。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，促使機(jī)床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，一導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行柔性自動(dòng)化控制的新一代機(jī)床 —— 數(shù)控機(jī)床的誕生和發(fā)展。 本次設(shè)計(jì)涉及到了 C616 機(jī)床的縱向進(jìn)給系統(tǒng)、橫向進(jìn)給系統(tǒng)、步進(jìn) 電機(jī)、機(jī)床導(dǎo)軌、刀架以及改造后的使用問題。 關(guān)鍵詞 ： C616，進(jìn)給系統(tǒng)，數(shù)控改造 重慶大學(xué)?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 目 錄 摘要 ?????????????????????????? ????????? Ⅰ 1 緒 論 ?????????????????????? ???????????? 1 我國數(shù)控車床的發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)狀及當(dāng)今世界數(shù)控車床的發(fā)展的趨勢(shì) ??? ?? 1 C616 數(shù)控步進(jìn)改造設(shè)計(jì)的目的及意義 ??????????? ????????? 2 本設(shè)計(jì)的內(nèi)容和任務(wù) ????????? ???????? ?????????? 3 2 總體方案設(shè)計(jì) ????????????????????????????? 5 設(shè)計(jì)任務(wù) ????????????????????? ??????????? 5 總體方案確定 ???????????????????? ?????????? 5 3 機(jī)械部分設(shè)計(jì) ????????????????????????????? 7 進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ????????????????? ?????????? 7 橫向進(jìn)給系統(tǒng) ?????????? ???????? ?????????? 7 縱向進(jìn)給系統(tǒng) ????????? ????????? ?????????? 7 傳動(dòng)計(jì)算 ???????? ?? ??????????? ?????????? 7 確定齒輪模數(shù)及有關(guān)尺寸 ??????? ???????? ???????? 8 切削力的計(jì)算 ???????????????????? ?????????? 8 ?????????????????? ???????? 10 機(jī)床絲杠進(jìn)給牽引力 ???? ????????????? ???????? 10 疲勞強(qiáng)度計(jì)算 ???????????????????? ???????? 10 橫向滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)的計(jì)算 ?? ? ?????????? ????? 12 縱向滾珠絲杠螺母副幾何參數(shù)的計(jì)算 ???? ?????????? ???? 13 傳動(dòng)效率計(jì)算 ?????? ??????????????? ??????? 13 剛度驗(yàn)算 ?????? ????????????????? ??????? 14 ??????????????????? ?????? 15 橫向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ????????? ???????????? ??????? 15 縱向轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ????????? ??????? ????? ??????? 15 ???????????????????? ?????? 16 步進(jìn)電機(jī)力矩的計(jì)算 ????????? ??????????? ????? 16 步進(jìn)電機(jī)的選擇 ?????????? ???????????? ????? 18 ??????????????????????? ????? 21 4 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ?????????????????????????? 22 ?????????????????? ??? ???? 22 主控制器 CPU 的選擇 ????????? ????????? ??????? 22 ????????? ???????????????? 22 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ????????? ????????? ?????? 25 其它輔助電路設(shè)計(jì) ?????????? ?????????? ?????? 26 ??????????????????? ????? 27 重慶大學(xué)?？茖W(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄 5 系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計(jì) ????????????