φ400mm的數(shù)控車床總體設(shè)計及縱向進給設(shè)計數(shù)控機床畢業(yè)設(shè)計說明書(編輯修改稿)
2025-09-03 11:03 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 transmission system, error analysis, selection and calculation of driving motor, driving motor and ball screw coupling, the drive motor and the feed drive system dynamic characteristics analysis.Key words: lathe numerical control drive system前言部分計算機技術(shù)和先進制造技術(shù)的發(fā)展，推動了機械加工在各方面的變革和進步。典型的數(shù)控機床已成為現(xiàn)代加工器械的鮮明代表?？紤]到企業(yè)的生產(chǎn)效率和投入成本，普通車床的數(shù)控化改造將是一個極為有意義的課題。數(shù)控車床改造的設(shè)計是機電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計的主要內(nèi)容。作為機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的學(xué)生，這次設(shè)計是本人在學(xué)習(xí)完“機電一體化系統(tǒng)設(shè)計” 、 “數(shù)控機床”等專業(yè)課程之后進行的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。通過綜合運用所學(xué)的機械、電子、自動控制、微機等知識，進行一次機電結(jié)合的全面訓(xùn)練，以培養(yǎng)獨立分析問題，解決問題和進行機電一體化系統(tǒng)初步設(shè)計的能力。此設(shè)計過程為期三個星期，在趙洪兵的指導(dǎo)下，本人將對普通車床進行開環(huán)控制縱向進給的改造。動軌跡信息記錄在程序介質(zhì)上，然后送人數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過譯碼和運算，控制機床刀具與工件的相對運動，加工出所需工件的一類機床即為數(shù)控機床。數(shù)控加工的基本過程。數(shù)控機床是用數(shù)字信息進行控制的機床。凡是用代碼化的數(shù)字信息將刀具移在數(shù)控機床加工工件前，要分析零件圖，擬定零件加工工藝方案，明確加工工藝參數(shù)，然后按編程規(guī)則編制數(shù)控加工程序。當加工零件的幾何信息和工藝信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信息后，可以用不同方法輸入到機床的數(shù)控系統(tǒng)中，經(jīng)檢查無誤即可啟動機床，運行數(shù)控加工程序數(shù)控裝置會自動完成數(shù)控加工程序發(fā)出的各種控制指令。如果不出現(xiàn)故障，直到加工程序運行結(jié)束，零件加工完畢為止。數(shù)控加工的控制過程與計算機控制打印機的打印過程，特別是與計算機控制繪圖機的繪圖.由于學(xué)生水平有限，在設(shè)計乃至計算過程中難免會有一些錯誤，望各位老師及同學(xué)指點賜教。不勝感激。第 1 章 緒論 機床總體方案的設(shè)計 課程設(shè)計任務(wù)書（1） 題目《φ400mm 的數(shù)控車床總體設(shè)計及縱向進給設(shè)計》（2） 原始數(shù)據(jù)（3） 主要技術(shù)參數(shù)（4） 課程設(shè)計的內(nèi)容及要求 總體方案設(shè)計（1） 系統(tǒng)的運動方式的確定（2） 伺服系統(tǒng)的選擇（3） 執(zhí)行機構(gòu)傳動方式的確定（4） 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 開環(huán)伺服進給系統(tǒng)機械部分設(shè)計 滾珠絲杠螺母副的計算選型（縱向進給絲杠）（1） 計算進給牽引力 m()FN（2） 計算最大動負載 C（3） 滾珠絲杠螺母副的選型（4） 傳動效率計算（5） 剛度計算（6） 穩(wěn)定性校核 步進電動機的計算和選型（1） 等效轉(zhuǎn)動慣量的計算（2） 電機力矩計算（3） 計算步進電動機空載起動頻率和切削時的工作頻率第 2 章 機床機電一體化改造總體方案的設(shè)計 課程設(shè)計任務(wù)書 題目：φ400mm 車床總體設(shè)計及縱向進給設(shè)計 原始數(shù)據(jù)：最大回轉(zhuǎn)直徑：400 毫米 在床身上 D=400 毫米在床鞍上 D=210 毫米最大工件長度 900mm主電動機功率 千瓦；轉(zhuǎn)速 1450 轉(zhuǎn)/分 主要技術(shù)參數(shù)（均為縱向）：最大進給速度 米/分最大快移速度 4 米/分起動加速時間 30 毫秒移動部件重量 80 公斤機床定位精度 毫米? 課程設(shè)計的內(nèi)容及要求：能按時獨立完成畢業(yè)設(shè)計規(guī)定的全部內(nèi)容，方案選擇正確，論據(jù)充分，對設(shè)計中的主要問題分析深入，解決合理，有獨立見解，能很好運用所學(xué)理論和提供的資料解決設(shè)計中的問題，能獨立查閱和正確引用中外文參考資料，說明書文字通順、清楚、選用數(shù)據(jù)論證合理、計算準確，圖面整潔。 總體方案設(shè)計 系統(tǒng)的運動方式的確定由于改造后的經(jīng)濟型數(shù)控車床具有定位、直線插補、圓弧插補、暫停、循環(huán)加工、螺紋加工等功能，所以應(yīng)該選用連續(xù)控制系統(tǒng)。 伺服系統(tǒng)的選擇應(yīng)任務(wù)書的要求，采用步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)。 執(zhí)行機構(gòu)傳動方式的確定為了保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。同時，若直接將電機與滾珠絲杠聯(lián)必會引起絲杠溫度過高即磨損加劇使其壽命降低。故在其兩者之間加一消隙齒輪箱，一使絲杠速度降低，二則消除系統(tǒng)傳動中的間隙，提高傳動精度，并有效減少反向運動死區(qū)現(xiàn)象，消隙齒輪箱與絲杠可采用聯(lián)軸器形式連接，這樣便確定了如下圖 21 所示的傳動方案。電機 消隙齒輪箱 滾珠絲杠螺母副 工作臺 數(shù)控系統(tǒng)的選擇 根據(jù)機床要求，本著經(jīng)濟耐用的原則，確定采用 8 位機。MCS—51 系列單片機主要有三種型號的產(chǎn)品：8038051 和 8751。由于 MCS—51 系列單片機的特點之一是硬件設(shè)計簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，故對于簡單的應(yīng)用場合，MCS—51系統(tǒng)的最小系統(tǒng)用一片 8031 外擴一片 EPROM 就能滿足開環(huán)控制的要求。8031單片機內(nèi)含 4kb EEPROM 程序存儲器，具有功耗低、抗干擾能力強的特點，數(shù)據(jù)存儲器 WM0016DRH 是一種多功能非易失性 SRAM，8031 單片機高速高抗干擾自保持，不怕掉電，上下電百萬次數(shù)據(jù)無丟失，斷電保護 10 年有效，既可高速連續(xù)讀寫，也可任意地址單字節(jié)操作，無需拼湊頁面，隨機讀寫不需等待，立即有效，輸入輸出 TTL/CMOS 兼容，上電復(fù)位輸出，掉電保護，內(nèi)置看門狗，電源監(jiān)測，不用外加電路和電池，且引腳與標準 SRAM 兼容。8031 單片機價格低，使用靈活，其特點具具體如下：（1）具有功能很強的 8 位中央處理單元（CPU） ；（2）片內(nèi)有時鐘發(fā)生電路（6MH 或 12MH） ；（3）片內(nèi)具有 128 字節(jié)的 RAM；（4）具有 21 個特殊寄存器。（5）可擴展 64K 字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲器和 64K 字節(jié)的外部程序存儲器；（6）具有 4 個 I/O 口，32 根 I/O 線；（7）具有 2 個 16 位定時器/計數(shù)器；（8）具有 5 個中斷源，配備 2 個中斷優(yōu)先級；（9）具有一個全雙功串行接口；（10）具有位尋址能力，適用邏輯運算。從上述特性可看出這種 8031 芯片集成度高、功能強，只需增加少量外圍器件就可以構(gòu)成一個完整的微機系統(tǒng)。故應(yīng)選用 8031 單片機。第 3 章 開環(huán)伺服進給系統(tǒng)機械部分設(shè)計 確定系統(tǒng)脈沖當
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