【正文】 矩頻特性可看出，當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)， f 起 =2500HZ 時(shí)， M=100N178。 40）== 0243? 。 (2808+2179。 由圖 23（ a）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)矩頻特性可看出，當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起 38 動(dòng)時(shí)， f 起 =2500HZ 時(shí)， M=100N178。 PCU 單元通過(guò) PLC 的輸出端口通過(guò) X111 的 電動(dòng)刀架的正轉(zhuǎn)繼電器使刀架正轉(zhuǎn)，當(dāng)所選刀具到達(dá)加工位置時(shí)，刀架上的集成霍爾單元?jiǎng)t發(fā)出信號(hào)，通過(guò) PLC輸入端口將 X111的 ～ 信息傳遞給 PUC 單元結(jié)束選刀。錐面加工后拋光。 （ 6） .測(cè)量編寫程序原點(diǎn)位置 （ 7） .輸入編寫的零件加工程序。由于數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜，因此要堅(jiān)持按照說(shuō)明書上的要求做好清潔工作，并不是一件容易的事情。根據(jù)各個(gè)劃分開的子系統(tǒng)，確定人員職責(zé)，有主有次，便于組織與協(xié)調(diào)，才能盡快的解決各個(gè)方面的 問題 。通過(guò)對(duì)車床的數(shù)控化改造，為以后的保養(yǎng)和維修打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。對(duì)主要的如工作臺(tái)、裸露的導(dǎo)軌、操作面板等，應(yīng)每班擦一次。 （ 2） .回機(jī)床參考點(diǎn)。 圖 61 錐孔檢具 毛坯材料為 45 度鋼，毛坯為直徑 55mm，長(zhǎng)度為 47mm，其中直徑55mm外圓已經(jīng)加工完畢，待加工為錐面和直徑 20mm尺寸。交流主軸電動(dòng)機(jī)也有一定的過(guò)載能力，一般額定植的 ~，過(guò)載時(shí)間從幾分鐘到半個(gè)小時(shí)不等。 = (3)、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 ： J=J1 + 220122( ) ( ) ( )2S LZ WJJZG ????????? =+ ( 221 5 6 0 0 0 . 5) 4 4 6 1 2 6 ) ( )3 0 9 . 8 2 3 . 1 4??? ? ? ??????= 負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算及最大靜轉(zhuǎn)矩的選擇 機(jī)床在不同的共況下，其所需轉(zhuǎn)矩不同， (1) 快速空載起動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩 是： 36 將已知數(shù)據(jù)代入， m a xm a x 0 1 2 0 0 0 . 7 53 6 0 0 . 0 0 5 3 6 0bpvn ?? ? ? ??=500r/min 考慮了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以后，傳動(dòng)系統(tǒng)折算的電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J總 =JM +J=10+ = Mamnx 2m a x2 1 0 1 2 460 anJ t? ?? ? ? ? ?總 2m a x2 1 0 1 2 460anJ N c mt? ?? ? ? ? ?總 折算到電動(dòng)機(jī)軸上的摩擦力矩 /0 0 021() ( 2808 600) 2 2 22 CfF L f F W LMZiZ?? ???? ? ? ?? ? ???= 附加摩擦力矩 /2 2 2000 0 0210. 04 ( 28 08 60 0) 0. 6( 1 ) ( 1 ) ( 1 0. 9 )2 2 3. 14 0. 8 22 mFp oL f F LM Zi Z???? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? = 則 M起 =Mamax +Mf +M0 =++= （ 2）快速移動(dòng)時(shí)所需力矩 M快 M快 =Mf +M= + = （ 3）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M切 37 0ftM M M M? ? ?切 =Mf +M+ 1 4 0 4 0 . 52 5 . 1 0 . 7 . 5 6 . .2 2 0 . 8 2N c m N c m N c mi? ? ? ?? ? ? ??toFL =+ += 從上面計(jì)算看出 M起 、 M快 、 M切三種情況下，以最大切削負(fù)載時(shí)所需轉(zhuǎn)矩最大，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。要進(jìn)行修改。 (2808+2179。2 omoOOZZLFfiF p o LM ?????? ?????? （ 213） /2 2 2000 0 0210. 16 ( 28 08 80 0) 0. 6( 1 ) ( 1 ) ( 1 0. 9 )2 2 3. 14 0. 8 1. 252 mFp oL f F LMZiZ???? ???? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? 22 = 則 M起 =Mamax +Mf +M0 =++= （ 2）快速移動(dòng)時(shí)所需力矩 M快 M快 =Mf +M=+= （ 3）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩 M切 0ftM M M M? ? ?切 =Mf +M+ 1 4 0 4 0 . 65 5 . 1 5 . 3 . 2 5 9 . .2 2 0 . 8 1 . 2 5N c m N c m N c mi? ? ? ?? ? ? ??toFL =+ += 從上面計(jì)算看出 M起 、 M快 、 M切三種情況下，以快速空載起動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩最大，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。其實(shí)際變形為 ?? 。在安裝時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整絲杠間隙，可用百分表測(cè)出具體的間隙所在。 =1404N 10 滾珠絲杠副的工作原理及特點(diǎn) 在數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)中一般采用滾珠絲杠副來(lái)改善摩擦特性。運(yùn)動(dòng)由齒輪副 2856 及聯(lián)軸節(jié)傳至光杠 XIX，再由光杠通過(guò)溜板箱中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，分別傳至齒輪齒條機(jī)構(gòu)或橫向進(jìn)給絲杠 XXVII，使刀架做縱向或橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給。車床的工藝范圍又較廣泛，因此 CA6140 車床使用十分廣泛。事實(shí)證明：機(jī)床的數(shù)控化改造可以為企業(yè)帶來(lái)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。也就是適合單件、小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量工藝設(shè)備的費(fèi)用。其典型 3 如圖 12所示。為了減少絲杠的摩孫和便于操作，保證螺紋傳動(dòng)鏈的精度，機(jī)動(dòng)進(jìn)給傳動(dòng)鏈不用絲杠及開合螺母?jìng)鲃?dòng)。 = 又∵切削力 P切 = 31060cFv? （ 22） 式中 FC —— 主切削力（ N） V—— 最大切削速度（ m/min） 。 滾珠絲杠副的循環(huán)方式 常用的循環(huán)方式有外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類，滾珠在 循環(huán)過(guò)程中有時(shí)與絲杠脫離接觸的稱為外循環(huán)：始終與絲杠保持接觸的稱為內(nèi)循環(huán)。 ① 絲杠的拉伸或壓縮變形量 1? 。 = （ 3）、等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： J=J1 + 220122( ) ( ) ( )2S LZ WJJZG ????????? （ 211） J=J1 + 220122( ) ( ) ( )2S LZ WJJZG ????????? =+ ( 3 2 8 0 0 0 . 6) ( 6 . 2 7 2 3 . 1 7 5 ) ( )4 0 9 . 8 2 3 . 1 4?? ? = 負(fù)載轉(zhuǎn)矩計(jì)算及最大靜轉(zhuǎn)矩的選擇 機(jī)床在不同的共況下，其所需轉(zhuǎn) 21 矩不同， （ 1）快速空載起動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩 是： 將已知數(shù)據(jù)代入， m a xm a x 0 2 4 0 0 0 . 7 53 6 0 0 . 0 1 3 6 0bpvn ?? ? ? ??=500r/min 考慮了電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以后，傳動(dòng)系統(tǒng)折算的電動(dòng)機(jī)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J總 =JM +J=10+ = Mamnx 2m a x2 1 0 3 2 .5 1 360 anJ t? ?? ? ? ?總 179。 FX =（ ～ ） F z =2808179。其實(shí)際變形為 ?? 。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》 [ 6 ]選取第一系列中的 34 模樹 m=2壓力角 =200 ∴ d1 =M1z =2179。從曲線可看出，交流電動(dòng)機(jī)在基本速度以下為恒轉(zhuǎn)距區(qū)域，而在基本速度以上為橫功率區(qū)域。這是 因?yàn)橥宦?lián)軸套上分布的錐孔都由同一方向加工時(shí)，往往會(huì)引起軸線的直線度誤差增大，從而使安裝在絲杠上各零件間的同軸度誤差增大，產(chǎn)生傳動(dòng)附加載荷，影響絲杠副的傳動(dòng)性能。兩個(gè)工步完成加工。 N029 G00 。 （ 4）、有些數(shù)控車床系統(tǒng)的存儲(chǔ)器采用 CMOS器件，存儲(chǔ)內(nèi)容在斷電期間靠電池供電保持，所以應(yīng)每年更換一次電池。 53 參考文獻(xiàn) [ 1 ] 南昌大學(xué)機(jī)電工程系主編．機(jī)電一體化機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)指導(dǎo)書．《數(shù)控機(jī)床設(shè)計(jì)》； [ 2 ] 張迎新主編．《單片機(jī)初級(jí)教程》．北京航空航天大學(xué)出版社， 2022； [ 3 ] 濮良，紀(jì)名剛 主編 ．《機(jī)械設(shè)計(jì)》．高等教育 出版社， 2022； [ 4 ] 化學(xué)出版社出版 ． 《 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》； [ 5 ] 機(jī)械工業(yè)出版社編． 《 機(jī)床設(shè) 計(jì)手冊(cè) 》； [ 6 ] 上海機(jī)械學(xué)院主編． 《 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 》； [ 7 ] 唐仲文等．《機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用實(shí)例 》 ．北京：機(jī)械工業(yè)出版，1994； [ 8 ] 戴曙 主編 ．《金屬切削 機(jī)床 》． 機(jī)械工業(yè)出版 ， 1993； [ 9 ] 王愛玲等．《現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)》．國(guó)防工業(yè)出版， 2022； [ 10 ] 林宋主編． 《 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床 》． 北京：化學(xué)工業(yè)出版， 2022； [ 11 ] 丁樹模主編．《機(jī)械工程學(xué)》．機(jī)械工業(yè)出版， 2022； [ 12 ] 《 數(shù)控原理與系統(tǒng)》．北京：機(jī)械工業(yè)出版， 2022； [ 13 ] 閻楚 ， 楊方飛編著 ．《 機(jī)械數(shù)字化設(shè)計(jì)新技術(shù) 》． 機(jī)械工業(yè)出版 ，2022； [ 14 ] 白恩遠(yuǎn)等 主編 ．《 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床伺服及檢測(cè)技術(shù) 》．國(guó)防工業(yè)出版，2022。 主軸脈沖發(fā)生器的安裝 進(jìn)行必要的調(diào)整與更換 51 根據(jù)檢查情況，必要時(shí)進(jìn)行調(diào)整與更換，如：導(dǎo)軌間隙的調(diào)整、皮帶松緊程度的調(diào)整。 數(shù)控程序及說(shuō)明 . O0001 (程序號(hào) ) 47 N001 G28 U0 WO；（回 X、 Z向參考點(diǎn)） N002 G50 S2022； （限制主軸最高轉(zhuǎn)速為 2022r/為設(shè)定坐標(biāo)系） N003 G96 S230 T0101；（換 1 號(hào)刀具，設(shè)定恒切削速度V=230r/min） N004 M4 M8 (主軸正轉(zhuǎn)切削液開。 （ 4） .刀具。都是由專業(yè)工廠按系列化進(jìn)行生產(chǎn)。 39 第 三 章 主軸交流伺服電動(dòng)機(jī) 主軸的變速范圍 主 軸 能實(shí) 現(xiàn) 的最 高轉(zhuǎn) 速 與最 底 轉(zhuǎn)速 之比 稱 為變 速 范 圍Rn:Rn=Nmax/Nmin,數(shù)控機(jī)床的工藝范圍，切削速度與刀具，工件直徑變化很大所以主軸變速范圍很寬： 由于： m a xm i nm a x180014/ 2 / m i n1 9 0 0 1 4 1 1 3 / m i n2jjjNNN n nnr?????? 這里 jn 為電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)速。由于兩端均采用角接觸球軸承且絲杠又進(jìn)行了預(yù)緊，故其拉壓剛度端固定的絲杠提高四倍。 27 21m ax 2 1wdf EIF lf?? 式中 E—— 絲桿材料彈性量，對(duì)綱 E=179。㎝，然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路，可將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩?cái)U(kuò)大一倍左右。 z=2179。 40） == 0244? . （ 3）、傳動(dòng)功率 ? 滾軸絲桿副的傳動(dòng)功率為： ? =tgr/tg（ r+? ） （ 25） ? =tgr/tg（ r+? ） = 00 2 442 44 10ggtt ???? = 式中： r—— 絲杠的螺紋升角 ? —— 摩擦角。有助于定位精度和剛度提高，既使反向也沒有空行程，反向定位精度高，且傳動(dòng)平穩(wěn)。 8 第 二章 設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng) 縱向進(jìn)給系統(tǒng)主要分為切削力的計(jì)算、滾珠絲杠副的選擇、減速齒輪的設(shè)計(jì)、步進(jìn)電機(jī)的確定等。 M1向右結(jié)合，由 z50 與Ⅰ軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)， z50通過(guò)Ⅶ軸 z34傳動(dòng)Ⅱ軸上的 z30 實(shí)現(xiàn)主軸反轉(zhuǎn)。 進(jìn)給箱：又稱走刀箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)，調(diào)整其變速機(jī)構(gòu)，可得到所需的進(jìn)給量或螺距，通過(guò)光杠或絲杠將運(yùn)動(dòng)傳至刀架以進(jìn)行切削。 i 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文） 普通車床的數(shù)控改造 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 性 別： 專 業(yè) : 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 批 次： ii 普通車床的數(shù)控改造 摘 要 機(jī)械制造業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的地位和作用的一個(gè)重要行業(yè)。 圖 11 CA6140 外形結(jié)構(gòu)圖 2 11．床腿 7．回轉(zhuǎn)盤 板箱 主軸箱：又稱床頭箱，它的主要任務(wù)是將主電機(jī)傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)一系列的變速機(jī)構(gòu)使主軸得到所需的正反兩種轉(zhuǎn)向的不同轉(zhuǎn)速，同時(shí)主軸箱分出部分動(dòng)力將運(yùn)動(dòng)傳給進(jìn)給箱。