【正文】 5 2． 機床進給伺服系統(tǒng)機械部分設計計算及校核 7 3． CA6140 經(jīng)濟型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設計 21 4． 數(shù)控機床加工程序編制 22 第三章 總結 1． 設計體會 25 2． 參考書目 26 畢 業(yè) 設 計 2 第一章 概 述 畢業(yè)設計是完成技術人員基本的訓練的一個重要環(huán)節(jié)。并通過對設計資料的應用，擴大自己的知識面和對機械行業(yè)的認識。從設計方案的選定、設計資料的收集到零部件圖和總裝配圖、傳動系統(tǒng)圖的繪制。 通 過畢業(yè)設計，學習 系統(tǒng)地綜合運用所學的知識和技能解決實際工程問題的本領，鞏固和加深時所學知識的理解，并且通過畢業(yè)設計的實踐擴大和 補充了知識，使認識提高到一個新的水平，通過畢業(yè)設計的實踐，培養(yǎng) 調(diào)查研究的習慣和工作能力，練習查閱資料和有關標準，查閱工具書或參考書，合理選擇設計計算公式，正確計算， 并能以圖紙和說明書表達設計的思想和結果，通過畢業(yè)設計，不但要提高解決具體問題的獨立工作能力，具體動腦動手能力，而且要建立 正確的設計和科研思想，加強科學性，牢固樹立實事求是和嚴肅認真的工作態(tài)度 。懂得數(shù)控機床的組成及原理；（組成： 采用數(shù)控技術控制的機床；原理：按數(shù)字形式給出的指令進行加工）還有數(shù)控機床的特點和分類以及數(shù)控機床的發(fā)展趨勢；（是工序集中 ，高速、高效、高精度及使用方便、提高可靠性）還間接預習、復習 《單片機原理》和《 PLC 控制原理》等有用的所學科目，鞏固 以往的薄弱環(huán)節(jié)，以及對數(shù)控編程運用，更加熟練。要求該車床有自動回轉(zhuǎn)刀架，具有切 削螺紋的功能。系統(tǒng)分辨率縱向： . 橫向： (2)、 設計參數(shù)： 最大加工直徑： 在床面上： 400mm 在床鞍上： 210mm 最大加工長度： 1000mm 快進速度： 縱向： 橫向： 最大進給速度： 縱向： 橫向： 代碼制： ISO 脈沖分配方式：逐點比較法 輸入方式：增量值，絕對值通用。 Ⅰ .控制系統(tǒng)總體方案的分析論證的及控制標準圖 Ⅱ .機械部分設計計算及結構設計說明 Ⅲ .硬件電路部分設計說明 Ⅳ .加工程序控制及說明 第二章 設 計 內(nèi) 容 (1). 總體方案的確定 ① . 系統(tǒng)的運 動方式與伺服系統(tǒng)的選擇 由于改造后的經(jīng)濟型數(shù)控車床應具有定位、直線插補、順圓和逆圓插補、暫停、循環(huán)加工公英制螺紋加工等功能，故應選擇連續(xù)控制系統(tǒng)。 ② . 計算機系統(tǒng) 根據(jù)機床要求，采用 8位微機。 控制系統(tǒng)由微機部分、鍵盤及顯示器、 I/O接口及光隔離電路、步進電機功率放大 電路等組成。 ③ . 機械傳動方式 為實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用步進電機經(jīng)齒輪減速再傳動絲桿。選用滾珠絲桿螺母副。齒輪傳動也要采用消除齒側(cè)間隙的結構。 開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有反饋電路，不帶檢測裝置，指令信號是單方向送的。開環(huán)系統(tǒng)主要由步進電機驅(qū)動。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機或位流伺服電機驅(qū)動。 ③ . 執(zhí)行機構傳動方式的確定 為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動精度和工作平穩(wěn)性，在設計機械傳動裝置時，通常提出低摩、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜尼比的要求。如采用滾珠絲杠螺母傳動副、滾動導軌、貼塑導軌等。例如采用隙齒輪等?？s短傳動鏈可以提高系統(tǒng)的傳動剛度，減小傳動鏈誤差。例如采用預加負載導軌和滾珠絲杠副等。 畢 業(yè) 設 計 6 (3). 繪制總體方案框圖（圖 1） 微機光隔離功率放大功率放大光隔離步進電機 運動部件步進電機 圖１ 核 (1). 確定系統(tǒng)的脈沖當量 根據(jù)數(shù)控機床精度要求確定脈沖當量 (2). 計算切削力 橫切端面 DFZ ? 查《 機械設計手冊 3 》P13 頁 式中 maxD —— 車床床身上加 工最大直徑橫切端面時主切削力 ZF? 可取縱切時 ZF的 21 ? ?NDF Z .5 3 6 04 0 a x ??? ? ?::1::2680536021????????yxzZFFFNF 式中 xF? —— 走刀方向的切削力（ N） 畢 業(yè) 設 計 7 yF? —— 垂直走刀方向的切削力（ N） ? ?NF x 6 7 02 6 8 ???? ? ?NF y 1 0 7 22 6 8 ???? (3). 滾珠絲桿螺母副的設計、計算、選型 ① . 計算進給牽引力 橫向進給選為三角型或綜合導軌 參考《機床設計手冊 .2》 ； ? ?GFfFKF zxm ?????? 查閱《綜合作業(yè)指導書》 P22 頁 式中： xF? ， yF? ， zF? —— 切削分力（Ｎ） G—— 移動部件的重量（ N） 表 11 查得橫向溜板及刀架重力 800N f? —— 滑動導軌摩擦系數(shù)，隨導軌形式而不同 取 f? = K—— 考慮顛復力矩影響的實驗系數(shù) 取 K= ? ? ? ? ? ?NGFfFKF zxm 2 9 28 0 02 6 8 7 ??????????? ② . 計算最大動負載 C 選用滾珠絲桿導軌 參考《機床設計手冊 .3》 P185P210 osmwLVnnTLFfLC1000106063??? 查閱《 機床設計手冊 .3》 P22 頁 式中： L—— 壽命，以 610 轉(zhuǎn)為一單位 n—— 絲桿轉(zhuǎn)速（ r/min） sV —— 為最大切削條件下進給速度，可取最高進給速度的 1/21/3 取 ? ?m in/ mVs ??? oL —— 絲桿導程（ mm） 初選 oL =5mm T—— 為使用壽命（ h） ,對于數(shù)控機床取 15000h 畢 業(yè) 設 計 8 wf —— 運轉(zhuǎn)系數(shù)，查表 314一般取 ? ?min/1006 rL Vn o s ???? 9010 15000100601060 66 ????? nTL ? ?NFfLC mw 6 8 2 9 ????? ③ . 滾珠絲桿螺母副的選型 查閱《 機床設計手冊 .3》 附表Ａ 2，可采用 WD2505 外循環(huán)墊片調(diào)整緊的雙螺母滾珠絲桿副， 1列 圈，其額定動負載為 9700N,精度 等級按表 317 選為 3級。 圖２ 計算如下 : 畢 業(yè) 設 計 9 Ⅰ . 絲桿的拉伸或壓縮變形量 1? (mm) 查閱《 機床設計手冊 .3》 圖 34,根據(jù) mF? ＝ ,D=25mm 查出 ???LL? 可算出： ? ?mmLLL 351 ?? ??????? ?? Ⅱ . 滾珠與螺紋滾道間接觸變形量 2? 查圖 35得 W系列１列 圈滾珠和螺紋滾道接觸變形量 Q? mQ ?? ? 因進行了預緊 mQ ??? ???? Ⅲ . 支承滾珠絲桿的軸承的軸向接觸變形 3? 采用推力球軸承 8104 查閱 《機床設計手冊 .２》表 ,d=20mm,滾動體直徑Qd =,數(shù)量 Z=