【正文】 比相對下降。 （ 3） 半閉環(huán)連續(xù)控制式 采用直流伺服電機驅(qū)動，以脈沖編碼器檢測位置，實現(xiàn)半閉環(huán)連續(xù)控制。該系統(tǒng)功能齊全，還帶有可編程序控制器，使強電設(shè)計大大簡化。 [3] 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 數(shù)控機床的工作原理和組成 數(shù)控機床的工作原理 數(shù)控機床加工零件時，首先應(yīng)編制零件的數(shù)控程序，這是數(shù)控機床的工作指令。 數(shù)控機床的組成 如圖 所示，數(shù)控機床由以下幾個部分組成。在對加工零件進行工藝分析的基礎(chǔ)上，確定零件坐標(biāo)系在機床坐標(biāo)系的相對位置，即零件在機床的安裝位置；刀具與零件相對運動的尺寸參數(shù)；零件加工的工藝路線或加工時序；主運動的啟、停、換向、變速；進給運動的速度、位移大小等工藝參數(shù)，以及輔助裝置的動作。編制程序的工作可由人工進行，或者在數(shù)控機床以外用自動編程計算機系統(tǒng)來完成，比較先進的數(shù)控機床，可以在它的裝置上直接編程。 （ 2） 伺服驅(qū)動系統(tǒng)和位置檢測裝置 伺服驅(qū)動系統(tǒng)由伺服驅(qū)動電路和伺服驅(qū)動裝置組成，并與機床的執(zhí)行部件和機械傳動部件組成數(shù)控機床的進給 系統(tǒng)。每個作進給運動的執(zhí)行部件，都配有一套伺服驅(qū)動系統(tǒng)。在閉環(huán)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)中，還得使用位置檢測裝置，間接或直接測量執(zhí)行部件的實際進給位移，與指令位移進行比較，按閉環(huán)原理，將其誤差轉(zhuǎn)換放大后控制執(zhí)行部件的進給運動。對于加工中心內(nèi)的數(shù)控機床 ，還有存放刀具的刀庫，交換刀具的機械手部件。 [5] 數(shù)控機床的分類 數(shù)控設(shè)備的種類很多，各行業(yè)都有自己的數(shù)控設(shè)備和分類方法。 （ 1） 按工藝用途分類 目前，數(shù)控機床的品種規(guī)格已達 500 多種，按其工藝用途可以劃分為以下四大類。 2）金屬成形類 3）特種加工 類 4）測量、繪圖類 （ 2） 按控制運動的方式分類 1）點位控制數(shù)控機床 2）點位直線控制數(shù)控機床 3）輪廓控制數(shù)控機床 （ 3） 按伺服系統(tǒng)的控制方式分類 1）開環(huán)數(shù)控機床 2）半閉環(huán)控制數(shù)控機床 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 3）閉環(huán)控制數(shù)控機床 （ 4） 按所用數(shù)控系統(tǒng)的檔次分類 按所用數(shù)控系統(tǒng)的檔次通常把數(shù)控機床分為低、中、高檔三類。鑰匙的形狀及要求見圖 。 、 177。 、 177。銑齒機每銑削完一組鑰匙后自動換號，如第一組的齒槽深度排列號為 1， 2， 3， 4， 4，第一組銑削完成后，第二組的齒槽深度就是為 1， 2， 3， 4， 3，其余如此類推，齒槽深度的排列稱為齒譜。 ，性能穩(wěn)定，使用維護方便。 為了保證銑齒機各運動之間的協(xié)調(diào)，我 們設(shè)定了銑齒機各運動部件按圖 所示的時序圖進行控制。 銑齒機銑刀的走刀運動是由電機通過蝸輪減速器帶動圓盤凸輪旋轉(zhuǎn)，通過推桿推動銑刀組件安裝座向左運動，產(chǎn)生走刀運動。 銑齒機鑰匙片夾持組件的運動，即分距運動是由步進電機通過滾珠絲杠帶動鑰匙片夾持組件安裝座運動，分距的長度及銑削完齒槽后，夾持組件回位由單片機控制步進電機正反轉(zhuǎn)實現(xiàn)。 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 ，接近開關(guān) 1 是在凸輪回程結(jié)束時刻產(chǎn)生信號，接近開關(guān) 2 是在凸輪回程開始時刻產(chǎn)生信號。 4，接近開關(guān) 4 是在銑刀組件加工完鑰匙后，退回到起始位置時產(chǎn)生的信號。 當(dāng)裝夾好待加工的鑰匙片后，工人輸入齒譜，按下鍵盤上的工作按鍵，此時單片機開始對各運動進行控制。當(dāng)凸輪回程結(jié)束時刻，接近開關(guān) 1 產(chǎn)生的信號輸入給單片機，單片機控制進刀步進電機反轉(zhuǎn)，步進電機帶動銑刀組件上升，銑刀提升到一定的高度后在凸輪升程開始時刻，控制步進電機停止運轉(zhuǎn)。 第二，銑刀進刀至所需的深度，當(dāng)凸輪轉(zhuǎn) 至升程開始并繼續(xù)運轉(zhuǎn)時推桿推動銑刀組件安裝滑座運動，便有走刀運動產(chǎn)生，開始銑削第一齒槽，當(dāng)?shù)谝积X槽銑削完成，凸輪轉(zhuǎn)至升程結(jié)束時，接近開關(guān) 2 產(chǎn)生的信號輸入給單片機，控制進刀步進電機正轉(zhuǎn)5步，使齒槽底部與銑刀之間存在 的間隙，防止銑刀退回時損傷齒槽。當(dāng)在凸輪回程結(jié)束時間，接近開關(guān) 1 又給單片機輸入一個信號，單片機便根據(jù)齒譜第二齒槽的深度，控制進刀步進電機運轉(zhuǎn)，使銑刀組件進刀至所需的深度。此時 第二齒槽位置對準銑刀，凸輪轉(zhuǎn)至升程開始后，接著進行第二個齒槽的銑削，同理加工齒槽 3，齒槽 4，齒槽 5。當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)至接近開關(guān) 1 又產(chǎn)生信號時，單片機又控制步進電機停止正轉(zhuǎn)，帶動銑刀組件繼續(xù)下降，當(dāng)下降到接近開關(guān) 4產(chǎn)生信號時，單片機控制進刀步進電機停止運轉(zhuǎn)，此時銑刀組件下降到起始位置。如此完成一組鑰匙片的加工。 機座 機座用于安裝，連接各組件。采用 HT250 灰口鑄鐵為材料，其強度，耐磨性，鑄造工藝性都比較好。 電機 1 通過聯(lián)軸器 2 與蝸輪減速器 3 相聯(lián)接，電機的額定轉(zhuǎn)速為 1400r/min，蝸輪減速器的傳動比 i=30，蝸輪減速器的輸出軸通過鍵與圓盤凸輪連接?；M件的回位是依靠回位彈簧 7 的彈力回位，在推桿的兩端裝有推桿支座 9，對推桿進行導(dǎo)向，推桿支座是固定在機座上，滾珠滑座安裝在滑座組件上。該端面不動，另一端支靠在滑座組件端。 圖 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 1. 走刀動力電機 4. 圓盤凸輪 7．滑座回位彈簧 圖 走刀組件及動力結(jié)構(gòu)原理圖 圓盤凸輪的設(shè)計 凸輪機構(gòu)是能使從動件作預(yù)期規(guī)律的往復(fù)運動。凸輪的加工也變的很方便，而且精度高，因此該銑齒機的走刀運動，我們就采用了凸輪機構(gòu)。 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 圖 凸輪型面 該凸輪是非對稱凸輪，它是由五條圓弧組成的，凸輪的升程為 ，升程角為90 度，回程角為 90度。另一方面會使凸輪與從動件之間的作用力增大，摩擦力增大，磨損夾具。通湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 過對圖 ， 升程的α max升 =176。回程的 α max回 =176。滿足要求。 圓弧 DE 受壓力角 ? 與凸輪轉(zhuǎn)角 ? 的關(guān)系。? 根據(jù)正弦定理得： (180 )ACSin ?? ?= AOSin? （ ） 則 11 9 14 70Sin Sin?? ? ? 70 0 . 5 2 41 3 3 . 5 9S in S in S in??? ? ? ?? （ 1） 從式（ 1）我們可以看出壓力角 ? 在圓弧 DE 可隨 ? 角的增大而增大，則 E 點處的壓力角為圓弧 DE 所處最大壓力角處， E 點為兩圓弧相切點。 升程時壓力角驗算；根據(jù)圖 / 75 / n FAO FO AF? ? ? ? ? ? ? （圖 ） 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 圖 壓力角 根據(jù)余弦定理： 2 2 2 2O G A G A O A G A O Cos F A O? ? ? ? ? ? （ ） 70 2 70 os ?? ? ? ? ? ? 根據(jù)正弦定理： 湖南工業(yè)大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 m axOG AOSin FAO Sin??? （ ） m a x / 4 6 .9 7 5 8 7 0 / 9 9 .9 2 6 8 0 .7 3 1 0 .5 1 2S in A O O G S in ?? ? ? ? ? ? max ??? max 45??? ? ? 滿足要求 回程時壓力角驗算： / 52 / 16 0 25Si n ORL OL L R? ? ? ? ??? 根據(jù)余弦定理： 2 2 2 2 M M R O R M R O R C os ?? ? ? ? ? （ ） 222 1 4 ( 2 0 0 4 9 .5 9 ) 2 2 1 4 1 5 0 .4 1 1 8 .9 6 5Cos ?? ? ? ? ? ? ? ? 根據(jù)正弦定理： m ax1 8 .9 6 5OM ORSin Sin? ? （ ） m a x 1 5 0 .4 1 / 8 7 .4 4 9 7 1 8 .9 6 5 0 .5 5S in S in? ? ? ? max ??? max 45??? 滿足要求 凸輪采用 40Cr 合金調(diào)質(zhì)鋼做材料，高頻淬火。 回位彈簧設(shè)計 回位彈簧的作用是在凸輪回程時，使滑座組件正常回位，回位時不應(yīng)產(chǎn)生沖擊，震動現(xiàn)象，因此設(shè)計回位彈簧，應(yīng)根據(jù)滑座組件回位時的加速度大小來確定彈簧的剛度，即彈簧 的彈力力 F ma。 按圖 4 進行計算 推桿在圓弧 HP 段具有向下的加速度。 首先計算凸輪回程時，推桿的位移，加速度 OM 值的計算式如下： 2 2 2 12L M O M O L O M O L Cos ?? ? ? ? ? ? 2 2 2 15 4 5 2 2 5 2O M O M Co s?? ? ? ? ? ? 2 110 4 21 2 0O M O M Cos ?? ? ? ? ? 2111 0 4 ( 1 0 4 ) 2 1 2 42C o s C o sOM ??? ? ?? ?? （ 2）