普通銑床X52K縱向進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 引言 隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅猛發(fā)展，普通機(jī)床已越來(lái)越不能滿足現(xiàn)代加工工藝及提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的要求，數(shù)控機(jī)床已成為衡量一個(gè)國(guó)家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志。目前中國(guó)大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大多數(shù)是普通機(jī)床，機(jī)床數(shù)控化率遠(yuǎn)低于美國(guó)、日本等國(guó)家。如果大量添置全新的數(shù)控機(jī)床，不僅資金投入量大、成本高，而且又會(huì)造成原有設(shè)備的閑置浪費(fèi)。把普通機(jī)床改造為數(shù)控機(jī)床則不失為一條提高數(shù)控化率的有效途徑。普通機(jī)床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在機(jī)床上增加微機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)定的加工工藝目標(biāo)。這種 機(jī)床改造花費(fèi)少，改造針對(duì)性強(qiáng)，時(shí)間短，改造后的機(jī)床大多能克服原機(jī)床的缺點(diǎn)和存在的問(wèn)題，生產(chǎn)效率高，尤其適合中國(guó)機(jī)床擁有量大、生產(chǎn)規(guī)模小的具體國(guó)情。 經(jīng)調(diào)查顯示在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中普通銑床主要用于加工平面或成型表面。 若要在普通銑床上加工圓弧、凸輪等特殊類平面時(shí)，就要借助于圓工作臺(tái)、分度頭等機(jī)床附件，并對(duì)機(jī)床進(jìn)行整體調(diào)整。加工精度較低，基礎(chǔ)調(diào)整工作費(fèi)事 1。所以，為提高工件的加工精度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，便于加工圓弧面和凸輪的曲面等，可以利用數(shù)控方法對(duì)銑床進(jìn)行數(shù)控化改造。 本設(shè)計(jì)是對(duì)普通銑床 向 進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)數(shù)控化 改造的設(shè)計(jì)。由于普通銑床 動(dòng)機(jī)構(gòu)系統(tǒng)加工 零件的效率較低，如若對(duì)其縱向數(shù)控化改造后不僅可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件的自動(dòng)銑削，并且大大縮短了加工時(shí)間，提高了零件的加工精度及生產(chǎn)效率。 機(jī)床數(shù)控化改造的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 數(shù)控技術(shù)是運(yùn)用數(shù)字信息對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過(guò)程進(jìn)行控制的技術(shù)， 具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化和智能化起著舉足輕重的作用。它 是當(dāng)今工業(yè)產(chǎn)品自動(dòng)化發(fā)展中處于核心地位的一種高技術(shù)。而數(shù)控系統(tǒng)已成為我國(guó)機(jī)械制造工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要裝備，其發(fā)展直接關(guān)系到我國(guó)的多個(gè)領(lǐng)域2。 機(jī)床數(shù)控化改造的現(xiàn)狀 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)以傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)為主。在傳統(tǒng)的封閉式結(jié)構(gòu)中， 能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò) 間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中 是一個(gè)封閉式買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán) 境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正的設(shè)定量，因而影響 工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見，傳統(tǒng)統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了 多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行 3。 目前 我國(guó)機(jī)床總量 380余萬(wàn)臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有 我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不 到 3%。 近 10 年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量為 臺(tái)，年產(chǎn)值約為18億元，機(jī)床年產(chǎn)量數(shù)控化率為 6%。 我國(guó) 機(jī)床 年 齡 在 10年以上的占 60%以上； 10年以下的機(jī)床中，自動(dòng) /半自動(dòng)機(jī)床不到 20%， 自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù) (美國(guó)和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占 60%以上 )。大多數(shù)制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在 10 年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長(zhǎng)，從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展4。因此，低成本普通機(jī)床數(shù)控化改造是一項(xiàng)適合中國(guó)實(shí)際情況的先進(jìn)適用技術(shù)，也是一項(xiàng)提 升中國(guó)機(jī)床數(shù)控化改造的有效途徑。 然而在發(fā)達(dá)國(guó)家，運(yùn) 用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床 和生產(chǎn)線 已形成新的行業(yè) ，成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。在美國(guó)，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生業(yè)（ 。 從事再生業(yè)的著名公司有： 程公司、 床公司、 寶 )服務(wù)集團(tuán)、 且 美國(guó)得寶公司已在中國(guó)開辦公司。在日本，機(jī)床 改造業(yè) 稱為機(jī)床改裝業(yè) (從事改 裝 業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工 程公司等。 機(jī)床數(shù)控化改造的發(fā)展趨勢(shì) 從 1952 年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出第一臺(tái)試驗(yàn)性數(shù)控系統(tǒng)，到現(xiàn)在已走過(guò)了五十多年的歷程。近 10 年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，各種不同層次的開放式數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，發(fā)展很快。目前正朝著標(biāo)準(zhǔn)化開放體系結(jié)構(gòu)的方向前進(jìn)。由分析可得目前數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的總體趨勢(shì)為： （ 1） 向高速、高效、高精度、高可靠性方向發(fā)展。 （ 2）為 增強(qiáng)通信功能、控制性能與驅(qū)動(dòng)裝置，向模塊化、智能化、柔性化、網(wǎng)絡(luò)化和集成化方向發(fā)展。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 3） 向 和開放式體系結(jié)構(gòu)方向發(fā)展。 （ 4） 出現(xiàn)新一代數(shù)控加工工藝與裝備，機(jī)械加工向虛擬制造的方向發(fā)展。 （ 5） 信息技術(shù) (機(jī)床的結(jié)合，機(jī)電一體化先進(jìn)機(jī)床將得到發(fā)展。 （ 6） 納米技術(shù)將形成新發(fā)展潮流，并將有新的突破。 （ 7）節(jié)能環(huán)保機(jī)床將加速發(fā)展，占領(lǐng)廣大市場(chǎng) 5。 事實(shí)上機(jī)床的數(shù)控化改造是一個(gè)跟隨機(jī)床類型變化而變化的工作，同時(shí)它也跟隨數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展而不斷地進(jìn)步著，且未來(lái)會(huì) 更進(jìn)一步與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合，向網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化方向發(fā)展 。 機(jī)床數(shù)控化改造的優(yōu)越性 經(jīng)實(shí)踐證明數(shù)控化改造后的機(jī)床的優(yōu)越性具有以下幾點(diǎn) : （ 1） 機(jī)床數(shù)控化改造可以大大的減少資金的投入，提高零件的加工精度和生產(chǎn)效率。企業(yè)可依照實(shí)際需要對(duì)機(jī)床性能、操作與維修等方面做出改進(jìn)意見。 （ 2）機(jī)床數(shù)控化改造可以提高機(jī)床的性能和質(zhì)量，加工出普通機(jī)床難以加工或者不能加工的復(fù)雜型面零件?？蓪?shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)，降低工件的定位誤差。 （ 3）由于操作者對(duì)改造前的機(jī)床特性比較熟悉，因而在操作使用和維修方面可縮短培訓(xùn)時(shí)間。數(shù)控加工降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力，減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，并可對(duì)市場(chǎng)需求做出快速反應(yīng)。 （ 4）機(jī)床數(shù)控化改造后擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自檢功能，更好地調(diào)節(jié)了機(jī)床加工狀態(tài)。還可以提示操作者機(jī)床故障或編程錯(cuò)誤等機(jī)床運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題。 （ 5） 機(jī)床數(shù)控化改造后可以實(shí)現(xiàn)加工的柔性自動(dòng)化，效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高 3 7倍 6， 7。 1 2 本 課題的設(shè)計(jì)內(nèi)容 由上面的介紹可以看出，如今對(duì)現(xiàn)有普通機(jī)床的數(shù)控化改造具有十分重要的意義。本課題設(shè)計(jì)重點(diǎn)則是對(duì) 型表面及具有一定斜度的平面。經(jīng)改造后 與原來(lái)機(jī)床加工相比 可實(shí) 現(xiàn)其自動(dòng)化銑削，且 具有高精、高效及加工產(chǎn)品范圍廣等特點(diǎn) 。具體 研究?jī)?nèi)容如下： （ 1）對(duì)普通銑床 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 2）對(duì)數(shù)控機(jī)床的基本機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)及電氣控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析； （ 3） 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)，研究其各個(gè)部分的設(shè)計(jì)原理，擬定設(shè)計(jì)方案； （ 4）系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和 控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)等； （ 5）總結(jié)自己的設(shè)計(jì)理念及設(shè)計(jì)思路，得出本課題的設(shè)計(jì)流程。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì) 機(jī)床數(shù)控化改造改造方案的確定關(guān)系到數(shù)控改 造的性能和經(jīng)濟(jì)性。由于本設(shè)計(jì)是針對(duì)普通機(jī)床數(shù)控化改造，所以要考慮數(shù)控系統(tǒng)是使用經(jīng)濟(jì)型還是使用全功能高檔型，是使用開環(huán)還是半閉環(huán)、全閉環(huán)。這就要根據(jù)精度高低、經(jīng)濟(jì)性來(lái)考慮 8。 具體改造方面 為節(jié)省資金，且考慮加工元件的精度等要求，現(xiàn)決定選用經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控系統(tǒng)為此次數(shù)控化改造的主要方案。 一般說(shuō)來(lái) , 對(duì)現(xiàn)有的普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造 , 包括以下幾個(gè)方面 : （ 1）機(jī)械部分改造 : 主傳動(dòng)系統(tǒng)一般不作變動(dòng) ,進(jìn)給系統(tǒng)采用滾珠絲桿螺母副替換進(jìn)給軸原有的普通絲桿副。并選用 液動(dòng)導(dǎo)軌。 （ 2）控制系統(tǒng)及電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) : 伺服控制采用開環(huán)控制 , 選用步進(jìn)電機(jī)。在機(jī)械部分改造完成后 , 采用單片機(jī)作為數(shù)控系統(tǒng) ,控制步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)工作臺(tái)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)改造方案的確定 由于主傳動(dòng)系統(tǒng)不作變動(dòng)，下面針對(duì)進(jìn)給傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇進(jìn)行分析。 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)類型的選擇 在機(jī)械設(shè)備中，常用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要有以下幾種： （ 1） 齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：齒輪機(jī)構(gòu)應(yīng)用在中心距較小，傳動(dòng)精度較高等各種不同傳遞動(dòng)力范圍的場(chǎng)合。 （ 2）螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：在許多機(jī)械設(shè)備中大量應(yīng)用著螺旋機(jī)構(gòu)（又稱絲杠傳動(dòng)），它主要用于將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)。 （ 3）帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)：帶傳動(dòng)及鏈傳動(dòng)多用于中心距較大的傳動(dòng)。 （ 4）連桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于制造，在機(jī)械設(shè)備及日常生活中有大量應(yīng)用。 （ 5）凸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)：凸輪機(jī)構(gòu)可以精確實(shí)現(xiàn)要求的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，在自動(dòng)機(jī)械中有廣泛的應(yīng)用，但它是高副接觸，因而這種機(jī)構(gòu)重要用于傳遞運(yùn)動(dòng) 9。 由以上分析可見，本設(shè)計(jì)此次采用的為第二種螺旋機(jī)構(gòu)。 螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)又稱絲杠螺母機(jī)構(gòu)。它主要用來(lái)將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。有以傳遞能量為主（如螺旋壓力機(jī)、千斤頂?shù)龋?、也有以傳遞買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 運(yùn)動(dòng)為主的（如工作臺(tái)的進(jìn)給絲杠）、還有 調(diào)整零件之間相對(duì)位置的螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。顯然本設(shè)計(jì)是以傳遞運(yùn)動(dòng)為主要目的的 。 絲杠螺母機(jī)構(gòu)有滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦之分?；瑒?dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方便、制造成本低、具有自鎖功能。但其摩擦阻力大、傳動(dòng)效率低 （ 30%40%） 。滾動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)雖然結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高，但其最大優(yōu)點(diǎn)是摩擦阻力小、傳動(dòng)效率高（ 92%98%），因此選用滾動(dòng)絲杠螺母機(jī)構(gòu)。 滾珠絲杠副是在絲杠和螺母的滾道之間放入適量的滾珠，使螺紋間產(chǎn)生滾動(dòng)摩擦。絲杠或螺母轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置，滾珠通過(guò)此裝 置自動(dòng)返回其入口，形成循環(huán)回路。滾珠絲杠副的外形及構(gòu)成原理如圖 a）雙螺母型 b）單螺母型 圖 滾珠絲杠副的外形 外滾道 內(nèi)滾道 圖 1 反向器 2 螺母 3 絲杠 4 滾珠 滾珠絲杠副具有傳動(dòng)效率高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用與各種工業(yè)設(shè)備、精密儀器和數(shù)控機(jī)床等。滾珠絲杠副由專門工廠 制造，當(dāng)型號(hào)計(jì)算選定后，可以外購(gòu)或定制。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的選擇 按照調(diào)節(jié)理論分類，進(jìn)給伺服系統(tǒng)可分為以下幾類： （ 1）開環(huán)控制系統(tǒng)如圖 示，這類系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件主要是步進(jìn)電機(jī)或電源脈沖馬達(dá)。系統(tǒng)工作時(shí)，驅(qū)動(dòng)元件將數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)換成角度位移，轉(zhuǎn)過(guò)的角度正比于指令買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 脈沖的個(gè)數(shù)，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度取決于指令脈沖的頻率。系統(tǒng)中無(wú)位置反饋，也沒(méi)有位置檢測(cè)元件。開環(huán)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制容易，穩(wěn)定性好，但精度較低，低速有振動(dòng)，高速轉(zhuǎn)矩小。一般用于輕載或負(fù)載變化不大的場(chǎng)合，比如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床上。 圖 開環(huán) 伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 （ 2）閉環(huán)伺服系統(tǒng)如圖 示，這類系統(tǒng)是誤差控制伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)元件為交流或直流伺服電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)帶有速度反饋裝置，被控對(duì)象裝有位移測(cè)量元件。 圖 閉環(huán)伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 由于閉環(huán)伺服系統(tǒng)是反饋控制，測(cè)量元件精度很高，所以系統(tǒng)傳動(dòng)鏈的誤差、環(huán)內(nèi)各元件的誤差，以及運(yùn)動(dòng)中造成的隨機(jī)誤差都可以得到補(bǔ)償，大大提高了跟隨精度和定位精度。 （ 3）半閉環(huán)伺服系統(tǒng)如圖 示，這類系統(tǒng)的位置檢測(cè)元件不是直接安裝在進(jìn)給系統(tǒng)的最終運(yùn)動(dòng)部件上，而是經(jīng)過(guò)中間機(jī)械傳動(dòng)部件的位置轉(zhuǎn)換，稱為間接測(cè)量。半閉環(huán)系 統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)元件即可以采用交流或直流伺服電動(dòng)機(jī)，也可以采用步進(jìn)電機(jī)。該類系統(tǒng)的傳動(dòng)鏈有一部分處在位置環(huán)以外，環(huán)外的位置誤差不能得到系統(tǒng)的補(bǔ)償，因而半閉環(huán)系統(tǒng)的精度低于閉環(huán)系統(tǒng)，但調(diào)試比閉環(huán) 系統(tǒng)方便，所以仍有廣泛應(yīng)用 10。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 體方案的確定及框圖 體方案的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)的要求，決定采用點(diǎn)位控制，用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng)。這樣可使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，調(diào)試和維修都比較容易，為確保數(shù)控系統(tǒng)的傳動(dòng)精度和工作平衡性，采用低摩擦的傳動(dòng)和導(dǎo)向元件，此工作臺(tái)采用滾珠絲桿螺母副和液動(dòng)導(dǎo)軌 ，為盡量消除傳動(dòng)間隙，可設(shè)法調(diào)整傳動(dòng)齒輪的中心距以消除齒側(cè)間隙，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用高性能價(jià)格比的 列單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。 體方案框圖 環(huán)形分配器微機(jī)環(huán)形分配器方向 進(jìn)電機(jī)工作臺(tái)Y 步 進(jìn)電機(jī)Z 步 械部分設(shè)計(jì)計(jì)算 作臺(tái)外形尺寸及重量估算 縱向： X=1250文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 工作加工范圍：縱向： X=320作臺(tái)及夾具工件策略： 800N 橫向： z=400 工作加工范圍：橫向： z=300作臺(tái)及夾具工件策略： 500N 削計(jì)算 F 查得： F=1,F=1 取 f=r 則： 41 1=111N 削力計(jì)算 P 2z = 凸輪 ) 銑削接觸弧深 z 每齒進(jìn)給量 銑刀直徑： 2 銑削深度： 8 銑刀齒數(shù)： z=3 P 2z =2 12 8 3=217 查表得： 1,則走刀抗力 217N 動(dòng)導(dǎo)軌的參數(shù)確定 （ 1）導(dǎo)軌形式：在原有滑動(dòng)導(dǎo)軌的基礎(chǔ)上，采用貼塑處理，摩擦特性好，耐磨性好，減振特性好等特點(diǎn)，且工藝較簡(jiǎn)單。 珠絲桿的設(shè)計(jì)計(jì)算 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 滾珠絲桿的負(fù)荷包括銑削力及運(yùn)動(dòng)部件的重量所引起的進(jìn)給抗力。應(yīng)按銑削時(shí)情況計(jì)算。 （ 1）最大動(dòng)負(fù)荷 Q=3L 轉(zhuǎn)系數(shù) ，壽命值 L=61060 n=01000式中 L 壽命 ，以 106 轉(zhuǎn)為一單位 n 絲桿轉(zhuǎn)速（ r/ 為最大切前力條件下的進(jìn)給速度（ m/ 可取最高進(jìn)給速度的 1/2 1/3 縱向 : 0 絲桿導(dǎo)程（ 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)，表 3 14 初選絲桿螺距 絲桿轉(zhuǎn)速 n 為： n=0100060r/以 L=610150006060 =54 X 向絲桿牽引力： 2z +17+3500=222N 式中 f 當(dāng)量摩擦系數(shù)，取 以最大動(dòng)負(fù)荷： X 向： L 229N 查表取滾珠 絲桿直徑 0,選用滾珠絲桿螺母副的型號(hào)為 ，單螺母變導(dǎo)程預(yù)緊，見附錄 A 表 A 7 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 （ 2）滾珠絲桿螺母幾何參數(shù)計(jì)算如下： 名稱 符號(hào) 計(jì)算公式和結(jié)果 /紋滾道 公稱直徑 30 螺距 t 6 接觸角 450 鋼球直徑 紋滾道 法面半徑 R 桿 偏心距 e E=(z)紋升角 =32 螺桿直徑 d D=桿內(nèi)徑 2桿接觸直徑 dz dq =母 螺母螺紋外徑 D D=60 螺母內(nèi)徑 1= 50 (3)傳動(dòng)效率的計(jì)算 =) =中 摩擦角 約等于 10 螺紋升角 （ 4）剛度驗(yàn)算 滾珠絲桿受工作負(fù)載 P 引起的導(dǎo)程 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 式中 在工作負(fù)載 P 作用下引起每一導(dǎo)程的變化量（ P 工作負(fù)載，即進(jìn)給牽引力（ N）； 滾珠絲桿導(dǎo)程（ E 材料彈性模數(shù)（ N/ ,對(duì)鋼為 104 N/ F 滾珠絲桿截面積（按內(nèi)徑確定） X 向： P=222N. E=104 N/F= 所以 = 106 桿因受扭矩而引起的導(dǎo)的變化量 小，可忽略所以導(dǎo)程總誤差 = L 100/ m/m 查表知 m，故剛度足夠。 6）步進(jìn)電機(jī)的選用 （ 1）步進(jìn)電機(jī)的步距角 b：對(duì)步進(jìn)電機(jī)施加一個(gè)脈沖信息，步 進(jìn)電機(jī)就回轉(zhuǎn)一個(gè)固定的角度。 因?yàn)橄到y(tǒng)分辨率為 以取系統(tǒng)脈沖當(dāng)量 p =選步進(jìn)電機(jī)步距角 b= 2）步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)距的計(jì)算 設(shè)步進(jìn)電機(jī)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩為 T，負(fù)載力為 P，根據(jù)能量守恒原理 電機(jī)所做的功與負(fù)載力做的功有如下關(guān)系： T =中 電機(jī)轉(zhuǎn)角； s 移動(dòng)部件的相應(yīng)位移； 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 機(jī)械傳動(dòng)效率 若取 =b= s=p,p= (G+ 所以 T= （ G+ 式中： 銑削時(shí)走刀抗力（ N）； G 移動(dòng)部件重 量（ N）； 與策略方向一致的切削力（ N）； 導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取 b 步進(jìn)電機(jī)的步距角； T 電機(jī)軸負(fù)載轉(zhuǎn)距（ N ; 代入數(shù)據(jù)得： T=算起動(dòng)轉(zhuǎn)矩： 工作方式為三相六拍的步進(jìn)電機(jī)， =求出最大靜轉(zhuǎn)矩 66.0 3)步進(jìn)電機(jī)的最高起動(dòng)頻率 01000 2333Hz fe=01000=1000 4）確定步進(jìn)電機(jī)型號(hào) 根據(jù)以上計(jì)算，從表 3 選出 130電機(jī)可以滿足要求，因?yàn)榧庸げ牧蠟榍嚆~，切削力小，故不再進(jìn)行校核計(jì)算。尺寸如下圖： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7） 確定齒輪傳動(dòng)比及模數(shù)和有關(guān)尺寸 因?yàn)椴竭M(jìn)電機(jī)中距角 b=滾珠絲桿螺距離 t=5實(shí)現(xiàn)脈沖當(dāng)量 p=傳動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)加一級(jí)齒輪降速傳動(dòng)，降速傳動(dòng)比：I=21p = 24， 50 因傳遞的扭矩較小，取模數(shù) m=2,齒輪有關(guān)尺寸如 下表： 關(guān)系式 Z 24 50 d= 48 100 da=d+2m 52 104 df= 43 95 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 B=(36 ) 10 10 A=2 21 74 給伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 縱橫向進(jìn)行機(jī)構(gòu)裝配圖 過(guò)計(jì)算 ,本設(shè)計(jì)采用 130步進(jìn)電機(jī)，內(nèi)循環(huán) 珠絲桿副，齒輪箱中裝有三個(gè)齒輪 24， 52， 5，模數(shù) m=2。內(nèi)循環(huán)螺紋調(diào)整的雙螺母滾珠絲桿副 ,設(shè)計(jì)中將一對(duì)齒輪水平放置 (圖中沒(méi)畫出 ),避免箱體高工作臺(tái)面影響工人操作 4 上 ,為了保證電機(jī)與滾珠絲桿平衡度 ,在裝配之前 ,應(yīng)將端蓋 14 與箱體 11 用螺釘堅(jiān)固后打銷孔 在一次裝夾中鏜出 100 68個(gè)孔 ,再將端蓋坼下 ,進(jìn)行裝配 . 中的錐齒輪 ,滑動(dòng)螺母等零件去掉，將回轉(zhuǎn)臺(tái)稍作加工，裝入滾珠螺母，再裝調(diào)左端的絲杠支架和右端的箱體 11，使?jié)L珠絲杠與導(dǎo)軌平行，滾珠絲杠帶動(dòng)工 作臺(tái)運(yùn)行靈活，無(wú)阻滯現(xiàn)象，再堅(jiān)固螺釘，并打定位銷。 水平面內(nèi)應(yīng)使絲桿中心線距導(dǎo)軌的距離盡量小，否則將會(huì)產(chǎn)生顛復(fù)力矩，增大摩擦力使運(yùn)動(dòng)不平穩(wěn)。此外設(shè)計(jì)中常見的錯(cuò)誤是為了在大齒輪端面與箱壁的矩，任意加長(zhǎng)電機(jī)伸出軸這是不允許的。如果齒輪端面與箱壁矩離太小，不便于裝配，可以用加長(zhǎng)齒輪輪轂的方法來(lái)解決。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 圖的消隙齒輪，是采用兩個(gè)薄片齒輪，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（ M M 和 N N）。這種消隙齒輪的裝配順序是：首先將雙片齒輪相對(duì)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒距，使雙片齒輪對(duì)齊，彈 簧 29 受壓，上緊螺釘 26 裝入箱體后，將螺釘 26 松開，彈簧 40 將雙片齒輪沿周向錯(cuò)開，以消除與齒輪 23 的側(cè)隙，此時(shí)再將螺釘 26 上緊。設(shè)計(jì)時(shí)彈簧兩端用削扁的銷子壓住。 原來(lái)機(jī)床橫向進(jìn)給手輪，刻度盤及前面的護(hù)蓋拆去，將螺桿換成珠絲桿，仍利用原來(lái)的一對(duì)圓錐滾子軸承，齒輪箱體直接裝在升降臺(tái)上。 為了將步進(jìn)電機(jī)裝在升降臺(tái)右側(cè)，齒輪箱體的后面，以便工人操作，必須加大絲桿中心與電機(jī)軸的中心距，故此設(shè)計(jì)中采用齒數(shù)為 52 的中間介輪。因 Z=52 齒輪直徑較大做成雙片齒輪，用以消除齒側(cè)間隙。 箱體上的電機(jī)止 口孔 100，中間軸軸承外圈孔 42，及與升降臺(tái)上寂位座圈 7 作止口配合的孔 75，是在鏜床上一次鏜出，其也中心距分別是77 76 0。 023，裝配時(shí)將箱體止口孔 75在定位座圈 4 上，則保證了滾珠絲桿上裝的齒輪 8（ Z=25， m=2）與箱體中問(wèn)軸上的齒輪 10（ Z=52,m=2）的中心距，使齒輪能正確嚙合。旋塞件 4 是為了旋 下后，能從孔中伸進(jìn)內(nèi)六角桿，用來(lái)松緊介輪上的 3 個(gè)螺釘，使消隙齒輪錯(cuò)齒，以消除上下齒輪與之嚙合的側(cè)隙。 具體見裝配圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 件部分電路的設(shè)計(jì) 制系統(tǒng)的功能 1. X 向、 Y 向、 Z 向的進(jìn)給伺服運(yùn)動(dòng)； 2. 鍵盤顯示； 3. 面板管理 4. 行程控制 5. 其他功能、例如光隔離電路、功率放大電路、紅綠燈顯示 存儲(chǔ)器 用 8031 芯片，由于 8031 芯片內(nèi)無(wú)程序存儲(chǔ)器，需要有外部程序在存儲(chǔ)器的支持，同時(shí) 8031 內(nèi)部只有 128B 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也遠(yuǎn)不能滿足控制的要求。故擴(kuò)展了 16序存儲(chǔ)器由兩片 2764 組成 ，又?jǐn)U展了一片 6264 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。 8031 芯片的 2 用來(lái)傳送外部低 8 位地址和數(shù)據(jù)， 傳送高 8 位地址， 位地址和數(shù)據(jù)，故要采用 74址鎖存器的輸入和輸出透明，即輸入的低 8 位存儲(chǔ)器地址在輸出端出現(xiàn)，此時(shí)不需鎖存。當(dāng) 電平彎低電平，出現(xiàn)下降沿時(shí)，低8 位地址鎖存入地址鎖存器中， 74輸出不再隨 輸入變化，這樣 8031 芯片的 和 74出的 6 位地址， 2764 和 6264 芯片都是 8要 13 根地址線。 7低 8 位接 74片的輸出， 12 接 8031 芯片的 統(tǒng)采用全地址譯碼，兩片 2764 芯片片選信號(hào) 別接 74碼器的0Y 系統(tǒng)復(fù)位以后程序從 0000H 開始執(zhí)行。 6264 芯片的片選信號(hào) 1買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 接 74 1Y ，單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)允許程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器獨(dú)立編址（即允許地址重疊）， 8031 芯片控制信號(hào) 2764的 腳，讀寫控制信號(hào) 別接 6264 芯片的 以實(shí)現(xiàn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀寫。由于 8031 芯片內(nèi)部沒(méi)有始終要選外部存儲(chǔ)器，故其 須接地。 接口電路 由于 8031 只有 和 ，不能滿足輸入輸出口的需要，因而系統(tǒng)必須擴(kuò)展輸入輸出接口電路。從附錄 H 圖 以看出，系統(tǒng)擴(kuò)展了一片 8155 和一片 8255可編程 I/O 接口芯片。 8155 的片選信號(hào) 74 Y ， 8255芯 片片選信號(hào) 到 74 2Y 端。 74碼器有三個(gè)輸入 A、 B、 C 分別接到 8031 的 出0Y7電平有效。 7對(duì)應(yīng)輸入 A、 B、 C 的 000 至 111的 8 種組合，其中0、 B、 C 為 000， 、 B、 11。 74有三個(gè)使能端，其中 2 上（ 為低電平使能，另一個(gè) 高電平使能，只有當(dāng)使能端處于有效電平時(shí)，輸出才能產(chǎn)生，否則輸出處于高電平無(wú) 效狀態(tài)。 I/O 接口芯片與外設(shè)的連接是這樣安排的， 8155 芯片 要線是鍵盤掃描輸入。 8155 芯片的 引腳接 8031 芯片的 為使用 8155的 I/O 口，故 8255 芯片 X 向、 Y 向和 Z 向步進(jìn)電機(jī)硬件環(huán)形分配器，為輸出 B 為三個(gè)方向的點(diǎn)動(dòng)及回零輸入， 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 為面板上的選擇開關(guān)是輸入，設(shè)有編輯單步運(yùn)行，單段運(yùn)行、自動(dòng)、手動(dòng) I、手動(dòng) 系統(tǒng)各芯片采用全地址譯碼，各存儲(chǔ)器及 I/O 接口芯片的地址編碼如下表： 芯片 接74地址選擇線 片內(nèi)地址單元 地址編碼 2764（ 1） 0 0 0 8000H1764（ 2） 0 0 1 8000H3264 0 0 1 8000H 3155 1 0 0 1 1 1 1 0 256B 9 6B 9255 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 4B 5 向、 Y 向步進(jìn)電機(jī)硬件環(huán)形分配器采用 3通電五相十拍方式工作，故 腳均接 +5V， Z 向步進(jìn)電機(jī)硬件環(huán)形分配器采用買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 以 2通電四相八拍試工作。 高電平。三個(gè)芯片的選通輸出控制0255 的 零 R 接 8255 的 反轉(zhuǎn) 8255 的 鐘輸入端 8155 芯片的 以決定脈沖分配器輸出脈沖的頻率。為實(shí)現(xiàn)插補(bǔ)時(shí)不同的進(jìn)給速度，可給 8155 芯片定時(shí) /計(jì)數(shù)器中設(shè)置不同的時(shí)間常數(shù)。 （ 1）其他輔助電路 此控制系統(tǒng)中設(shè)有越界報(bào)警和急停處理電路。 X、 Y、 8031 的 同時(shí)接到 8031的 ，采用硬件申請(qǐng)中斷和軟件查詢的方法，這樣無(wú)論哪個(gè)方向，越界都會(huì)引起中斷，在中斷服務(wù)程序中通過(guò)軟件查詢的方法，便可確定是哪個(gè)方向越界，當(dāng) X、 Y、 相應(yīng)的紅燈這報(bào)警，另外，還有上電和按鈕，相結(jié)合的復(fù)位電路、光電隔離電路和 功率放大電路等。 面板 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 輪加工程序 數(shù)控銑床銑削加工程序： 圖示為壓縮機(jī)殼焊接機(jī)上的仿形 零件 ，零件曲線是二段圓弧和三條直線構(gòu)成，零件的上下兩面和中心孔已加工好，現(xiàn)要在數(shù)控銑床上銑削零件的輪廓曲線，并一次銑削加工成形。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 零件的交點(diǎn)坐標(biāo)： A（ B（ 20）， C（ 0， 40）， D（ 40，0）， E（ 20， 刀具偏移號(hào)為 移方向?yàn)榈毒叩淖?