【正文】 ………………………………… (6) 系統(tǒng)的運動方試與伺服系統(tǒng)的選擇………………………………(6) 計算機系統(tǒng)…………………………………………………………(7)第三章 機床進(jìn)給系統(tǒng)機械部分設(shè)計計算 系統(tǒng)脈沖當(dāng)量及切削力的確定…………………………………(8) 切削力的計算……………………………………………………(8) 縱車外圓……………………………………………………………(8) 橫切端面……………………………………………………………(8) 滾珠絲杠螺母副的設(shè)計、計算、和選型………………………(9) 縱向進(jìn)給絲杠………………………………………………………(10) 橫向進(jìn)給絲杠………………………………………………………(11) 縱向和橫向滾珠給絲杠副幾何參數(shù)………………………………(14) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動計算……………………………………………(15) 步進(jìn)電機的計算和選用……………………………………………(15)第四章 微機數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計 微機數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計的內(nèi)容 ………………………………………(22) 硬件電路設(shè)計內(nèi)容…………………………………………………(22) 機床數(shù)控系統(tǒng)軟件設(shè)計……………………………………………(22) 80C51單片機及其擴展 …………………………………………(23) 80C51單片機的簡介……………………………………………… (23) 單片機的系統(tǒng)擴展概述……………………………………………(24) 存儲器擴展…………………………………………………………(25) I/O口的擴展………………………………………………………(26) 步進(jìn)電機驅(qū)動電路…………………………………………………(26) 液晶顯示控制器……………………………………………………(27) 控制面板……………………………………………………………(30)第五章 數(shù)控機床的零件加工程序…………………………………………(31)…………………………………………………………(31)…………………………………………………………(32)第六章 心得與體會參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………(35)附表，混合式步進(jìn)電動機相關(guān)資料……………………………………(36)第一章：緒 論167。為了解決這個問題,也為了適應(yīng)多品種中、小批量零件加工我們選擇機床經(jīng)濟型數(shù)控改造。它的優(yōu)點很多,如可以在同一機床上一次裝夾可完成多個操作，生產(chǎn)率顯著提高等優(yōu)點，但它的價格昂貴。普通車床數(shù)控改造——用微機數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為400mm普通車床的進(jìn)給系統(tǒng)摘要：了解數(shù)控機床的概念，所謂數(shù)控是按照含有機床(刀具)運動信息程序所指定的順序自動執(zhí)行操作的過程。數(shù)控機床代替普通機床被廣泛應(yīng)用是一個必然的趨勢。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)代機械制造要求產(chǎn)品的形狀和結(jié)構(gòu)不斷改進(jìn)，對零件的加工質(zhì)量的要求也越來越高。 本次畢業(yè)設(shè)計主要是對機床機械部分進(jìn)行改造,以步進(jìn)電機驅(qū)動橫向進(jìn)給運動、縱向進(jìn)給運動以及刀架的快速換刀,使傳動系統(tǒng)變得十分簡單，傳動鏈大大縮短,傳動件數(shù)減少,從而提高機床的精度。 數(shù)控機床經(jīng)濟型改造,實質(zhì)是機械工程技術(shù)與微電子技術(shù)的結(jié)合。 言前經(jīng)改造后的機床加工的精度、效率、速度都有了很明顯的提高，適合我國現(xiàn)在經(jīng)濟水平的發(fā)展要求。 設(shè)計中，我們對有關(guān)數(shù)控機床及數(shù)控改造的相關(guān)書籍、刊物進(jìn)行大量閱讀,收集了很多資料,了解了數(shù)控機床的基本概念，數(shù)控機床的發(fā)展概況，數(shù)控機床的組成及其工作原理，擴大了我們的知識面。隨著社會對產(chǎn)品多樣化要求的增強，產(chǎn)品品種增多,產(chǎn)品更新?lián)Q代加速。同時，數(shù)控機床將向著更高的速度、精度、可靠性及完善性的功能發(fā)展。而計算機數(shù)控機床就是數(shù)控機床在計算機監(jiān)控下進(jìn)行工作。由于我國現(xiàn)在使用的機床大多數(shù)為普通車床，自動化程度低,要更新現(xiàn)有機床需要很多資金。總體設(shè)計方案：在普通車床上采用適合現(xiàn)場實時控制的80C51單片機為控制器，以運行特性好、可靠性高的步進(jìn)電機為驅(qū)動執(zhí)行元件進(jìn)行數(shù)控改造。1 畢業(yè)設(shè)計的目的：畢業(yè)設(shè)計是培養(yǎng)我們理論聯(lián)系實際，解決生產(chǎn)實際問題能力的重要步驟，它系統(tǒng)的檢驗了我們是否是合格的畢業(yè)生。167。（3）執(zhí)行機構(gòu)傳動方式的確定。進(jìn)給伺服系統(tǒng)機械部分設(shè)計計算：（1）進(jìn)給伺服系統(tǒng)機械部分設(shè)計方案的確定。（3）滾珠絲杠螺母副的選型。（5）進(jìn)給伺服系統(tǒng)傳動計算。（7）設(shè)計繪制進(jìn)給伺服系統(tǒng)一個坐標(biāo)軸的機械裝配圖。微機控制系統(tǒng)的設(shè)計：（1）控制系統(tǒng)方案的確定及框圖繪制。（3）I/O接口電路及譯碼電路的設(shè)計。數(shù)控加工程序的編制：（1）零件工藝分析及確定工藝路線。（3）確定對刀點。（5）確定切削用量。直線的逐點比較法插補軟件程序流程框圖的繪制。畢業(yè)論文的要求和內(nèi)容（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求）：用微機數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為400毫米普通車床的進(jìn)給系統(tǒng)：主要技術(shù)參數(shù)：最大加工直徑（mm）： 在床身上：400 在床鞍上：210最大加工長度（mm）： 750 1000 溜板及刀架重量（N）： 縱向：1000 橫向：500 刀架快移速度（m/min）： 縱向：2 橫向：1 最大進(jìn)給速度（m/min）： 縱向： 橫向： 最小分辨率 （mm）： 縱向： 橫向：定位精度（mm）： 主電機功率（KW）： 起動加速時間（ms）： 35設(shè)計的要求1）CNC系統(tǒng)的主CPU既可采用8031單片機也可用系統(tǒng)機。3）所編的零件加工程序應(yīng)符合ISO標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。4）所繪制的機械裝配圖和硬件電路原理圖要求正確、合理、圖面整潔、符合標(biāo)準(zhǔn)。6）說明書應(yīng)簡明扼要、計算準(zhǔn)確、條理清楚、圖文并茂并全部用計算機打印后裝訂成冊167?？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)。由于MCS51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。 控制系統(tǒng)由微機部分、鍵盤及顯示器、I/O接口及光電隔離電路、步進(jìn)電機功率放大電路組成，系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實現(xiàn)，顯示器采用LCD液晶顯示器顯示加工數(shù)據(jù)及機床狀態(tài)等信息。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)總體方案框圖見圖（1）圖（1）第三章、機床進(jìn)給系統(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。1 系統(tǒng)脈沖當(dāng)量及切削力的確定 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)。2 切削力的計算縱車外圓：主切削力FZ（N）由經(jīng)驗公式（1）估算： …………………………式（1）而……………………………………………式（2）取，則，取，則進(jìn)給抗力X向和Y向根據(jù)經(jīng)驗公式（3）（4）確定 …………………………………………式（3） …………………………………………式（4）則得： 橫切端面：主切削力可取縱切的一半，即此時走刀抗力，吃刀抗力依然按上述經(jīng)驗公式粗略計算： 則得： 167。本次設(shè)計縱向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌，則按以下公式確定： ……………………………………式（5） 式中：K—考慮顛覆力矩影響的實驗系數(shù)，綜合型導(dǎo)軌取K= —滑動導(dǎo)軌摩擦系數(shù)：~，取= G—溜板及刀架重力，由已知G=1000N 代入得：2 . 計算最大動負(fù)載Q選用滾珠絲杠副的直徑時，必須保證在一定軸向負(fù)載作用下，絲杠在回轉(zhuǎn)100萬（）轉(zhuǎn)后，在它的滾道上不產(chǎn)生點蝕現(xiàn)象。 T使用壽命,按15000h。此處取fw=； L壽命以轉(zhuǎn)為1單位.則： 3 . 滾珠絲杠螺母副的選型：查閱《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》中附表1，可采用W1L2506外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，,其額定動負(fù)載為1310N,精度等級按滾珠絲杠行程公差表，選為3級(大致相當(dāng)于老表準(zhǔn)E級)4 . 傳動效率計算 η=tanγ/tan(γ+φ)式中：γ—螺旋升角,W1L2506的螺旋升角γ=4176。22′/tan(4176。（1）、絲杠的拉伸或壓縮變形量，……式（10） 對剛： ………………………式（11） 絲杠導(dǎo)程的變化量：………式（12）總長度L=1160mm，絲杠上的變形量，由于兩端均采用推力球軸承，則值：（2）滾珠與螺紋滾道間接觸變形： 由承載滾珠數(shù)量……………………………………式（13）由于對滾珠絲杠副施加預(yù)緊力，且預(yù)緊力為軸向載荷的1/3，則變形： （3）滾珠絲杠總的彈性變形量：根據(jù)以下經(jīng)驗公式：……………………………………………………………………式（14）則可得：（4）定位誤差所以，滿足要求。 T—使用壽命,按15000h。此處取fw=； L—壽命以轉(zhuǎn)為1單位.則： 3 . 滾珠絲杠螺母副的選型：查閱《數(shù)控機床系統(tǒng)設(shè)計》中附表1，可采用W1L2005外循環(huán)螺紋調(diào)整預(yù)緊的雙螺母滾珠絲杠副，,