【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(jì)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(dòng)改為采用變頻交流電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速。進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，全部拆除縱向、橫向、垂向進(jìn)給箱齒輪，拆除縱向、橫向、垂向進(jìn)給手柄，在該處將手輪軸通過一對(duì)減速齒輪和縱向、橫向及垂向步進(jìn)電機(jī)相連。河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書專業(yè)班級(jí) 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(jì)（論文）評(píng)閱人評(píng)語題目 評(píng) 閱 人 職稱 工作單位 年 月 日河南理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)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(jì)（論文）答辯許可證答辯前向畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯委員會(huì)（小組）提交了如下資料：設(shè)計(jì)（論文）說明 共 頁圖紙 共 張指導(dǎo)教師意見 共 頁評(píng)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(jì)（論文），符合學(xué)校本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的相關(guān)規(guī)定，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(jì)（論文）答辯。X5032數(shù)控銑床機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算，主傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算，主傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。只要數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令信號(hào)，主軸就可以準(zhǔn)確的定位。通過插補(bǔ)算法實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)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(shí)現(xiàn)了程序的編輯和顯示；通過其他輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)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(jī)床上的發(fā)展，以及數(shù)控機(jī)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(jī)床獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)控制、傳感測(cè)量、機(jī)械制造、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)于一體的典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。這種機(jī)床改造花費(fèi)少，改造針對(duì)性強(qiáng)，時(shí)間短，改造后的機(jī)床大多能克服原機(jī)床缺點(diǎn)和存在的問題，生產(chǎn)效率高，尤其適合中國(guó)機(jī)床擁有量大、生產(chǎn)規(guī)模小的具體國(guó)情。數(shù)控技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)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(jī)床可以加工出傳統(tǒng)機(jī)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(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力(一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)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(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。由于采用信息技術(shù)對(duì)國(guó)外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造(稱之為信息化)，最終使得他們的產(chǎn)品在國(guó)際軍品和民品的市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力大為增強(qiáng)。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。以第四代計(jì)算機(jī)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(jī)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(jī)床用的數(shù)控系統(tǒng)的組成，又適合未來自動(dòng)化升級(jí)時(shí)功能可擴(kuò)展的要求。我國(guó)是機(jī)床生產(chǎn)大國(guó)，又是使用大國(guó)。其精度從微米級(jí)到亞微米級(jí)，乃至納米級(jí)(10nm)，其應(yīng)用范圍日趨廣泛。開放性為適應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個(gè)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(shì)是體系結(jié){每的開放性，設(shè)計(jì)生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國(guó)的OMAC、歐共體的OSACA及日本的OSEC發(fā)展開放式數(shù)控的計(jì)劃等。數(shù)控系統(tǒng)中增加的機(jī)床誤差、加工誤差修正補(bǔ)償?shù)墓δ?，使加工精度得到進(jìn)一步提高。 機(jī)床數(shù)控化改造的客觀優(yōu)越性(1) 費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)性好，改造周期短可滿足生產(chǎn)急需，同購(gòu)置新機(jī)床相比，一般可以節(jié)省60%～80%的費(fèi)用，改造費(fèi)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(zhǎng)，從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。人機(jī)界面應(yīng)當(dāng)對(duì)用戶友好，對(duì)此系統(tǒng)應(yīng)從以下幾個(gè)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(shí)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(gè)磁傳感器，當(dāng)傳感器發(fā)出信號(hào)后經(jīng)過放大，由定向電路使電動(dòng)機(jī)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(hào)碼或其它符號(hào)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(jī)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(jī)床部件的運(yùn)動(dòng)，使工作臺(tái)和主軸按規(guī)定的動(dòng)作運(yùn)動(dòng)，加工出合格產(chǎn)品。插補(bǔ)器進(jìn)行插補(bǔ)，發(fā)出指令脈沖，經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大電路放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)進(jìn)給脈沖使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，通過齒輪減速，絲杠傳動(dòng)使工作臺(tái)移動(dòng)一定距離，因此，工作臺(tái)的位移量與步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)角成正比，即與進(jìn)給脈沖數(shù)目成正比。圖24 半閉環(huán)控制系統(tǒng)目前，機(jī)床數(shù)控化改造大多采用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造即開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)來提高機(jī)床的自動(dòng)化程度和機(jī)床的加工精度，X5032升降臺(tái)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(jī)轉(zhuǎn)向。 數(shù)控機(jī)床開環(huán)系統(tǒng)速度計(jì)算在開環(huán)系統(tǒng)中，坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)速度是通過控制向步進(jìn)電機(jī)輸出脈沖的頻率來實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)脈沖，步進(jìn)電機(jī)就轉(zhuǎn)過一個(gè)角度，從而驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)軸移動(dòng)一定距離即脈沖當(dāng)量（δmm）。機(jī)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(dòng)部件，以及連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)等非線性傳動(dòng)部件、導(dǎo)向支承件、旋轉(zhuǎn)支承件、軸系及架體等機(jī)構(gòu)組成。(1)采用交流電動(dòng)機(jī)無級(jí)調(diào)速伺服電動(dòng)機(jī)和脈沖步進(jìn)電動(dòng)機(jī)都是恒轉(zhuǎn)矩的，而且功率不大，所以只能用于直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)。KFC——切削條件改變時(shí)，切削力的修正指數(shù)，其中參數(shù)按實(shí)際加工過程中平均銑削條件為標(biāo)準(zhǔn)來選擇。(4)分級(jí)變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 變速級(jí)數(shù)Z的確定如取變速箱的公比ψf=Rnp=3則由于無級(jí)變速時(shí)Rnp=ψfZ1Rdp=ψfz故變速箱的變速級(jí)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(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際公比為結(jié)構(gòu)式為分級(jí)傳動(dòng)系統(tǒng)的最小傳動(dòng)比為根據(jù)前緩后急的原則取 其他傳動(dòng)副的傳動(dòng)比為調(diào)速電動(dòng)機(jī)的最低工作轉(zhuǎn)速為電動(dòng)機(jī)最低工作轉(zhuǎn)速時(shí)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(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速產(chǎn)生主軸的計(jì)算轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速產(chǎn)生主軸的最高轉(zhuǎn)速；電動(dòng)機(jī)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(jí)傳動(dòng)的最小傳動(dòng)比產(chǎn)生，電動(dòng)機(jī)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(shí)，應(yīng)在允許的誤差范圍內(nèi)，確定合理的aj，bj，進(jìn)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(qiáng)度極限σHlim1=600MPa；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限σHlim2=550MPa。(9) 設(shè)計(jì)計(jì)算對(duì)比計(jì)算結(jié)果，又齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)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(qiáng)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(jí)變速電動(dòng)機(jī)軸上齒輪模數(shù)的確定按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)(1) 小齒輪齒數(shù)z1=27；大齒輪齒數(shù)z2=45；(2) 計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩根據(jù)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)，表21可知，取η=，電動(dòng)機(jī)功率Pd為12KW，則II軸上所傳遞的扭矩為T1：(3）由機(jī)械設(shè)計(jì)（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(jì)算轉(zhuǎn)速為n1=；選擇軸的材料為45鋼，由機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）表153可知，其[τT]=2545MPa軸的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)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(shí)，應(yīng)該增大軸徑以考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削弱，對(duì)于直徑d100mm的軸，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增大3%，有兩個(gè)鍵槽時(shí)，應(yīng)增大7%，對(duì)于直徑小于d100mm時(shí)，有一個(gè)鍵槽時(shí)，軸徑增加5%7%，有兩個(gè)鍵槽時(shí)，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(jì)，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(gè)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(diǎn)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(jī)床主軸箱體的結(jié)