【正文】 以算出主機板中存儲器與I/O芯片的地址分配如表 1所示。在此，選擇合肥科林數(shù)控科技有限責任公司生產(chǎn)的五相混合式調頻調壓型步進驅動器，型號為BD5A。這兩種電動機除了外形尺寸、步距角和輸出轉矩不同外，電氣參數(shù)基本相同，均為5相混合式，5線輸出，電機供電電壓DC120～310V，電流5A。 控制系統(tǒng)的主機板電原理圖見書后圖4，鍵盤與LED顯示電原理圖見書后圖68，詳細的電路設計原理及電路分析請參考第五章相關內容。圖3 車床數(shù)控系統(tǒng)操作面板布置圖 圖4 控制系統(tǒng)原理框圖 控制系統(tǒng)的操作面板布置如圖3所示。 圖3為控制系統(tǒng)的原理框圖。比如，制圖標準，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注，重要配合尺寸的標注，裝配技術要求，標題欄等。（5）在進行各零部件設計時，應注意裝配的工藝性，考慮裝配的順序，保證安裝、調試和拆卸的方便。（4）考慮密封、防護、潤滑以及安全機構等問題。（3）考慮各部件之間的定位、聯(lián)接和調整方法。在繪制裝配圖時，需要考慮以下問題：（1）了解原車床的詳細結構，從有關資料中查閱床身、縱溜板、橫溜板、刀架等的結構尺寸。因此，選擇的同步帶功率合格。m，任務書給定最快工進速度= 800mm/min，對應電動機轉速 =（/）α/360=160（r/min）。 （1）快速空載起動 電動機從靜止到加速至=1200 r/min，由（5）式可知，同步帶傳遞的負載轉矩=綜上所述，本例中Z向進給系統(tǒng)選用110BYG3502步進電動機，可以滿足設計要求。則可以求出步進電動機克服慣性負載的起動頻率為： 上式說明，要想保證步進電動機起動時不失步，任何時候的起動頻率都必須小于1087Hz。查表45可知110BYG3502的極限運行頻率為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，電動機的輸出轉矩= Nm，滿足要求。從110BYG3502的運行矩頻特性圖64可以看出，在此頻率下，電動機的輸出轉矩≈17 Nm，可見完全滿足（8）式的要求。因此，根據(jù)來選擇步進電動機的最大靜轉矩時，需要考慮安全系數(shù)。m （7） 經(jīng)過上述計算后，得到加在步進電動機轉軸上的最大等效負載轉矩 =max{，}= N本例中在對滾珠絲杠進行計算的時候，已知進給方向的最大工作載荷= N，則有： 再計算承受最大工作負載（=）情況下，移動部件運動時折算到電動機轉軸上的摩擦轉矩： （N相對于和很小，可以忽略不計。則由式（4），得： 最后由式（1），求得快速空載起動時電動機轉軸所承受的負載轉矩為： N 設步進電動機由靜止到加速至轉速所需時間= s，Z向傳動鏈總效率η = 。其中： （3） 式中 ——Z向空載最快移動速度，任務書指定為6000 mm/min； α ——Z向步進電動機步距角，； δ ——Z向脈沖當量，本例δ= mm/脈沖。因為滾珠絲杠副傳動效率很高，根據(jù)（412）式可知，相對于和很小，可以忽略不計。 則加在步進電動機轉軸上的總轉動慣量為： （2）計算加在步進電動機轉軸上的等效負載轉矩 分快速空載起動和承受最大工作負載兩種情況進行計算。大帶輪的轉動慣量=。縱向移動部件總重量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，孔徑19mm，輪轂外徑29 mm，寬度12 mm；傳動比i =。 由上式算得≥ mm，再根據(jù)表311選定最接近的帶寬= mm（12）帶的工作能力驗算 計算同步帶額定功率P的精確值： 式中， 為齒寬系數(shù):：經(jīng)計算得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） 計算實際中心距a 實際中心距。（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=。當達最高轉速1200r/min時，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)帶的設計功率= kW和主動輪最高轉速=1200 r/min，從圖314中選擇同步帶，型號為 XL型，節(jié)距= mm。m，對應的輸出功率為 = nT / = 1200 / ≈478（W）。 （3）確定帶的設計功率 預選的步進電動機在轉速為1200 r/min時，對應的步進脈沖頻率為：= 1200360 / ( 60α) = 10000（Hz）。算得傳動比i = 。該電動機的詳細技術參數(shù)見表45。今初選電動機型號為110BYG3502，五相混合式，最大靜轉矩為16 N 根據(jù)改造經(jīng)驗，C6140車床Z向步進電動機的最大靜轉矩通常在1525 N本例中，Z向減速箱選用同步帶傳動，同步帶與帶輪的計算和選型參見第三章第三節(jié)相關內容。綜上所述，初選的滾珠絲杠副滿足使用要求。（6）壓桿穩(wěn)定性校核 計算失穩(wěn)時的臨界載荷，查表331，取支承系數(shù)= 2；由絲杠底徑= , 得截面慣性矩≈；壓桿穩(wěn)定安全系數(shù)K取3（絲杠臥式水平安裝)；滾動螺母至軸向固定處的距離。 3）將以上算出的和代入 ,求得絲杠總變形量（對應跨度1497 mm）==。則求得滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量≈。 2）根據(jù)公式Z＝()－3，求得單圈滾珠數(shù)目Z= 29；該型號絲杠為雙螺母，滾珠總圈數(shù)為32 = 6，則滾珠總數(shù)量＝296 =174。固定端采取一對推力角接觸球軸承，面對面組配。將摩擦角=10′，代入= tanλ / tan(λ+ )，得傳動效率 = %。其公稱直徑為40 mm，基本導程為6 mm，雙螺母滾珠總圈數(shù)為3 2 = 6 圈，精度等級取4級，額定動載荷為15960 N，滿足要求。 查參考文獻1表，取載荷系數(shù)=，再取硬度系數(shù)=1，代入式（3—23），求得最大動載荷。（2）最大動載荷的計算 設本車床Z向在承受最大切削力條件下最快的進給速度V= m/min，初選絲杠基本導程 = 6 mm，則此時絲杠轉速n = 1000V/ ≈ 133 （ r/min）。如圖320所示，根據(jù)=，=，=的對應關系，可得：=1023 N，=358 N，=。由經(jīng)驗公式 : :＝1：：，算得縱向進給切削力＝358 N，背向力=。 查參考文獻1查表33，得：主偏角的修正系＝；。；切削用量為：背吃刀量＝3mm，進給量f =，切削速度＝100m/min。以下是縱向車削力的詳細計算過程 設工件材料為灰鑄鐵，＝650 Mpa；選用刀具材料為硬質合金YT15；刀具幾何參數(shù)為：主偏角＝60176。 脈沖當量的確定 根據(jù)設計任務的要求，X方向（橫向）的脈沖當量為= mm/脈沖，Z方向（縱向）為 = 。 4. 進給傳動部件的計算和選型 縱、橫向進給傳動部件的計算和選型主要包括：確定脈沖當量、計算切削力、選擇滾珠絲杠螺母副、設計減速箱、選擇步進電動機等。 （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刀架 （5）拆除橫溜板下的滑動絲桿螺母副，將滑動絲桿靠刻度盤一段（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推力軸承，換上滾珠絲杠副。 （2）拆除進給箱總成，在此位置安裝縱向進給步進電動機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速不允許超過編碼器的最高許用轉速。同軸安裝是指將編碼器直接安裝在主軸后端，與主軸同軸，這種方式結構簡單，但它堵住了主軸的通孔。電源電壓+5V，每轉輸出1200個A/B脈沖與1個Z脈沖，信號為電壓輸出，軸頭直徑15 mm，生產(chǎn)廠家為長春光機數(shù)顯技術有限公司。另外，為了重復車削同一螺旋槽時不亂扣，編碼器還需要輸出每轉一個的零位脈沖Z?？紤]到編碼器的輸出有相位差為90186。實現(xiàn)自動換刀需要配置相應的電路，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。卡盤的夾緊與松開由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)信控制。本例中，當采用有級變速時，實現(xiàn)2～４檔變速；當采用無級變速時，應加裝交流變頻器，推薦型號為：F1000