【正文】 c sensor will check localization. The main axle39。關(guān)鍵詞：X5032銑床 數(shù)控變頻調(diào)速 模塊化設(shè)計AbstractBased on the aspects of the improvement on X5032 milling machine as follows: the Economy, convenience, function and reliability. This dissertation conducts the systematic design，hardware circuit design and software design .These work improve the functions of milling machine on some aspects as follows：The large static and dynamic stiffness of the mechanical drive parts，the little friction factor of the motion pairs，no clearance in driving，the large power and the convenient operation and maintenance . The improved milling machine have some special functions as follows：the program store and pile，the backward and forward rotate of main Drive system, the two grades rotating speed which has continuous speed variation with in each grade，the operation in variable or constant speed according to the setting curve in the area of plane and space ,the random setting value and display data , the flee startstop and the failure alarm and the munication with the master puter.The system design of X5032 numerical machine39。將主傳動改為采用變頻交流電動機無級調(diào)速。進給傳動系統(tǒng)設(shè)計中，全部拆除縱向、橫向、垂向進給箱齒輪，拆除縱向、橫向、垂向進給手柄，在該處將手輪軸通過一對減速齒輪和縱向、橫向及垂向步進電機相連。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書專業(yè)班級 學(xué)生姓名 一、題目 二、起止日期 年 月 日至 年 月 日三、主要任務(wù)與要求 指導(dǎo)教師 職稱 學(xué)院領(lǐng)導(dǎo) 簽字（蓋章）年 月 日 4 河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評閱人評語題目 評 閱 人 職稱 工作單位 年 月 日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）評定書題目 指導(dǎo)教師 職稱 年 月 日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯許可證答辯前向畢業(yè)設(shè)計答辯委員會（小組）提交了如下資料：設(shè)計（論文）說明 共 頁圖紙 共 張指導(dǎo)教師意見 共 頁評閱人意見 共 頁經(jīng)審查， 專業(yè) 班 同學(xué)所提交的畢業(yè)設(shè)計（論文），符合學(xué)校本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）的相關(guān)規(guī)定，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書的要求，根據(jù)學(xué)校教學(xué)管理的有關(guān)規(guī)定，同意參加畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯。X5032數(shù)控銑床機械系統(tǒng)設(shè)計包括伺服驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計計算，絲杠螺母副的設(shè)計計算，主傳動系統(tǒng)的參數(shù)計算，主傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計。只要數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令信號，主軸就可以準(zhǔn)確的定位。通過插補算法實現(xiàn)步進電機的準(zhǔn)確定位以便達(dá)到工件的精確度；通過鍵盤利顯示模塊，實現(xiàn)了程序的編輯和顯示；通過其他輔助系統(tǒng)的設(shè)計，實現(xiàn)了機床功能的完善化。s localization checking device should be installed. In this way, making use of the electrical main axle39。s design, it has realized the machine function39。但是，隨著數(shù)字控制技術(shù)在數(shù)控機床上的發(fā)展，以及數(shù)控機床高剛度、高精度、高速度的要求，逐步發(fā)展到目前數(shù)控機床獨特的結(jié)構(gòu)特點。數(shù)控機床是集計算機技術(shù)、電子技術(shù)、自動控制、傳感測量、機械制造、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一體的典型的機電一體化產(chǎn)品。這種機床改造花費少，改造針對性強，時間短，改造后的機床大多能克服原機床缺點和存在的問題，生產(chǎn)效率高，尤其適合中國機床擁有量大、生產(chǎn)規(guī)模小的具體國情。數(shù)控技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實現(xiàn)加工機床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。數(shù)控機床可以加工出傳統(tǒng)機床加工不出來的曲線、曲面等復(fù)雜的零件。由以上五條派生的好處，如：降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力(一個人可以看管多臺機床)，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對市場需求作出快速反應(yīng)等等。由于采用信息技術(shù)對國外軍、民機械工業(yè)進行深入改造(稱之為信息化)，最終使得他們的產(chǎn)品在國際軍品和民品的市場上競爭力大為增強。我國的機床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。以第四代計算機的工程結(jié)構(gòu)和微電子工藝技術(shù)為基礎(chǔ)，充分利用現(xiàn)有微機的硬件、軟件資源，發(fā)展總線式、模塊式、開放型、嵌入式的柔性數(shù)控系統(tǒng)，使之即適合加工復(fù)雜零件、分立式機床用的數(shù)控系統(tǒng)的組成，又適合未來自動化升級時功能可擴展的要求。我國是機床生產(chǎn)大國，又是使用大國。其精度從微米級到亞微米級，乃至納米級(10nm)，其應(yīng)用范圍日趨廣泛。開放性為適應(yīng)數(shù)控進線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢是體系結(jié){每的開放性，設(shè)計生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國的OMAC、歐共體的OSACA及日本的OSEC發(fā)展開放式數(shù)控的計劃等。數(shù)控系統(tǒng)中增加的機床誤差、加工誤差修正補償?shù)墓δ?，使加工精度得到進一步提高。 機床數(shù)控化改造的客觀優(yōu)越性(1) 費用低，經(jīng)濟性好，改造周期短可滿足生產(chǎn)急需，同購置新機床相比，一般可以節(jié)省60%～80%的費用，改造費用低。用這種舊裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。人機界面應(yīng)當(dāng)對用戶友好，對此系統(tǒng)應(yīng)從以下幾個途徑來體現(xiàn)： 漢化按鍵，方便各種層次的操作者使用。速度銜接技術(shù)可以保證系統(tǒng)在加工過程中實現(xiàn)2段程序問的速度平滑連接，從而避免造成加工刀痕，保證精度。這種磁力傳感器的工作原理是，在主軸上裝上永磁鐵和主軸一起旋轉(zhuǎn)，在距離磁鐵l2mm的旋轉(zhuǎn)軌跡外，固定一個磁傳感器，當(dāng)傳感器發(fā)出信號后經(jīng)過放大，由定向電路使電動機準(zhǔn)確的停止在規(guī)定的周向位置上。0．005mm。該系統(tǒng)能邏輯地處理具有使用號碼或其它符號指令規(guī)定的程序。(3) 伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)(英文Servo的音譯)是數(shù)控裝置與機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它把來自數(shù)控裝置的指令轉(zhuǎn)變?yōu)闄C床部件的運動，使工作臺和主軸按規(guī)定的動作運動，加工出合格產(chǎn)品。插補器進行插補，發(fā)出指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動放大電路放大后，驅(qū)動步進電機轉(zhuǎn)動，一個進給脈沖使步進電機轉(zhuǎn)動一個角度，通過齒輪減速，絲杠傳動使工作臺移動一定距離，因此，工作臺的位移量與步進電機的轉(zhuǎn)角成正比，即與進給脈沖數(shù)目成正比。圖24 半閉環(huán)控制系統(tǒng)目前，機床數(shù)控化改造大多采用經(jīng)濟型數(shù)控改造即開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)來提高機床的自動化程度和機床的加工精度，X5032升降臺銑床數(shù)控化改造采用的即是開環(huán)控制形式。(4) 改變通電相序即可改變電機轉(zhuǎn)向。 數(shù)控機床開環(huán)系統(tǒng)速度計算在開環(huán)系統(tǒng)中，坐標(biāo)軸運動速度是通過控制向步進電機輸出脈沖的頻率來實現(xiàn)的，系統(tǒng)每發(fā)出一個脈沖，步進電機就轉(zhuǎn)過一個角度，從而驅(qū)動坐標(biāo)軸移動一定距離即脈沖當(dāng)量（δmm）。機械系統(tǒng)一般由減速裝置、絲杠螺母副、蝸輪蝸桿副等各種線性傳動部件，以及連桿機構(gòu)、凸輪機構(gòu)等非線性傳動部件、導(dǎo)向支承件、旋轉(zhuǎn)支承件、軸系及架體等機構(gòu)組成。(1)采用交流電動機無級調(diào)速伺服電動機和脈沖步進電動機都是恒轉(zhuǎn)矩的，而且功率不大，所以只能用于直線進給運動和輔助運動。KFC——切削條件改變時，切削力的修正指數(shù)，其中參數(shù)按實際加工過程中平均銑削條件為標(biāo)準(zhǔn)來選擇。(4)分級變速箱的傳動系統(tǒng)的設(shè)計 變速級數(shù)Z的確定如取變速箱的公比ψf=Rnp=3則由于無級變速時Rnp=ψfZ1Rdp=ψfz故變速箱的變速級數(shù)可以取Z=4變速箱所需要的變速組數(shù)即K=2 Z=4分級傳動系統(tǒng)的實際公比為結(jié)構(gòu)式為分級傳動系統(tǒng)的最小傳動比為根據(jù)前緩后急的原則取 其他傳動副的傳動比為調(diào)速電動機的最低工作轉(zhuǎn)速為電動機最低工作轉(zhuǎn)速時所傳遞的功率為.圖216 X5032銑床轉(zhuǎn)速圖 轉(zhuǎn)速圖如圖216所示，從轉(zhuǎn)速圖中可知，電動機的額定轉(zhuǎn)速產(chǎn)生主軸的計算轉(zhuǎn)速；電動機的最高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生主軸的最高轉(zhuǎn)速；電動機的最低工作轉(zhuǎn)速產(chǎn)生主軸的最低轉(zhuǎn)速；區(qū)域I是橫轉(zhuǎn)矩變速范圍，有分級傳動的最小傳動比產(chǎn)生，電動機的恒轉(zhuǎn)矩變速范圍等于主軸的主軸的恒轉(zhuǎn)矩變速范圍。所以確定齒輪齒數(shù)時，應(yīng)在允許的誤差范圍內(nèi)，確定合理的aj，bj，進而求得S01，S02，S03，并盡量使S01，S02，S03的最小公倍數(shù)為最小，最小公倍數(shù)用S0表示，則Sz必定為S0的整數(shù)倍。由表1021d按齒面硬度查的小齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強度極限σHlim2=550MPa。(9) 設(shè)計計算對比計算結(jié)果，又齒面接觸疲勞強度計算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，=4mm，按接觸強度算得的分度圓直徑d1=，由公式可知分度圓的直徑d=418=72mm由于d=72mmd1=；所以選取模數(shù)：m=，則d=18=117mm 所以第二變速組的齒輪的模數(shù)為m=；（三）無級變速電動機軸上齒輪模數(shù)的確定按齒面接觸強度設(shè)計(1) 小齒輪齒數(shù)z1=27；大齒輪齒數(shù)z2=45；(2) 計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩根據(jù)機械零件設(shè)計手冊，表21可知，取η=，電動機功率Pd為12KW，則II軸上所傳遞的扭矩為T1：(3）由機械設(shè)計（第八版）可知：載荷系數(shù)K=KAKVKαKβ初選載荷系數(shù)：Kt=(4) 由表101選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為240HBS，二者材料硬度差為40HBS。2) 軸II參數(shù)的確定由以上所述，軸II上所受到得扭矩T2軸II的計算轉(zhuǎn)速為n1=；選擇軸的材料為45鋼，由機械設(shè)計（第八版）表153可知，其[τT]=2545MPa軸的扭轉(zhuǎn)強度條件：τT=由上式可得軸I的直徑當(dāng)軸截面上開有鍵槽時，應(yīng)該增大軸徑以考慮鍵槽對軸的強度的削弱，對于直徑d100mm的軸，有一個鍵槽時，軸徑增大3%，有兩個鍵槽時，應(yīng)增大7%，對于直徑小于d100mm時，有一個鍵槽時，軸徑增加5%7%，有兩個鍵槽時，應(yīng)增大10%15%，然后將軸徑圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。根據(jù)課程設(shè)計，附錄四 分析三根軸的受力，和軸上齒輪的尺寸，綜合考慮，軸承與第一個齒輪間的距離取l0=61mm。取該齒輪的齒寬為b=24mm。3) 主軸前端懸伸量a的確定主軸前端懸伸量a是指主軸前端面到前軸承徑向支反力作用中點的距離,它主要取決于主軸端部的結(jié)構(gòu)、前支承軸承配置和密封裝置的形式和尺寸，由原機床主軸箱體的結(jié)