【正文】 在這邊，吾想衷心感謝我的指導老師和我的同窗，謝謝他們的指點和幫忙。 三江學院 2020屆本科生畢 業(yè)設計（論文） 22 致 謝 本次畢業(yè)設計得以順利完成，除了我自己的的努力以外，與指導老師 —— 季鵬老師和同學的幫助是分不開的。 其實畢業(yè)設計就是一次將理論知識結合 到實際當中的訓練，在這次的訓練中，我受益良多，不但讓我學到的知識得到鞏固，而且更重要的是發(fā)現(xiàn)了我自己的不足之處以及找到了彌補這些不足的方法。 在這次的畢業(yè)設計中也揭示出了我的專科底子也有不少不足之處。對于一個設計人員，態(tài)度決定了他的成就，這一點也是我在本次實踐中領悟到的。有問題就去詢問老師，還與有相關經驗的同學交流，我認真仔細地計算和反復修改圖紙，我覺得這每一個過程都是對我能力的檢驗，并且每一個過程都讓我感覺很充實。本次設計是大學兩年里的最后一次設計，也是我們從大學 畢業(yè)生走向未來工程師重要的一步。一開始拿到設計題目的時候，我還不知道怎么入手，但是經過老師、同學的幫助和自己仔細琢磨以后，我開始一步步地按照設計的步驟進行，工作也就開始變遷得有條不紊，進展十分順利。 三江學院 2020屆本科生畢 業(yè)設計（論文） 19 圖 4－ 3 數(shù)控裝置和驅動器以及電機的接口連接圖 刀架控制電路的設計 自動回轉刀架的電氣控制電路設計主要說明的是有 PLC 的兩個端口控制著刀架電路中的正反轉線圈，當兩個端口信號輸出 1 時，刀架電機相應實現(xiàn)正反轉 ,如圖 4圖 45所示。 第三 部分是這個驅動器本身要正常工作須由電源的支撐，是輸入電壓給驅動器的接口，但要通過變壓器把工業(yè)用電 380V 轉換成 80V 給驅動器上電，通過數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出了高電平信號，給了步進驅動器產生電脈沖信號。驅動器的接口分為三部分，第一部分是用來接受 CNC裝置的信號的，包括正反轉脈沖信號，正反方向信號，整步半步信號，控制回路是否正常等。 圖 41 系統(tǒng)原理圖 進給系統(tǒng)接口電路的設計 由于本次設計要求節(jié)約成本 ,所以我選擇經濟型的數(shù)控系統(tǒng)西門子 802S 作為整個車床的控制裝置，其主要的輸入輸出接口如圖 42 所示。 進給系統(tǒng)驅動系統(tǒng)的設計 經前面的計算與設計，完成進給系統(tǒng)改造的各基礎部件的選擇。 驅動器的選擇 此次的計劃中 X向步進電動機、 Z向步進電動機的型號都是 130BF001，這個型號的電動機是反應式步進電動機。 在 當 機床迅 速 活 動和切削進給時， 這個 130BF001 型步進機電運 轉 矩頻特 征完全 能 滿足要求。㎝ 大于所需要的最大靜轉距，能行為初選型號。㎝ 。 從有關機械手冊中查出，當步進機電為五相十拍時， ? = maxjq MM =。㎝ （ 3）最大切削負載時所需要的力矩切 切 = fM + 0M + xM = fM + 0M + iLFx??2 0 =99++ ?? ?? =99++ =243 N㎝ 上述三項合計： 起M= maxaM + fM + 0M =698+99+= N /2 )( zz LGPf Z?? ?? 三江學院 2020屆本科生畢 業(yè)設計（論文） 16 = )11005360( ?? ??? ?=99N 步進電動機從穩(wěn)定到加快再至 轉速所需要的期間 at 為 30ms maxaM = ?J atn602 max?? = 5002 ??? 102? =698 N ? = ?Jatn??260max 102? = ?J atn ??? ?60 102 2max? maxn =pv?max 0360b? 在數(shù)據輸入公式的前面，每個符號同上。 2）電機力矩的計算 因為機器是在不同的工作條件，所以他需要距離，下面是根據每個階段的計算： （ 1）在空載快速起步階段，負載轉矩電機軸軸承 起M 。㎝ 2 G =1100 N 代入上式： 三江學院 2020屆本科生畢 業(yè)設計（論文） 15 ?J = MJ + 1J + 221)(ZZ ? ? ???????? ????????202 2?LgGJJS = + 24032??????? ? ???????? ???????? 22 ? = ㎏ 2L =3. 84 2= ㎏ 1L = ? 2= ㎏㎝ 2 。㎝ 2 ）。㎝ 2 ） 。㎝ 2 ） 。 電機的選擇 在步進電機力矩的選擇，根據結構示意圖來計 算機械傳動裝置與電機軸上的負載可以被轉換為其等效轉動慣量，應把所需的各種條件下的等效彎矩，并據步進機電最大靜轉矩與起動和運轉矩頻特征選取適合的步進電機。通過齒輪和滾珠絲杠驅動器。 由于考慮到機床的經濟性和廣泛性，此次的計劃采用的是步進機電拖動的開環(huán)體系。因 此， 這次 設計采用貼塑 導軌 。同時具有足夠的剛度和減少導軌變形對加工精度的影響，而且導軌和合理的潤滑。： i =0360Lbp?? = ?? = 由于結構的原因，不需要使用大直徑齒輪太大，以防止在有效行程的水平滑動的影響，所以在這里可以采用兩級齒輪減速： i =21ZZ43ZZ =53 54 =4024 2520 取 1Z =2 2Z = 3Z = 4Z =25 齒輪應力小的進給運動，所以模塊 2。 齒輪箱的計算 1）縱向進給齒輪箱傳動比 因為縱向脈沖當量為 滾珠絲杠 6mm，所以主要的步進電機步進角為 176。 Zf 系數(shù)螺桿支持模式，一端固定一端的表，檢測，簡支 Zf = 2 I =64? 1d 4 =64? = ㎝ 4 KF = 22L IEfZ ???? = 2 62 45 ???? ? =78293 N Kn =mKFF39。 I 截面慣性矩 (㎝ 4 )絲杠 : I =64? 1d 4 , 1d 為絲杠內徑 。 （ 3）滾珠絲杠的軸向軸承的接觸變形 3? 此采用 8120 推力球軸承 ,1d =20mm, Qd 為滾珠體直徑為 ,z 為滾動體數(shù)量為 12 3 223 22???????? zd FdQmQ （ mm） 考慮到進行了預緊 ,故 三江學院 2020屆本科生畢 業(yè)設計（論文） 12 )mm(0 0 4 0 8 ???? c?? 綜合以上幾項變形之和 : mm0 2 3 0 4 0 5 1 ??????? ???? ，此變形量小于定位精度，符合要求。 （ 2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形量 2? 由公式（ Z = 3），單環(huán)球數(shù) 17 Z，該模型對單螺桿螺母， 3 1列球圈數(shù)，進入公式：球 = 51 的總數(shù)。 三江學院 2020屆本科生畢 業(yè)設計（論文） 11 圖 32 橫向滾珠絲杠支承圖 計算如下： （ 1）絲杠的拉伸或者壓縮的變形量 1? （㎜） 查相關機械設計手冊，得滾珠絲杠直徑?wDmm，絲杠底徑mm，絲杠截面積222 ?dS ? 螺釘張力 /壓縮工作負荷下 1? = mF L/變形（ ES） =[1744 323/(510)]mm ? mm。334( 39。 將摩擦角 ?=10′，代入η =)( ????tgtg 得： η = )( ????tgtg =)39。 =327 1744=6278 N 3）選擇滾珠絲杠螺母副 通過螺釘?shù)淖畲髣虞d荷和主要計算的領先，查機械設計手冊，應選擇 G系列20203 滾珠絲杠副，循環(huán)球 3 1 列，精度等級 3 級，公稱徑直為 20mm，鉛是5mm，額定動載荷 9309N，大于 c ，是符合要求的。 （ 3）軸向軸承滾珠絲杠軸承的接觸變形3? 此采納 8107 型推力球軸承， 1d =35mm, Qd 為滾珠體徑直為 ,z 為轉動體數(shù)目為 18，故 cd = 322mZdFQ?= 322 ?=（ mm） 注意 ,此公式中 mF 單位應為 kgf 因施加預緊力 ,故 3? =21 c? =21 =（ mm） （ 4）絲杠總變形量 總 將以上算出的 1? 和 2? 代入21 ?? ??總+ 3? ，求得絲杠變形總量 總?= 《定位精度》 (5）穩(wěn)定性校核 由于推力軸承滾珠絲杠兩端，所以它不會產生屈曲不需要做的穩(wěn)定性檢查 。由公式3 2wm2 10/?? ZFD FYJ?，從公式，計算球和滾絲間的接觸變形 。 （ 2） 螺紋滾道和球的接觸變形 根據公式（ Z = 3），得 出單環(huán)球數(shù) Z = 17，螺桿的東西單螺母型， 3三江學院 2020屆本科生畢 業(yè)設計（論文） 9 1球圈數(shù)的列數(shù)，代入公式：球 = 51 的總數(shù)。 圖 31 縱向滾珠絲杠支承圖 （ 1）拉 /壓變形量 1? 查相關機械設計手冊，得滾珠絲杠直徑?wDmm，絲杠底徑mm，絲杠截面積222 ?? dS ? 螺釘張力 /壓縮變形 1? = mF L/工作負載（ ES） =[2224 685/(510)]mm ? mm。 開始是畫出縱向進給滾珠絲杠支承方法如圖 31 所示。最終一種經常是滾珠絲杠副體系剛度的薄弱環(huán)節(jié)，可 是變形量計算比擬艱巨，據它的精度請求構造上盡可能加強它的剛度而不作計較。224( 39。 將摩擦角 ?=10′，代入η =)( ????tgtg 得： η =)( ????tgtg=)39。