【正文】 橫向 600N刀架快速速度: 縱向 橫向 最大進(jìn)給速度: 縱向 橫向 主電機(jī)功率 起動(dòng)加速時(shí)間 30ms機(jī)床定位精度: 177?，F(xiàn)分述如下：2．1系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的選擇一個(gè)進(jìn)給脈沖，使機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件產(chǎn)生位移量，也稱為機(jī)床的最小設(shè)定單位?！?。2．2切的計(jì)算削力在設(shè)計(jì)機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)時(shí)，計(jì)算傳動(dòng)和導(dǎo)向元件，選用伺服電機(jī)等都需要用到切削力，下面介紹數(shù)控車床中的切削力的計(jì)算。結(jié)構(gòu)類型確定之后，再計(jì)算和確定其他技術(shù)參數(shù)，包括：公稱直徑d0（絲杠外徑d）、導(dǎo)程L0、滾珠的工作圈數(shù)j、列數(shù)K、精度等級(jí)等。如參考書[1]中的圖44所示。為防止?jié)L珠脫落，螺旋槽用鋼套蓋住。擋珠器用圓鋼彎成弧形桿，并焊上螺栓，用螺帽固定在螺母上。缺點(diǎn)是：螺旋槽同通孔不易連接準(zhǔn)確，擋珠器鋼性差、耐磨性差。本設(shè)計(jì)采用雙螺母螺紋式預(yù)緊結(jié)構(gòu)，它通過調(diào)整端部的圓螺母，使螺母產(chǎn)生軸向位移。(N)作用在滾珠絲杠上的進(jìn)給率引力主要包括切削時(shí)的走刀抗力以及移動(dòng)部件的重量和切削分力作用在導(dǎo)軌上的摩擦力?？v向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌由前所知： 得：式中 —考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù),綜合導(dǎo)軌取K=。 溜板及刀架重力: =1000 N.利用滾珠絲杠副的直徑d0時(shí)，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)（106轉(zhuǎn)）后在它的滾道上不產(chǎn)生點(diǎn)蝕現(xiàn)象。最大切削力下的進(jìn)給速度，可取最高進(jìn)給速度的(),此處 使用壽命,按15000h。 壽命，以10轉(zhuǎn)為1個(gè)單位。　滾珠絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為：式中 —螺旋升角, WL3506 摩擦角取10′～將各數(shù)據(jù)帶入上式得： 滾珠絲杠副的軸向變形會(huì)影響進(jìn)給系統(tǒng)的定位精度及運(yùn)動(dòng)的平穩(wěn)性因此應(yīng)考慮以下引起軸向變形的因素：絲杠的拉伸或壓縮變形量；滾珠與螺紋滾道間的接觸變形；支承滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形；滾珠絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起導(dǎo)程的變化量；和螺母座及軸承支座的變形。因此滾珠絲杠副剛度的驗(yàn)算，主要是前三種變形量，他們的和應(yīng)不大于機(jī)床精度要求允許變形量的一半，否則，應(yīng)考慮選用較大直徑的滾珠絲杠副。最大牽引力為2559 =1500㎜，絲杠螺母及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊力為最大軸向負(fù)荷的1/3 圖21（1）絲杠的拉伸或壓縮變形量查圖46，根據(jù)，查出，可算出：由于兩斷均采用向心推力球軸承，且絲杠又進(jìn)行了預(yù)拉伸,故其剛度可以提高4倍。 圖22計(jì)算如下：（1）絲杠的拉伸或壓縮變形量（㎜）查圖46，根據(jù),查出,可算出(2) 滾珠與螺紋滾道間接觸變形量查圖47 因進(jìn)行了預(yù)緊 (3) 支承滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形采用8120推力球軸承,考慮到進(jìn)行了預(yù)緊,故綜合以上幾項(xiàng)變形之和:顯然此變形量已大于定位精度的要求,應(yīng)該采取響應(yīng)的措施修改設(shè)計(jì),因橫向溜板空間的限制,不宜再加大滾珠絲杠的直徑,估采用貼塑導(dǎo)軌見效摩擦力,: 從圖46查出當(dāng)時(shí),和不變,則,定位精度為,估此變形量仍不能滿足,如果將滾珠絲杠再經(jīng)過預(yù)拉伸,剛度還可提高四倍,則變形量可控制在要求的范圍之內(nèi).計(jì)算臨界負(fù)載式中 材料彈性模量,鋼: 截面慣性矩(㎝)絲杠: ,為絲杠內(nèi)徑。絲杠支承方式系數(shù),從表413中查出，一端固定,一端簡支=(一般[])此滾珠絲杠不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)。表21 滾珠絲杠幾何參數(shù)名稱符號(hào)公式W1L2506W1L2005螺紋滾道公稱 直 徑2520導(dǎo) 程65接 觸 角鋼球直徑滾道法面半徑偏 心 距螺紋升角螺桿螺桿外徑螺桿徑螺桿接觸直徑螺母螺母螺紋直徑螺母內(nèi)徑2．4 齒輪傳動(dòng)比計(jì)算已確定縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量滾珠絲杠導(dǎo)程，初選步進(jìn)電機(jī)步距角176?？捎?jì)算傳動(dòng)比 :考慮到結(jié)構(gòu)上的原因，不使大齒輪直徑太大，以免影響到橫向溜板的有效行程,故此處可采用兩級(jí)齒輪降速: 、因進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，模數(shù)取2。計(jì)算見圖21，傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的慣量可由下式計(jì)算：式中 步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（㎏、齒輪、的傳動(dòng)慣量（㎏滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（㎏參考同類型機(jī)床，初選反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)150BF，起轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)。機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)距不同，下面按個(gè)階段計(jì)算：（1） 快速空載起動(dòng)力矩起 。起動(dòng)加速時(shí)間 折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩： 附加摩擦力矩： 上述三項(xiàng)合計(jì)（2）快速移動(dòng)時(shí)所需力矩快（3）最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩切 從上面的計(jì)算可以看出，起、快和切三種工況下，以快速空載起動(dòng)所需力矩最大，以次作為初選步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。按此最大靜轉(zhuǎn)距從表查出， N大于所需最大靜轉(zhuǎn)距，可作為初選型號(hào)，但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)距頻特性和運(yùn)行距頻特性。當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，130BF001型步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻特性（圖24）完全可以滿足要求。機(jī)床硬件電路由五部分組成：主控制器：即中央處理單元CPU。存儲(chǔ)器：包括程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。外圍設(shè)備：如鍵盤、顯示器及光電輸入機(jī)等。存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路設(shè)計(jì)存儲(chǔ)器擴(kuò)展包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展兩部分。I/O接口電路設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：據(jù)外部要求選用I/O接口芯片，步進(jìn)電機(jī)伺服控制電路，鍵盤、顯示部分以及其他輔助電路設(shè)計(jì)（如復(fù)位、掉電保護(hù)等）。圖中的急停開關(guān)應(yīng)采用那種按下去之后不會(huì)彈起、直到再次啟動(dòng)后操作者用手動(dòng)拔出的按鈕，此處由于表達(dá)方式的限制，僅以普通按鈕表示。軟件設(shè)計(jì)步驟分為以下幾步：據(jù)軟件要實(shí)現(xiàn)的功能，能制定出軟件技術(shù)要求；將整個(gè)軟件模塊化，確定各模塊的編制要求，包括各模塊功能，入口參數(shù)，出口參數(shù)；據(jù)硬件資源，合理分配好存儲(chǔ)單元；分別對(duì)各模塊編程，并調(diào)試；連接各模塊，進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)試及優(yōu)化；固化到各程序存儲(chǔ)器中。3．2 MCS80C51單片機(jī)及其擴(kuò)展 80C51單片機(jī)的簡介 1．芯片引腳及片外總線結(jié)構(gòu)80C51單片機(jī)采用40腳雙直插封裝（DIP）形式，80C51單片機(jī)是高性能單片機(jī)，因?yàn)槭艿揭_數(shù)目的限制，所以有不少引腳具有第二功能。電源引腳Vss和Vcc Vss(20腳)：接地。 時(shí)鐘電路引腳XTAL1和XTAL2圖31XTAL1（19腳）：接外部晶體的一端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，對(duì)于HMOS單片機(jī)，該端引腳必須接地；對(duì)于CHMOS單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動(dòng)端。在片內(nèi)它是一個(gè)振蕩電路反向放大電路的輸出端，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率?？刂菩盘?hào)引腳RST、ALE//PROG、PSEN、EA/VppRST（9腳）：單片機(jī)剛接上電源時(shí)，其內(nèi)部各寄存器處于隨機(jī)狀態(tài)，在該引腳輸入24個(gè)時(shí)鐘周期寬度以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位（RESET）。平時(shí)不訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，該端也以1/6的時(shí)鐘振蕩頻率固定輸出正脈沖，供定時(shí)或者其他需要使用；在訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)會(huì)失去一個(gè)脈沖。 PSEN（29腳）：在訪問片外程序存儲(chǔ)器時(shí)，此端輸出負(fù)脈沖作為存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)。不過，在訪問片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩個(gè)有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。我們根據(jù)PSEN、ALE和XTAL2輸出是否有信號(hào)輸出，可以判別80C51是否在工作。當(dāng)?shù)刂烦^4KB時(shí)，將執(zhí)行片外程序存儲(chǔ)器的程序。輸入/輸出引腳（P0、PP2和P3端口引腳）P0P3是4個(gè)寄存器，也稱為4個(gè)端口，是80C51單片機(jī)與外界聯(lián)系的4個(gè)8位雙向并行I/O口。通常把接口電路中這些已編址并能進(jìn)行讀寫操作的寄存器稱為端口（PORT），或簡稱口。在訪問片外存儲(chǔ)器時(shí)，它分時(shí)提供低8位地址和8位雙向數(shù)據(jù)，故這些I/O線有地址線/數(shù)據(jù)線之稱，簡寫為AD0AD7。（18腳）：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。（2128腳）：P2是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O端口。在對(duì)EPROM編程和驗(yàn)證程序時(shí)，它輸入高8位地址。在整個(gè)系統(tǒng)中，這8個(gè)引腳還具有專門的第二功能，如表（31）所示。所以需擴(kuò)展。數(shù)據(jù)總線（DB）