【文章內容簡介】 YFz= KFz=1則可計算FZ 如表1所示： 表1 FZ計算結果ap(mm)222888f(mm)FZ(N)112515241891168722872837當FZ=1520N 時，切削深度ap=2mm, 走刀量f=，以此參數做為下面計算的依據。從〈〈機床設計手冊〉〉中可知，在一般外圓車削時： FX =（～）FZ FZ=(～) FZ?。? FX= FZ== FY= FZ==2) 滾珠絲杠設計計算:綜合導軌車床絲杠的軸向力： P=KFX+f′(FZ+W)式中 K=，f′=～。則 P=+(+800)=(1)強度計算：壽命值 L1=n1==取工件直徑 D=80 mm,查表得T I=15000h則：n1==20r/minL1==18最大動負載 Q=查表得： 運轉系數 fw= 硬度系數 fH=1則Q=1=根據最大動負載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。例如，滾珠絲杠參照漢江機床廠的產品樣本選取FC1B系列，滾珠絲杠直徑為φ32mm,型號為FC1B326—5—E2，其額定動載荷是10689N，所以強度足夠壽命值 L1=n1==取工件直徑 D=80 mm,查表得T I=15000h則： n1==20r/minL1==18最大動負載 Q=查表得： 運轉系數 fw= 硬度系數 fH=1則Q=1=根據最大動負載Q的值，可選擇滾珠絲杠的型號。例如，滾珠絲杠參照漢江機床廠的產品樣本選取FC1B系列，滾珠絲杠直徑為φ32mm,型號為FC1B326—5—E2，其額定動載荷是10689N，所以強度足夠用.(3) 效率計算：根據〈〈機械原理〉〉的公式，絲杠螺母副的傳動效率η為： η=式中 摩擦角ψ=10′　　螺旋升角γ=3176。25′則η=3)剛度驗算：滾珠絲杠受到工作負載P引起的導程的變化量 △L1=177。式中 L0=6mm=；E=166N/ cm2。滾珠絲杠截面積 F=()2π=（）2則 △L1=177。=177。106㎝滾珠絲杠受扭矩引起的導程變化量△L2很小,可忽略,即：△L=△L1。所以：導程變形總誤差△為△ ==106=查表知E級精度絲杠允許的螺距誤差（）為15μm/m，故剛度足夠。(4) 穩(wěn)定性驗算：由于機床原絲杠直徑為φ30mm，現選用的滾珠絲杠直徑為φ32 mm，支承方式不變，所以穩(wěn)定性不存在問題。第三章 自動換位刀架的選用自動轉位刀架的選用是普通機床數控改造機械方面的關鍵，而由數控系統(tǒng)控制的自動轉位刀架，具有重復定位精度高，工件剛性好，性能可靠，使用壽命長以及工藝性能襖等優(yōu)點。經濟型數控車床的自動刀架，在生產中最常用的是常州武進機床數控設備廠生產的系列刀架，具有重復定位精度高，工作剛性好，使用壽命長，工藝性能好等優(yōu)點達到國內先進水平，在生產中大量使用?，F選用常州武進機床數控設備廠生產的LD4—工型系列四工位自動刀架。C616適配刀架。刀架技術參數：刀位數：4電動功率：60W電機轉速：1400r/min夾緊力：1t上刀體尺寸：152152下刀體尺寸：161171技術指標：重復定位精度：≤㎜工作可靠性：＞30000次換刀時間：90176。 180176。 270176。 刀架動作流程為：電機→減速機構→升降機構→上刀體上升轉位→信號符合→粗定位機構→上刀體下降→槽定位→刀體鎖緊→電機停轉→換刀答信→加工順序執(zhí)行。刀架工作原理:微機發(fā)出換刀信號控制箱中繼電器動作電機正轉，通過減速機構和升降機構將上刀體上升至一定位置時，離合器轉盤起作用帶動上刀體旋轉到所需刀位，發(fā)訊盤上霍爾元件發(fā)出刀位信號，刀架控制繼電器使用電機反轉，反靠初定位上刀體下降齒牙盤嚙合，完成精定位并通過蝸輪蝸桿鎖緊螺母使刀架固緊，當夾緊力達到預先調好的狀態(tài)時過流繼電器動作切斷電源電機停轉并向微機發(fā)出回答信號，開始執(zhí)行下工序。第四章數 控機床電氣控制系統(tǒng)數控機床除了對主軸的調速有要求外,對于主軸的速度和位置控制都有更高的要求,本次設計的數控機床其全部的電氣控制系統(tǒng)如圖1所示. 圖41　數控機床電氣控制系統(tǒng)組成1. 數據輸入裝置將指令信息和各種應用數據輸入數控系統(tǒng)。2. 數控系統(tǒng)將接到的全部功能指令進行解碼、運算,然后有序地發(fā)出各種需要的運動指令和各種機床功能的控制指令,直至運動和功能結束。3. 可編程邏輯控制器是機床各項功能的邏輯控制中心。它將來自CNC的各種運動及功能指令進行邏輯排序,使它們能夠準確地、協(xié)調有序地安全運行。同時將來自機床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給CNC,使CNC能及時準確地發(fā)出進一步的控制指令,如此實現對整個機床的控制。4. 主軸驅動系統(tǒng)接受來自CNC的驅動指令,經速度與轉矩(功率)調節(jié)輸出驅動信號驅動主電動機轉動,同時接受速度反饋實施速度閉環(huán)控制。還通過PLC將主軸的各種現實工作狀態(tài)通告CNC用以完成對主軸的各項功能控制。5. 進給伺服系統(tǒng)接受來自CNC對每個運動坐標軸分別提供的速度指令,經速度與電流(轉矩)調節(jié)輸出驅動信號驅動伺服電機轉動,實現機床坐標軸運動,通報現時工作狀態(tài)并接受CNC的控制。6. 速度測量通常由集裝于主軸和進給電動機中的測速機來完成。它將電動機實際轉速匹配成電壓值送回伺服驅動系統(tǒng)作為速度反饋信號,與指令速度電壓值相比較,從而實現速度的精確控制。7. 位置測量采用光柵尺和數字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機床坐標軸在運行中的實際位置進行直接或間接的測量,將測量值反饋到CNC并與指令位移相比較直至坐標軸到達指令位置,從而實現對位置的精確控制。一般來說,對現有普通車床進行數控改造的具體做法是,主傳動系統(tǒng)一般不作變動,進給傳動系統(tǒng)中采用高精度的滾珠絲杠替換進給軸原有的普通絲杠。機械部分改造完成后,配上MCS51單片機作為數控系統(tǒng),用步進電機作驅動元件,經過一級減速齒輪驅動X、Z軸的運動。在我國數控機床改造中,微型計算機大多采用MCS—51型系統(tǒng)單片微型計算機,它是超大規(guī)模集成電路發(fā)展的產物,在控制領域中得到廣泛的應用,發(fā)展非常迅速。單片微型計算機簡稱單片機,又稱微控制器,是將計算機的基本部件微型化,使之集成一塊芯片的微機。片內含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定時器/計數器、中斷系統(tǒng)、系統(tǒng)時鐘及系統(tǒng)總線等。MCS—51單片機在片內存儲器容量、I/O的功能以及指令系統(tǒng)功能等方面,都大大地得到加強,特別適用于實時控制、智能儀表、主從結構的多機系統(tǒng)領域,是控制領域中最理想的8位機。8031片內沒有程序存儲器,外部擴展一片或多片含有用戶程序的EPROM后,就相當于一片8751。因而使用方便靈活,且價格低廉,目前是應用最廣泛的機型。綜上所述,考慮到MCS 51的性能,選用該系列的8031CPU作為數控系統(tǒng)的中央處理機。8031屬8位單片機。它是集CPU, 1/0端口及部分RAM等為一體的控制器。價格低但功能全，編程靈活性大，硬件資源豐富。系統(tǒng)框圖如圖所示:圖42 8301系統(tǒng)原理圖8031芯片內部具有128個字節(jié)的數據存儲器RAM，內部編址為OOH