ca6140普通車床數(shù)控化改造設(shè)計畢業(yè)論文-文庫吧資料
2025-06-25 08:38本頁面
【正文】 12用做程序存儲器，存放系統(tǒng)底層程序；擴(kuò)展了一片SRAM芯片6264用做數(shù)據(jù)存儲器，存放用戶程序；鍵盤與LED顯示采用8279來管理；輸入輸出口的擴(kuò)展選用了并行接口8255芯片，一些進(jìn)出的信號均做了隔離放大；模擬電壓的輸出借助于DAC0832。第六節(jié) 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計根據(jù)任務(wù)書的要求，設(shè)計控制系統(tǒng)的硬件電路時主要考慮以下功能：1） 接收鍵盤數(shù)據(jù)，控制LED顯示；2） 接收操作面板的開關(guān)與按鈕信號；3） 接收車床限位開關(guān)信號；4） 接收螺紋編碼器信號；5） 接收電動卡盤夾緊信號與電動刀架刀位信號；6） 控制X、Z向步進(jìn)電動機(jī)的驅(qū)動器；7） 控制主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)與停止；8） 控制多速電動機(jī)，實現(xiàn)主軸有級變速；9） 控制交流變頻器，實現(xiàn)主軸無級變速；10） 控制切削液泵起動停止；11） 控制電動卡盤的夾緊與松開；12） 控制電動刀架的自動選刀；13） 與PC機(jī)的串行通信。（4） 考慮密封、防護(hù)、潤滑以及安全機(jī)構(gòu)等問題。（3） 考慮各部件之間的定位、聯(lián)接和調(diào)整方法。（1） 了解原機(jī)床的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，從有關(guān)資料中查閱床身、縱溜板、橫溜板、刀架等的結(jié)構(gòu)尺寸。 第五節(jié) 繪制進(jìn)給傳動機(jī)構(gòu)的裝配圖在完成滾珠絲杠螺母副和步進(jìn)電機(jī)的計算選型后可以著手繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)的機(jī)械裝配圖?？梢?，兩種情況下同步帶傳遞的負(fù)載功率均小于帶的額定功率。（2） 最大工作負(fù)載、最快工進(jìn)速度由式（47）可知，帶需要傳遞的最大工作負(fù)載轉(zhuǎn)矩，任務(wù)書給定最快工進(jìn)速度，對應(yīng)電動機(jī)轉(zhuǎn)速。分兩種工作情況，分別進(jìn)行校核。實際上，在采用軟件升降頻率時，起動頻率選得很低，通常只有(即)。4）起動頻率的計算已知電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量，電動機(jī)轉(zhuǎn)子自身的轉(zhuǎn)動慣量，查表可知電動機(jī)轉(zhuǎn)軸不帶任何負(fù)載時最高空載起動頻率。3）最快空載移動時電動機(jī)運行頻率校核最快空載移動速度，對應(yīng)的電動機(jī)運行頻率。2）最快空載移動時電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書給定縱向最快空載移動速度，由式，求出電動機(jī)對應(yīng)的運行頻率。（4） 步進(jìn)電動機(jī)的性能校核1）最大工進(jìn)速度時電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩校核任務(wù)書給定縱向最快工進(jìn)速度，脈沖當(dāng)量，由式求出電動機(jī)對應(yīng)的運行頻率。因此，根據(jù)來選擇步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩時，需要考慮安全系數(shù)。相對于和很小，可以忽略不計。設(shè)表示步進(jìn)電動機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需時間，縱向傳動鏈總效率；則由式（42）求得：，由式可知，移動部件運動時，折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩為： （44）式中 表示導(dǎo)軌的摩擦因數(shù)，滑動導(dǎo)軌?。槐硎敬怪狈较虻墓ぷ鬏d荷，空載時取；表示縱向傳動鏈總效率，取。為；表示縱向脈沖當(dāng)量，為。則有： （41）根據(jù)式，考慮縱向傳動鏈的總效率，計算快速空載起動時折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩： （42）式中 表示對應(yīng)縱向空載最快移動速度的步進(jìn)電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速，單位為；表示步進(jìn)電動機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需的時間，單位為。1） 快速空載啟動時電動機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩由式，可知包括三部分：快速空載起動時折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大加速轉(zhuǎn)矩、移動部件運動時折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩、滾珠絲杠預(yù)緊后折算到電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩。則加在步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動慣量為：。將上述數(shù)據(jù)代入公式，可得出：滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動慣量；床鞍折算到絲杠上的轉(zhuǎn)動慣量；小帶輪的轉(zhuǎn)動慣量，大帶輪的轉(zhuǎn)動慣量。因此，帶的工作能力合格。（12） 帶的工作能力驗算根據(jù)式，計算同步帶額定功率的精確值：式中 為齒寬系數(shù)：。代入式子算得.（11） 確定實際所需同步帶寬度 ，式中表示選定型號的基準(zhǔn)寬度，查表得；表示小帶輪嚙合齒數(shù)系數(shù)，查表得。此處表示取整。（8） 計算實際中心距 實際中心距。則帶的節(jié)線長度為。（6） 確定大帶輪齒數(shù)和大帶輪節(jié)圓直徑 大帶輪齒數(shù)，節(jié)圓直徑。（5） 確定小帶輪齒數(shù)和小帶輪節(jié)圓直徑 取，則小帶輪節(jié)圓直徑。當(dāng)脈沖頻率為時，電動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩約為，對應(yīng)的輸出功率為。（1） 傳動比的確定已知電動機(jī)的步距角，脈沖當(dāng)量，滾珠絲杠導(dǎo)程，代入式算得傳動比（2） 主動輪最高轉(zhuǎn)速 由縱向床鞍的最快移動速度，得出主動輪的最高轉(zhuǎn)速。根據(jù)改造經(jīng)驗，C6140車床縱向步進(jìn)電動機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩通常在之間選擇。C6140車床縱向減速箱選用同步帶傳動。綜上所述初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。查表取支承系數(shù)；由絲杠底徑，求得截面積慣性矩；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)取3（絲杠臥式水平安裝）；滾動螺母至軸向固定處的距離取最大值。由表知，4級精度滾珠絲杠任意軸向行程內(nèi)行程的變動量允許，而對于跨度為的滾珠絲杠，總的變形量只有，可見絲杠剛度足夠。因為絲杠加有預(yù)緊力，且為軸向負(fù)載的，所以實際變形量可減小一半，取。滾珠絲杠預(yù)緊時，取軸向預(yù)緊力。忽略式中的第二項，算得絲杠在工作載荷作用下產(chǎn)生的變形量。固定端采取一對推力角接觸軸承，面對面組配。將摩擦角，代入，得傳動效率。其公稱直徑為，基本導(dǎo)程為，雙螺母滾珠總?cè)?shù)為，精度等級取4級，額定動載荷為，滿足要求。查表，取載荷系數(shù)，再取硬度系數(shù)，代入式，求得最大動載荷。 選用矩形三角形組合滑動導(dǎo)軌，查表，取，代入,得工作載荷.(2) 最大動載荷的計算 設(shè)本車床Z向在承受最大切削力條件下最快的進(jìn)給速度，初選絲杠基本導(dǎo)程，則此時絲杠轉(zhuǎn)速。： (1) 工作載荷的計算已知移動部件總重量；車削力。由經(jīng)驗公式：，算得縱向進(jìn)給切削力,背向力。查表得：，；主偏角的修正系數(shù)；刃傾角、前角和刀尖圓弧半徑的修正系數(shù)值均為。根據(jù)設(shè)計任務(wù)要求，X方向（橫向）的脈沖當(dāng)量為，Z方向（縱向）為。（8） 改造后的橫向、縱向進(jìn)給傳動系統(tǒng)分別見附圖一和附圖二。（6） 將橫向
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