【正文】 (Fz+2Fy+G) 式中 K:考慮顛復(fù)力矩的影響實(shí)驗(yàn)系數(shù) K= f? :導(dǎo)軌上摩擦系數(shù)為 f? =,G? 移動部件重量 G=600N Fm= 702+(1755+2 +600)= 2．計(jì)算最大動負(fù)載 (N) n= 01000LVS .= 4 ?? = L=610 1500 ??= C= 3 = 3．選擇滾珠絲杠螺母副 查 精密機(jī)床配件系列 叢書 山東濟(jì)寧 選用滾珠絲杠為 其額定的動載荷為 6638 d=25mm 1d = 循環(huán)列數(shù)為 1 2 Coa=16826 螺 旋 導(dǎo)程 角 r= Dp?arctan =arctan 4? r=2176。 縱向齒輪箱和溜板箱均加外罩 ,以保持機(jī)床原外觀，起到美化機(jī)床的效果 ,溜板箱上安裝了縱向快速進(jìn)給按鈕 ,以適應(yīng)機(jī)床調(diào)整時的操作需要和遇到意外時緊急處理。 （ 4）縱、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)采用齒輪減速，并且用雙齒輪錯齒法消除間隙，雙片齒輪間采用消除彈簧，布量成互為 120 的位置。 （ 3）橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的安裝：保留原手動機(jī)構(gòu)。 為了保證機(jī)床加工螺紋的功能，在主軸外端安裝一個 YGM 脈沖發(fā)生器，使其與主軸轉(zhuǎn)速相一致是 1:1 的關(guān)系，用它來發(fā)出脈沖發(fā)生器，使微機(jī)處理機(jī)根據(jù) 主軸的脈沖信號，使刀架通過絲杠的轉(zhuǎn)角產(chǎn)生進(jìn)給運(yùn)動。 （ 3）齒輪傳動 考慮步進(jìn)電動機(jī)步距角和絲杠導(dǎo)程只能按標(biāo)準(zhǔn)選擇，為達(dá)到 秒的分辨率的要求，縱、橫向均采用錯齒調(diào)隙的齒輪做減速運(yùn)動。數(shù)控機(jī)床除了具有較高的定位精度外，還應(yīng)良好的動態(tài)間應(yīng)特征，滾珠絲杠副的特點(diǎn)，傳動效率高，一般達(dá)到 90%以上，通過 預(yù)緊力可消除絲杠間隙，運(yùn)動平穩(wěn)，傳動精度高，有可靠性，磨損小，使用壽命長，但制造復(fù)雜，成本高。能夠滿足改裝后的要求，所以仍采用原機(jī)床的導(dǎo)軌。 本設(shè) 計(jì)是基于 CA6140 普通型的車床的經(jīng)濟(jì)化、數(shù)控化改造故采用步進(jìn)電動機(jī)實(shí)現(xiàn)開環(huán)伺服系統(tǒng)。 雖然閉環(huán)、半閉環(huán)對控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)較高精確的位置伺副。開環(huán)控制的伺服系統(tǒng)存在著精度不能達(dá)到太高的基本問題，但是步進(jìn)電機(jī)具有位移和輸出脈沖的嚴(yán)格對應(yīng)關(guān)系，使誤差不能積累，轉(zhuǎn)速和輸出脈沖頻率有嚴(yán)格的對映關(guān)系，而且在負(fù)載能力范圍內(nèi)不受電流、電壓、負(fù)載大小、環(huán)境條件的波動變化的特點(diǎn)，數(shù)據(jù)裝置發(fā)出信號的流向是單向的，對移動部件如工作臺的實(shí)際位置工件檢測。車床是控制刀具以給定速率沿指定路線運(yùn)動來加工工件輪廓復(fù)雜的零件，其個坐標(biāo)軸的運(yùn)動之間有著精確的出數(shù)關(guān)系，根據(jù)車床加工這一特點(diǎn)，采用連續(xù)控制系統(tǒng)比較合適，連續(xù)控制系統(tǒng)具有點(diǎn)位控制系統(tǒng)的功能，故定位方式采用增量坐標(biāo)控制。目前在國內(nèi)用 的較廣，開發(fā)工具較齊的是 MCS51 系列，這里選用 MCS51 系列中的 8031。驅(qū)動元件是利用步進(jìn) 電動機(jī) ，傳動系統(tǒng)利用滾珠絲杠。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動化程序較低，是一種屬于中型的普通機(jī) 床，在各廠礦企業(yè)的 應(yīng)用很廣。 CA6140 機(jī)床是一種普通精度的及萬能臥式機(jī)床，屬于使用范圍廣的通用機(jī)床。從若干單位應(yīng)用的實(shí)例可論證，投入使用后，成倍的提高了生產(chǎn)效率，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。它是建立在微電子現(xiàn)代技術(shù)和傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上。因此應(yīng)盡快將我國現(xiàn)有一部分普通機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動化和精密化改裝，是我國現(xiàn)有設(shè)備改造自動化要求解決的課題。 我國是擁有 300 萬機(jī)床國家。機(jī)床“改造”就成為機(jī)床市場需要的補(bǔ)足手段。許多發(fā)達(dá)國家多做過系統(tǒng)的分析，如果舊機(jī)床設(shè)備以新設(shè)備更 新，要付出很大的代價的，若利用“改造技術(shù)”，則節(jié)省大半資金，這種事半功倍的技術(shù)，不僅不浪費(fèi)資金而切還為小企業(yè)技術(shù)改造開創(chuàng)了新路，而且對實(shí)力雄厚的大企業(yè)也有很大的經(jīng)濟(jì)吸引力。而刀具材料和電子技術(shù)卻有很的大的進(jìn)步，特別是微電子技術(shù)，電子計(jì)算機(jī)的技術(shù)進(jìn)步，反應(yīng)出控制系統(tǒng)，它能幫助機(jī)床自動化又能提高加工精度，技術(shù)進(jìn)步和高生產(chǎn)率的要求，精密加工的增多等，突出了舊機(jī)床技術(shù)改造技術(shù)的必要性和急迫性。早在 60 年代已經(jīng)開始迅速發(fā)展，并有專門企業(yè)經(jīng)營這門業(yè)務(wù)，其發(fā)展的原因是多方面的。當(dāng)改變加工零件時，在數(shù)控機(jī)床上只要改變加工程序，就可以繼續(xù)加工新零件。在加工程序運(yùn)行時，數(shù)控系統(tǒng)會根據(jù)加工程序的內(nèi)容，發(fā)出各種控制命令，如韶關(guān)電大畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 2頁 啟動主軸電動機(jī)，打開切削液、進(jìn)行刀具軌跡計(jì)算、向特殊的執(zhí)行單元發(fā)出數(shù)字位移脈沖和進(jìn)行進(jìn)給速度控制等。即：將被加工零件的幾何信息和工藝信息數(shù)字化 ；按標(biāo)準(zhǔn)的格式編制成零件加工程序單；然后將此加工程序輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，并將輸入到數(shù)控單元的加工程序進(jìn)行試運(yùn)行、刀具路徑模擬等。數(shù)控機(jī)床的基本組成包括加工程序載體、數(shù)控裝置、伺服驅(qū)動裝置、機(jī)床主體和其他輔助裝置。經(jīng)運(yùn)算處理由數(shù)控裝置發(fā)出各種控制信號，控制機(jī)床的動作，按圖紙要求的形 狀和尺寸，自動地將零件加工出來。是由精密機(jī)械部件（如滾珠絲桿、高精度導(dǎo)軌、精密軸承、主軸）和復(fù)雜電氣部件（如數(shù)控系統(tǒng)、驅(qū)動裝置和伺服電機(jī)以及精密測量系統(tǒng)）構(gòu)成的一個完整的產(chǎn)品。 數(shù)字控制機(jī)床 (Numerical Control Machine Tools)簡稱數(shù)控機(jī)床，這是一種將數(shù)字計(jì)算技術(shù)應(yīng)用于機(jī)床的控制技術(shù)。 Expands the I/Oconnection with 8155 chips and the external memory, uses the address lock to save with the decoder (3) SolidWorks Modelling Constructs including the software application and to the lathe entitytraces Keywords: Numerical control machine tool ,Singlechip Microputer ， Ball screw, the style BF stepper Motor, SolidWorks。 3 SolidWorks 造型，包括軟件的應(yīng)用和對車床的實(shí)體建摸。本次設(shè)計(jì)作了下面的一些工作： 1 機(jī)械部分采用了一級齒輪傳動，以 BF 型步進(jìn)電動機(jī)作為驅(qū)動源，以 CBM/CDM滾珠絲杠作為重要元件，以便更好的實(shí)行軟件控制； 2數(shù)控部分采用 MCS51中的 8031作為主控芯片建立一套單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。 韶關(guān)電大畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 I 頁 臥式車床數(shù)控化改造 摘 要 由于目前國內(nèi)的數(shù)控機(jī)床數(shù)量需求量大，達(dá)到 300 萬臺之巨，要進(jìn)行全部翻新在時間，物質(zhì)上尚不具有足夠的條件，為了達(dá)到的條件，為達(dá)到較高精度，實(shí)現(xiàn)較好的經(jīng)濟(jì)性，對普通車床實(shí)行數(shù)控開環(huán)改造。 本次設(shè)計(jì)著重對 CA6140 普通車床的縱橫向進(jìn)給系統(tǒng)改造，并對縱橫向進(jìn)給伺服系統(tǒng)齒輪箱進(jìn)行改造。擴(kuò)展 I/O接口用 8155 芯片及外存儲器，采用地址鎖存和譯碼器。 關(guān)鍵詞 ： 數(shù)控機(jī)床改造、單片機(jī) , 滾珠絲杠 BF 型步進(jìn)電機(jī) SolidWorks 韶關(guān)電大畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 II 頁 ABSTRAC Because of the great number of machine tools in our country ,the number is3,000, is impossible to renew them all without enough time and materialTo reform part of old ones with Numerrical Control(nc) OpenLoop control System to get high precision and high economy is a good way. The design emphases on the reform of lengthwise and axial feed systems, the fear box of the axial system, work has been in the paper: (1) Based on the onelevel driving , the style BFstepper Motor which acts the Soure of power, the CDM/CBM screw ball which is the important transmission element, the part of machinery realizes the software control. (2) The numerical control partially uses in MCS51 8031 to do primarily controls the chip to establish a set of monolithic integrated circuits application system。 韶關(guān)電大畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 第 III 頁 目 錄 1． 緒 論 ............................................................................................................................ 1 2． 總體方案確定 .................................................................................................................... 4 車床改造方案的選 擇 ........................................................................................................ 4 車床改造方案的確定 ........................................................................................................ 5 ......................................................................................................................... 6 選擇脈沖當(dāng)量 ................................................................................................................... 6 計(jì)算切削力 ...................................................................................................................... 6 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算和選型 .......................................................................................... 7 縱向進(jìn)給絲杠 ................................................. 7 橫向進(jìn)給絲杠 ................................................ 10 齒輪傳動比的計(jì)算 ........................................................................................................... 11 縱向齒輪傳動比計(jì)算 .......................................... 11 橫向齒輪傳動比計(jì)算 .......................................... 12 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型 ....................................................................................................12 縱向步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算 .......................................... 12 橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型 ................................ 15 4. 微機(jī)控制部分 .....................................................................................................