【正文】 程序進行修改；外圍元件布置及走線不規(guī)范，標(biāo)牌線號不清，圖紙與實物不符，維修困難；使用的元器件本身質(zhì)量差，使用壽命短，故障率高，有的機床廠家為了降成本卻忘記了質(zhì)量、忘記了可靠性，選用一些國產(chǎn)的軸承、接觸器、繼電器 、接近開關(guān)等元件，在生產(chǎn)過程中小故障連綿不斷；柔性化不強，多品種生產(chǎn)困難。 1970 年，在美國芝加哥國際機床展覽會上，首次展出了第四代數(shù)控系統(tǒng) —— 小型計算機數(shù)控系統(tǒng)，然后，隨著微型計算機以其無法比擬 的性能價格比滲透各個行業(yè)， 1974 年，第五代數(shù)控系統(tǒng) —— 微型計算機數(shù)控系統(tǒng)也出現(xiàn)了。 我國數(shù)控系統(tǒng)在技術(shù)上已趨于成熟，在重大關(guān)鍵技術(shù) (包括核心技術(shù) )，已達到國際先進水平。數(shù)控機床是典型的數(shù)控化設(shè)備，它一般由信息載體、計算機數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機床四部分組成。在數(shù)控機床中，伺服系統(tǒng)主要指各坐標(biāo)軸進給驅(qū)動的位置控制系統(tǒng)。由位置、速度和電流構(gòu)成的三環(huán)反饋全部數(shù)字化、軟件處理數(shù)字 PID，使用靈活，柔性好。 PZC 大表示工件材料的加工性差； PZC 小表示工件材料的加工性好。 PZk? = 1． 08 1． 0 0． 94 0． 94 0． 89 前 角 γ= +20176。 ) Fm—— 等效負荷 (N)； nm—— 等效轉(zhuǎn)速 (r/min)； Tn—— 工作壽命 (h)。（ DF,DFD,DFF等） 校核 滾珠絲杠副的拉壓系統(tǒng)剛度影響系統(tǒng)的定位精度和軸向拉壓振動固有頻率，其扭轉(zhuǎn)剛度影響扭轉(zhuǎn)固有頻率。 69 . 8 3 2 4 1 0 1 2 6 0 / 1 2 0 3 8 / m in 1 5 0 0 / m in2022eB K r a d s r rm? ??? ? ? ? ? 顯然，絲杠的扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率遠大于 1500r/min，能滿足要求。因此，在床身不太長的情況下，主要應(yīng)提高床身在水平面內(nèi)的彎曲剛度。 導(dǎo)軌 車床的導(dǎo)軌可分為滑動導(dǎo)軌和滾動導(dǎo)軌兩種。這種導(dǎo)軌的剛度高，當(dāng)量摩擦系數(shù)比三角形導(dǎo)軌低，承載能力高，加工、檢驗和維修都方便，而被廣泛地采用。通過視窗化的調(diào)試工具軟件，可以便捷地設(shè)置驅(qū)動參數(shù)，并對驅(qū)動器的控制參數(shù)進行動態(tài)優(yōu)化 ； SINUMERIK802D 集成了內(nèi)置 PLC系統(tǒng)，對機床進行邏輯控制。 8） 割斷工件。四年的不斷學(xué)習(xí)，不僅是為了今天的畢業(yè)設(shè)計，也是為今后走上工作崗位作了準(zhǔn)備。 4） 車右端圓弧，留 。 圖 壓板結(jié)構(gòu) 6 數(shù)控系統(tǒng)選擇 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 21 頁 西門子數(shù)控系統(tǒng)的優(yōu)點 西門子數(shù)控系統(tǒng)具有優(yōu)越的性能，設(shè)計中選擇 SINUMERIK 802D 型號。且兩個導(dǎo)軌面的誤差不會相互影響，便于安裝。為此，在設(shè)計床身截面時，綜合考慮以上因素，在滿足使用、工藝情況下，采用空心截面，加大輪廓，減小壁厚，采用全封閉的類似矩形的床身截面形式，同時，為了提高床身的抗扭剛度和床身的剛度／重量比，在大截面內(nèi)設(shè)計一個較小的類似圓形截面 (如圖 ) 。它支承著數(shù)控車床的床頭箱，床鞍，刀架，尾座等部件，承受著切削力、重力、摩擦力等靜態(tài)力和動態(tài)力的作用。 4) 絲杠本身的拉壓剛度： 對絲杠支承組合方式為兩端固定的方式： 61 0 /s A E lK N ma l a ??????????? () 式中 A—— 絲杠最小橫截面， 222 ()4A d mm??； E—— 材料的彈性模量， E=?1011(N/m2)； l—— 兩支承間距 (m)； a—— 螺母至軸向固定處的距離 (m)。對每種組合形式，生產(chǎn)廠家已作好了能得到最佳預(yù)緊力的間隙，故用戶在裝配時不需要再調(diào)整，只要按廠家作出的裝置序列符號（＞）排列后，裝緊即可。 133 3m a x 1 1 m i n 2 21 1 2 21396m F n t F n tFNn t n t?????????? () 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 確定絲杠所受的最大動載荷 圖 受力分析 1 / 360610F f T nm w h mCNa f f f ft h a k???? ???? () fw—— 負荷性質(zhì)系數(shù)；（查表：當(dāng)一般運轉(zhuǎn)時， fw 為 ，取 fw=。 45176。 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是連接數(shù)控系統(tǒng)和機床主體的重要部分，在設(shè)計中，在伺服方式上選擇最廣泛應(yīng)用的半閉環(huán)方式。電機應(yīng)具有耐受 4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保證電機可在 。 4. 機床 它是用于完成各種切削加工的機械部分，是在普通機床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但也做了很多改進和提高，它的主要特點是：由于大多數(shù)數(shù)控機床采用了高性能的主軸及伺服傳動系統(tǒng)，因此數(shù)控機床的機械傳動結(jié)構(gòu)得到了簡化，傳動鏈較短；為了適應(yīng)數(shù)控機床連續(xù)地自動化加工，數(shù)控機床機械結(jié)構(gòu)具有較高的動態(tài)剛度、阻尼精度及耐磨性，熱變形較小；更多 地采用高效傳動部件，如滾珠絲杠副、直線滾動導(dǎo)軌等；不少數(shù)控機床還采用了刀庫和自動換刀裝置以提高機床工作效率 [1]。 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 隨著微電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)性能日臻完善，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大。 數(shù)控機床是先進制造業(yè)的基礎(chǔ)機械，是最典型的多品種、小批量、高科技含量的機電一體化產(chǎn)品。歐、美、日等工業(yè)化國家已先后完成了數(shù)控機床產(chǎn)品進程， 1990 年日本機床產(chǎn)值數(shù)控化率達 75％，美國達 70． 1％，德國達 57％ 。為了滿足社會經(jīng)濟發(fā)展和科技發(fā)展的需 要，數(shù)控系統(tǒng)正朝著高精度、高速度、高可靠性、多功能、智能化及開放性等方向發(fā)展。 數(shù)控機床集中了傳統(tǒng)的自動機床、精密機床和萬能機床三者的優(yōu)點，將高效率、高精度和高柔性集中于一體。 4） 電機應(yīng)能隨頻繁啟動、制動和反轉(zhuǎn)。采用螺旋傳動，計算滾珠絲杠副尺寸規(guī)格，接著進行絲杠的校核并進行精度等驗算，根據(jù)計算的扭矩選擇伺服電機。 60176。） ft—— 溫度系數(shù)；（查表：） fh—— 硬度系數(shù)；（查表：滾道實際硬度≥ HRC58時， fh=1。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 3. 起動力矩小。 已知：軸承的接觸剛度 108 0 /BK N m?? ，絲杠螺母的接觸剛度 716 .7 /CK N m?? ，絲杠的最小拉壓剛度 m in 545 .2 /sK N m?? （見后面計算）。其結(jié)構(gòu)的合理性和性能的好壞直接影響著數(shù)控車床的制造成本；影響著車床各部件之間的相對位置精度和車床在工作中各運動部件的相對運動軌跡的準(zhǔn)確性，從而影響著工件的加工質(zhì)量；還影響著車床所用刀具的耐用度，同時也影響著機床的工作效率和壽命等。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 床身與導(dǎo)軌為一體，床身材料的選擇應(yīng)根據(jù)導(dǎo)軌的要求選擇。再將矩形整體傾斜 45176。 其控制器： 具有免維護性能的 SINUMERIK 802D，其核心部件 PCU（面板控制單元）將 CNC、 PLC、人機界面和通訊等功能集成于一體。 5） 精車外形輪廓至尺寸。 在三個月的畢業(yè)設(shè)計中，在導(dǎo)師鄧朝暉教授的嚴格要求及悉心指導(dǎo)下，按時完成了設(shè)計任務(wù)，并在此過程中鞏固了本專業(yè)的知識，分析解決問題的能力也 得到了進一步的提高。 7） 換螺紋刀車雙 線螺紋。通過生產(chǎn)現(xiàn)場總線 PROFIBUS將驅(qū)動器、輸入輸出模塊連接起來 ； 模塊化的驅(qū)動裝置 SIMODRIVE611Ue 配套 1FK6系列伺服電機，為機床提供 了全數(shù)字化的動力。 圖 。床身材料采用機械性能優(yōu)良的 HT250，其硬度、強度較高，耐磨性較好，具有很好的減震性 [13]。 數(shù)控車床工作時，受切削力的作用，床身發(fā)生彎曲，其中，影響最大的是床身水平面內(nèi)的彎曲。 1 1 1 1 14 1 0 8 0 7 1 6 . 7 1 0 0 0 4 5 4 5 . 2eK ? ? ? ??? 324 /eK N m??? 絲杠系統(tǒng)軸向拉壓振動的固有頻率： /eB K rad sm? ? () 式中 m—— 絲杠末端的運動部件與工件的質(zhì)量和 (N/μ m)； Ke—— 絲杠系統(tǒng)的軸向拉壓系統(tǒng)剛度 (N/μ m)。 為了易于吸收滾珠螺母與軸承之間的不同軸度，推薦采用正面組合形式。） fk—— 可靠性系數(shù)； (查表：可靠性為 90%時， fk =。 90176。決定于工件材料和 加工方法，在一定的切削條件（ v、 s、 t固定）下， PZC 為一常數(shù)。使伺服控制技術(shù)從模擬方式、混合方式 走向全數(shù)字方式。 伺服系統(tǒng)是指以機械位置或角度作為控制對象的自動控制系統(tǒng)。數(shù)控機床是采用了數(shù)控技術(shù)的機床，或者說是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。 我國數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢 數(shù)控技術(shù)狀況 目前，我國數(shù)控系統(tǒng)正處在由研究開發(fā)階段向推廣應(yīng)用階段過渡的關(guān)鍵時期，也是由封閉型向開放型過渡的時期。應(yīng)用一個或多個計算機作為數(shù)控系統(tǒng)的核心組件的數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)稱為計算機數(shù)控系統(tǒng) (CNC)。而國外數(shù)控車床無論是設(shè)計水平，還是制造水平，都要高出國內(nèi)數(shù)控車床。 3. 伺服系統(tǒng) 它是數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行部分，包括驅(qū)動機構(gòu)和機床移動部件 ,它接受數(shù)控裝置發(fā)來的各種動作命令，驅(qū)動受控設(shè)備運動。一般直流伺服電機要求在數(shù)分鐘內(nèi)過載 46倍而不損壞。布置。 它們的系數(shù)、指數(shù)和修正系數(shù)之值也各有不同，可從有關(guān)手冊中查得。選定導(dǎo)軌為滑動導(dǎo)軌，取摩擦系數(shù)為 ， K為顛覆力矩影響系數(shù)，一般取 ，現(xiàn)取為 ，則絲杠所受的力為（如圖 所示）： m a x22() 1200 ( 2022 4800) 1920 2022X Z YF K F f G F F G? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? =2022N () min 0FN? 其等效負載可按下式估算 （取 21tt? ， 212nn? ）： t1， t2—— 軸向載荷 maxF ， minF 作用下的時間 (s)。軸向剛性大。 2) 軸承的接觸剛度可查軸承型號樣本。 5. 驅(qū)動滾珠絲杠副所需扭矩 maxg P a BT T T T? ? ? 9 4 5 8 Nm? ? ? ? 6. 電機的額定扭矩 ( 5 ~ )gJTT? ( ~ )JT N m? 電機的選擇 根據(jù)以上計算的扭矩及文獻 [12]，選擇電機型號為 SIEMENS的 IFT5066，其額定轉(zhuǎn)矩為 Nm。材料、截面相同，但形狀不同的床身，截面的慣性矩相差很大。 直線運動滑動導(dǎo)軌截面形狀主要有三角形、矩形、燕尾形和圓形，并可互相組合。壓板的 d面和 e面用空刀槽分開，間隙大磨刮 d面，太緊時則修 e面。 2） 用 1號刀車工件右端面，粗車外圓至φ 70。