買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 摘要 本論文在本專業(yè)社會實踐的基礎(chǔ)上，結(jié)合實際所要加工零件的精度、生產(chǎn)率、批量、材質(zhì)，所選用的數(shù)控加工系統(tǒng)，以及其它各方面因素的綜合論證擬定改造方案，對萬能銑床進(jìn)行垂直方向的改造，以達(dá)到使該型號銑床能夠最優(yōu)化的適應(yīng)實際零件的加工，最大限度滿足所要加工零件的要求。因此，通過查閱大量的工具書，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，了解并熟知該型機(jī)床與改造方案有關(guān)的詳細(xì)數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)之上選定合理的改造數(shù)據(jù)，比如：絲杠的轉(zhuǎn)速、傳動比、滾珠絲杠副的剛度、軸向載荷等。結(jié)合實際改造的需要對各數(shù)據(jù)進(jìn)行最優(yōu)化合理配比，最終達(dá)到順利完成對該機(jī)床的改造。 關(guān)鍵詞： 伺服驅(qū)動 切削力 滾珠絲杠副 傳動比 載荷 he in on of of to NC of a of in to so be to to to be to by to a of of to on a of of so of of to of of 文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 目錄 緒論 - 1 - 第一章 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 - 9 - 一、畢業(yè)設(shè)計的目的 - 9 - 二、畢業(yè)設(shè)計的課題 - 9 - 、臥式升降臺銑床的數(shù)控改造 - 10 - （）、擬定方案 - 10 - （）、設(shè)計內(nèi)容 - 10 - 、設(shè)計時間安排 - 10 - 第二章 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 - 10 - 一、機(jī)床數(shù)據(jù) - 10 - 二、工藝數(shù)據(jù) - 11 - 第三章 總體改造方案 - 11 - 一、伺服驅(qū)動 - 12 - 二、數(shù)控裝置 - 13 - 三、其它電氣裝置 - 13 - 四、機(jī)械部分 - 14 - 第四章 步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠的選取計算 - 14 - 一、切削力的計算 - 14 - 二、絲杠工作時軸向壓力 計算 - 15 - 三、滾珠絲杠副工作負(fù)荷的計算 - 16 - 1、絲杠的轉(zhuǎn)速 - 16 - 2、絲杠壽命系數(shù) L - 20 - 3、絲杠工作動載荷 C - 20 - （ 1）滾珠絲杠副軸向剛度 - 21 - 1絲杠的軸向剛度 - 21 - 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 2螺母組件的軸向剛度 - 22 - 3支撐軸承的軸向剛度 - 22 - （ 2）滾珠絲杠副臨界轉(zhuǎn)速的驗算 - 23 - 第五章 關(guān)于滾珠絲杠副的性能分析 - 24 - 第六章 雙片齒輪錯齒法調(diào)隙機(jī)構(gòu) - 25 - 第七章 部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)控制軟件的框圖 - 27 - 第八章 凸輪加工程序 - 28 - 數(shù)字控制的發(fā)展 - 31 - of - 34 - 設(shè)計體會 - 39 - 致謝 - 40 - 參考文獻(xiàn) - 41 - 附錄 - 41 - 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 緒論 機(jī)床是在人類認(rèn)識和改造自然的過程中產(chǎn)生，又隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步而不斷發(fā)展、不斷完善的。最原始的機(jī)床是木制的，所有運動都是由人力或畜力驅(qū)動，主要用于加工木料、石料和陶瓷制品的泥坯，它們實際上并不是一種完整的機(jī)器。現(xiàn)代意義上的用于加工金屬零件的機(jī)床，是在 18 世紀(jì)中葉才開始發(fā)展起來的。 18 世紀(jì)發(fā)明了機(jī)動刀架，并以蒸汽機(jī)為動力，對機(jī)床進(jìn)行驅(qū)動或通過天軸對機(jī)床進(jìn)行集體驅(qū)動，才初步形成了現(xiàn)代機(jī)床的雛形。 19 世紀(jì)至 20 世紀(jì)初，隨著電動機(jī)的問世，電動機(jī)取代了蒸汽機(jī)，經(jīng)過了由天軸對機(jī)床進(jìn)行集體驅(qū)動、單獨電動機(jī)驅(qū)動的封閉齒輪箱結(jié)構(gòu)的發(fā)展過程，才使機(jī)床基本具備了現(xiàn)代的結(jié)構(gòu)形式。 20 世紀(jì)初到 20 世紀(jì) 40 年代，隨著高速鋼和硬質(zhì)合金刀具的使用以及液壓等技術(shù)的應(yīng)用，機(jī)床在傳動、結(jié)構(gòu)、控制等方面得到很大的改買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 進(jìn)，加工精度和生產(chǎn)率得到顯著提高。自 20 世紀(jì) 50 年代以來，計算機(jī)技術(shù)開始應(yīng)用于機(jī)床中，先后出現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床、加工中心、柔性制造系統(tǒng)等。計算機(jī)集成制造的出現(xiàn)，表明機(jī)械制造業(yè)正在走向一個嶄新的變革時代。電火花加工、電解加工、超聲波加工、激 光加工、電子束加工、磨料流加工、磨料噴射加工等各種機(jī)械加工設(shè)備，表明特種加工設(shè)備也有了長足的發(fā)展。 由于我國歷史上的長期封建統(tǒng)治以及帝國主義侵略和掠奪，在新中國成立之前，沒有自己的機(jī)床制造業(yè)。新中國成立后，機(jī)床工業(yè)從無到有、從小到大、從仿造到自行設(shè)計，擴(kuò)建及興建了一批機(jī)床制造廠，開始了各種機(jī)床的研究和試驗工作。我國機(jī)床工業(yè)已經(jīng)形成了一個布局合理、產(chǎn)品門類齊全的完整體系，能夠生產(chǎn)出從小型的 儀表機(jī)床到重型的各類機(jī)床，從通用機(jī)床到各種精密、高效率、高度自動化的機(jī)床。我國從 20 世紀(jì) 50 年代末開始研制數(shù)控機(jī)床，并通 過引進(jìn)和消化先進(jìn)技術(shù)，現(xiàn)已經(jīng)生產(chǎn)包括加工中心、柔性制造系統(tǒng)單元在內(nèi)的各種數(shù)控機(jī)床，并且研制出了柔性制造系統(tǒng)。 其中銑床是用銑刀對工件進(jìn)行加工的機(jī)床。 最早的銑床是美國人惠特尼于 1818 年創(chuàng)制的臥式銑床。為了銑削麻花鉆的螺旋槽，美國人布朗于 1862 年創(chuàng)制了第一臺萬能銑床，這是升降臺銑床的雛形。 1884 年前后又出現(xiàn)了龍門銑床。 20 世紀(jì) 20 年代出現(xiàn)了半自動銑床，利用擋塊工作臺完成“進(jìn)給 快速”或“快速 進(jìn)給”運動的自動轉(zhuǎn)換。 1950 年以后，銑床在控制系統(tǒng)方面發(fā)展很快，數(shù)字控制的應(yīng)用大大提高了銑床的自動化程度 。尤其是 20 世紀(jì) 70 年代以后，微處理器的數(shù)字控制系統(tǒng)和自動換刀系統(tǒng)在銑床上得到應(yīng)用，擴(kuò)大了銑床的加工范圍，提高了加工精度與效率。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 第一章 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 一、畢業(yè)設(shè)計的目的 通過畢業(yè)設(shè)計，學(xué)習(xí)了系統(tǒng)地綜合運用所學(xué)的知識和技能解決實際工程問題的本領(lǐng)，鞏固和加深所學(xué)知識的理解，并且通過畢業(yè)設(shè)計的實踐擴(kuò)大和補(bǔ)充了知識，使認(rèn)識提高到一個新的水平，通過畢業(yè)設(shè)計的實踐，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)計計算公式，正確計算 ，并能以圖紙和說明書表達(dá)設(shè)計的思想和結(jié)果，通過畢設(shè)計，不但提高了解決具體問題的獨立工作能力，具體動腦動手能力，而且建立了正確的設(shè)計和科研思想，加強(qiáng)了科學(xué)性，牢固樹立實事求是和嚴(yán)肅認(rèn)真的工作態(tài)度。 二、畢業(yè)設(shè)計的課題 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 、臥式升降臺銑床的數(shù)控改造 （）、擬定方案 ： 根據(jù)加工零件的精度、生產(chǎn)率、批量，分析應(yīng)采用的數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)實施方案的合理性。 （）、設(shè)計內(nèi)容 ： 銑床（或或）坐標(biāo)機(jī)械伺服機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算，繪制裝配圖。 數(shù)控系統(tǒng)框圖及硬件電路接線圖的設(shè)計與繪制。 用軟件實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)通訊程序的設(shè)計。 繪圖工作量不少于 0 圖示 2 張，設(shè)計計算書一份。 、設(shè)計時間安排 設(shè)計階段的任務(wù)包括方案設(shè)計、圖紙設(shè)計和編寫技術(shù)文件等?？傇O(shè)計時間為 16 周。其中： 方案設(shè)計時間約 3 周（包括查資料）， 計算及圖紙設(shè)計時間約 6 周（包括查資料）， 編寫技術(shù)文件約 7 周（包括查資料）。 第二章 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 一、機(jī)床數(shù)據(jù)： 進(jìn)給電機(jī) 工作臺最大拖力 1500 工作臺最大承載重量 500作臺快速進(jìn)給量 垂 = 橫 = 縱 =2300mm/ 工作臺行程： 縱 800 橫 300 垂 400最大回轉(zhuǎn)角度（ 45。 ） 工作進(jìn)給量：縱橫向 10 1000mm/向 333mm/ 機(jī)床設(shè)計圖冊 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 二、工藝數(shù)據(jù)： 通用機(jī)床由于工藝范圍廣，在同一臺機(jī)床上常用不同材料刀具對不同材料和尺寸的工件進(jìn)行多種加工，故取具有代表性的典型加工條件為計算依據(jù)。通常以加工量最大的鋼料或鑄件為工件材料，硬質(zhì)合金或高速鋼為刀具材料，選取用該機(jī)床上用得最多的常用工序或極限加工工序及與此相應(yīng)的切削用量。結(jié)合本次改造，選取加工材料為 平板凸輪的加工工藝。 刀具： 粗齒圓柱銑刀：孔徑 27徑為 63取 63 前角 。 為 15。 ，后角 。 為12。 ， 螺旋角 為 45。 ，齒數(shù)為 6 切削用量： 銑削鑄鐵銑削前深度 t 取 t 進(jìn)給量：粗齒圓柱銑刀，在加工鑄鐵裝夾系統(tǒng)剛性一般，機(jī)床功率 條件下，取每齒進(jìn)給量 米齒，取 米齒 金屬切削手冊 (第二版，上海市金屬切削技術(shù)協(xié)會編 ) 第三章 總體改造方案 采用微 機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算處理，由 I/O 接口輸出泳沖，經(jīng)光電隔離電路，功率放大到步進(jìn)電機(jī)，再齒輪減速，帶動滾珠絲杠轉(zhuǎn)動。從而實現(xiàn) X、 Y、 Z 方向的進(jìn)給運動?？傮w設(shè)計示意圖如下所示： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 光電隔離功率放大步進(jìn)電機(jī)光電隔離功率放大步進(jìn)電機(jī)脈沖發(fā)生器光電隔離功率放大步進(jìn)電機(jī)橫向工作臺升降臺縱向工作臺整形電路整形電路整形電路結(jié)合實際工作量，本次數(shù)控改造只涉及進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控改造，對于主軸部分不予考慮。數(shù)控改造過程中，對于進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)，主要關(guān)心它的轉(zhuǎn)矩大小，調(diào)節(jié)范圍的大小和調(diào)節(jié)精度的高低，以及動態(tài)響應(yīng)速度的快慢。滾珠絲杠作為當(dāng)代數(shù)控機(jī)床進(jìn)給的主要傳動機(jī)構(gòu)，以其壽命長、高剛度、高效率、高靈敏度、無間隙等顯著特點而得以廣泛應(yīng)用，成為各類數(shù)控機(jī)床的重要配套部件，并已實 現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和商品化。為了滿足數(shù)控機(jī)床高進(jìn)給速度、高定位精度、高平穩(wěn)性和快速響應(yīng)的要求，必須合理選擇滾珠絲杠副，并進(jìn)行必要的校核計算。 一、伺服驅(qū)動 ： 在我國設(shè)備數(shù)控改造的一段時間里，較多采用步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動元件，步進(jìn)電機(jī)是一種特殊結(jié)構(gòu)的電機(jī)，它利用通電激磁繞組產(chǎn)生反應(yīng)力矩：將脈沖電信號的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械位移的機(jī)電執(zhí)行元件。當(dāng)激磁繞組每產(chǎn)生一定規(guī)律獲得分配脈沖時，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度與輸入的脈沖個數(shù)具有較嚴(yán)格的比例關(guān)系，而且轉(zhuǎn)動與輸入脈沖在時間上同步，因此可以利用這些特點控制運動的速 度和位移量。 由于步進(jìn)電機(jī)容易丟步，啟動頻率低，工作頻率也不夠高，低頻時振動大，有時還自激振蕩，且沒有過載能力，當(dāng)工作條件變動時，可能造成失誤，因此步進(jìn)電機(jī)多用于負(fù)載較小、買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 負(fù)載變化不大或要求不太高的經(jīng)濟(jì)型簡易型數(shù)控設(shè)備中。 開環(huán)伺服是由步進(jìn)電機(jī)和機(jī)械傳動裝置組成的開環(huán)式控制系統(tǒng)。由于沒有位置檢測及反饋裝置，就必須使其機(jī)械傳動裝置在任何時刻、任何情況下均能嚴(yán)格跟隨步進(jìn)電機(jī)的運動而運動。然而實際上，在機(jī)械傳動裝置的輸入與輸出之間總會有誤差存在的。這誤差的產(chǎn)生，除了有一部分是由傳動鏈的傳誤差（如絲杠螺距累積誤差） 引起的之外，還有一部分是由于傳動系統(tǒng)的動力參數(shù)（如傳動剛度、移動件慣量、導(dǎo)軌摩擦力、間隙、速度阻尼等）產(chǎn)生的。這部分誤差在設(shè)計開環(huán)伺服進(jìn)給系統(tǒng)中必須予以注意。它包括三部分： 、啟動或反向時的死區(qū)誤差； 、由于傳動剛度的變化引起的定位誤差； 、運動時的動態(tài)誤差。 二、數(shù)控裝置： 數(shù)控裝置的選擇也有多種方案，可以全部自行設(shè)計制作，可以來用單板機(jī)或模塊改制等，工廠中一般多采用以下兩種方法： 一種情況是所需的功能和要求有現(xiàn)成的數(shù)控裝置可以滿足，這時絕大多數(shù)都采取買現(xiàn)成產(chǎn)品的方案，因為自行設(shè)計制作不但費時 間，投資也不一定能省，往往是投資更多，而且質(zhì)量也不容易保證的，另一種情況是買不到現(xiàn)成產(chǎn)品來實現(xiàn)有些特殊功能，這時大多采取買性價比盡量高的性能接近的裝置，然后自行補(bǔ)充或改造，至少也是買模塊或工控機(jī)，單板機(jī)來制作，很少全部自行設(shè)計制作，對于我們所需的數(shù)控裝置，除了直接能進(jìn)行漸開線插補(bǔ)這一條功能外，其它沒有特殊的功能要求，市場上可以有很多種型號的銑床數(shù)控裝置供選擇，因此直接選用市場上現(xiàn)成的裝置切合實際，可以加快改造步伐，適合生產(chǎn)需要，但是作為畢業(yè)設(shè)計，也需對其結(jié)構(gòu)、原理。控制方式等有新了解。能提出自己的處理 辦法，即設(shè)計方案。 根據(jù)所選方案確定選用國產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)數(shù)控系統(tǒng) ，控制軸數(shù) X、，聯(lián)動軸數(shù)任意二軸，生產(chǎn)廠家：南京微分電機(jī)廠江南機(jī)床數(shù)控工程公司。 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置選用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的開環(huán)數(shù)控裝置。 三、其它電氣裝置 在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造中，還需要結(jié)合數(shù)控裝置和伺服驅(qū)動的特點配其它電氣裝置，包括強(qiáng)買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 弱電信號的變換，傳輸或必要的處理，其中對輸入輸出接口部分還要考慮是否有隔離，屏蔽的要求 ，此外，還要配置所需要的電源，各種保護(hù)電路等輔助電路。步進(jìn)電機(jī)性能參數(shù)和安裝尺寸要符合 3 或 規(guī) 定。連接方式：控制柜（箱）與機(jī)床，柜（箱）與電機(jī)之間的電氣連接應(yīng)采用插頭插座或接線盒型，連接線應(yīng)有金屬軟管保護(hù)，并應(yīng)按符合85， 85， 85 有關(guān)章節(jié)規(guī)定和 80 中 定 四、機(jī)械部分： 在設(shè)備的數(shù)控化改造中，雖然中心工作是數(shù)控部分，涉及較多的是微機(jī)但如果忽視了機(jī)械方面的要求而只是按數(shù)控方面的要求來進(jìn)行相應(yīng)的改動，或者在改造設(shè)計中制造不合理的裝運，結(jié)果會給數(shù)控化改造帶來意想不到的不良后果，甚至是失敗。 第四章 步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠的選取 計算 一、切削力的計算 (ap ae af z。 d。 n。 )k 式中： 切削深度（ 切削寬度（ 每齒進(jìn)給量 （ mm/z） z。 刀齒數(shù) d。 刀具公稱直徑 n。 刀具每分鐘轉(zhuǎn)數(shù) k。 與刀具材料，切速，工件材料，刀具幾何參數(shù)，刀具磨損狀態(tài)等有關(guān)的綜合修正系數(shù)。 結(jié)合本次改造： c z 文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 式中： C c 銑削力系數(shù) 取 282 銑削深度（即被加工表面的寬度，同時加工個工件 ,每個工件厚度為 10深度為 50 每齒進(jìn)給量 取 z 銑削寬度（即被切削金屬層的深度） 取 6mm 銑刀公稱直徑 取 63mm z 刀齒數(shù) 取 銑削力修正系數(shù)且： 工件材料系數(shù) 取 (90) 前角系數(shù) 取 82 50 6 (200/190)可求出 : 000N 金屬切削刀具表 4 8 . 4 9 向切削分力 按經(jīng)驗公式： z= 200N 故： 向切削分力 按經(jīng)驗公式： z= 100N 橫向切削分力 按經(jīng)驗公式： 二、絲杠工作時軸向壓力 F 軸 的計算： 銑削條件下： 在插補(bǔ)平面內(nèi)合力 y)1/2 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 銑削一周平均銑削力 取 2 ，銑削時絲杠軸向壓力 F 軸 ： F 軸 = ( 式中： 考慮到顛覆力矩的影響系數(shù) 一般取 導(dǎo)軌當(dāng)量摩擦系數(shù)。取 m 移動部件的質(zhì)量 估計為 1000Kg g 重力加速度 取 3600N 軸 =3151N 機(jī)床設(shè)計手 冊第 3 分冊 機(jī)床與液壓 2000 年第 5 期 機(jī)床數(shù)控改造中進(jìn)給系統(tǒng)滾珠絲杠副的選擇 三、滾珠絲杠副工作負(fù)荷的計算 ： 1、絲杠的轉(zhuǎn)速： 數(shù)控改造多半采用開環(huán)步進(jìn)式伺服驅(qū)動系統(tǒng)，本次改造也采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動絲杠。 開環(huán)步進(jìn)伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計計算步驟： A 脈沖當(dāng)量取 計算降速比。由于步進(jìn)電機(jī)工作的特點是一個脈沖走一步，每一步均有一個加速過程，因而對負(fù)載慣量很敏感。為滿足負(fù)載慣量盡可能小的要求 ，同時也為滿足要求的脈沖當(dāng)量，常采用齒輪降速傳動。 傳動比： = S/360 式中： 步距角 S 絲杠螺距 初取 12 脈沖當(dāng)量 各級傳動比的確定： 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 首先確定傳動級數(shù)為 3。考慮到垂向進(jìn)給機(jī)構(gòu)中采用錐齒傳動，在機(jī)床中的錐齒輪傳動齒數(shù)比通常在 1 其是傳動比為的正交等比傳動用得最多。結(jié)合本次改造選這級傳動比也為。 根據(jù)相關(guān)資料確定不同嚙合對數(shù)時的最佳降速比： , , 今選齒輪 7, =54 ,4, =60,(機(jī)床上常用的錐齒輪 齒數(shù)比為時有 22) 取 =40 。模數(shù) m1=,正交等比傳動直齒錐齒輪的主要尺寸： 40, e=e= i=4234 機(jī)床設(shè)計手冊 3 冊 510 圖 5 C. 根據(jù)結(jié)構(gòu)草圖計算機(jī)械傳動裝置及負(fù)載折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動慣量 計算電機(jī)力矩 ,再按步距角，電機(jī)力矩，允許的負(fù)載慣量等項要求來選取合適的步進(jìn)電機(jī)。 慣量計算： 1+1 +J2+2 +J3+G/g(S/2 )2 式中： 機(jī)床設(shè)計手冊 2 冊 5 力矩計算： 快速空載啟動時所需力矩： f 0 最大切削負(fù)載時所需力矩： f 0 t 快速進(jìn)給時所需力矩： f 0 式中： 空載啟動時折算到馬達(dá)軸上的加速力矩 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 f 折算到馬達(dá)軸上的摩擦力矩 0 由于絲杠預(yù)緊引起的折算到馬達(dá)軸上的附加摩擦力矩 切削時折算到馬達(dá)軸上的加速力矩 t 折算到馬達(dá)軸上的切削負(fù)載力矩 絲杠傳動時 a , f , 0 , t 計算公式： a r 式中： r 折算到馬達(dá)軸上的總慣量 系統(tǒng)時間常數(shù)（系統(tǒng)時間常數(shù)表示線路在導(dǎo)通瞬間允許電流值上升的速率。時間常數(shù)越小，線路導(dǎo)通后電流上升越快，達(dá)到近似穩(wěn)定值的時間越短；反之則越長） n 電機(jī)轉(zhuǎn)速 當(dāng) n=計算 n=計算 at 切削時的轉(zhuǎn)速 摩擦力矩 =() 10軌摩擦力 （ )( ） S 絲杠螺距 齒輪降速比 h 傳動鏈總效率 一般取 取 =2106N =加摩擦力矩 ： 2（ 10 式中： 滾珠絲桿預(yù)加載荷（ m） 為使預(yù)緊后的雙螺母機(jī)構(gòu)在正向傳動鏈?zhǔn)芰\行時其反向傳動鏈仍保證無間隙出現(xiàn)，要求 預(yù)緊力的數(shù)值應(yīng)大于最大軸向載前的 1/3 倍。 1/3 F 軸 =1/33151= =1200N 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 絲桿螺距 傳動鏈總效率 齒輪降速比 o 滾珠絲桿未預(yù)緊時的效率，一般取 削力矩 t： t 2 10 (N ) 式中： t 進(jìn)給方向的最大切削力 S 絲機(jī)螺距（ 傳動鏈總效率 取 齒輪降速比 初選步進(jìn)電機(jī)： 130五相十拍分配方式 檢驗計算： (m)n/02 式中： 電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量 系統(tǒng)轉(zhuǎn)動慣量 T 系統(tǒng)時間常數(shù) (s) 加速時間 50： (m)02 (102)1000/02 = f+ M=5。 26Mn 故可靠性好，穩(wěn)定性好。 第五章 關(guān)于滾珠絲杠副的性能分析 在升降臺銑床的垂向運動中，普遍存在著工作臺運動時搖動力過大的問題。因此，操作進(jìn)刀不便，絲杠螺母副易磨損，電磁離合器易燒壞。解決這一問題的根本措施是將滑動絲杠改為滾珠絲杠副，提高機(jī)械傳動效率，當(dāng)采用滾珠絲杠副后，其矛盾就轉(zhuǎn)化為滾珠絲杠副逆運轉(zhuǎn)的自鎖上。 垂向升降絲杠副的受力情況如下圖所示： P 載 荷F m=擦力正壓力 荷22圖 1 及圖 2 所示為升降滾珠絲杠受載示意圖及傳動系統(tǒng)圖。采用滾珠絲杠后，因摩擦角小于螺旋升角而不 能自鎖，在自重作用下絲杠副產(chǎn)生逆轉(zhuǎn)，升降臺自動下降。為防止其逆轉(zhuǎn)，必買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 須滿足自鎖條件方程： F 式中： F 向下分力， F= (kgf); Nf = f (kgf)。 防逆轉(zhuǎn)所需的附加摩擦力，但在絲杠向上搖動時卻又不應(yīng)增加阻力。這就是垂向滾珠絲杠副防逆轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計的基本出發(fā)點。 在機(jī)構(gòu)中一般用超越離合器實現(xiàn)單向加載的目的。假 若在絲杠傳動系統(tǒng)中附加單向摩擦載荷 此時，向上驅(qū)動力矩 M 上 基本不變，而 M 下 由下式確定： M 下 22 若使 ，則 M 下 =0，搖臂的手搖力 Q 下 =0。但在實際使用中總調(diào)整到 0 使其在不同載荷的變化狀態(tài)下，有較好的自鎖可靠性，但 值又不宜過大，否則造成向下?lián)u動力 Q 下 過大以及超越離合器易磨損等弊端。這是考核垂向升降滾珠絲杠副結(jié)構(gòu)是否合理的重要 指標(biāo)。所以從自鎖條件方程不分析，附加摩擦力 滿足上述方程并有足夠的安全系數(shù)條件下取最小值。 此外，為使實際使用時能取得最佳效果和磨損后的補(bǔ)償， 能方便地進(jìn)行調(diào)節(jié)和具有補(bǔ)償機(jī)能。這是垂向升降絲杠副能否得到廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。本次改造中附加摩擦力可通過碟形彈簧調(diào)節(jié)，使之達(dá)到最佳自鎖狀態(tài)。碟形彈簧能自動補(bǔ)償磨損，因此，確保了自 鎖性和搖動輕巧；同時，離合器通過 1： 傳動減速比使離合器能以較小的阻尼去實現(xiàn)較大的控制力，從而延長使用壽命。 由以上的分析可知，改造成后的“可調(diào)阻尼式”垂向滾珠絲杠副傳動機(jī)構(gòu) ，結(jié)構(gòu)布局合理，具有搖動輕巧，自鎖可靠，調(diào)節(jié)方便，壽命較長，及更新改裝方便等多方面的優(yōu)點。 第六章 雙片齒輪錯齒法調(diào)隙機(jī)構(gòu) 為了提高齒輪傳動精度，需要設(shè)計齒輪消隙裝置，采用二片和三片齒輪錯齒法。示意圖買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 如下所示： 1 - 拉 簧 2 、 6 - 凸 耳 3 - 調(diào) 節(jié) 螺 母4 - 鎖 緊 螺 母 5 - 螺 釘 7 、 8 - 薄 片 齒 輪該機(jī)構(gòu)為自動補(bǔ)償機(jī)構(gòu)。相互嚙合的一對齒輪中的一個做成兩個薄片齒輪 7 和 8，兩薄片齒輪套在一起，彼此可作相對運動。兩個齒輪的端面上，分別裝有螺紋凸耳 2 和 6，拉簧 1的一端鉤在凸耳 6 上，另一端鉤在穿過凸耳 2 通孔的螺釘 5 上。在拉簧的拉力作 用下， 兩面三刀薄片齒輪的輪齒相互錯位，分別貼緊在與之嚙合的齒輪左、右齒廓面上，消除了它們之間的齒側(cè)間隙。拉簧的拉力大小可由螺母 3 調(diào)節(jié)。不過這種結(jié)構(gòu)傳動剛度較差，能傳遞的轉(zhuǎn)矩較小。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 第七章 部分?jǐn)?shù)控系統(tǒng)控制軟件的框圖 單板機(jī)控制的步進(jìn)電機(jī)開環(huán)系統(tǒng)中，單板機(jī)負(fù)責(zé)插補(bǔ)運算并輸出脈沖，步進(jìn)電機(jī)為執(zhí)行機(jī)構(gòu)?？刂浦械暮诵模怯绍浖醇庸ひ髮Σ竭M(jìn)電機(jī)的運動方向，速度和轉(zhuǎn)數(shù)實現(xiàn)控制。一是長控制，即把編程尺寸變?yōu)椴竭M(jìn)電機(jī)的步數(shù)；二是速度控制，一般用 時器，使其每隔一定時間發(fā)出一次中斷，進(jìn)行插補(bǔ)；三是方向控制，即正 反轉(zhuǎn)控制。一般軟件有兩種結(jié)構(gòu)。一種是中斷方式，即把插補(bǔ)輸出作為中斷程序；另一種是流水線式結(jié)構(gòu)，即按插補(bǔ)加工的順序來安排軟件。中斷方式軟件結(jié)構(gòu)框圖如下 ： 開 始初始化程序啟動初始化加工子程序返回錯誤取相應(yīng)工件號，查表求首址，建立相應(yīng)指針工件加工完，查X 、Y 是否回原點并顯示買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 D 0 - 7D 0 - 7A S T 輸 出方式（ 允 許中 斷 ） 位 控方式（ 禁 止中 斷 ）A 0 - 7R D Y 置 數(shù)Z 0Y 0X 0判零邏輯8 位 右 移 寄 存 器（ 最 高 位 D 端 接地）B 7 （進(jìn)給方向）B 0 （進(jìn)給速度）七位減法計數(shù)器 / T 0去其它坐標(biāo)軸 加 法 器（位置增重）分配器功率步進(jìn)電機(jī)長度、速度、方向控 制 原 理 圖第八章 凸輪加工程序 數(shù)控銑床銑削凸輪加工程序： 圖示為壓縮機(jī)殼焊接機(jī)上的仿形凸輪，凸輪曲線是四段圓弧構(gòu)成，凸輪的上下兩面和中心孔已加工好，現(xiàn)要在數(shù)控銑床上銑削凸輪的輪廓曲線，并一次銑削加工成形。 買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 6190(72凸輪毛坯裝到通用夾具上。選凸輪上的 O 點為工件坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點，凸輪曲線各段圓弧的切點坐標(biāo)如圖所示。選用直徑為 20 的立銑刀銑削 凸輪。銑刀相對工件坐標(biāo)系原點的距離 X、 Y、 Z 分別為 450、 200、 300序啟動時，刀具停在機(jī)床參考點位置。在數(shù)控銑床上銑削凸輪的加工程序如下： 1 2 3 Z 文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 5 Y 6 X 7 8 9 10 11 12 13 14 令簡介：在上述的凸輪加工程序中 示加工該零件的程序序號； N是各個程序段的序號； G 是準(zhǔn)備功能的指令代碼： 速移動， 直線插補(bǔ)， 順時針圓弧插補(bǔ)， 刀具半徑左補(bǔ)償， 取消刀具補(bǔ)償； 刀具補(bǔ)償量代號； 進(jìn)給速度； M 輔助功能代號： 主軸啟動， 主軸停止， 程序結(jié)束。 每種零件的加工程序都有一個相應(yīng)的程序號，加工程序都是由若干個程序段構(gòu)成，每個程序段都有程序段序號，在程序中用字母，符號和數(shù)字來表示各種指 令，如準(zhǔn)備功能 G、進(jìn)買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 給功能 F、主軸功能 S、刀具功能 T、輔助功能 M 等。 數(shù)字控制的發(fā)展 機(jī)床工業(yè)的發(fā)展很難用簡單的幾句話來形容它的產(chǎn)生和成長。約翰威廉森在 18 世紀(jì)建立了他自己的金屬切削鉆床；但是，在近兩個世紀(jì)的的改革中模仿銑床和車床的具有液壓系統(tǒng)控制的鉆床一樣被社會所需要。大批量自動化的引進(jìn)在農(nóng)業(yè)，家庭工具和化學(xué)生產(chǎn)的應(yīng)用，就像賬本在財務(wù)數(shù)據(jù)上的使用，即將成為下一個關(guān)注的焦點。 在 20 世紀(jì)，有三種自動化形式廣泛適用于社會，它們是 1)機(jī)動或者固定裝配生產(chǎn)線的自動化 2)加工控制自動化，主要用于化學(xué)工藝 和食品的生產(chǎn) 3)為計算報表，數(shù)據(jù)收集和商品報表而發(fā)展的數(shù)據(jù)處理自動化 第二次世界大戰(zhàn)標(biāo)志金屬切削機(jī)床工業(yè)在面向處理社會需求能力上的轉(zhuǎn)折點；充滿野心的美國空軍的航空，導(dǎo)彈事業(yè)的發(fā)展，十分明了的顯示出常規(guī)的制造工業(yè)根本不能滿足將來的需要。一份美國政府的研究數(shù)據(jù)顯示在 1947 年整個美國的金屬切削機(jī)床工業(yè)的資源配合在一起也滿足不了空軍的部分需要。 在美國空軍的合約下，帕森公司肩負(fù)重任，設(shè)計突出對達(dá)到所需要的精度細(xì)節(jié)來擴(kuò)大生產(chǎn)率的一個靈活的、有動力的制造業(yè)體系。這個系統(tǒng)允許設(shè)計的改變但卻沒有材料的浪費，并且它符合現(xiàn)代小批量生產(chǎn)制造的管理的需要。帕森公司在 1951年承擔(dān)了麻省理工學(xué)院的控制系統(tǒng)的改造，一個廣泛適用于各種機(jī)床的控制在得到計算機(jī)的指示后通過一個分界面推動了滑架絲杠的發(fā)展。麻省理工學(xué)院實驗的成功，在 1952 年對外宣布一臺辛辛那提市的含先進(jìn)技術(shù)并把控制面板作為輸入媒介被命名為數(shù)字控制的銑床設(shè)備產(chǎn)生了。自從 1952 年開始，在西方國家，每臺實 際應(yīng)用的機(jī)床全部轉(zhuǎn)化成數(shù)控化的形式。 每一臺數(shù)控機(jī)床均使用了真空管道，電子繼電器，復(fù)雜的機(jī)床界面。第二代可利用機(jī)床發(fā)展成成縮小電子繼電器，更新固態(tài)電路。計算機(jī)的迅猛發(fā)展，數(shù)控技術(shù)經(jīng)歷了一個又一個的巨大歷史變革。第三代使用的是集成電路。低費用的電腦軟件的進(jìn)步，變得更可靠和只讀存儲器技術(shù)第一次被數(shù)字控制設(shè)計者的引進(jìn)。只讀存儲器是一個典型應(yīng)用在特殊目的程序存買文檔就送全套 紙 扣扣交流 414951605 含全套 紙和論文 答辯精 品 儲器，引導(dǎo)計算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)。計算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)是一個成功的引進(jìn)每一臺實際操作的制造工藝。鉆床、銑床逐漸演變成加工中心或者是車削中心，計算機(jī)數(shù)字控制 系統(tǒng)采用玻璃切削，制模工具，電火花加工，軋輥拋光和坐標(biāo)測量電子束焊。管子彎頭，繪圖，打印回路地板，線圈繞組性能測驗，機(jī)器人，和許多其他的工藝程序。 一組既定程序的子程序，在周期往復(fù)操作中使用存儲循環(huán)，它們記錄著只讀存儲器并且在關(guān)閉電源后還能繼續(xù)保持，首先讀入存儲器程序，然后再用程序去操作機(jī)床。除此這些優(yōu)點之外，讀入的內(nèi)存錯誤的消失是一個問題之一。伴隨著許多存儲循環(huán)的選擇，工程師們設(shè)計了一個在存儲器中部分程序的可視化編輯，各種循環(huán)問題都能產(chǎn)生警報而且適用的各種特征信息都能顯示。實際上，機(jī)床中的每一個函 數(shù)在操作中都是消耗系統(tǒng)的，一個表面的速度控制是被混合的，而且能不停的估計切削加速度效果，為下一次縮小加速度值的損失做準(zhǔn)備。傳統(tǒng)的生產(chǎn)線和在迪卡坐標(biāo)系中的圓弧插補(bǔ)在極坐標(biāo)和螺旋內(nèi)部坐標(biāo)中有所增加并且設(shè)置了一個電子碰撞障礙來阻止碰撞，后者標(biāo)志了金屬切削機(jī)床技術(shù)又上升了一個新的高度。 驅(qū)動的加速對系統(tǒng)來說數(shù)就像微處理器和微型計算機(jī)所做的貢獻(xiàn)一樣重要。 傳動系統(tǒng)的驅(qū)動一般被廣泛的稱為由馬達(dá)和從計算