向半径计算切削力用车床经验公式来计算主切削力式中指车床身上最大加工直径。横切端面时主切削力可取纵切时的。求出主切削里以后再按以下比例分别求出分力和。式中指走刀方向的切削力指垂直走刀方向的切削力。下图为纵切和横切时切削力的示意图。图纵切和横切时切削力的示意图纵车外圆主切削力按经验公式估计算按切削力各分力比例滚珠丝杠螺母副的计算和选型纵向进给丝杠计算进给轴向力纵向进给这里为三角形导轨式中指颠覆力矩影响的实验系数，综合导轨取指滑动导轨摩擦系数取之间的值指流板及刀架重力，。则计算最大动负载考虑滚珠丝杠在运转过程中冲击扰动对寿命的影响，则最大动负载的计算公式为式中指滚珠丝杠导程，初选指丝杠转速指最大切削力条件下的进给速度，可取最高进给速度的，此处取指使用寿命时间，对于数控机床取。指寿命，以转为单位指运动系数，见表，选。表运转系数运转状态运转系数无冲击运转般运转有冲击运转则滚珠丝杠螺母副的选型从手册或样本的滚珠丝杠副的尺寸系列表中可以找到相应的动负载的滚珠丝杠副的尺寸规格和结构类型，选用时应满足的条件。查表可采用外循环调整预紧的双螺母滚珠丝杠副，圈列，其额定动负载为，符合的条件。精度等级按表，选为级。表滚珠丝杠行程公差项目符号有效行程精度等级目标行程公差行程变动量公差任意内行程变动量弧度内行程变动量传动效率计算式中指螺旋升角，指摩擦角，滚珠丝杠副的滚动摩擦系数，其摩擦角，约等于。则刚度验算先画出此纵向进给滚珠丝杠支承方式草图，如图所示，最大轴向力为，支承间距，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为最大轴向负荷的。图纵向进给系统计算简图计算如下丝杠的拉伸或压缩变形量材料弹性模数，对钢来说是等于这个值，，，则指滚珠丝杠按内径定的截面积丝杠导程的变化量为总长度，丝杠上的变形量，由于两端均采用推力球轴承，则值滚珠与螺纹滚道间接触变形由，，承载滚珠数量列数圈数列数圈数由于滚珠丝杠副施加预应力，且预应力为轴向负载的，则变形支承滚珠丝杠轴承的轴向接触形变这里采用有预紧时的推力球轴承则查机械设计手册中表，采用型推力球轴承，其，滚动体直径，滚动体数量，则定位误差规定定位精度稳定性校核滚珠丝杠两端采用推力轴承，不会产生失稳现象，故不需作稳定性校核。齿轮进给齿轮箱传动比计算纵向进给齿轮箱传动比计算已确定纵向进给脉冲当量，滚珠丝杠导程，初选步进电机步距角，可计算出传动比在闭式软齿面齿轮传动中，齿轮的弯曲强度总是足够的，因此齿数可取多些，推荐取。所以可选定齿轮数为横向进给齿轮箱传动比计算已确定纵向进给脉冲当量，滚珠丝杠导程，初选步进电机步距角，可计算出传动比可选定齿轮数为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所处位置纵向横向齿数分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径齿宽中心距步进电机的计算和选型纵向进给步进电机计算等效转动惯量计算传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量可由下式计算式中指步进电机转子转动惯量指齿轮的转动惯量指滚珠丝杠转动惯量指工件及工作台重量指丝杠导程参考同类型机床，初选反应式步进电机，其转子转动惯量。和分别表示齿轮的分度圆直径和齿宽和分别表示齿轮的分度圆直径和齿宽和分别表示纵向滚珠丝杠的公称直径和支承间距把这些数据代入上式电机力矩计算机床在不同的工况下，其所需转矩不同，下面分别按个阶段计算快速空载起动力矩起在快速空载起动阶段，加速度所占的比例较大，具体计算公式如下起以上式中指空载起动时折算到电机轴上的加速度力矩指折算到电机轴上的摩擦力矩指丝杠预紧时折算到电机轴上的附加摩擦力矩指传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量指电机最大角加速度指电机最大转速指运动部件最大进给速度指脉冲当量指步进电机步距角指运动部件从停止起动到最大快进速度所需时间，这里是指导程的摩擦力，指垂直方向的切削力指工件及工作台重量指导轨摩擦系数，指运动部件的总重量指齿轮降速比按计算指传动链总效率，般可取指滚珠丝杠预加负载，般取，为进给轴向力指滚珠丝杠导程指滚珠丝杠未加预紧时的传动效率，般取。将以前计算所得数据代入吸收电流工作频率电源电压环境温度光电隔离电路单片机系统要控制电压高电流大的信号，必须采用电气上的隔离并抑制干扰，光电耦合器就是利用光传递信息的器件，使电路的输入和输出在电气上完全隔离，大大提高了系统安全可靠性，并可实现共模噪声的抑制和电源的变换等。光电耦合器的类型按输出结构可分为直流和交流输出两类。直流输出可采用晶体管输出达林顿管输出史密特触发器输出。交流可采用单向可控硅输出双向可控硅输出等。功率放大器脉冲分配器的功率很小，不能满足步进电机的要求，必须将它放大以产生足够大的功率，驱动步进电极正常运转。从步进电机的起动矩频特性和运行矩频特性可以看出，随着运行矩频的增高，步进电机带动负载的能力下降。产生的主要原因是作为功率放大器负载的步进电机是电感负载，当改变通电状态时，通电绕组的电流将从零逐渐增大，该绕组中产生感应电势使电流按指数规律上升，并将电源部分能量存在电感绕组中，电流的时间常数为式中指步进电机相绕组的平均电感量通电回路的电阻，包括绕组电阻功率放大器输出级的内阻及串联电阻。而断电绕组电流是下降的，这时存储于绕组中的势能将以电流式释放出来，使电流按指数规律下降，其时间常数为式中指放电回路电阻，包括绕组电阻，续流二极管正向电阻等。这样就使绕组中电流缓慢增加和下降，步进各相绕组电流几乎同时存在，步进电机负载能力下降，严重时会出现失步。为提高步进电机动态特性，可采用以下几种方法电阻法双电源法。其他辅助电路掉电保护电路中存放的数据掉电就会全部丢失。为了保护中的信息，采用掉电保护电路。图所示为简单掉电保护电路的工作原理。图中为电源电压，为备用电池电压，并且为的电源端。图掉电保护电路越界报警电路为防止工作台越界，可分别在极限位置安装限位开关，旦方向越界应立即停止工作台移动，图为报警指示，为报警信号的产生，这里利用的的外部中断来控制报警。图越界报警电路结论总之，通过此课题的设计研究，本人收获甚大本人对机床，特别是车床有了深刻地了解，对车床的工作原理组成结构等方面的知识有了个系统而全面地认识系统学习了数控机床的相关知识，阅读了大量关于系统系统的说明书及相关资料，为今后从事控制系统的设计工作奠定了基础学习了些网络知识，训练了综合运用知识和电脑绘图的能力，锻炼了实践操作能力。本次设计设计的经验，使我对机械产生了更加浓厚的兴趣，同时对机械这门学科也有了比较具体的认识，这必将对我以后的学习和工作带来很大的好处。参考文献蔡春源雷天觉任兴机，等机电液设计手册北京机械工业出版社，徐炳松，张秀艳，张茵麦，等画法几何及机械制图北京高等教育出版社，刘杰机电体化技术基础与产品设计沈阳东北大学出版社王仁德，赵春雨，张耀满机床数控技术沈阳东北大学出版社蔡光起，原所先，高航机械制造技术基础沈阳东北大学出版社，宋宏远，杨天怡单片微型计算机原理及应用重庆重庆大学出版社吕京建，韩长风单片微机与系统设计天津能源出版社，，，丛福建基于通用机车床数控系统的研究与开发东南大学王赓易用型数控系统的研究与实现西安交通大学郑子文超精密机床伺服控制技术研究国防科学技术大学纪海慧新代高速精密数控车床建模与设计动态研究东南大学致谢本文是在导师教教授的悉心指导下完成的。导师渊博的学识严谨的治学态度和丝不苟的科研作风给本人留下了深刻的印象，使本人受益匪浅，在此谨向导师表示崇高的敬意和衷心的致谢感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学，和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们，在大学生活即将结束的最后的日子里，我们再次演绎了团结合作的童话，把个庞大的，从来没有上手的课题，圆满地完成了。正是因为有了你们的帮助，才让我不仅学到了本次课题所涉及的新知识，更让我感觉到了知识以外的东西，那就是团结的力量。最后，感谢所有在这次毕业设计中给予过我帮助的人。则起快速移动时所需力矩快快最大切削负载时所需力矩切切从上面计算可以看出，起快和切三种工况下，以快速空载起动所需