【正文】 的歐拉公式知：FK=π 2EI/(μl 2)式中，F(xiàn) K——長(zhǎng)壓桿臨界失穩(wěn)時(shí)的臨界負(fù)載；E——彈性模量,取 21106N/cm2；I——截面慣性矩,單位 cm4，對(duì)實(shí)心圓柱體 I=π =；d41l——工作長(zhǎng)度取 1m；μ——絲杠軸端系數(shù) μ=1～2/3,取 1。(Fz+W)式中 K=,fw=～，取 , W 為工作臺(tái)的重量,由圖初估取 800N則 P=+(+800)= 計(jì)算絲杠動(dòng)載荷 Cj（a）強(qiáng)度計(jì)算壽命值:Li=60NiTi/10 6，Ni=1000vf/(π在工作中不能隨意的去調(diào)整。監(jiān)控主要包括鍵盤(pán)的管理和顯示管理，可調(diào)用原監(jiān)控程序中的鍵盤(pán)管理和顯示管理子程序。 數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì) 任何一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)都由硬件和軟件兩部分組成。數(shù)控系統(tǒng)是一種位置控制系統(tǒng)。但是，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床與先進(jìn)國(guó)家的同類(lèi)產(chǎn)品相比，還存在差距，還不能滿(mǎn)足國(guó)家建設(shè)的需要。隨著電子、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和精密測(cè)試等技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中的地位將變得越來(lái)越重要了。它的優(yōu)點(diǎn)很多,可以在同一機(jī)床上一次裝 夾可完成多個(gè)操作，生產(chǎn)率顯著提高等優(yōu)點(diǎn)，但它的價(jià)格昂貴。隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量不斷提高，改行頻繁。特別是相續(xù)出現(xiàn)的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床（即加工中心 Machining Center） 、直接數(shù)字控制系統(tǒng)（即計(jì)算器群控系統(tǒng)，DCN, Direct Numerical Control） 、自適應(yīng)控制系統(tǒng)（AC, Adaptive Control） 、柔性控制系統(tǒng) (FMS, Flexible Manufacturing System)、計(jì)算器集成（綜合）制造系統(tǒng) (CIMS, Computer Integrated Manufacturing System)等、進(jìn)一步說(shuō)明，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為組成現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì) (CAD)、制造 (CAM)、檢驗(yàn) (CAT) 于生產(chǎn)管理等全部生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的基本設(shè)備。所以說(shuō)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)例具有典型性和實(shí)用性。因此不必使用位置速度測(cè)量裝置、模數(shù)轉(zhuǎn)換器及高增益放大器等高性能器件。兩步進(jìn)電機(jī)經(jīng) 一塊 74LS373 直接與 P0 口相連。滾珠絲杠的預(yù)加負(fù)載方式為變位導(dǎo)程單螺母自預(yù)緊，可實(shí)現(xiàn)螺母的拉伸或壓縮的受力方式，其調(diào)整方法是：取下滾珠螺母，精確測(cè)量原裝鋼球的直徑，然后根據(jù)螺母的力的需要，從新更換裝入若干大數(shù)微米的鋼球。因此在設(shè)計(jì)時(shí)必須保證它在一定的軸向力作用下回轉(zhuǎn) 10 度轉(zhuǎn)后滾道上雖然受滾珠壓力但不發(fā)生點(diǎn)（a）先確定最大動(dòng)載荷 Q（b）由 Q 在滾珠絲杠設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中選出相應(yīng)尺寸系列的最大動(dòng)載荷 Q 近似值，初選幾個(gè)型號(hào)。其值按機(jī)床數(shù)控技術(shù)式 619 計(jì)算ΔL 1=177。miz由《機(jī)械手冊(cè)》查表 153 得 45 鋼，調(diào)質(zhì)淬火后 A0取 112。硬件電路的可靠性直接影響到數(shù)控系統(tǒng)的性能指標(biāo)，其性能好壞，直接影響整個(gè)系統(tǒng)的工作組成。8031 通過(guò) I/O 口擴(kuò)展一片 8255 接口芯片實(shí)現(xiàn)空運(yùn)轉(zhuǎn)、自動(dòng)、手動(dòng)轉(zhuǎn)換、回零、換刀超程的按鍵功能，還通過(guò) P0 口和 P2 口及一塊 74LS373 地址所存器擴(kuò)展了兩片 16K 的ROM（27128） 、兩片 16K 的 RAM（62128）來(lái)作為開(kāi)發(fā)程序的存儲(chǔ)器。雙電源采用高低壓供電電路。D．進(jìn)給速度選擇機(jī)能 F：F 后面跟四位數(shù)，表示脈沖/轉(zhuǎn)E．坐標(biāo)指令：X 橫向絕對(duì)坐標(biāo)值177。而 A～F 可設(shè)置為專(zhuān)門(mén)的命令鍵。同時(shí)，我們也發(fā)現(xiàn)了一些問(wèn)題。 安裝調(diào)整步驟1） 機(jī)床初就位2） 機(jī)床連接3） 數(shù)控系統(tǒng)的連接與調(diào)試4） 通電試車(chē)5） 機(jī)床精度和功能調(diào)試6） 試運(yùn)行 機(jī)床使用步驟簡(jiǎn)述1） 請(qǐng)合理選用加工對(duì)象2） 確定加工工件的加工部位和具體內(nèi)容3） 決定工件的裝卡方式和設(shè)計(jì)夾具4） 編制加工工藝文件5） 程序編制6） 輸入程序7） 程序試運(yùn)行 維護(hù)和保養(yǎng)1） 人員培訓(xùn)：切忌不熟悉數(shù)控機(jī)床的人上機(jī)操作2） 設(shè)備日常的維修：3） 定期檢查維護(hù)機(jī)械，控制驅(qū)動(dòng)部分；4） 盡量少開(kāi)數(shù)控柜的門(mén)；5） 定期更換交流電動(dòng)機(jī)刷；6） 盡量提高數(shù)控機(jī)床利用率。插補(bǔ)運(yùn)算結(jié)束依次取下一段加工程序，這樣，直到加工零件程序取完。主要包括主模塊、子程序模塊和定時(shí)中斷模塊。主軸起停，刀架轉(zhuǎn)位等輔助動(dòng)作都是通過(guò)譯碼后由 PIO 口輸出相應(yīng)的電信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。如下圖所示為數(shù)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。按公式（57 ）首先分別計(jì)算各傳動(dòng)件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，其中齒輪的等效直徑取分度圓直徑d1=80mm,d2=64mm,絲杠的等效直徑為 Jz1= = 10 (Kg )302.)8.(4???4?m?2Jz2= = (Kg )61Js= = (Kg )2)45.(8.3 40??2按公式（58 ）得總當(dāng)量負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量Je=Jz1+ +( ) W/g=10 ( Kg )2iJsz????p102?4?m?2 確定步進(jìn)電機(jī)動(dòng)力參數(shù)（1）電機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩的計(jì)算：作用在步進(jìn)電機(jī)軸上的總負(fù)載轉(zhuǎn)矩 T 按照下式公式計(jì)算：公式計(jì)算：T=（J +J ） + + ,me?iFPwu???2)(i??2)1(0其中，J ——電機(jī)軸自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（Kg ） ；m m?——電機(jī)啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí)的角速度 rad/s ；? 2F ——作用在工作臺(tái)上的摩擦力，N；uF ——作用在工作臺(tái)上的其它外力，N；W——伺服傳動(dòng)鏈的總效率；?F ——滾動(dòng)絲杠螺母副的預(yù)緊力，N0——滾動(dòng)絲杠螺母副未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取 初選 J =10 Kg ， =（導(dǎo)軌摩擦因數(shù) ） ， 最大軸向力為m3??2??F =并要求空載啟動(dòng)時(shí)間 ?t=30ms,最大進(jìn)給速度為 V =5m/minmax則步進(jìn)電機(jī)軸上的總慣量 J：J=J +J =10 +10 =10 Kgem3?3?3??2空載啟動(dòng)時(shí)，電機(jī)軸上的慣量轉(zhuǎn)矩為：（ａ）T =T =J =J = (N一般[N k]=～4，對(duì)于水平絲杠考慮重量影響，[N k]取 4。由機(jī)床數(shù)控技術(shù) 知，使用壽命系數(shù) T 一般取 15000h，因此 Li=60NiTi/106=，（b）求 Cj由數(shù)控技術(shù)616 式可知：Cj= 3L機(jī)床導(dǎo)軌與矩形導(dǎo)軌的綜合形式。 縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)原理：步進(jìn)電機(jī)通過(guò) 消 隙 齒輪箱將轉(zhuǎn)矩輸出同時(shí)放大，以帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)。 在設(shè)計(jì)的數(shù)控裝置中，CPU 的選擇是關(guān)鍵，選擇 CPU 應(yīng)考慮以下要素： 1）時(shí)鐘頻率和字長(zhǎng)與被控對(duì)象的運(yùn)動(dòng)速度和精度密切相關(guān)； 2）可擴(kuò)展存儲(chǔ)器的容量與數(shù)控功能的強(qiáng)弱相關(guān)； 3）I/O 口擴(kuò)展的能力。所謂閉環(huán)控制系統(tǒng)，即指對(duì)所加工的零件隨時(shí)進(jìn)行檢測(cè)并輸入（反饋）到控制系統(tǒng)，用以調(diào)節(jié)加工時(shí)所帶來(lái)的誤差。 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)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是對(duì)機(jī)床機(jī)械部分進(jìn)行改造,以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)以及刀架的快速換刀,使傳動(dòng)系統(tǒng)變得十分簡(jiǎn)單，傳動(dòng)鏈大大縮短,傳動(dòng)件數(shù)減少,從而提高機(jī)床的精度?？v向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造：拆去原機(jī)床的溜板箱、光 杠與絲杠以及安裝座,配上滾珠絲杠及相應(yīng)的安裝裝置，縱向驅(qū)動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)及減速箱安裝在車(chē)床的床尾,不占據(jù)絲杠空間。 關(guān)鍵詞：運(yùn)動(dòng)信息，滾珠絲杠，步進(jìn)電機(jī)CJK6140 NC Lathes Vertical Feed System DesignABSTRACTNumerical Control (NC) is any machining process in which the operations are executed automatically in sequences as specified by the program that contains the information for the tool movement .When Numerical Control is performed under puter supervision, it is called Computer Numerical Control (CNC).CNC machines have many advantages over conventional machines. For example, there is a possibility lf performing operations on the same machine in one setup and production is significantly increased. One of its disadvantages is that they are quite expensive. In our country conventional machine is used widely. So if the machines are replaced, there is going to need a large money. In order to agree with the development of our economy, we can reform the conventional machines. The reformation of the tool movement: we demolish the current smooth leading, leading screw and installing stand. Then replace the ball leaking to the relevant position. The reformation of the horizontal mechanism: we make the horizontal ball lead screw instead of the conventional screw. And Stepper motor drives the screw. The overall master design: the spindle’s gearshift of the CA6140 mechanism controlled by the former operating lever. The moving of the vertical table and the horizontal table is drove by the ball screw, which is drove by the Stepper motors. The last, we design the vertical and horizontal mechanism on the basis of known numbers.) KEY WORDS: tool movement，conventional machines，Stepper motor目 錄CJK6140 數(shù)控車(chē)床縱向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì) .....................................................................................I摘 要 ...........................................................................................................................................IABSTRACT...............................................................................................................................II第一部分 緒 論 .........................................................................................................................1第二部分