【正文】 于定位精度的要求，應(yīng)該采取相應(yīng)的措施修改設(shè)計，因橫向溜板限制，不宜再加大滾珠絲杠直徑，故采用貼塑導(dǎo)軌減小摩擦力，~，在此取F=，從而減小最大牽引。最大牽引力為2425N，支承間距L=450mm，因絲杠長度較短，不需預(yù)緊，螺母及軸承預(yù)緊。33′/tan(4176。 （式25）式中. 為螺旋升角,根據(jù)初選型號查出 ， 滾動摩擦系數(shù)f=~,φ—摩擦角取10′。 η=tan /tan( +φ)2．3．3．4． 傳動效率計算C=2．3．3．3．n （式24）以上式中：Lo為滾珠絲杠導(dǎo)程，初選Lo=5mm。2．3．3．1．計算進(jìn)給牽引力Fm(N)橫向?qū)к墳檠辔残危嬎悖篎 （式22）所以F =26802．3．3．滾珠絲杠螺母副的設(shè)計、計算、和選型滾珠循環(huán)方式可分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩大類，外循環(huán)又分為螺旋槽式和插管式。 Fz可取縱向主切削力的1/2：Fz= Fz=2680N按切削力各分力比例：Fz：F Fz= = 脈沖當(dāng)量是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本技術(shù)參數(shù)。少圖（圖21 橫向進(jìn)給系統(tǒng)計算簡圖）2．2．系統(tǒng)機械部分設(shè)計計算伺服系統(tǒng)機械部分設(shè)計計算內(nèi)容包括：確定系統(tǒng)的負(fù)載，確定系統(tǒng)脈沖當(dāng)量，運動部件慣量計算，空載起動及切削力矩機計算，確定伺服電機，繪制機械部分裝配圖及零件工作圖等。刀架：拆除原刀架，改裝自動回轉(zhuǎn)四方刀架總成。溜板箱部分：全部拆除，在原來安裝滾珠絲杠中間支撐架和螺母以及部分操作按鈕。以下是其中的一種方案：掛輪架系統(tǒng)：全部拆除，在原掛輪主動軸處安裝光電脈沖發(fā)生器。傳動齒輪也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。為了保證一定的傳動精度和平穩(wěn)性，盡量減小摩擦力，選用滾珠絲杠螺母副。由此可見選用8031是符合經(jīng)濟數(shù)控機床電路設(shè)計的。所以應(yīng)選用8031單片機。由于MCS—51系列單片機的特點之一是硬件設(shè)計簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊?？紤]到經(jīng)濟型數(shù)控機床加工精度要求不高，為了簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進(jìn)電機開環(huán)控制系統(tǒng)。 小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機構(gòu)，以提高傳動剛度和消除間隙，齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機構(gòu)。（6）縱向和橫向進(jìn)給是兩套獨立的傳動鏈，它們由步進(jìn)電機、齒輪副、絲杠螺母副組成，其傳動比應(yīng)滿足機床所要求的分辨率。（4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機數(shù)控系統(tǒng)中除了CPU外，還包括擴展程序存儲器，擴展數(shù)據(jù)存儲器、I/O接口電路；包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤，能顯示加工數(shù)據(jù)和機床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進(jìn)電機驅(qū)動電路，此外，系統(tǒng)中還應(yīng)包括螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其他輔助電路。（3）根據(jù)普通車床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及經(jīng)濟性要求，經(jīng)濟型數(shù)控機床一般采用8位微機。（1）普通車床數(shù)控化改造后應(yīng)具有定位、縱向和橫向的直線插補、圓弧插補功能，還要求能暫停，進(jìn)行循環(huán)加工和螺紋加工等，因此，數(shù)控系統(tǒng)選連續(xù)控制系統(tǒng)。要求該車床具有自動回轉(zhuǎn)刀架，具有切削螺紋的功能。這些不利條件最終影響了改造后機床的速度和精度。經(jīng)數(shù)控化改造的機床就成為了數(shù)控機床，具有數(shù)控機床的特點，如數(shù)控機床本身具有的高速、高效和高精度，工序集中，可靠性高等特點。還可以提示操作者機床故障或編程錯誤等機床運行中出現(xiàn)的問題。4)可實現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機床間的頻繁搬運，降低工件的定位誤差。2)機床數(shù)控化改造可以提高機床的性能和質(zhì)量，加工出普通機床難以加工或者不能加工的復(fù)雜型面零件。近年來，美國、日本、德國、英國等發(fā)達(dá)國家，在制造大量數(shù)控機床的同時，也非常重視對普通機床的數(shù)控化改造，機床的技術(shù)改造市場十分活躍。機床數(shù)控化改造的市場目前在我國有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機床數(shù)控化率不到3％。目前,采用先進(jìn)的數(shù)控機床已成為我國制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢。機床數(shù)控化改造的意義機床數(shù)控化改造，顧名思義就是在機床上增加微型計算機控制裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。因此，數(shù)控技術(shù)經(jīng)過了近30年的發(fā)展才走向普及應(yīng)用。六代：即電子管時代、晶體管時代、小規(guī)模集成電路時代、小型計算機時代、微處理器時代和基于PC時代）。近半個世紀(jì)以來，數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)歷了兩個階段和六代的發(fā)展。6年后，即在1952年，計算機技術(shù)應(yīng)用到了機床上，在美國誕生了第一臺數(shù)控機床。CA6140車床的數(shù)控改裝緒論數(shù)控機床的發(fā)展史1946年誕生了世界上第一臺電子計算機。從此，傳統(tǒng)機床產(chǎn)生了質(zhì)的變化。（注：兩個階段：數(shù)控NC階段和計算機數(shù)控CNC階段。必須指出，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到了第五代以后，才從根本上解決了可靠性低、價格極為昂貴、應(yīng)用很不方便（主要是編程困難）等極為關(guān)鍵的問題。眾所周知，企業(yè)要在激烈的市場競爭中獲得生存、得到發(fā)展,就必須在最短的時間內(nèi)以優(yōu)異的質(zhì)量、低廉的成本,制造出滿足市場需求、性能合適的產(chǎn)品。購買新的數(shù)控機床是提高數(shù)控化率的主要途徑,而改造舊機床、配備數(shù)控系統(tǒng)把普通機床改裝成數(shù)控機床也是提高機床數(shù)控化率的另一條有效途徑。用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高等不良因素，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。機床改造業(yè)正逐步從機床制造業(yè)中分化出來，形成了用數(shù)控技術(shù)改造機床和生產(chǎn)線的新的行業(yè)和領(lǐng)域。數(shù)控化改造后機床的優(yōu)越性1)機床數(shù)控化改造可以提高零件的加工精度和生產(chǎn)效率。3)機床數(shù)控化改造后可以實現(xiàn)加工的柔性自動化，效率可比傳統(tǒng)機床提高3~7倍。5)擁有自動報警、自動監(jiān)控、自動補償?shù)榷喾N自檢功能，更好的調(diào)節(jié)了機床加工狀態(tài)。6)數(shù)控加工降低了工人的勞動強度，節(jié)省了勞動力，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期很生產(chǎn)周期，并可對市場需求做出快速反應(yīng)。但是改造后的機床也具有一定的局限性，主要有機床原有結(jié)構(gòu)精度限制了改造后機床的加工精度和加工性能；機床原有的結(jié)構(gòu)形式限制了改造后機床的加工范圍和數(shù)控化程度。隨著數(shù)控產(chǎn)業(yè)整體水平的提高，數(shù)控系統(tǒng)的性能、伺服電動機及其驅(qū)動裝置等配套產(chǎn)品的性能也提高很多，對數(shù)控化改造中機床速度和精度的提高都非常有利:：將CA6140普通車床改造成用MCS51系列單片機控制的經(jīng)濟型數(shù)控機床，采用步進(jìn)電機開環(huán)控制，縱向和橫向均具有直線和圓弧插補功能。設(shè)計應(yīng)考慮機床數(shù)控系統(tǒng)的類型，計算機的選擇，以及傳動方式和執(zhí)行機構(gòu)的選擇等。（2）車床數(shù)控化改裝后屬于經(jīng)濟型數(shù)控機床，在保證一定加工精度的前提下應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機開環(huán)控制系統(tǒng)。在8位微機中，MCS—51系列單片機具有集成度高、可靠性好、功能強、速度快、抗干擾能力強、具有很高的性價比，因此，可選 MCS—51系列單片機擴展系統(tǒng)。（5）設(shè)計自動回轉(zhuǎn)刀架及其控制電路。（7）為了保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦（8）采用貼塑導(dǎo)軌，以減小導(dǎo)軌的摩擦力。:設(shè)計參數(shù)如下：最大加工直徑：在床面上400mm，在床鞍上210mm；最大加工長度：1000mm；溜板及刀架重力（縱向/橫向）：1000/600N；刀架快移速度（縱向橫向）： m/min；最大進(jìn)給速度（縱向橫向）：；定位數(shù)度： ；主電機功率：；啟動加速時間：30ms。．設(shè)計要求:．系統(tǒng)的運動方試與伺服系統(tǒng)的選擇由于改造后的經(jīng)濟型數(shù)控車床具有定位、直線插補、圓弧插補、暫停、循環(huán)加工、螺紋加工等功能，所以應(yīng)該選用連續(xù)控制系統(tǒng)。．計算機系統(tǒng)根據(jù)機床要求，采用8位機。對于簡單的應(yīng)用場合，MCS—51系統(tǒng)的最小系統(tǒng)用一片8031外擴一片EPROM就能滿足功能的要求，對于復(fù)雜的應(yīng)用場合，可以利用MCS—51的擴展功能，構(gòu)成功能強、規(guī)模較大的系統(tǒng)。其次，《設(shè)計任務(wù)書》也給出了選用8031。．機械傳動方式為了實現(xiàn)機床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機經(jīng)齒輪減速再傳動絲杠。同時，為了提高傳動剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負(fù)載荷的結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)總體方案見如下如下二．進(jìn)給系統(tǒng)機械部分設(shè)計與計算2．1．進(jìn)給系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計進(jìn)給系統(tǒng)改造設(shè)計需要改動的主要部分有掛輪架、進(jìn)給箱、溜板箱、溜板刀架等改造的方案不是唯一的。進(jìn)給箱部分：全部拆除，在該處安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電機與齒輪減速箱總成絲杠、光杠和操作杠拆去，齒輪箱連接滾珠絲杠，滾珠絲杠的另一端支承座安裝在車床尾座端原來裝軸承座的部分。橫溜板箱部分：將原橫溜板的絲杠的、螺母拆除，改裝橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副、橫向進(jìn)給步進(jìn)電機與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠相連。2．3．橫向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核步驟橫向進(jìn)給系統(tǒng)計算簡圖如下：