【文章內(nèi)容簡介】 tensification and the new function part caused the engine bed the processing scope, the dynamic performance, the processing precision and the reliability had the enormous enhancement . This design tries a new method after the analyze and research of the exited numerical control bed for mill and bore with the higher automatization degrees and the simpler configuration, which will be explained in the paper. In the method, electromagism clutch is used for the realization of the level shift in the headstock, and in the motion of , we all adopt ball bearing thread haulm for the X、 Y、 Z direction ,The power of which is step by step electromotor transferred by gear that used for adjusting gaps. And more, we used singlechip for numerical control. The control system introduces MCS51 series singlechip, and the realization of hardware circuit was acplished by enlarging program memorizer、 data memorizer and I/O meet meatus. Also, the paper explained the design for software system. Keywords: Numerical control technology、 Ball bearing thread haulm、 The step by step electromotor、 The enlarge for SCM system 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 目 錄 第 1章 機床總體 布局設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 機床總體尺寸參數(shù)的 選定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 機床主要部件及其運動方式的選定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 1 主運動的實現(xiàn) .．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．． ．．．．．． 1 進給運動的實現(xiàn) .．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． 1 數(shù)字控制的實現(xiàn) .．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． 1 機床其它零部件的選擇 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． 1 機床總體布局的確定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 2 第 2 章 主運動的 設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 議定轉速圖 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 確定結構式和結構網(wǎng)式 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 3 擬定轉速圖 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 4 確定各齒輪的齒 數(shù) ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 5 傳動系統(tǒng)圖的擬定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 7 主傳動主要零件的 強度計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 電動機的選擇 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 8 齒輪傳動的設計計算 ．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 9 軸的設計計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 各傳動軸軸徑的估算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 12 各軸段長度值的確定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 14 軸的剛度與強度校核 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．． 14 離合器的選用 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 第 3 章 進給系統(tǒng)的設計計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． 27 垂直進給系統(tǒng)的設計計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 脈沖當量和傳動比的確定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 28 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 滾珠絲杠設計計算 ．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29 步進電機的選擇 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 33 滾珠絲桿副的預緊方式 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 34 齒輪傳動消隙 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 橫向進給系統(tǒng)的設計計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 脈沖當量和傳動比的確定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 35 滾珠絲杠設計計算 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 37 步進電機的選擇 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 38 第 4 章 控制系統(tǒng)的設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ． ．．．．．．． ．．．．．．．．．．．． ．．．． 39 控制系統(tǒng)總體方案的擬定 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 39 總控制系統(tǒng)硬件電路設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 40 單片機的設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 40 系統(tǒng)的擴展 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 43 鍵盤、顯示器接口設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 48 步進電機控制電路設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 50 光電隔離電路設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 53 其它接口電路的設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 54 部分控制程序 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．． 54 直線圓弧插補程序設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 54 直線插補 程序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 54 圓弧插補程序設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 55 控制系統(tǒng)的軟件設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 59 步進電機控制程序設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 59 LED 動態(tài)顯示接口程序設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 61 結論 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 64 致謝 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 65 參考文獻 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 66 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 科技譯文 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 實習報告 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 1 頁 共 114 頁 第 1 章 機床總體布局設計 機床總體尺寸參數(shù)的選定 根據(jù)設計要求并參考實際情況，初步選定機床主要參數(shù)如下： 工作 臺寬度179。長度 400179。 1600mm 主軸錐孔 7∶ 24 工作臺最大縱向行程 300mm 工作臺最大橫向行程 375mm 主軸箱最大垂直行程 400mm 主軸轉速級數(shù) 12 級 主軸轉速范圍 30~1500r/min X、 Y 軸步進電機 130BF001（反應式步進電動機 ） Z軸步進電動機 130BF001（反應式步進電動機） 主電動機的功率 主軸電動機轉速 1440r/min 機床外形尺寸（長179。寬179。高） 150179。 1200179。 2300mm 機床凈重 500Kg 機床主要部件及其運動方式的選定 主運動的實現(xiàn) 因所設計的機床要求能進行立式的鉆和銑，垂直方向的行程比較大 ,因而采用工作臺不動 ,而主軸箱各軸 向擺放為立式的結構布局；為了使主軸箱在數(shù)控的計算機控制上齒輪的傳動更準確、更平穩(wěn)，工作更可靠，主軸箱主要采用液壓系統(tǒng)控制滑移齒輪和離合器變換齒輪的有級變速。 進給運動的實現(xiàn) 本次所設計的機床進給運動均由單片機進行數(shù)字控制，因此在 X、 Y、 Z 三個方向上，進給運動均采用滾珠絲杠螺母副，其動力由步進電機通過調隙齒輪傳遞。 數(shù)字控制的實現(xiàn) 采用單片機控制，各個控制按扭均安裝在控制臺上，而控制臺擺放在易操作的位置，這一點須根據(jù)實際情況而定。 機床其它零部件的選擇 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 2 頁 共 114 頁 考慮到生產(chǎn)效率以及生 產(chǎn)的經(jīng)濟性，機床附件如油管、行程開關等，以及標準件如滾珠絲杠、軸承等均選擇外購形式。 機床總體布局的確定 根據(jù)以上參數(shù)及主要部件及其運動方式，則可擬定機床的總體布局圖，詳細圖紙請參照 1號 A1 圖紙。 湖南工業(yè)大學本科生畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 共 114 頁 第 2 章 主傳動的設計 議定轉速圖 確定結構式和結構網(wǎng)式： nmax， nmin和公比Ф的確定： 根據(jù) ZJK7532 的使用說明書，初步定主 軸轉速范圍為 95～ 1600r／ min， 則Ф＝ 1?ZnR=1minmax?z nn ＝ 11 951600 ＝ ???????????? () 由設計手冊取標準值得：Ф =。 令 m in/1600m ax rn ?，則 m in/1600111m a xm in rZnn ??? ?Ф ????? () 則取 m i n/1600m i n,/125m a xm in rr nn ??。 ： 大多數(shù)機床廣泛應用滑移