1、相关.口扩展的能力与对外设控制的能力相关。在我国，普通机床数控改造方面应用较普遍的是和系列单片机，主要是因为它们的配套芯片便宜，普及性通用性强，制造和维修方便，完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计以芯片为核心，增加存储器扩展电路接口和面板操作开关组成的控制系统。.总体方案的确定经总体设计方案的论证后，确定车床经济型数控改造方案。车床的主轴转速部分保留原机床的功能，即手动变速。车床的纵向轴和横向轴进给运动采用步进电机驱动。将原来机床的普通丝杠改为滚珠丝杠以减小摩擦力。并将单片机组成的微机作为数控装置的核心，由接口环形分配器与功率放大器起控制步进电机转动，经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动，从而实现车床的纵向横向进给运动。第二章机械部分的改造设计.纵向进给系统的改造设计纵向滚珠丝杠副的选用滚珠螺旋传动是在丝杠和螺母滚道之间放人适量的滚珠，使螺纹间产生滚动。

2、算.滚珠丝杠副的设计计算和选型横向步进电机的选用.脉冲量的计算.等效负载转矩的计算.等效转动惯量的计算.步进电机型号的选择.齿轮传动间隙的调整第三章电气控制部分的设计.单片机的选择.步进电机的驱动环形脉冲分配器的选择功率放大器的选用.步进电机的微机控制结论致谢.参考文献引言现代工业技术的发展，特别是能源部门的需求，使高温高压水广泛应用于相关的领域中，对国民生产和人民生活起着越来越重要的作用，例如机床作为机械制造业的重要基础装备，它的发展直引起人们的关注，由于计算机技术的兴起，促使机床的控制信息出现了质的突破，导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新代机床数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用，为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展，数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用，同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的。

3、传动刚度和消除间隙，采用有预加负载荷的结构。传动齿轮也要采用消除齿侧间隙的结构。此设计过程主要是纵向进给和横向进给的改造，关键是步进电机和滚珠丝杠的选用。改进后的车床简易传动系统如图图改进后的车床传动系统.小刀架.横向步进电动机.横向滚珠丝杆.大拖板.纵向滚珠丝杆.纵向步进电动机伺服进给系统的改造设计数控机床的伺服进给系统有开环半闭环和闭环之分。因为开环控制具有结构简单设计制造容易控制精度较好容易调试价格便宜使用维修方便等优点。所以，本设计决定采用开环控制系统。数控系统的硬件电路设计任何个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件，软件才能有效地运行。在设计的数控装置中，的选择是关键，选择应考虑以下要素.时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关.可扩展存储器的容量与数控功能的强弱。

4、改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以为的控制系统对信号进行处理，由接口输出步进脉冲，经级齿轮传动减速后，带动滚动丝杠转动，从而实现纵向横向的进给运动。改造过程如下机械部分的改造，包括纵向进给方向的改造和横向进给方向的改造。主要包括对滚珠丝杠螺母副及反应式步进电机的计算选择及纵向横向机构装配图方案的制定。电气控制部分的设计，主要包括系列单片机及扩展芯片的选用和电气控制图的设计。关键词数控，单片机，步进电机，滚珠丝杠，改设计数控系统的硬件电路设计.总体方案的确定第二章机械部分的改造设计.纵向进给系统的改造设计纵向滚珠丝杠副的选用.确定系统脉冲当量.车削力的计算.滚珠丝杠副的设计计算和选型步进电机的选用.脉冲量的计算.等效负载转矩的计算.等效转动惯量的计算.步进电机型号的选择.横向进给系统得改造设计横向滚珠丝杠副的选用.确定系统的脉冲当量.车削力的计。

5、少的情况下，使其既能满足加工的需要，又能提高机床的自动化程度，比较符合我国的国情。年，我国开始生产经济型数控系统，并用于改造旧机床。到目前为止，已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料，今后，机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说，本毕业设计实例具有典型性和实用性。第章总体方案的设计.设计任务本设计任务是对普通车床进行数控改造。利用单片机对纵横向进给系统进行控制，纵向向脉冲当量为.脉冲，横向向脉冲当量为.脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副。.总体方案的论证对于普通机床的经济型数控改造，在确定总体设计方案时，应考虑在满足设计要求的前提下，对机床的改动应尽可能少，以降低成本。机械部分的改造设计为了实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杠。为了保证定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。同时，为了提。

6、摩擦。丝杠转动时，带动滚珠沿螺纹滚道滚动。螺母上设有返向器，与螺纹滚道构成滚珠的循环通道。为了在滚珠与滚道之间形成无间隙甚至有过盈配合，可设置预紧装置。为延长工作寿命，可设置润滑件和密封件。滚珠螺旋传动与滑动螺旋传动或其它直线运动副相比，有下列特点传动效率高般滚珠丝杠副的传动效率达，耗费能量仅为滑动丝杆的。运动平稳滚动摩擦系数接近常数，启动与工作摩擦力矩差别很小。启动时无冲击，预紧后可消除间隙产生过盈，提高接触刚度和传动精度。工作寿命长滚珠丝杠螺母副的摩擦表面为高硬度高精度，具有较长的工作寿命和精度保持性。寿命约为滑动丝杆副的倍以上。定位精度和重复定位精度高由于滚珠丝杆副摩擦小温升小无爬行无间隙，通过预紧进行预拉伸以补偿热膨胀。因此可达到较高的定位精度和重复定位精度。同步性好用几套相同的滚珠丝杆副同时传动几个相同的运动部件，可得到较好的同步运动。可靠。

7、转变。数控机床以其优异的性能和精度灵捷而多样化的功能引起世人瞩目，并开创机械产品向机电体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电体化产品，它把刀具和工件之间的相对位置，机床电机的启动和停止，主轴变速，工件松开和夹紧，刀具的选择，冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上，然后将数字信息送入数控装置或计算机，经过译码，运算，发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件，加工出所需的工件。数控机床与普通机床相比，其主要有以下的优点.适应性强，适合加工单件或小批量的复杂工件在数控机床上改变加工工件时，只需重新编制新工件的加工程序，就能实现新工件加工。.加工精度高.生产效率高.减轻劳动强度，改善劳动条件.良好的经济效益.有利于生产管理的现代化。数控机床已成为我国市场需求的主流产品，需求量逐年激增。我国数控机机床近几年。

8、量不超过滚珠直径的万分之。产生大的塑性变形量的负载称为允许的最大静负荷。选取静态安全系数，滚珠丝杠的最大轴向负荷故最大静负荷为。选择滚珠丝杠副见表传动效率计算滚珠丝杠螺母副的传动效率表滚珠丝杠副参数型号公称直径基本导程螺旋升角丝杠外径丝杠内径额定动载荷丝杠长度额定静载荷刚度校核主要校核滚珠丝杠在工作负载和扭矩共同作用下引起的每导程变形量是否符合丝杠精度要求。每导程变形量可按以下公式计算选取其中则查表所得，所选用的级丝杠精度允许误差为，满足要求。稳定性校核机床在进给时滚珠丝杠通常是受轴向力的压杆。若轴向力过大，将使丝杠失去稳定而产生翘曲，所以选用时必须进行稳定性校核。如果满足稳定性安全系数大于许用稳定性安全系数，则丝杠安全，不会失稳式中许用稳定性安全系数，般取.。丝杠失稳时的临界负载，由式中丝杠长度丝杠轴端系数，由支承条件定。截面惯性矩，对实心圆对于水。

9、产业化和产品开发上取得了明显的进步，特别是在机床的高速化多轴化复合化精密化方面进步很大。但是，国产数控机床与先进国家的同类产品相比，还存在差距，还不能满足国家建设的需要。我国是个机床大国，有三百多万台普通机床。但机床的素质差，性能落后，单台机床的平均产值只有先进工业国家的左右，差距太大，急待改造。旧机床的数控化改造，顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置，使其具有定的自动化能力，以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用，数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中，机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂面购置数控机床面利用数控数显技术改造普通机床，并取得了良好的经济效益。我国经济资源有限，国家大，机床需要量大，因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床，而我国的旧机床很多，用经济型数控系统改造普通机床，在投资。

10、紧方式。结构类型确定后，再计算和确定其他参数，包括公称直径导程滚珠的工作圈数列数精度等级等。本设计中选择滚珠循环方式为内循环方式中的固定式。滚珠丝杠副的预紧方法选择双螺母螺纹预紧。计算进给率牵引力作用在滚珠丝杠上的进给率牵引力主要包括切削力时的走刀抗力以及移动件的重量和切削分力作用在导轨上的摩擦力。因而其数值大小和导轨的形式有关。的计算公式如下纵向进给导轨为三角形，则三角形导轨选取参数计算最大动负荷选用滚珠丝杠副的直径时，必须保证在定轴向负载作用下，丝杠在回转万转后，在它的滚道上不产生点蚀现象。这个轴向负载的最大值即称为该滚珠丝杠能承受的最大动负荷。计算步骤如下丝杠转速其中寿命最大动负荷计算最大静负荷当滚珠丝杠副在静态或低速情况下工作时，滚珠丝杠副的破坏形式主要是在滚珠接触面上产生变形，当塑性变形超过定限度就会破坏滚珠丝杠副的正常工作。般允许其塑性变。

11、平丝杠要考虑自重影响可取。将相关数据代入上式中可得丝杠不会失稳。步进电机的选用.脉冲量的选择初选三相步进电动机的步距角为，当三相六拍相励磁运行时，步距角其妹转脉冲数脉冲当量由此可得中间齿轮传动比为.等效负载转矩计算.空载时的摩擦转矩.车削加工时的负载转矩.等效转动惯量的计算.滚珠丝杠的转动惯量.拖板运动惯量换算到电动机轴上的转动惯量.大齿轮的转动惯量选取大齿轮齿数，小齿轮齿数，模数。.小齿轮的转动惯量换算到电动机轴上的总惯性负载.步进电动机型号的选择已知初选步进电机型号为，步距角三相六拍。其中最大静扭矩，转子惯量，由此可得,经验算可知电动机合格。步进电机的外观图及矩频特性图如图.外型图图步进电机的外观图及矩频特性图.横向进给系统的改造设计横向进给系统滚珠丝杠螺母副的选用横向进给方向的设计过程同纵向方向相同。.确定系统的脉冲当量横向向脉冲当量为.脉冲。。

12、高润滑密封装置结构简单，维修方便。不能自锁用于垂直传动时，必须在系统中附加自锁或制动装置。制造工艺复杂滚珠丝杆和螺母等零件加工精度表面粗糙度要求高，故制造成本较高。.确定系统的脉冲当量在数控机床中，个脉冲所产生的坐标轴位移量叫做脉冲当量，通常用表示，也称机床的最小设定单位。脉冲当量是衡量数控机床加工精度的个基本技术参数，按机床设计的加工精度选定。本设计所要求的的脉冲当量为纵向向脉冲当量为.脉冲，横向向脉冲当量为.脉冲。.车削力的计算在设计机床进给伺服系统时，计算传动和导向元件，选用伺服电机等都要用到切削力。现我们利用经验公式计算主切削力。车床的主切削力可用下式计算式中车床床身加工的最大直径单位为。因床身加工的最大直径，则按以下比例分别求出分力和，则，.滚珠丝杠螺母副的设计计算和选型滚珠丝杠螺母副的设计首先要选择机构类型确定滚轴循环方式，滚珠丝杠副的预。

参考资料：

[1]C6150普通机床的自动化改造设计（第10087847页，发表于2022-06-25）

[2]BB肥生产设备总体设计及机架设计（第10087770页，发表于2022-06-25）

[3]AWC机架现场扩孔机设计（第10087720页，发表于2022-06-25）

[4]CA1340自动车床设计（第10087641页，发表于2022-06-25）

[5]CA6140床头I轴轴承座及专用夹具设计（第10087599页，发表于2022-06-25）

[6]C6136型经济型数控改造（横向）设计（第10087526页，发表于2022-06-25）

[7]板坯连铸机垛卸板机设计（第10087480页，发表于2022-06-25）

[8]Φ1200熟料圆锥式破碎机设计（第10087400页，发表于2022-06-25）

[9]泵体的设计及专用夹具的设计（第10087227页，发表于2022-06-25）

[10]薄板定尺机构的设计（第10087163页，发表于2022-06-25）

[11]棒料切割机设计（第10087005页，发表于2022-06-25）

[12]柴油机曲轴设计（第10086949页，发表于2022-06-25）

[13]侧梁激振脱水筛设计（第10086777页，发表于2022-06-25）

[14]标准筛振筛机的总体及夹紧装置的设计（第10086654页，发表于2022-06-25）

[15]柴油机汽缸机械加工及夹具设计（第10086607页，发表于2022-06-25）

[16]插秧机系统设计（第10086542页，发表于2022-06-25）

[17]车床主轴箱箱体右侧10_M8螺纹底孔组合钻床设计（第10086385页，发表于2022-06-25）

[18]钉磨机床设计（第10084872页，发表于2022-06-25）

[19]大米分级下料装置及其整体结构设计（第10084809页，发表于2022-06-25）

[20]电弧喷涂用绕丝机工装设计（第10084713页，发表于2022-06-25）