畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-C6136型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造(橫向)（全套圖紙）

《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-C6136型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造(橫向)（全套圖紙）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-C6136型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造(橫向)（全套圖紙）（33頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 畢畢 業(yè)業(yè) 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 題題目：目：C6136 型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造(橫向橫向) 全套全套 CAD 圖紙圖紙， ，聯(lián)聯(lián)系系 153893706 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 人：人： 指指導(dǎo)導(dǎo)教教師師： ： 所屬系部：所屬系部：成人教育學(xué)院成人教育學(xué)院 專業(yè)專業(yè)班班級(jí)級(jí)： ：機(jī)機(jī)電電 041 2011 年 11 月 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 畢畢業(yè)業(yè)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)（論論文文）任任務(wù)務(wù)書書 成人教育學(xué)院 機(jī)電工程專業(yè) 2004 級(jí) 041 班 教研室主任批準(zhǔn)（簽字） 年 月 日 學(xué)院院長(zhǎng)批 準(zhǔn)（簽字） 年 月 日 設(shè)計(jì)人（作者） 楊瑞杰 同組人 I. 設(shè)計(jì)（論文）題目： C6136 型經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造(橫向

2、) II. 原始參數(shù)（材料）： C6136 型臥式車床說明書 機(jī)床數(shù)控技術(shù) III. 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的要求 設(shè)計(jì)依據(jù)及主要技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)依據(jù)及主要技術(shù)指標(biāo)： 設(shè)計(jì)依據(jù)： 在 C6136 原有車床基礎(chǔ)上進(jìn)行數(shù)控化改造，主要是滾珠絲杠副、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、數(shù)控系統(tǒng)的選 擇設(shè)計(jì)。 1） 根據(jù)切削力大小計(jì)算滾珠絲杠副應(yīng)承受的最大動(dòng)載荷，從而選擇滾珠絲杠副； 2） 由減速齒輪 Z1、Z2 及滾珠絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，求得步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、轉(zhuǎn)矩，據(jù)此選 擇步進(jìn)電動(dòng)機(jī)； 3） 依據(jù)機(jī)床的受控動(dòng)作，設(shè)計(jì)數(shù)控系統(tǒng)，將機(jī)械行動(dòng)的進(jìn)給和手動(dòng)控制的刀架轉(zhuǎn)位改成由單 片機(jī)控制的自動(dòng)進(jìn)給和刀架的自動(dòng)轉(zhuǎn)位，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。 主要技術(shù)參數(shù)

3、： 1） 開環(huán)控制，兩軸聯(lián)動(dòng)； 2） 縱向脈沖當(dāng)量 0.01mm/脈沖，橫向脈沖當(dāng)量 0.005mm/脈沖； 3） ISO 國際數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)格式代碼編程； 4） 故障自診斷功能，能與 PC 機(jī)通信。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 IV.設(shè)計(jì)基本要求設(shè)計(jì)基本要求： （包括：技術(shù)要求、工作要求、圖紙要求、寫作要求等） 工作要求： 1） 車床 X、Z 坐標(biāo)機(jī)械伺服機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算及裝配圖； 2） 數(shù)控系統(tǒng)框圖及硬件接線圖的繪制； 3） 環(huán)形分配子程序和直線插補(bǔ)子程序的框圖設(shè)計(jì)與程序編寫。 圖紙要求： 三張以上 A0 紙，表達(dá)清楚，無明顯結(jié)構(gòu)錯(cuò)誤，打印。 寫作要求： 設(shè)計(jì)說明書要求敘述清楚，打印。 V.重點(diǎn)研究

4、和解決的問題或指定的專題重點(diǎn)研究和解決的問題或指定的專題： 1） 滾珠絲杠副、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算； 2） 機(jī)床導(dǎo)軌的貼塑處理； 3） 數(shù)控系統(tǒng)硬件原理圖的設(shè)計(jì)； 4） 環(huán)形分配子程序程序編寫； VI.應(yīng)搜集的資料數(shù)據(jù)及參考文獻(xiàn)應(yīng)搜集的資料數(shù)據(jù)及參考文獻(xiàn)： 資料： 5） 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展概述； 6） C6136 臥式車床的技術(shù)參數(shù)； 7） 滾珠絲杠副、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的技術(shù)參數(shù)； 8） 部分芯片的使用資料； 參考文獻(xiàn)： 1C6136 型臥式車床說明書 2畢毓杰主編， 機(jī)床數(shù)控技術(shù)南京機(jī)械高等?？茖W(xué)校；機(jī)械工業(yè)出版社， 3趙長(zhǎng)德；微機(jī)原理與接口技術(shù)；北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社；1990.9 4朱泗芳主編，

5、 工程制圖第三版，高等教育出版社，2000 年 5 月 5張久成主編， 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （修訂版） ，陜西職業(yè)技術(shù)學(xué)院，機(jī)械工業(yè)出版社， 1995 年 1 月 6機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編， 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 2 ，機(jī)械工業(yè)出版社，1980 年 8 月 7機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編， 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 3 ，機(jī)械工業(yè)出，1986 年 12 月 8東北大學(xué)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編， 機(jī)床零件設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版，冶金工業(yè)出版社， 1994 年 5 月 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 9華東紡織工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編， 機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) ，上?？茖W(xué)技術(shù)出 版社，1979 年 6 月 10雷曉玲主編， 綜合作業(yè)指導(dǎo)書

6、，機(jī)械工業(yè)出版社，2000 年 11 月 11石光源、周積義、彭福蔭主編， 機(jī)械制圖第三版，高等教育出版社，1988 年 4 月 VII.設(shè)計(jì)完成時(shí)應(yīng)提交的文件設(shè)計(jì)完成時(shí)應(yīng)提交的文件： 進(jìn)度計(jì)劃安排進(jìn)度計(jì)劃安排： 各階段內(nèi)容名稱起止日期 時(shí)間比 例 （%） 1 畢業(yè)實(shí)習(xí)資料收集06.10.2010.25 2 總體方案設(shè)計(jì)06.10.2511.1 3 文獻(xiàn)資料收集06.11.0311.6 4 設(shè)計(jì)計(jì)算06.11.711.22 5 圖紙繪制06.11.2212.08 6 編寫設(shè)計(jì)說明書06.12.0812.15 7 檢查、打印06.12.1512.17 8 9 10 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 VI

7、II.完成工作內(nèi)容： 1.學(xué)生應(yīng)交的設(shè)計(jì)(論文)文件： 1.設(shè)計(jì)說明書 _2 設(shè)計(jì)圖紙 _ _ 2. 工作要求：字?jǐn)?shù)： 圖紙： 發(fā)任務(wù)日期：2006 年 月 日 完成日期：2006 年 月 日 設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)人（簽名） 設(shè)計(jì)人、作者 （簽名） 楊瑞杰 附注： 本設(shè)計(jì)論文任務(wù)書填寫一式兩份。一份由指導(dǎo)人送系保存。一份由學(xué)生附入設(shè)計(jì)論文說明書 內(nèi)。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 序序 言言 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控是我國 80 年代科技發(fā)展的產(chǎn)物。這種數(shù)控系統(tǒng)由于功能適宜，價(jià)格便 宜，用它來改造車床，投資少、見效快，成為我國“七五” 、 “八五”重點(diǎn)推廣的新技 術(shù)之一。 十幾年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控技

8、術(shù)也在不斷進(jìn)步，數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品 不斷改進(jìn)完善，并且有了階段性的突破，使新的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)功能更強(qiáng)，可靠性更 穩(wěn)定，功率增大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。由于這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展增強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控的活 力，根據(jù)我國國情，該技術(shù)在今后一段時(shí)間內(nèi)還將是我國機(jī)械行業(yè)老設(shè)備改造的很好 途徑。對(duì)于原有老的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，特別是 80 年代末期改造的設(shè)備，由于種種原因 閑置的很多，浪費(fèi)很大；在用的設(shè)備使用至今也十幾年了，同樣面臨進(jìn)一步改造的問 題通過改造可以提高原有裝備的技術(shù)水平，大大提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生在校學(xué)習(xí)階段的最后一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)，也是學(xué)生完成工程師基本訓(xùn) 練的重要環(huán)節(jié)。其目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合

9、運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)和基礎(chǔ)理論知識(shí)，獨(dú)立解決本 專業(yè)一般工程技術(shù)問題的能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想和工作作風(fēng)。畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書不 只反映了設(shè)計(jì)的思想內(nèi)容，方法和步驟，而且還反映了學(xué)生的文理修養(yǎng)和作風(fēng)。 本說明書分為概述、設(shè)計(jì)內(nèi)容、總結(jié)三部分，分別介紹了此次設(shè)計(jì)任務(wù)將普通臥 式車床（C6136）改造為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床；有關(guān)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床改造總體方案確定及框 圖、進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算及校核、數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)、加工程序編 制；主要是對(duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的心得。 本書在編寫過程中，得到了指導(dǎo)老師和各位老師及同學(xué)的大力支持和熱心幫助， 在此表示謝意 由于作者水平有限，書中難免有疏漏和不妥之處，懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正

10、。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 目目 錄錄 第第一一章章 概概述述 1設(shè)計(jì)目的 -8 2設(shè)計(jì)任務(wù) -9 第第二二章章 設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)內(nèi)內(nèi)容容 1總體方案確定及框圖 -10 2機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算及校核-12 3C6136經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)-27 4數(shù)控機(jī)床加工程序編制 -29 第第三三章章 總總結(jié)結(jié) 1 設(shè)計(jì)體會(huì) -32 2|、 參考書目 -33 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 第一章第一章 概概 述述 1.設(shè)計(jì)目的設(shè)計(jì)目的 通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)了系統(tǒng)地綜合運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)和技能解決實(shí)際工程問題的本 領(lǐng)，鞏固和加深時(shí)所學(xué)知識(shí)的理解，并且通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐擴(kuò)大和補(bǔ)充了知識(shí)，使 認(rèn)識(shí)提

11、高到一個(gè)新的水平，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐，培養(yǎng)了調(diào)查研究的習(xí)慣和工作能力， 練習(xí)查閱資料和有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，查閱工具書或參考書，合理選擇設(shè)計(jì)計(jì)算公式，正確計(jì)算， 并能以圖紙和說明書表達(dá)設(shè)計(jì)的思想和結(jié)果，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但提高了解決具體問 題的獨(dú)立工作能力，具體動(dòng)腦動(dòng)手能力，而且建立了正確的設(shè)計(jì)和科研思想，加強(qiáng)了 科學(xué)性，牢固樹立實(shí)事求是和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度。 2.設(shè)計(jì)任務(wù)：設(shè)計(jì)任務(wù)： (1)(1) 要求： 將 C6136 車床改造成用 MCS51 系列單片機(jī)控制的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床。要求該車床有自 動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，具有切削螺紋的功能。在縱向和橫向具有直線和圓弧插補(bǔ)功能。系統(tǒng)分 辨率縱向：0.01mm. 橫向：0.

12、005mm (2) 設(shè)計(jì)參數(shù)： 最大加工直徑： 在床面上： 360mm 在床鞍上： 200mm 最大加工長(zhǎng)度：1000mm 快進(jìn)速度： 縱向：2.0m/min 橫向：1.0m/min 最大進(jìn)給速度： 縱向： 0.5m/min 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 橫向： 0.25m/min 代碼制：ISO 脈沖分配方式：逐點(diǎn)比較法 輸入方式：增量值，絕對(duì)值通用。 控制坐標(biāo)數(shù)：2 最小指令值： 縱向： 0.01mm/step 橫向： 0.005mm/step 刀具補(bǔ)償量：099.99mm 進(jìn)給傳動(dòng)鏈間隙補(bǔ)償量： 縱向： 0.15mm 橫向： 0.075mm 自動(dòng)升降速性能： 有 (3)工作量： 機(jī)床改造總圖

13、； 進(jìn)給伺服系統(tǒng)一個(gè)坐標(biāo)軸（縱向或橫向）的機(jī)械裝配圖： 單片機(jī)控制系統(tǒng)電路原理圖； 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。 控制系統(tǒng)總體方案的分析論證的及控制標(biāo)準(zhǔn)圖 機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)說明 硬件電路部分設(shè)計(jì)說明 加工程序控制及說明 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 第二章第二章 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 內(nèi)內(nèi) 容容 1.總體方案的確定及框圖總體方案的確定及框圖 (1)、總體方案的確定 系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方式與伺服系統(tǒng)的選擇 由于改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床應(yīng)具有定位、直線插補(bǔ)、順圓和逆圓插補(bǔ)、暫停、 循環(huán)加工公英制螺紋加工等功能，故應(yīng)選擇連續(xù)控制系統(tǒng)。考慮到屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī) 床加工精度要求不高，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)、降低成本，采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系

14、統(tǒng)。 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 根據(jù)機(jī)床要求，采用 8 位微機(jī)。由于 MCS51 系列單片機(jī)具有集成度高，可靠性 好、功能強(qiáng)、速度快、抗干擾能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)，決定采用 MCS51 系列 的 8031 單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。 控制系統(tǒng)由微機(jī)部分、鍵盤及顯示器、I/O 接口及光隔離電路、步進(jìn)電機(jī)功率放大 電路等組成。系統(tǒng)的加工程序和控制命令通過鍵盤操作實(shí)現(xiàn)，顯示器采用數(shù)碼管顯示 加工數(shù)據(jù)及機(jī)床狀態(tài)等信息。 機(jī)械傳動(dòng)方式 為實(shí)現(xiàn)機(jī)床所要求的分辨率，采用步進(jìn)電機(jī)經(jīng)齒輪減速再傳動(dòng)絲桿。為了保證一 定的傳動(dòng)精度跟平穩(wěn)性，盡量減少摩擦力。選用滾珠絲桿螺母副。同時(shí)，為了提高傳 動(dòng)剛度和消除間隙，采用有預(yù)加負(fù)荷的結(jié)構(gòu)。齒

15、輪傳動(dòng)也要采用消除齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 (2)、設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定 數(shù)按系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)、點(diǎn)位/直線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)的選擇 伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制和閉環(huán)控制系統(tǒng)。 開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有反饋電路，不帶檢測(cè)裝置，指令信號(hào)是單方向送的。 指令發(fā)出后，不再反饋回來，故稱開環(huán)控制。開環(huán)系統(tǒng)主要由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 閉環(huán)控制系統(tǒng)具有裝在機(jī)床移動(dòng)部件上的檢測(cè)反饋元件，用來檢測(cè)實(shí)際位移量， 能補(bǔ)償系統(tǒng)的誤差，因而伺服控制精度高。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機(jī)或位流伺服 電機(jī)驅(qū)動(dòng)。 半閉環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)系統(tǒng)不同，不直接檢測(cè)工作臺(tái)的位移量，而是用

16、檢測(cè)元件 出驅(qū)動(dòng)軸的轉(zhuǎn)角，再間接推算出工作臺(tái)實(shí)際的位移量，也有反饋回路，其性能介于開 環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)之間。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方式的確定 為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平穩(wěn)性，在設(shè)計(jì)機(jī)械傳動(dòng)裝置時(shí)，通常提出低 摩、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以及有適宜尼比的要求。在設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮以下 幾點(diǎn)： 盡量采用低磨擦的傳動(dòng)和導(dǎo)向元件。如采用滾珠絲杠螺母?jìng)鲃?dòng)副、滾動(dòng)導(dǎo)軌、貼 塑導(dǎo)軌等。 盡量肖除傳動(dòng)間隙。例如采用隙齒輪等。 提高系統(tǒng)剛度?？s短傳動(dòng)鏈可以提高系統(tǒng)的傳動(dòng)剛度，減小傳動(dòng)鏈誤差?？刹捎?預(yù)緊的方法提高系統(tǒng)剛度。例如采用預(yù)加負(fù)載導(dǎo)軌和滾珠絲杠副等。 計(jì)算機(jī)的選擇 微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)由 CPU、存儲(chǔ)器擴(kuò)展電路、

17、I/O 接口電路、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè) 電路等幾部分組成。 (3)繪制總體方案框圖（圖 1） 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 微 機(jī) 光 隔 離 功 率 放 大 功 率 放 大 光 隔 離 步進(jìn) 電機(jī)運(yùn) 動(dòng) 部 件 步進(jìn) 電機(jī) 圖 2.機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算及校核機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 (1)確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 根據(jù)數(shù)控機(jī)床精度要求確定脈沖當(dāng)量 0.005mm/setp (2) 計(jì)算切削力 橫切端面 查綜合作業(yè)指導(dǎo)書P13 頁 5 . 1 max 67 . 0 DFZ 式中車床床身上加工最大直徑橫切端面時(shí)主切削力可取縱切時(shí)的 max D Z F Z F 2 1 NDFZ

18、45.457636067 . 0 67 . 0 35 . 1 max 4 . 0:25 . 0 :1: 2 . 228845.4576 2 1 yxz Z FFF NF 式中 走刀方向的切削力（N） x F 垂直走刀方向的切削力（N） y F NFx06.57222.228825 . 0 NFy19.91522.22884 . 0 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 (3)(3)滾珠絲桿螺母副的設(shè)計(jì)、計(jì)算、選型 計(jì)算進(jìn)給牽引力 橫向進(jìn)給選為三角型或綜合導(dǎo)軌 參考機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè).26.2-2；6.2-3 表 查閱綜合作業(yè)指導(dǎo)書P22 頁 GFfFKF zxm 式中：，切削分力（） x F y F z F

19、G移動(dòng)部件的重量（N） 表 1-1 查得橫向溜板及刀架重力 800N 滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，隨導(dǎo)軌形式而不同 取=0.15-0.18 f f K考慮顛復(fù)力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù) 取 K=1.15 NGFfFKF zxm 1 . 112180022.228815. 006.57215 . 1 計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載 C 選用滾珠絲桿導(dǎo)軌 參考機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè).3P185-P210 查閱綜合作業(yè)指導(dǎo)書P22 頁 o s mw L V n nT L FfLC 1000 10 60 6 3 式中：L壽命，以轉(zhuǎn)為一單位 6 10 n絲桿轉(zhuǎn)速（r/min） 為最大切削條件下進(jìn)給速度，可取最高進(jìn)給速度的 1/2-1/3 s V

20、取min/5 . 010 2 1 mVs 絲桿導(dǎo)程（mm） 初選=5mm o L o L T為使用壽命（h）,對(duì)于數(shù)控機(jī)床取 15000h 運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，查表 3-14 一般取 1.2-1.5 w f 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 min/100 6 5 . 010001000 r L V n o s 90 10 1500010060 10 60 66 nT L NFfLC mw 15.7536 1 . 11215 . 190 33 滾珠絲桿螺母副的選型 查閱綜合作業(yè)指導(dǎo)書附表-2，可采用 WD2505 外循環(huán)墊片調(diào)整緊的雙螺母滾 珠絲桿副，1 列 2.5 圈，其額定動(dòng)負(fù)載為 9700N,精度等級(jí)按

21、表 3-17 選為級(jí)。 傳動(dòng)效率計(jì)算 tan tan 式中：螺旋升角，WD2505 933 摩擦角取 滾動(dòng)摩擦系數(shù) 0.003-0.0040 1 971 . 0 01933tan 933tan tan tan 剛度驗(yàn)算 橫向進(jìn)給絲桿支承方式圖所示，最大牽引力 1121.1N,支承間距350mm，因絲 桿長(zhǎng)度較短，不需預(yù)緊螺母及軸承預(yù)緊。 圖 計(jì)算如下: 絲桿的拉伸或壓縮變形量(mm) 1 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 查閱綜合作業(yè)指導(dǎo)書圖 3-4,根據(jù)1121.1N,D=25mm 查出可 m F 5 108 . 0 L L 算出： mmL L L 35 1 108 . 2350108 . 0 滾

22、珠與螺紋滾道間接觸變形量 2 查圖 3-5 得系列列 2.5 圈滾珠和螺紋滾道接觸變形量 Q m Q 5 . 4 因進(jìn)行了預(yù)緊m Q 25 . 2 5 . 4 2 1 2 1 2 支承滾珠絲桿的軸承的軸向接觸變形 3 采用推力球軸承 8104 查閱機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè).表 5.9-137,d=20mm,滾動(dòng)體直徑 =5.556mm,數(shù)量 Z=13 Q d mm Zd F Q m c 00573 . 0 13556 . 5 1 . 1121 00052 . 0 00052 . 0 3 2 2 3 2 綜合以上幾項(xiàng)變形量之和： 定位精度mm01078 . 0 1073 . 5 25 . 2 8 . 2 3

23、 321 穩(wěn)定性校核 計(jì)算臨界負(fù)載(N) k F 2 L EIf F z k 式中:E材料彈性模量() 2 /cmN I截面慣性矩() 4 cm L絲桿兩軸承端距離(cm) 絲桿支承方式系數(shù)，從表 3.15 中查出，一端固定，一端簡(jiǎn)支為 2.00 z f z f )(124 . 1 1788 . 2 6464 444 1 cmdI 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 N L EIf F z k 49.182634 50 124. 1106 .202 2 62 2 一般=2.5-4.0,所以 k n k F k n 此滾珠絲桿不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)。 橫向滾珠絲桿副的幾何參數(shù) (其參數(shù)如表 1） 表 1.WD25

24、05 滾珠絲杠幾何參數(shù) 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 (4)齒輪傳動(dòng)比計(jì)算 橫向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算 參數(shù)名稱符號(hào)關(guān)系式 WD2505 公稱直徑 o d 25 導(dǎo)程 O L 5 接觸角 933 鋼球直徑 q d 3.175 滾道法面 半徑 R q dR52 . 0 1.651 偏心距 e sin2 q dRe 0.045 螺 紋 滾 道 螺紋升角 o o d L arctan 933 外徑 d qo ddd25 . 0 2 . 0 24.365 內(nèi)徑 1 dRedd o 22 1 21.788 螺 桿 接觸直徑 2 dcos 2qo ddd 21.83 螺紋直徑 D RedD o 22 28.2

25、12 螺 母 內(nèi)徑 1 D qo ddD25 . 0 2 . 0 1 25.635 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 已確定橫向脈沖當(dāng)量，滾珠直徑導(dǎo)程=5mm,setpmm p 005 . 0 O L 初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)步距角可計(jì)算傳動(dòng)比 : 75 . 0 i 48 . 0 575 . 0 005 . 0 360 360 ob p L i 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有行程，故此處 可采用兩級(jí)齒輪降速。 25,20,40,24 25 20 40 24 5 4 5 3 4321 42 31 ZZZZ ZZ ZZ i 因進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，模數(shù) m 取 2，有關(guān)參數(shù)參照表 2

26、表 2: 傳動(dòng)齒輪幾何參數(shù) 齒數(shù) Z24402025 分度圓 d=mz48804050 齒頂圓 mdda252844454 齒根圓 mdd f 25 . 1 243753545 齒寬 (6-10)m20 中心距 2 2 1 dd A 6445 橫向步進(jìn)電機(jī)計(jì)算和選型 初選步進(jìn)電機(jī) a 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩 m T 查閱綜合作業(yè)指導(dǎo)書P22 頁 b mp m F T 2 36 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 式中: 脈沖當(dāng)量，取 p setpmm p 005 . 0 進(jìn)給牽引力(N) m F 步距角，初選雙拍制為 b 75 . 0 電機(jī)絲桿傳動(dòng)效率為齒輪、軸承、絲桿效率之積分別為 94. 099 .

27、 0 98 . 0 42 、 N F T b mp m 1 . 37 94. 099 . 0 98. 075 . 0 2 1 . 1121005. 036 2 36 42 b 估算步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩 q T 根據(jù)負(fù)載轉(zhuǎn)矩除以一定的安全系數(shù)來估算步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)轉(zhuǎn)矩(N.cm) m T q T 5 . 03 . 0 m q T T 一般橫向進(jìn)給伺服系統(tǒng)取 0.4-0.5 cmN T T m q .75.92 4 . 0 1 . 37 4 . 0 c 計(jì)算最大靜轉(zhuǎn)矩 maxj T 查表 3-22 如取五相十拍，則951 . 0 max j q T T cmN T T q j .53.97 951 . 0

28、 75.92 951 . 0 max d 計(jì)算步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行頻率和最高啟動(dòng)頻率 e f k f p s e V f 60 1000 p k V f 60 1000 max 式中:最大切削進(jìn)給速度 s V 最大快移速度 max V 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 脈沖當(dāng)量，取 p setpmm p 005 . 0 Hz V f p s e 7 . 1666 005 . 0 60 5 . 01000 60 1000 Hz V f p k 33.3333 005 . 0 60 0 . 11000 60 1000 max e 初選步進(jìn)電機(jī)型號(hào) 根據(jù)估算出的最大靜轉(zhuǎn)矩在表 3-23 中查出 90BF004 最

29、大靜轉(zhuǎn)矩為 245N.cm maxj T 可以滿足經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床有可能使用較大的切削用量，應(yīng)該選用稍大轉(zhuǎn)矩的步進(jìn) maxj T 電機(jī)，以留有一定余量，另一方面與國內(nèi)同類型機(jī)床進(jìn)行類比的要求。決定采用 90BF004，但從綜合作業(yè)指導(dǎo)書P24 頁查出，步進(jìn)電機(jī)最高空載啟動(dòng)頻率為 4000Hz,滿 足空載時(shí)(3333.33Hz)的要求。 k f 校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩 前面所述初選步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩計(jì)算，均為估算，初選后，應(yīng)該進(jìn)行校核計(jì)算。 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 計(jì)算簡(jiǎn)圖見圖 2，根據(jù)表 3-24，經(jīng)二對(duì)齒輪降速時(shí)，傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的 總轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可由下式計(jì)算: 2 cmkgJ 2 4 2 4 3 32 2

30、 2 1 1 2 o S L g G JJ Z Z JJ Z Z JJ 式中:齒輪及其軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 321 JJJ、 321 ZZZ、 2 cmkg 齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 4 J 4 Z 2 cmkg 絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 s J 2 cmkg 絲桿導(dǎo)程(cm) O L G工件及工作臺(tái)重量(N) G=800(N) a 齒輪、軸、絲桿等圓柱體慣量計(jì)算 表 3-24 所示圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算公式如下: 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 對(duì)于鋼材， 34 1078 . 0 LDJ 式中:M圓柱體質(zhì)量 kg D圓柱體直徑 (cm) L圓柱體長(zhǎng)度或原長(zhǎng)(cm) 鋼材的密度為 cm kg5 108 . 7 243 1 4 1

31、3 1 828 . 0 28 . 41078 . 0 1078. 0cmkgLdJ 243 2 4 2 3 2 39 . 6 281078 . 0 1078 . 0 cmkgLdJ 243 3 4 3 3 3 399 . 0 241078 . 0 1078 . 0 cmkgLdJ 243 4 4 4 3 4 975 . 0 251078 . 0 1078 . 0 cmkgLdJ 24343 066. 1355 . 21078. 01078 . 0 cmkgLdJ ss 因此 2 4 2 4 3 32 2 2 1 1 2 o S L g G JJ Z Z JJ Z Z JJ 2 222 862

32、. 3 2 5 . 0 98 . 0 800 066 . 1 975 . 0 5 4 399 . 0 39 . 6 5 3 828 . 0 cmkg 基本滿足慣量匹配的要求。 b 電機(jī)轉(zhuǎn)矩計(jì)算 機(jī)床在不同的工況下，其所需轉(zhuǎn)矩不同，下面分別按各階段計(jì)算: 1） 快速空載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩M 在快速空載起動(dòng)階段，加速轉(zhuǎn)矩占的比例較大，具體計(jì)算如下： ofa MMMM max 式中: 快速空載起動(dòng)轉(zhuǎn)矩McmN 空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 maxa McmN 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 折算到電機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 f McmN 由于絲桿預(yù)緊時(shí)折算到電機(jī)軸上的附加摩擦轉(zhuǎn)矩 o McmN 在采用絲桿螺母副傳動(dòng)

33、時(shí)，上述各種轉(zhuǎn)矩可用下式計(jì)算：cmN 2 max 2 max max 10 60 2 10 60 a a t n J n JJM p b U n 360 max max 式中:傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 J 2 cmkg 電機(jī)最大角速度 2 srad 電機(jī)最大轉(zhuǎn)速 max nminr 運(yùn)動(dòng)部件最快速度 max Uminmm 脈沖當(dāng)量 p setpmm 步進(jìn)電機(jī)的步距角 b 運(yùn)動(dòng)部件從停止到起動(dòng)加速到最大快進(jìn)速度所需時(shí)間(s) a t min67.416 005 . 0 360 75 . 0 1000 360 max max r U n p b 起動(dòng)加速時(shí)間=30(ms) a t c

34、mN t n JM a a 06.101 03 . 0 60 67.4162 682 . 3 10 60 2 2max max 折算到電機(jī)軸上的摩擦轉(zhuǎn)矩 f M i LF M oo f 2 NGFfF zo 22.46380022.228815 . 0 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 3 5 1 2 Z Z i 式中: 導(dǎo)軌的摩擦力(N) o F 垂直方向的切削力(N) z F G運(yùn)動(dòng)部件的總重量(N) 導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取=0.15 f f 齒輪降速比i 傳動(dòng)鏈總效率，一般可取 0.7-0.8 cmN i LF M oo f 26.27 3 5 8 . 02 5 . 0233.463 2 附加摩擦轉(zhuǎn)

35、矩: 2 1 2 o opo o i LF M 式中: 滾珠絲桿預(yù)加負(fù)荷，一般取，為進(jìn)給牽引力(N) po F m F31 m F 滾珠絲桿導(dǎo)程(cm) o L 滾珠絲桿未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取 o 9 . 0 o cmN i LF M o opo o 24 . 4 9 . 01 3 5 8 . 02 5 . 0 1 . 1121 3 1 1 2 22 上述三項(xiàng)合計(jì): cmNMMMM ofa 97.13224 . 4 67.2706.101 max 2） 快速移動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩 M cmNMMM of 91.3124 . 4 64.27 3） 最大切削負(fù)載時(shí)所需要的轉(zhuǎn)矩 M 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

36、 24 i LF MMMMMM oy oftof 2 式中:折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載轉(zhuǎn)矩 t M cmN i LF M oy t 68.54 3 5 8 . 02 5 . 029.915 2 從上面計(jì)算看出、三種工況下，以快速空載所需轉(zhuǎn)矩最大，即以此項(xiàng)M M M 作為校核步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)矩的依據(jù)。 從表 3-22 查出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí)為951 . 0 max jq MM 則最大靜轉(zhuǎn)矩為: cmNM j 82.139 951 . 0 97.132 max 從表 3-23 查出 90BF004 最大轉(zhuǎn)矩為為 245，大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可以滿cmN 足此項(xiàng)要求。 校核步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行

37、矩頻特性 前面已經(jīng)計(jì)算出機(jī)床最大快移時(shí)，需步進(jìn)電機(jī)的最高起動(dòng)頻率為 3333.33Hz,切 k f 削進(jìn)給時(shí)所需步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行頻率為 1666.7Hz e f 從表 3-23 中查出 90BF004 型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載起動(dòng)頻率為 4000Hz，運(yùn)行頻 率為 16000Hz，再從圖 3-15，3-16 查出 90BF004 不進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特 性如圖 3 所示: 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 .cm 圖3-1起動(dòng)矩頻特性 .cm 圖3-2運(yùn)行矩頻特性 當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，90BF004 型步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩頻特性可以 滿足要求。 (6) 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

38、 機(jī)械部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的任務(wù)是畫出進(jìn)給伺服系統(tǒng)的裝配圖，用以表達(dá)設(shè)計(jì)構(gòu)思、設(shè) 計(jì)特點(diǎn)及計(jì)算結(jié)果，進(jìn)給伺服系統(tǒng)總圖設(shè)計(jì)： 橫向進(jìn)給伺服系統(tǒng)總圖設(shè)計(jì) 橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)可以從俯視圖看出，橫向進(jìn)給的齒輪箱和步進(jìn)電機(jī)裝在床鞍后面， 滾珠絲桿也需用蓋板保護(hù)。橫向進(jìn)給的手柄可以拆除也可保留，將原機(jī)的方刀架拆除， 改裝自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，由計(jì)算機(jī)控制，根據(jù)程序，自動(dòng)轉(zhuǎn)位、夾緊。從總圖中可以看到 帶動(dòng)刀架回轉(zhuǎn)的微型電機(jī)、齒輪箱。 總體圖上還畫出此車床上加工螺紋的部件光電編碼器在數(shù)控車床上，利用光電編 碼器裝在主軸或主軸箱中與主軸保持一定傳動(dòng)比的伸出軸上，當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)一圈時(shí)，光 電編碼器就發(fā)出一定數(shù)量的脈沖，輸入到計(jì)算機(jī)中，經(jīng)過

39、計(jì)算機(jī)的運(yùn)算控制步進(jìn)電機(jī)， 帶動(dòng)滾珠絲桿，使刀架進(jìn)給一定的螺距。而附錄 E 中光電編碼器用彎板裝在主軸箱左 端面，通過彈性聯(lián)軸器與主軸箱中一伸出軸相連。因伸出軸不可能與彈性聯(lián)軸器孔的 尺寸完全一致，故還要設(shè)計(jì)一個(gè)中間過渡套。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 控制面板上有數(shù)碼顯示，按鍵、各種指示燈及開關(guān)，注意設(shè)計(jì)時(shí)要與硬件電路圖一 致。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的裝配圖 經(jīng)過計(jì)算，已知橫向進(jìn)給系統(tǒng)采用 90BF004 型步進(jìn)電機(jī)。經(jīng)過二對(duì)齒輪減速，齒 輪齒數(shù)。齒輪模數(shù) m=2,滾珠絲桿直徑為mm, 25204024 4321 ZZZZ、25 o d 滾珠絲桿螺母選用的是外循環(huán)溝槽式墊片調(diào)隙 WD2505。 進(jìn)行

40、應(yīng)保證足夠應(yīng)考慮以上問題 設(shè)計(jì)應(yīng)保證足夠的行程，C6136 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床，在床面上加工最大尺寸為 360mm，橫向進(jìn)給行程至少為 185mm，圖中設(shè)計(jì)了兩對(duì)減速齒輪，減小了齒輪箱體的 高度，使橫向拖板運(yùn)動(dòng)時(shí)，防塵蓋 11 不致和箱體上蓋 4 干涉，從圖中可以看出橫向拖 板 12 最大運(yùn)動(dòng)距離為 200mm，另外還需注意從橫向拖板裝刀架的中心到主軸中心的距 離必須大于等于行程與方刀架見方及刀頭伸出度之和，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意，主軸中心與 2 1 床身中心并不重合，C6136 車床此尺寸為 5mm。C6136 車床刀架見方為 220 200，刀頭 伸出長(zhǎng)度為 30mm 左右。 滾珠絲桿與橫向?qū)С痰钠叫卸?/p>

41、應(yīng)小于0.05mm，為達(dá)到此要求，可在鏜床上對(duì) 床鞍兩邊的裝軸承孔在一次裝卡中鏜出。 為保證滾珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)輕快靈活，無阻滯現(xiàn)象，必須使?jié)L珠螺母與兩端軸承同軸。 在本設(shè)計(jì)中，滾珠螺母 14 與橫向拖板 12 之間裝有一墊片，通過水平面內(nèi)滾珠螺母， 在垂直面內(nèi)與兩端支承同軸，在通過內(nèi)六角螺釘 20 的過孔，調(diào)整水平面內(nèi)滾珠螺母與 兩端支承同軸，調(diào)整好以后，打入定位銷 21。 滾珠絲桿左右各采用一對(duì)徑向軸承，在右端又采用一對(duì)止推軸承，以承受軸向 力。當(dāng)絲桿受到向右的軸向力時(shí)，通過絲桿臺(tái)階傳給止推軸承 15 動(dòng)圈，經(jīng)鋼珠傳給止 推軸承 15 不動(dòng)圈，再通過擋圈，一對(duì)徑向軸承 16 的外圈傳給法蘭盤再傳到

42、床鞍上。 絲桿受到向左的軸向力通過絲桿右端的圓螺母?jìng)鹘o止推軸承的動(dòng)圈鋼珠，經(jīng)不動(dòng)圈傳 給法蘭盤、床鞍，此處必注意絲桿所受的軸向力必須傳到床鞍等固定體上。另外，要 注意止推軸承不動(dòng)圈和軸頸之間必須畫出間隙。 雙片消隙齒輪的中間開有三個(gè)月牙形的槽放入壓簧，并用三個(gè)內(nèi)六角螺釘固定 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 （A-A 斷面和 E-E 斷面） ，這種消隙齒輪的裝配順序:首先將雙片齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)過一個(gè)齒距， 使雙片齒輪的齒對(duì)齊，彈簧 40 受壓，上緊螺釘 29，裝入箱體后將螺釘 29 松開，彈簧 40 將雙片齒輪沿周向錯(cuò)開，以消除與齒輪 43 的間隙，此時(shí)在將螺釘 29 上緊（因而在 設(shè)計(jì)時(shí)，箱壁上要留有可

43、伸入六角扳手的孔，彈簧兩端用削扁的銷子 41 壓住）此設(shè)計(jì) 中應(yīng)注意箱體中留足夠的扳手空間，雙片齒輪 5 用二個(gè)六角螺釘固緊，六角扳手可以 齒輪箱體上端面伸入（端蓋拆下） ，六角螺釘和滾珠絲桿在軸向留有足夠的空間，但此 空間也不宜留得過大，以免加大箱體尺寸，雙片齒輪 8 采用三個(gè)開槽螺釘緊固。螺絲 刀需從箱體左面孔中伸入（拆去端蓋 3） 。 90BF004 型步進(jìn)電機(jī)軸為平鍵，為防止運(yùn)轉(zhuǎn)過程中齒輪 25 從電機(jī)上松動(dòng)滑出， 在齒輪 25 的輪轂上裝一頂絲 27， （電機(jī)軸上鉆一小窩）并用鉛絲在頂絲口處與齒輪輪 轂纏住以防松。 3. C6136C6136 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)

44、型數(shù)控車床數(shù)控系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 附錄 H 圖 H-1 是用 MCS-51 系列單片機(jī)組成的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用 8031 作 CPU， 擴(kuò)展了兩片 2764 芯片、一片 6264 芯片、兩片 8155 可編程并行 I/O 接口。 控制系統(tǒng)的功能 （1）Z 向和 X 向進(jìn)給伺服系統(tǒng)運(yùn)動(dòng) （2）鍵盤顯示 （3）自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架控制 （4）螺紋加工控制 （5）面板控制 （6）行程控制 （7）其他功能 報(bào)警電路、急停電路、復(fù)位電路、光隔離電路、功能電路 等。 CPU、存儲(chǔ)器及 I/O 接口 CPU 采用 8031 芯片，選用 6MHz 晶體振蕩器。它的作為數(shù)據(jù)總線和地址共用。 o P 16 位地址線由經(jīng)

45、地址鎖存器 74LS373 提供 8 位地址，高 8 位地址由 o P 70 AA 158 AA 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 8031 的口直接提供。ALE 為地址鎖存允許。為低電平時(shí)選通外部存儲(chǔ)器 2 PPSEN （EPROM） ，相應(yīng)的指令字節(jié)出現(xiàn)在 EPROM 的數(shù)據(jù)線（）上，輸入到口，8031 70 DD o P 將指令讀入。RESET 為復(fù)位控制，當(dāng) RESET 輸入端出現(xiàn)高電平時(shí)，8031 被初始化復(fù)位， 在復(fù)位有效期向 ALE、PSEN 也輸出高電平。當(dāng) RESET 輸入端返回低電平后，CPU 從 O 地 址開始執(zhí)行程序。 （故設(shè)計(jì)中一定有一片 2764 芯片連到 74LS138

46、 的）設(shè)計(jì)中采用上 0 Y 電復(fù)位和開關(guān)復(fù)位。另外，兩片 8155 的 RESET 也與 8031 的 RESET 管腳相連，它們可 同時(shí)復(fù)位。 8031 的是片內(nèi)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器溢出中斷申請(qǐng)，由主軸后面的光電編碼器輸入。 0 T 當(dāng)車床車螺紋時(shí)，主軸光電編碼器向 8103發(fā)出進(jìn)給脈沖，用以控制不同導(dǎo)程的螺紋 0 T 加工。光電編碼器還發(fā)出一個(gè)零位螺紋信號(hào)，輸入 8155(1)的，用以防止車螺紋亂 6 PB 扣。 8155(1)主要用于功能鍵的控制，刀架轉(zhuǎn)位控制以及報(bào)警等。其中 PA 口為輸入口， 作為功能鍵的控制管理，刀架控制編輯、空運(yùn)行、自動(dòng)、手動(dòng) I，手動(dòng)和 50 PAPA II 回零。

47、PB 口也是輸入口，由面板上的按鍵分別控制起動(dòng)、暫停、單段、連續(xù)、 40 PBPB 急停等功能。是換刀回答，當(dāng)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架按指令轉(zhuǎn)位、夾緊，刀架電機(jī)停轉(zhuǎn)之 5 PB 后，發(fā)出此信號(hào)，開始執(zhí)行進(jìn)給指令。接光電編碼器輸出的零位螺紋信號(hào)。PC 口 6 PB 是輸出口，控制自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架四個(gè)刀位的選刀。用于報(bào)警顯示，系統(tǒng)正 30 PCPC 4 PC 常工作時(shí)，輸出低電平，綠色發(fā)光二極管亮，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，輸出高電平， 經(jīng)反向后，紅色發(fā)光二極管亮，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能。 8155(2)控制步進(jìn)電機(jī)，行程控制，以及鍵盤，顯示電路。其中為輸出 70 PAPA 口，用于控制 Z 向、X 向步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，Z 向步進(jìn)

48、電機(jī)為五相，X 向?yàn)槿?。此系統(tǒng)采 用軟件分配。鍵盤顯示電路為 4 6 鍵和 6 位顯示器。作為鍵盤的 6 條列線， 50 PCPC 是鍵盤掃描線，是輸出口。接行線作為鍵盤輸入口。是 6 位數(shù)碼 30 PBPB 50 PCPC 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 顯示器的位選信號(hào)，8031 的口是數(shù)碼顯示器的段選信號(hào)。接越程限位控制 1 P 74 PBPB 電路，當(dāng)床鞍或拖板在 Z 向或 X 向越程時(shí)，即向計(jì)算機(jī)輸入此信號(hào)，使進(jìn)給系統(tǒng)停止。 3、存儲(chǔ)器及 I/O 口芯片地址分配（表 3） 表 3 數(shù)控車床控制系統(tǒng)芯片地址分配 芯片接 74LS1 38 引腳 地址選擇線片內(nèi)地 址單元 地址編碼 2764

49、(1) 0 Y 000 xxxxxxxxxxxxx8K0000H-1FFFH 2764(2) 1 Y 001xxxxxxxxxxxxx8K2000H-3FFFH 6264 2 Y 010 xxxxxxxxxxxxx8K4000H-5FFFH 8155(1)I/O 4 Y 0110000100000 xxx66100H-6105H 8155(2)I/O 4 Y 1000000100000 xxx68100H-8105H 4. 數(shù)控機(jī)床加工程序編制數(shù)控機(jī)床加工程序編制 如下圖所示，在圖中零件外圓85mm 不加工，要求編制精加工程序。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 程序如下： 00001 N001 G

50、50 X200.0 Z350.0 T0101 N002 S630 M03 N003 G00 X41.8 Z292.0 M08 N004 G01 X48.34 Z289.0 F0.15 N005 Z227.0 N006 X50.0 N007 X62.0 W-60.0 N008 Z155.0 N009 X78.0 N010 X80.0 W-1.0 N011 W-19.0 N012 G02 W-60.0 I63.25 K-30.0 N013 G01 Z65.0 N014 X90.0 N015 G00 X200.0 Z350.0 T0100 M09 N016 M06 T0202 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

51、31 N017 S315 M03 N018 G00 X51.0 Z227.0 M08 N019 G01 X45.0 F016 N020 G04 U5.0 N021 G00 X51.0 N022 X200.0 Z350.0 T0200 M09 N023 M06 T0303 N024 S200 M03 N025 G00 X62.0 Z296.0 M08 N026 G92 X47.54 Z228.5 F1.5 N027 X46.94 N028 X46.54 N029 X46.38 N030 G00 X200.0 Z350.0 T0300 M09 N031 M05 N032 M30 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)

52、計(jì) 32 第三章第三章 總總 結(jié)結(jié) 1 1. 設(shè)計(jì)體會(huì)設(shè)計(jì)體會(huì) 我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，一個(gè)最大的體會(huì)就是理論上很簡(jiǎn)單的東西，當(dāng)你要試圖 去實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它是那么的難，追其根本原因在于，以前動(dòng)手太少了。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們每個(gè)學(xué)生在校三年來所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)所進(jìn)行的一 次綜合性的全面考察；培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；它還為我 們了解一般機(jī)械工程設(shè)計(jì)的基本思想打下良好的基礎(chǔ)；在設(shè)計(jì)方案的擬定,設(shè)計(jì)資料的 收集,手冊(cè)，國標(biāo)選用，設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用,零部件及總體裝配圖的繪制等方面，有一次較 全面的鍛煉。對(duì)我們進(jìn)入社會(huì)具備一定獨(dú)立工作能力起了良好的作用,能較好的適應(yīng)工 作。 隨

53、著電子技術(shù)特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)、PLC 等在數(shù)控機(jī)床中廣泛的應(yīng) 用，數(shù)控機(jī)床迅速地發(fā)展起來，特別是加工中心在工廠的運(yùn)用.數(shù)控機(jī)床可以較好地解 決形狀復(fù)雜、高精度、小批量等零件的加工問題；能夠穩(wěn)定質(zhì)量和提高生產(chǎn)效率；本 課題所設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)式數(shù)控機(jī)床屬于半閉環(huán)式經(jīng)濟(jì)型車床，它的工作原理是用脈沖馬達(dá)的 伺服性能，即對(duì)應(yīng)一定的脈沖必定有一定的轉(zhuǎn)角。從而通過選擇螺母機(jī)構(gòu)使工作臺(tái)移 動(dòng)一定的距離，所以簡(jiǎn)式數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)關(guān)鍵在于數(shù)控系統(tǒng)的伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 它的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率等數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)。不僅要對(duì)進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)的速度實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，而且還需要對(duì)刀具相對(duì)于工件的位置實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，

54、因此與 其它機(jī)床相比其進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求更高、度更大、涉及的問題也更廣。 經(jīng)過兩個(gè)月的時(shí)間，我對(duì)機(jī)械制造及自動(dòng)化有了更深刻的了解，不僅回顧了以前 所學(xué)的知識(shí)，還學(xué)到了許多以前沒有接觸過的新知識(shí)，對(duì) CAD 和 Word 的應(yīng)用水平有 了進(jìn)一步提高，也清楚了各種標(biāo)準(zhǔn)件的畫法，對(duì)數(shù)控技術(shù)，單片機(jī)，PLC 的認(rèn)識(shí)有了 進(jìn)一步的深化。 在此一并感謝指導(dǎo)老師和同學(xué)在這次設(shè)計(jì)中對(duì)我的熱心指導(dǎo)和幫助，通過本次設(shè) 計(jì)使自己有一個(gè)綜合性的提高,達(dá)到了本次的設(shè)計(jì)目的。 太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 2 2. 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) 1 朱泗芳主編， 工程制圖第二版，高等教育出版社，2000 年 5 月 2 唐增寶 劉元俊

55、主編， 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) （修訂版） ，華中理工大學(xué)出版社， 1995 年 1 月 3 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編， 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 2 ，機(jī)械工業(yè)出版社，1980 年 8 月 4 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編， 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè) 3 ，機(jī)械工業(yè)出，1986 年 12 月 5 東北大學(xué)機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組編， 機(jī)床零件設(shè)計(jì)手冊(cè)第三版，冶金 工業(yè)出版社，1994 年 5 月 6 華東紡織工學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、天津大學(xué)主編， 機(jī)床設(shè)計(jì)圖冊(cè) ，上?？茖W(xué) 技術(shù)出版社，1979 年 6 月 7 雷曉玲主編， 綜合作業(yè)指導(dǎo)書 ，機(jī)械工業(yè)出版社，2000 年 11 月 8 石光源、周積義、彭福蔭主編， 機(jī)械制圖第三版，高等教育出版社，1988 年 4 月 9 畢毓杰主編 機(jī)床數(shù)控技術(shù) ，南京機(jī)械高等專科學(xué)校，機(jī)械工業(yè)出版社