【正文】 參數(shù)的最大值進(jìn)行估算： 取 PZC =167， PZX =， ? ， PZk料 =， PZk? =， PZk? =， hPZk =， vPZk = 取 切深 t=5mm，進(jìn)給量 s=則由公式 ()： 0 . 7 51 6 7 5 0 .3 1 .0 9 0 .9 1 .0 8 1 .3 1 .0 54 8 9 .547974800ZPNN? ? ? ? ? ? ? ????公 斤 力 : : 1 : 0 .2 5 : 0 .4: : 4 8 0 0 : 1 2 0 0 : 1 9 2 0XYXYFFFF ???ZZ而 F F () 切削功率：取切削速度為 105m/min，由公式 ()()得 : 4 8 9 .5 1 0 5 8 .46120Nk????切 削 NNkk??????切 削電 機(jī)過(guò) 取 11Nk??切 削 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 3 橫向進(jìn)給系統(tǒng) 已知技術(shù)參數(shù) 橫向最大行程（ X軸） 180 mm； 工作進(jìn)給速度為 1 8000mm/min； 橫向快速進(jìn)給速度： 8 m/min； 刀架估計(jì)質(zhì)量： 150kg； 滑板的估計(jì)尺寸（長(zhǎng) ?寬 ?高）： 400mm?200mm?80mm； 材料選為 HT200。 PZk? = 0． 90 1． 0 1． 1 1． 2 1． 3 后刀面磨損限度 h= 0． 9 hPZk = 切削功率是切削時(shí)在切削區(qū)內(nèi)消耗的功率。 10176。 +10176。 90176。 60176。 表 系 數(shù) 及 指 數(shù) 工件材料 PZC PZX PZY 結(jié)構(gòu)鋼 167 1． 0 0． 75 修 正 系 數(shù) 工 件 材 料 b?? 40 50 50 60 60 70 70 80 80 90 90 100 PZk料 = 0． 84 0． 90 0． 95 1． 0 1． 04 1． 09 切 削 速 度 v= 50 100 200 300 400 500 vPZk = 1． 0 0． 90 0． 82 0． 77 0． 74 0． 71 主 偏 角 φ= 30176。這些系數(shù)在下列條件下制定：刀片材料為硬質(zhì)合金，工件材料為碳素結(jié)構(gòu)鋼， 275 /b? ? 公 斤 力 毫 米， 50 /v? 米 分 ， 45?? ， 10??? ， 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 0?? ，后刀面磨損限度 ? 毫 米，切削時(shí)不用冷卻液，車(chē)削外圓。這說(shuō)明吃刀深度對(duì)切削力的影響要比走刀量對(duì)切削力的影響大。 PZX 、 PZY —— 指數(shù)。 錯(cuò)誤 !未指定書(shū)簽。 k—— 總的修正系數(shù)。決定于工件材料和 加工方法，在一定的切削條件（ v、 s、 t固定）下， PZC 為一常數(shù)。采用螺旋傳動(dòng)，計(jì)算滾珠絲杠副尺寸規(guī)格，接著進(jìn)行絲杠的校核并進(jìn)行精度等驗(yàn)算，根據(jù)計(jì)算的扭矩選擇伺服電機(jī)。根據(jù)縱橫向長(zhǎng)度定外觀總長(zhǎng)度，布局圖如附錄 1所示。主軸水平安裝，橫向成 45176。最后，完成硬件連接設(shè)計(jì)，編制典型零件的車(chē)削 程序，撰寫(xiě)說(shuō)明書(shū)。選擇合適的算法，根據(jù)計(jì)算結(jié)果查閱手冊(cè)，得出相關(guān)的結(jié)構(gòu)或零件。 設(shè)計(jì)的目的是培養(yǎng)綜合運(yùn)用基礎(chǔ)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，提高綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力，受到本專(zhuān)業(yè)工程技術(shù)和科學(xué)研究工作的基本訓(xùn)練，使工程繪圖、數(shù)據(jù)處理、外文文獻(xiàn)閱讀、程序編制、使用手冊(cè)等基本技能得到訓(xùn)練和提高，培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想、嚴(yán)肅認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)合作精神。數(shù)字伺服系統(tǒng)采用了許多新的控制技術(shù)和改進(jìn)伺服性能的措施，使控制精度和品質(zhì)大大提高 [4]。使伺服控制技術(shù)從模擬方式、混合方式 走向全數(shù)字方式。 4） 電機(jī)應(yīng)能隨頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)和反轉(zhuǎn)。 3） 為了滿(mǎn)足快速響應(yīng)的要求，電機(jī)應(yīng)有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，并具有盡可能小的時(shí)間常數(shù)和啟動(dòng)電壓。 2） 電機(jī) 應(yīng)具有大的較長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載能力，以滿(mǎn)足低速大轉(zhuǎn)矩的要求。 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如下圖所示： 由于各種數(shù)控機(jī)床所完成的加工任務(wù)不同，它們對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同，但通?？筛爬橐韵聨追矫妫嚎赡孢\(yùn)行；速度范圍寬；具有足夠的傳動(dòng)剛度和高的速度穩(wěn)定性；快速響應(yīng)并無(wú)超調(diào)；高精度；低速大轉(zhuǎn)矩。要使它成為一個(gè)既能使各部件互相配合協(xié)調(diào)工作，又能滿(mǎn)足相當(dāng)高的技術(shù)性能指標(biāo)的控制系統(tǒng)，的確是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的任務(wù)。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)部件間的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。伺服系統(tǒng)接受來(lái)自 CNC裝置的進(jìn)給脈 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 沖，經(jīng)變換和放大，再驅(qū)動(dòng)各加工坐標(biāo)軸按指令脈沖運(yùn)動(dòng)。 伺服系統(tǒng)是指以機(jī)械位置或角度作為控制對(duì)象的自動(dòng)控制系統(tǒng)。 數(shù)控機(jī)床集中了傳統(tǒng)的自動(dòng)機(jī)床、精密機(jī)床和萬(wàn)能機(jī)床三者的優(yōu)點(diǎn)，將高效率、高精度和高柔性集中于一體。伺服電動(dòng)機(jī)可以是步進(jìn)電機(jī)、電液馬達(dá)、直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)。數(shù)控裝置控制機(jī)床的動(dòng)作可概括為：機(jī)床主運(yùn)動(dòng)、機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、刀具的選擇和刀具的補(bǔ)償、其它輔 助運(yùn)動(dòng)等。硬件除計(jì)算機(jī)外，其外圍設(shè)備主要包括光電閱讀機(jī)、 CRT、鍵盤(pán)、面板、機(jī)床接口等。 2. 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心，它的功能是接受載體送來(lái)的加工信息，經(jīng)計(jì)算和處理后去控制機(jī)床的動(dòng)作。數(shù)控機(jī)床也可采用操作面板上的按鈕和鍵盤(pán)將加工信息直接輸入，或通過(guò)竄行口將計(jì)算機(jī)上編寫(xiě)的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 1. 信息載體 信息載體又稱(chēng)控制介質(zhì)，用于記錄數(shù)控機(jī)床上加工一個(gè)零件所必需的各種信息，以控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)零件的機(jī)械加工。數(shù)控機(jī)床是采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說(shuō)是裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。為了滿(mǎn)足社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技發(fā)展的需 要，數(shù)控系統(tǒng)正朝著高精度、高速度、高可靠性、多功能、智能化及開(kāi)放性等方向發(fā)展。機(jī)械件材質(zhì)、加工精度、加工工藝、裝配工藝比較好；軟硬件設(shè)計(jì)有專(zhuān)門(mén)的標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)規(guī)范合理，配套件齊全，標(biāo)牌標(biāo)示清楚齊全；使用的元器件質(zhì)量好，故障率低；新技術(shù)的應(yīng)用及時(shí)領(lǐng)先；概括來(lái)說(shuō)，精度及可靠性高、性能穩(wěn)定故障率低 [3] 。 但是，與國(guó)外數(shù)控車(chē)床相比，在性能、質(zhì)量 設(shè)計(jì)、制造等各方面存在較大差異，并存在許多不足：機(jī)械件的材質(zhì)、加工精度、加工工藝存在較大差距，裝配工藝也存在一定差距；主軸及卡盤(pán)剛性 差，主軸定位準(zhǔn)停不好；安全性較差，軟硬件保護(hù)功能不夠；刀片磨損快，生產(chǎn)成本高，效率低；硬件設(shè)計(jì)方面不規(guī)范，不符合國(guó)標(biāo)，比如使用電壓等級(jí)、電線顏色使用、圖紙資料的繪制裝訂、提交等等，有的機(jī)床廠家甚至仍然停留在十年二十年前的設(shè)計(jì)思想；程序設(shè)計(jì)方面缺乏標(biāo)準(zhǔn)，不規(guī)范，邏輯性不強(qiáng)，故障率高，在使用過(guò)程中需不斷對(duì)程序進(jìn)行修改；外圍元件布置及走線不規(guī)范，標(biāo)牌線號(hào)不清，圖紙與實(shí)物不符，維修困難；使用的元器件本身質(zhì)量差，使用壽命短，故障率高，有的機(jī)床廠家為了降成本卻忘記了質(zhì)量、忘記了可靠性，選用一些國(guó)產(chǎn)的軸承、接觸器、繼電器 、接近開(kāi)關(guān)等元件，在生產(chǎn)過(guò)程中小故障連綿不斷；柔性化不強(qiáng)，多品種生產(chǎn)困難。 我國(guó)進(jìn)行改革開(kāi) 放后，由于政策的開(kāi)放，使得金屬切削行業(yè)得以和世界上先進(jìn)的機(jī)床制造國(guó)家進(jìn)行技術(shù)交流，并通過(guò)引進(jìn)技術(shù)，到 80年代初，國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)入實(shí)用化階段， 1991年數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)值數(shù)控化率為 14． 3％，到 1997年數(shù)控機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率為 24． 5％。同時(shí)大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床配套產(chǎn)品已能?chē)?guó)內(nèi)生產(chǎn)，自我配套率超過(guò) 60%。尤其是基于 PC 機(jī)的開(kāi)放式智能化數(shù)控系統(tǒng)，可實(shí)施多軸控制，具備聯(lián)網(wǎng)進(jìn)線等功能既可作為獨(dú)立產(chǎn)品，又是一代開(kāi)放式的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，為機(jī)床廠 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 及軟件開(kāi)發(fā)商二次開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了條件。自“七五”以來(lái)，國(guó)家一直把數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展作為重中之重來(lái)支持，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出具有中國(guó)版權(quán)的數(shù)控系統(tǒng)，掌握了國(guó)外一直對(duì)我國(guó)封鎖的一些關(guān)鍵技術(shù)。 我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)狀況 目前，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)正處在由研究開(kāi)發(fā)階段向推廣應(yīng)用階段過(guò)渡的關(guān)鍵時(shí)期，也是由封閉型向開(kāi)放型過(guò)渡的時(shí)期。歐、美、日等工業(yè)化國(guó)家已先后完成了數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品進(jìn)程， 1990 年日本機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化率達(dá) 75％，美國(guó)達(dá) 70． 1％，德國(guó)達(dá) 57％ 。綜上所述，由于微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)也隨著不斷更新，發(fā)展非常迅速，幾乎 5年左右時(shí)間就更新?lián)Q代一次 [1]。 1970 年，在美國(guó)芝加哥國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)上，首次展出了第四代數(shù)控系統(tǒng) —— 小型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)，然后，隨著微型計(jì)算機(jī)以其無(wú)法比擬 的性能價(jià)格比滲透各個(gè)行業(yè)， 1974 年，第五代數(shù)控系統(tǒng) —— 微型計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)也出現(xiàn)了。 20世紀(jì) 50年代末，完全由固定布線的晶休管元器件電路所組成的第二代數(shù)控系統(tǒng) —— 晶體管數(shù)控系統(tǒng)被研制成功，取代了昂貴的、易壞的、難以推廣的電子管控制裝置。 湖南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 1 緒論 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展簡(jiǎn)史及國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀 1949年美國(guó)帕森公司首先提出了機(jī)床數(shù)字控制的概念。 1952年第一代數(shù)控系統(tǒng) —— 電子管數(shù)控系統(tǒng)的誕生。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展， 1965 年出現(xiàn)了第三代數(shù)控系統(tǒng) —— 集成電路數(shù)控系統(tǒng)。應(yīng)用一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng)的核心組件的數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng)稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng) (CNC)。 數(shù)控機(jī)床是先進(jìn)制造業(yè)的基礎(chǔ)機(jī)械，是最典型的多品種、小批量、高科技含量的機(jī)電一體化產(chǎn)品。目前世界數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量超過(guò) 15萬(wàn)臺(tái)，品種超過(guò) 1500多種 [2]。 我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)在技術(shù)上已趨于成熟，在重大關(guān)鍵技術(shù) (包括核心技術(shù) )，已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。例如，曾長(zhǎng)期困擾我國(guó)、并受到西方國(guó)家封鎖的多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)技術(shù) 對(duì)我們已不再是難題， m? 當(dāng)量的超精密數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控仿型系統(tǒng)、非圓齒輪加工系統(tǒng)、高速進(jìn)給數(shù)控系統(tǒng)、實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)都已研制成功。特別重要的是，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的可靠性已有很大提高， MPBF值可以在 15000h以上。這些成功為中國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的自行 開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ) [1]。目前，我國(guó)數(shù)控機(jī)床 (包括經(jīng)濟(jì)型機(jī)床 )品種約有 500個(gè) [2]。而國(guó)外數(shù)控車(chē)床無(wú)論是設(shè)計(jì)水平，還是制造水平，都要高出國(guó)內(nèi)數(shù)控車(chē)床。 數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)性能日臻完善，數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域日益擴(kuò)大。 伺服系統(tǒng)的特點(diǎn) 數(shù)字控制，是一種自動(dòng)控制技術(shù)，是用數(shù)字化信號(hào)對(duì)控制對(duì)象加以控制的一種方法。數(shù)控機(jī)床是典型的數(shù)控化設(shè)備，它一般由信息載體、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和機(jī)床四部分組成。常用的信息載體有穿孔帶等，通過(guò)相應(yīng)的輸入裝置將信息輸入到數(shù)控系 統(tǒng)中。高級(jí)的數(shù)控系統(tǒng)可