【正文】 m，而對(duì)于跨度為 1497 mm 的滾珠絲杠，總的變形量 總? 只有 m，可見(jiàn)絲杠剛度足夠。絲杠加上兩端接桿后，左、右支承的中心距離約為 a=1497 mm；鋼的彈性模量 E＝ ? Mpa；查表 333，得滾珠直徑 wD =，算得 :絲杠底徑 2d =公稱(chēng)直徑 0d －滾珠直徑WD =，則絲杠截 2dS ?? /4 =（ 2mm ） 同時(shí)算得絲杠在工作載荷 Fm 作用下產(chǎn)生的拉壓變形量δ 1 = Fm a/(ES)≈。 查 參考文獻(xiàn) 1表，取載荷系數(shù) wf =，再取硬度系數(shù) Hf =1，代入式（ 3—23），求得最大動(dòng)載荷 NfffLF mHwaQ 50743 ?? 。 查 參考文獻(xiàn) 1查表 33，得：主偏角 rk 的修正系 krFCk ＝ ；前角和刀尖圓弧半徑的修正系數(shù)值均為 。 4. 進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算 和選型 縱、橫向進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型主要包括：確定脈沖當(dāng)量、計(jì)算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、設(shè)計(jì)減速箱、選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。需要注意的是，編碼器的軸頭與安裝軸之間必須采用無(wú)間隙柔性聯(lián)接，且車(chē)床主軸的最高轉(zhuǎn)速不允許超過(guò)編碼器的最高許用轉(zhuǎn)速?？紤]到編碼器的輸出有相位差為 90186。主軸的正 轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止可由數(shù)控系統(tǒng)來(lái)控制。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)常采用步進(jìn)電 動(dòng)機(jī)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)。 1. 設(shè)計(jì)任務(wù) 題目： C6140 普通車(chē)床數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 任務(wù)：將一臺(tái) C6140 普通車(chē)床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床。 C6140 普通車(chē)床的結(jié)構(gòu)布局如圖所示。隨著數(shù)控機(jī)床越來(lái)越多的普及應(yīng)用，數(shù)控機(jī)床的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益為大家所理解。 《機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 題 目 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì) 院 （系） 培黎工程技術(shù)學(xué)院 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化（職教師資） 目 錄 摘 要 .......................................................... 2 設(shè)計(jì)題目 .......................................................... 3 1. 設(shè)計(jì)任務(wù) ....................................................... 4 2. 總體方案的確定 ................................................. 5 3. 機(jī)械系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案 .......................................... 5 4. 進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型 ........................................ 8 脈沖當(dāng)量的確定 ................................................ 8 切削力的計(jì)算 .................................................. 8 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型（縱向） ............................. 9 同步帶減速箱的設(shè)計(jì)（縱向） .................................... 10 5 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型（縱向） ............................... 13 同步帶傳遞功率的校核 .......................................... 17 5. 繪制進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖 ....................................... 17 6. 控制系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) ......................................... 18 7. 步進(jìn) 電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)電源 的選擇 ....................................... 19 8. 控制系統(tǒng)的部分軟件設(shè)計(jì) ......................................... 20 存儲(chǔ)器與 I/O芯片地址分配 ...................................... 20 控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序 ........................................ 20 8255 芯片初始化子程序 ......................................... 21 8279 芯片初始化子程序 ......................................... 21 8279 控制 LED顯示子程序 ....................................... 22 8279 管理鍵盤(pán)子程序 ........................................... 24 D/A電路輸出模擬電壓程序 ...................................... 25 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制程序 ...................................... 25 電動(dòng)刀架的轉(zhuǎn)位控制程序 ........................................ 25 主軸、卡盤(pán)與冷卻泵的控制程序 ................................. 25 機(jī)電一體化課設(shè)的 感受與收獲 ....................................... 27 結(jié)論 ............................................................. 28 1 謝辭 ............................................................ 29 參考文獻(xiàn) ........................................................ 30 摘 要 整個(gè)人類(lèi)社會(huì)的文明史，就是制造技術(shù)不斷演變和發(fā)展的歷史。舊機(jī)床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在普通機(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)。 1 （機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)） 設(shè)計(jì)題目： —— 臥式車(chē)床數(shù)控化改造設(shè)計(jì) 普通車(chē)床（如 C616/C613 C618/C613 C620/C61 C630 等）是金屬切削加工最常用的一類(lèi)機(jī)床。由于加工過(guò)程中的切削參數(shù)、切削次序和刀具都可按程序自動(dòng)進(jìn)行調(diào) 節(jié)和更換，再加上縱、橫向的聯(lián)動(dòng)進(jìn)給功能，所以，改造后的車(chē)床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實(shí)現(xiàn)多工序集中車(chē)削，從而提高生產(chǎn)效率和加工精度。 （ 2）普通車(chē)床經(jīng)數(shù)控化改造后屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在 保證一定加工精度的前提下，應(yīng)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，降低成本。 3. 機(jī)械系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案 主傳動(dòng)系統(tǒng)的改造方案 對(duì)普通車(chē)床進(jìn)行數(shù)控化改造時(shí)，一般可保留原有的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和變速操縱機(jī)構(gòu)，這樣可減少機(jī)械改造的工作量。數(shù)控車(chē)床加工螺紋時(shí)，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車(chē)床主軸位置信號(hào)的反饋元件，它與車(chē)床主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng) 本例中，改造后的車(chē)床能夠加工的最大螺紋導(dǎo)程是 24 mm， Z 向的進(jìn)給脈沖當(dāng)量是 mm/脈沖，所以螺紋編碼器每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)輸出的脈沖數(shù)應(yīng)不少于 24 mm /（ mm/脈沖） =1200 脈沖。異軸安裝是指將編碼器安裝在床頭 箱的后端，一般盡量裝在與主軸同步旋轉(zhuǎn)的輸出軸，如果找不到同步軸，可將編碼器通過(guò)一對(duì)傳動(dòng)比為 1： 1 的同步齒 5 形帶與主軸聯(lián)接起來(lái)。 改造后的橫向、縱向進(jìn)給系統(tǒng)分別見(jiàn) 圖紙 。 查 參考文獻(xiàn) 1表 31，得： FCC ＝ 1120， FCx ＝ ， FCy ＝ ， FCn ＝ 0。 取滾珠絲杠的使用壽命 T=15000 h，代入 0L = 60 n T / 610 ，得絲杠壽 命系數(shù) 0L = （單位為： 610 r）。固定端采取一對(duì)推力角接觸球軸承，面對(duì)面組配。 3）將以上算出的 1? 和 2? 代入 21 ??? ??總 ,求得絲杠總變形量（對(duì)應(yīng)跨度 1497 mm） 總? == m。 根據(jù)改造經(jīng)驗(yàn)， C6140 車(chē)床 Z 向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩通常在 1525 N178。α / 360 =1200（ r/min）。同步帶傳遞的負(fù)載功率應(yīng)該小于 W，今取 P = kW，從表 318 中取工作情況系數(shù) AK = ，則求得帶的設(shè)計(jì)功率 dP = AK =179。 （ 8） 計(jì)算實(shí)際中心距 a 實(shí)際中心距 mmLLaa OPP 8 3 1 120 ?????？v向移動(dòng)部件總重量 G = 1300 N；同步帶減速箱大帶輪寬度 28 mm，節(jié)徑 mm，孔徑 30 mm，輪轂外徑 42 mm，寬度 14 mm；小帶輪寬度 28 mm，節(jié)徑 ，孔徑 19mm，輪轂外徑 29 mm，寬度 12 mm；傳動(dòng)比 i =。 其中： ???360maxvnm ? （ 3） 式中 maxv —— Z向空載最快移動(dòng)速度，任務(wù)書(shū)指定為 6000 mm/min； α —— Z向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，為 ； δ —— Z向脈沖當(dāng)量，本例δ = mm/脈沖。本例中在對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，已知進(jìn)給方向的最大工作載荷 fT = N，則有： mNjPFT htt ???? ??? 0 0 0 8 22 ??? 再計(jì)算承受最大工作負(fù)載（ cF =）情況下，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算 到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩： )1 3 0 0 9 4( )( ??? ?????? ???? i PGFT hcf（ N178。 ）≈ 1333(Hz)。 m，滿(mǎn)足要求。 （ 1）快速空載起動(dòng) 電動(dòng)機(jī)從靜止到加速至 mn =1200 r/min，由（ 5）式可知，同步帶傳遞的負(fù)載轉(zhuǎn)矩 1eqT =178。 5. 繪制進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖 在完成滾珠絲杠螺母副、減速箱和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算、選型后，就可以著手繪制進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的裝配圖了。 15 （ 6）注意繪制裝配圖時(shí)的一些基本要求。 本例中 X 向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為 110BYG5802， Z 向步進(jìn)電動(dòng) 機(jī)的型號(hào)為130BYG5501，生產(chǎn)廠家為常州寶馬集團(tuán)公司?？刂葡到y(tǒng)的監(jiān)控管理程序流程如圖 6所示。 主軸、卡盤(pán)與冷卻泵的控制程序 車(chē)床主軸的控制，就是控制主電動(dòng)機(jī)的正 /反 /停以及自動(dòng)變速；電動(dòng)卡盤(pán)需要控制其夾緊與松開(kāi)；冷卻泵需要控制它的啟 /停。片上 Flash 允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦 適于常規(guī)編程器。這個(gè) DA 芯片以其價(jià)格低廉、接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易等優(yōu)點(diǎn)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛的應(yīng)用。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我明確了自己原來(lái)知識(shí)還比較欠缺。優(yōu)良的學(xué)業(yè)是辛勤汗水的結(jié)晶，成就只有通過(guò)刻苦的學(xué)習(xí)和拼搏才能獲得。老師悉心的教導(dǎo)使我得以一窺煉金術(shù)領(lǐng)域的深?yuàn)W，不時(shí)的討論并指點(diǎn)我正確的方向，使我在這些年中獲