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（终稿）C6132型车床用微机数控系统改造的设计（全套完整有CAD）

，出现下降沿时，低位地址锁存入地址锁存器中，送出读写的数据了。芯片的口和送出的口共组成位地址，和芯片都是，需要根地址线。低位接芯片的输出，接芯片的。系统采用全地址译码，两片芯片片选信号分别接译码器的和，系统复位以后程序从开始执行。芯片的片选信号也接的单片机扩展系统允许程序存储器和数据存储器独立编址即允许地址重叠，芯片控制信号接的引脚，读写控制信号和分别接芯片的和，以实现外部数据存储器的读写。由于芯片内部没有故始终要选外部程序存储器，故其必须接地。的是片内的定时器计数器溢出中断申请，由主轴后面的光电编码器输入。当车床车螺纹时，主轴光电编码器向发出进给脉冲，用以控制不同导程的螺纹加工。光电编码器还发出个零位螺纹信号，输入的，用以防止车螺纹乱扣。接口电路扩展主要用于功能键的控制，刀架转位控制以及报警等。其中口为输入口，作为功能键的控制管理，刀架控制编辑空运行自动手动，手动和回零。口也是输入口，由面板上的按键分别控制起动暂停单段连续急停等功能。是换刀回答，当自动转位刀架按指令转位夹紧，刀架电机停转之后，发出此信号，开始执行进给指令。接光电编码器输出的零位螺纹信号。口是输出口，控制自动刀架转位四个刀位的选刀。用于报警显示，系统正常工作时，输出低电平，绿色发光二极管亮，当系统出现异常情况时，输出高电平，经反向后，红色发光二极管亮，实现报警功能。控制步进电机，行程控制，以及键盘，显示电路。其中为输出口，用于控制向向步进电机运转，向步进电机为五相，向为三相。此系统采用软件分配。键盘显示电路为键和位显示器。作为键盘的条列线，是键盘扫描线，是输出口。接行线作为键盘输入口。是位数码显示器的位选信号，的口是数码显示器的段选信号。接越程限位控制电路，当床鞍或拖板在向或向越程时，即向计算机输入此信号，使进给系统停止。存储器及口芯片地址分配表表数控车床控制系统芯片地址分配芯片接引脚地址选择线片内地址单元地址编码控制系统的功能向和向进给伺服系统运动键盘显示自动转位刀架控制螺纹加工控制面板控制行程控制其他功能报警电路急停电路复位电路光隔离电路功能电路等。.步进电机控制电路步进电机开环驱动原理每输入个脉冲，步进电机就完成次进给，其种类很多，在本设计中采用反应式中传动系统折算到电机轴上的总等效转动惯量电机最大角速度电机最大转速运动部件最快速度脉冲当量步进电机的步距角运动部件从停止到起动加速到最大快进速度所需时间起动加速时间折算到电机轴上的摩擦转矩式中导轨的摩擦力丝杆导程.垂直方向的切削力运动部件的总重量导轨摩擦系数，取.齿轮降速比传动链总效率，般可取附加摩擦转矩式中滚珠丝杆预加负荷，般取，为进给牵引力.滚珠丝杆导程.滚珠丝杆未预紧时的传动效率，般取取.上述三项合计快速移动时所需转矩最大切削负载时所需要的转矩式中折算到电机轴上的切削负载转矩从上面计算看出三种工况下，以快速空载所需转矩最大，即以此项作为校核步进电机转矩的依据。从综合作业指导书表查出，当步进电机为五相十拍时为则最大静转矩为查表中型步进电机最大转矩为.，大于所需最大转静转矩，可以满足要求。Ⅱ校核步进电机起动矩频特性和运行矩频特性。已计算出机床最大快移时需步进电机的最高起动频率为，切削进入时所需步进电机运行频率为.。从综合作业指导书表中查出型步进电机允许的最高空载起动频率为，运行频率为，再从综合作业指导书图，查出步进电机起动矩频特性和运行矩频特性曲线如图所示，当步进电机起动时，时，.,不能满足此机床所要求的空载起动力矩.。直接使用则会施行失步现象，所以必须采取开降进控制用软件实现，将起动频率到起动转矩可增高到，然后电路上再采用高低压驱动电路，可将电机输出转矩扩大倍左右。当快速运动和切削进给时，型步进电机运行矩频特性图完全可以满足要求如图图电机运行矩频特性.纵向进给伺服系统机械部分结构设计机械部分结构设计的任务是画出进给伺服系统的机械装配图，用以表达，设计者构思，设计特点及计算结果。纵向进给伺服系统总图设计纵向进给机构，在原机床装进给箱的位置，将进给箱拆除，装伺服系统齿轮箱，在箱体的左面装步进电机，滚珠丝杆右端轴承座仍装在原机床滑动丝杆后轴承座处。滚珠丝杆装有挡板，以防止切屑掉下损坏滚珠丝杠。将床的溜板箱拆除，在滚珠螺母座前面有控制板，装有急停，电源开关等几个按钮，便于工人操作。总图上还必须画出此车床上加工螺纹的部件光电编码器在经济型数按车床上，利用光电编码器装在主轴或在主轴箱与主轴保持定传动比的伸出轴上，当主轴旋转圈时，光电编码器就发出定数量的脉冲，输入计算中，经过计算的运算，控制步进电机，带功滚珠丝杠，使刀架进给定的螺距。而光电编码器用弯板装在主轴箱左端面，通过弹性联轴器与主轴箱中伸出轴相连，因伸出轴不可能与弹性联轴器的尺寸完全致，故中间还要设计个中间过渡套。进给伺服系统的装配图经过计算，已知此纵向进给系统采用型步进电机，经过对齿轮减速，齿轮系数。。横向进给伺服系统总图设计横向进给机构可以从俯视图看出，横向进给的齿轮箱和步进电机装在床鞍后面，滚珠丝杆也需用盖板保护。横向进给的手柄可以拆除也可保留，将原机的方刀架拆除，改装自动回转刀架，由计算机控制，根据程序，自动转位夹紧。从总图中可以看到带动刀架回转的微型电机齿轮箱。总体图上还画出此车床上加工螺纹的部件光电编码器在数控车床上，利用光电编码器装在主轴或主轴箱中与主轴保持定传动比的伸出轴上，当主轴旋转圈时，光电编码器就发出定数量的脉冲，输入到计算机中，经过计算机的运算控制步进电机，带动滚珠丝杆，使刀架进给定的螺距。而附录中光电编码器用弯板装在主轴箱左端面，通过弹性联轴器与主轴箱中伸出轴相连。因伸出轴不可能与弹性联轴器孔的尺寸完全致，故还要设计个中间过渡套。控制面板上有数码显示，按键各种指示灯及开关，注意设计时要与硬件电路图致。进给伺服系统的装配图经过计算，已知横向进给系统采用型步进电机。经过二对齿轮减速，齿轮齿数。齿轮模数,滚珠丝杆直径为,滚珠丝杆螺母选用的是外循环沟槽式垫片调隙。进行应保证足够应考虑以上问题Ⅰ设计应保证足够的行程，经济型数控车床，在床面上加工最大尺寸为，横向进给行程至少为，图中设计了两对减速齿轮，减小了齿轮箱体的高度，使横向拖板运动时，防尘盖不致和箱体上盖干涉，从图中可以看出横向拖板最大运动距离为，另外还需注意从横向拖板装刀架的中心到主轴中心的距离必须大于等于行程与方刀架见方及刀头伸出度之和，设计时应注意，主轴中心与床身中心并不重合，车床此尺寸为。车床刀架见方为，刀头伸出长度为左右。Ⅱ滚珠丝杆与横向导程的平行度应小于.，为达到此要求，可在镗床上对床鞍两边的装轴承孔在次装卡中镗出。Ⅲ为保证滚珠丝杆转动轻快灵活，无阻滞现象，必须使滚珠螺母与两端轴承同轴。在本设计中，滚珠螺母与横向拖板之间装有垫片，通过水平面内滚珠螺母，在垂直面内与两端支承同轴，在通过内六角螺钉的过孔，调整水平面内滚珠螺母与两端支承同轴，调整好以后，打入定位销。Ⅳ滚珠丝杆左右各采用对径向轴承，在右端又采用对止推轴承，以承受轴向力。当丝杆受到向右的轴向力时，通过丝杆台阶传给止推轴承动圈，经钢珠传给止推轴承不动圈，再通过挡圈，对径向轴承的外圈传给法兰盘再传到床鞍上。丝杆受到向左的轴向力通过丝杆右端的圆螺母传给止推轴承的动圈钢珠，经不动圈传给法兰盘床鞍，此处必注意丝杆所受的轴向力必须传到床鞍等固定体上。另外，要注意止推轴承不动圈和轴颈之间必须画出间隙。Ⅴ双片消隙齿轮的中间开有三个月牙形的槽放入压簧，并用三个内六角螺钉固定断面和断面，这种消隙齿轮的装配顺序首先将双片齿轮相对转过个齿距，使双片齿轮的齿对齐，弹簧受压，上紧螺钉，装入箱体后将螺钉松开，弹簧将双片齿轮沿周向错开，以消除与齿轮的间隙，此时在将螺钉上紧因而在设计时，箱壁上要留有可伸入六角扳手的孔，弹簧两端用削扁的销子压住此设计中应注意箱体中留足够的扳手空间，双片齿轮用二个六角螺钉固紧，六角扳手可以齿轮箱体上端面伸入端盖拆下，六角螺钉和滚珠丝杆在轴向留有足够的空间，但此空间也不宜留得过大，以免加大箱体尺寸，双片齿轮采用三个开槽螺钉紧固。螺丝刀需从箱体左面孔中伸入拆去端盖。Ⅵ型步进电机轴为平键，为防止运转过程中齿轮从电机上松动滑出，在齿轮的轮毂上装顶丝，电机轴上钻小窝并用铅丝在顶丝口处与齿轮轮毂缠住以防松。纵向进给伺服系统机械部分计算与校核.计算切削主切削力按经验公式估算走刀方向的切削分力车床身上加工最大直径.走刀方向的切削力垂直走刀方向的切削力.滚珠丝杆螺母副的计算和造查阅综合作业指导书页式中寿命，以转为单位丝杆转速为最大切削条件下进给速度，可取最高进给速度的取丝杆导程初选为使用寿命,对于数控机床取运转系数，查表般取滚珠丝杆螺母副的选型查阅综合作业指导书附表，可采用外循环垫片调整紧的双螺母滚珠丝杆副，列.圈，其额定动负载为,精度等级按表选为级。传动效率计算式中螺旋升角，摩擦角取滚动摩擦系数刚度验算横向进给丝杆支承方式图所示，最大牵引力.,支承间距，因丝杆长度较短，不需预紧螺母及轴承预紧。计算如下Ⅰ丝杆的拉伸或压缩变形量查阅综合作业指导书图,根据.,查出可算出图横向进给丝杆支承方式Ⅱ滚珠与螺纹滚道间接触变形量查图得系列列.圈滚珠和螺纹滚道接触变形量因进行了预紧Ⅲ支承滚珠丝杆的轴承的轴向接触变形采用推力球轴承查阅机床设计手册.表.滚动体直径.,数量综合以上几项变形量之和定位精度稳定性校核计算临界负载式中材料弹性模量截面惯性矩丝杆两轴承端距离丝杆支承方式系数，从表.中查出，端固定，端简支为.般,所以此滚珠丝杆不会产生失稳。横向滚珠丝杆副的几何参数其参数如表表滚珠丝杠几何参数参数名称符号关系式螺纹滚道公称直径导程接触角钢球直径.滚道法面半径.偏心距.螺纹升角螺杆外径.内径.接触直径.螺母螺纹直径.内径齿轮传动比计算已确定横向脉冲当量，滚珠直径导程,初选步进电动机步距角可计算传动比考虑到结构上的原因不使大齿轮直径太大，以免影响到横向溜板有行程，故此处可采用两级齿轮降速。因进给运动齿轮受力不大，模数取，有关参数参照表表传动齿轮几何参数齿数分度圆齿顶圆齿根圆齿宽中心距.横向步进电机计算和选型初选步进电机计算步进电机负载转矩查阅综合作业指导书页式中脉冲当量，取进给牵引力步距角，初选双拍制为电机丝杆传动效率为齿轮轴承丝杆效率之积分别为估算步进电机起动转矩根据负载转矩除以定的安全系数来估算步进电机起动转矩.般横向进给伺服系统取