【正文】 主機(jī)板電原理圖見書后圖62，鍵盤與LED顯示電原理圖見書后圖68。圖61 車床數(shù)控系統(tǒng)操作面板布置圖 圖62 控制系統(tǒng)原理框圖 控制系統(tǒng)的操作面板布置如圖61所示。 圖61為控制系統(tǒng)的原理框圖。比如，制圖標(biāo)準(zhǔn)，視圖布置及圖形畫法要求，重要的中心距、中心高、聯(lián)系尺寸和輪廓尺寸的標(biāo)注，重要配合尺寸的標(biāo)注，裝配技術(shù)要求，標(biāo)題欄等。（5）在進(jìn)行各零部件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)注意裝配的工藝性，考慮裝配的順序，保證安裝、調(diào)試和拆卸的方便。（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。在繪制裝配圖時(shí)，需要考慮以下問題：（1）了解原車床的詳細(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。因此，選擇的同步帶功率合格。m，任務(wù)書給定最快工進(jìn)速度= 800mm/min，對(duì)應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 =（/）α/360=160（r/min）。 （1）快速空載起動(dòng) 電動(dòng)機(jī)從靜止到加速至=1200 r/min，由（65）式可知，同步帶傳遞的負(fù)載轉(zhuǎn)矩= N綜上所述，本例中Z向進(jìn)給系統(tǒng)選用130BYG5501步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，可以滿足設(shè)計(jì)要求。則由式（417）可以求出步進(jìn)電動(dòng)機(jī)克服慣性負(fù)載的起動(dòng)頻率為： 上式說明，要想保證步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)不失步，任何時(shí)候的起動(dòng)頻率都必須小于1087Hz。查表45可知130BYG5501的極限運(yùn)行頻率為20000 Hz，可見沒有超出上限。m，滿足要求。從圖64查得，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩= Nm，滿足要求。從130BYG5501的運(yùn)行矩頻特性圖64可以看出，在此頻率下，電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩≈17 Nm，可見完全滿足（68）式的要求。因此，根據(jù)來選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩時(shí)，需要考慮安全系數(shù)。m （47） 經(jīng)過上述計(jì)算后，得到加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的最大等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 =max{，}= N本例中在對(duì)滾珠絲杠進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候，已知進(jìn)給方向的最大工作載荷= N，則有： 再計(jì)算承受最大工作負(fù)載（=）情況下，移動(dòng)部件運(yùn)動(dòng)時(shí)折算到電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩：（N相對(duì)于和很小，可以忽略不計(jì)。則由式（64），得： 最后由式（61），求得快速空載起動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸所承受的負(fù)載轉(zhuǎn)矩為： N 設(shè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)由靜止到加速至轉(zhuǎn)速所需時(shí)間= s，Z向傳動(dòng)鏈總效率η = 。其中： （43） 式中 ——Z向空載最快移動(dòng)速度，任務(wù)書指定為6000 mm/min； α ——Z向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角，； δ ——Z向脈沖當(dāng)量，本例δ= mm/脈沖。因?yàn)闈L珠絲杠副傳動(dòng)效率很高，根據(jù)（412）式可知，相對(duì)于和很小，可以忽略不計(jì)。 則加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為： （2）計(jì)算加在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)軸上的等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 分快速空載起動(dòng)和承受最大工作負(fù)載兩種情況進(jìn)行計(jì)算。大帶輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量=?？v向移動(dòng)部件總重量G = 1300 N；同步帶減速箱大帶輪寬度28 mm， mm，孔徑30 mm，輪轂外徑42 mm，寬度14 mm；小帶輪寬度28 mm， mm，孔徑19mm，輪轂外徑29 mm，寬度12 mm；傳動(dòng)比i =。 由上式算得≥ mm，再根據(jù)表311選定最接近的帶寬= mm（12）帶的工作能力驗(yàn)算 根據(jù)式（322），計(jì)算同步帶額定功率P的精確值： 式中， 為齒寬系數(shù):：經(jīng)計(jì)算得P = kW，而 = kW，滿足P≥因此，帶的工作能力合格。算得 = 。此處ent取整。（8） 計(jì)算實(shí)際中心距a 實(shí)際中心距。（7）初選中心距、帶的節(jié)線長度、帶的齒數(shù) 初選中心距=（+）= mm，圓整后取=。當(dāng)達(dá)最高轉(zhuǎn)速1200r/min時(shí)，同步帶的速度為v==（m/s），沒有超過XL型帶的極限速度35 m/s。 （4）選擇帶型和節(jié)距 根據(jù)帶的設(shè)計(jì)功率= kW和主動(dòng)輪最高轉(zhuǎn)速=1200 r/min，從圖314中選擇同步帶，型號(hào)為 XL型，節(jié)距= mm。m，對(duì)應(yīng)的輸出功率為 = nT / = 1200 / ≈478（W）。 （3）確定帶的設(shè)計(jì)功率 預(yù)選的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速為1200 r/min時(shí)，對(duì)應(yīng)的步進(jìn)脈沖頻率為：= 1200360 / ( 60α) = 10000（Hz）。根據(jù)公式（312）算得傳動(dòng)比i = 。該電動(dòng)機(jī)的詳細(xì)技術(shù)參數(shù)見表45，運(yùn)行矩頻性曲線見圖41。今初選電動(dòng)機(jī)型號(hào)為130BYG5501，五相混合式，最大靜轉(zhuǎn)矩為20 N 根據(jù)改造經(jīng)驗(yàn)，C6140車床Z向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最大靜轉(zhuǎn)矩通常在1525 N本例中，Z向減速箱選用同步帶傳動(dòng)，同步帶與帶輪的計(jì)算和選型參見第三章第三節(jié)相關(guān)內(nèi)容。綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。取最大值1497 mm。（6）壓桿穩(wěn)定性校核 根據(jù)公式（328）計(jì)算失穩(wěn)時(shí)的臨界載荷。 3）將以上算出的和代入 ,求得絲杠總變形量（對(duì)應(yīng)跨度1497 mm） = mm=。則由（327）式，求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量≈ mm。絲杠加上兩端接桿后，左、右支承的中心距離約為a=1497 mm；鋼的彈性模量E＝Mpa；查表333，得滾珠直徑= mm，算得:絲杠底徑=公稱直徑－滾珠直徑= mm，則絲杠截/4 = （） 2）根據(jù)公式Z＝()－3，求得單圈滾珠數(shù)目Z= 29；該型號(hào)絲杠為雙螺母，滾珠總?cè)?shù)為32 = 6，則滾珠總數(shù)量＝296 =174。（5） 剛度的驗(yàn)算 1）Z向滾珠絲杠副的支承，采取一端軸向固定，一端簡支的方式，見書后圖63。（4）傳動(dòng)效率 的計(jì)算 將公稱直徑=40 mm，基本導(dǎo)程mm，代入λ= arctan[ / ( π ) ]，得絲杠螺旋升角λ= ′。（3） 初選型號(hào) 根據(jù)計(jì)算出的最大動(dòng)載荷，查表331，選擇啟東潤澤機(jī)床附件有限公司生產(chǎn)的FL4006型滾珠絲杠副。 取滾珠絲杠的使用壽命T=15000 h，代入= 60 n T / ，得絲杠壽命系數(shù) = （單位為： r）。 選用矩形－三角形組合滑動(dòng)導(dǎo)軌，查表329，取K= ，= ，代入＝, 得工作載荷 ≈ 1712 N。 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型（縱向） （1）工作載荷的計(jì)算 已知移動(dòng)部件總重量G=1300 N；車削力= N， = N，= N。 由經(jīng)驗(yàn)公式（32），算得主切削力＝ N。 查參考文獻(xiàn)1表31，得：＝2795， ＝， ＝，＝－。刃傾角＝－5176。以下是縱向車削力的詳細(xì)計(jì)算過程 設(shè)工件材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼，＝650 Mpa；選用刀具材料為硬質(zhì)合金YT15；刀具幾何參數(shù)為：主偏角＝60176。 脈沖當(dāng)量的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，X方向（橫向）的脈沖當(dāng)量為= mm/脈沖，Z方向（縱向）為 = 。 圖31 CA6140數(shù)控車床橫向進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 圖32 CA6140數(shù)控車床縱向進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)4. 進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型 縱、橫向進(jìn)給傳動(dòng)部件的計(jì)算和選型主要包括：確定脈沖當(dāng)量、計(jì)算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、設(shè)計(jì)減速箱、選擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。 （7）拆去三桿（絲桿、光桿與操縱桿），更換絲桿的右支承。 （4）拆除四方刀架與上溜板總成，在橫溜板上方安裝四工位立式電動(dòng)刀架 （5）拆除橫溜板下的滑動(dòng)絲桿螺母副，將滑動(dòng)絲桿靠刻度盤一段（長216 mm，見書后圖62）鋸斷保留，拆掉刻度盤上的手柄，保留刻度盤附近的兩個(gè)推力軸承，換上滾珠絲杠副。 （2）拆除進(jìn)給箱總成，在此位置安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與同步帶減速箱總成。需要注意的是，編碼器的軸頭與安裝軸之間必須采用無間隙柔性聯(lián)接，且車床主軸的最高轉(zhuǎn)速不允許超過編碼器的最高許用轉(zhuǎn)速。同軸安裝是指將編碼器直接安裝在主軸后端，與主軸同軸，這種方式結(jié)構(gòu)簡單，但它堵住了主軸的通孔。電源電壓+5V，每轉(zhuǎn)輸出1200個(gè)A/B脈沖與1個(gè)Z脈沖，信號(hào)為電壓輸出，軸頭直徑15 mm，生產(chǎn)廠家為長春光機(jī)數(shù)顯技術(shù)有限公司。另外，為了重復(fù)車削同一螺旋槽時(shí)不亂扣，編碼器還需要輸出每轉(zhuǎn)一個(gè)的零位脈沖Z。考慮到編碼器的輸出有相位差為90186。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀需要配置相應(yīng)的電路，由數(shù)控系統(tǒng)完成 螺紋編碼器的安裝方案 螺紋編碼器又稱主軸脈沖發(fā)生器或圓光柵?？ūP的夾緊與松開由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)信控制。