普通机床的数控改造——用微机数控技术改造最大加工直径为400mm普通车床的进给系统.doc文档36页全文在线看

确定脉冲当量。

滚珠丝杠螺母副的选型。

滚动导轨的选型。

进给伺服系统传动计算。

机床设备。

确定对刀点。

选择刀具。

确定切削用量。

编制加工程序。

直线的逐点比较法插补软件程序流程框图的绘制。

零件工艺分析及确定工艺路线。

选择数控进给伺服系统机械部分设计方案的确定。

确定脉冲当量。

进给伺服系统机械部分 执行机构传动方式的确定。

计算机的选择。

系统运动方式的确定 伺服系统的选择。

微机数控系统总体设方案的拟定 部分内容简介面技术问 题的能力。

部分内容简介面技术问 题的能力。

毕业设计的内容 微机数控系统总体设方案的拟定 系统运动方式的确定 伺服系统的选择。

执行机构传动方式的确定。

计算机的选择。

进给伺服系统机械部分设计计算 进给伺服系统机械部分设计方案的确定。

确定脉冲当量。

滚珠丝杠螺母副的选型。

滚动导轨的选型。

进给伺服系统传动计算。

步进电机的计算和选用。

设计绘制进给伺服系统个坐标轴的机械装配图。

设计绘制进给伺服系统的张或两张零件图。

微机控制系统的设计 控制系统方案的确定及框图绘制。

系列单片机及扩展芯片的选用。

接口电路及译码电路的设计。

设计绘制台数控机床微机控制系统电路原理图。

数控加工程序的编制 零件工艺分析及确定工艺路线。

选择数控机床设备。

确定对刀点。

选择刀具。

确定切削用量。

编制加工程序。

直线的逐点比较法插补软件程序流程框图的绘制。

第二章微型数控系统总体设计方案的拟定 毕业论文的要求和内容包括原始数据技术要求工作要求 课题名称 用微机数控技术改造最大加工直径为毫米普通车床的进给系统 设计任务与要求 主要技术参数 最大加工直径在床身上在床鞍上 最大加工长度 溜板及刀架重量纵向横向 刀架快移速度纵向横向 最大进给速度纵向横向 最小分辨率纵向横向 定位精度 主电机功率 起动加速时间 设计的要求 系统的主既可采用单片机也可用系统机。

两个坐标的进给伺服系统既查采用步进电机驱动也可用直流或交流伺服电机驱动。

所编的零件加工程序应符合标准的有关规定。

既可用手工也可用等软件编程。

所绘制的机械装配图和硬件电路原理图要求正确合理图面整洁符合标准。

所编写的软件应在计算机上进行汇编和通讯等。

说明书应简明扼要计算准确条理清楚图文并茂并全部用计算机打印后装订成册 总体方案的确定 系统的运动方试与伺服系统的选择 由于改造后的经济型数控车床具有定位直线插补圆弧插补暂停循环加工螺 纹加工等功能，所以应该选用连续控制系统。

考虑到经济型数控机床加工精度要求不高， 为了简化结构降低成本，采用步进电机开环控制系统。

计算机系统 根据机床要求，采用位微机。

由于系列单片机的特点之是硬件设计简单， 系统结构紧凑。

对于简单的应用场合，系统的最小系统用片外扩片 就能满足功能的要求，对于复杂的应用场合，可以利用的扩展功能，构 成功能强规模较大的系统。

控制系统由微机部分键盘及显示器接口及光电隔离电路步进电机功率放大 电路组成，系统的加工程序和控制命令通过键盘操作实现，显示器采用液晶显示器 显示加工数据及机床状态等信息。

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，为了提高传动刚度 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。

系统总体方案框图见图 图 第三章机床进给系统机械部分设计计算 伺服系统机械部分设计计算内容包括确定系统的负载，确定系统脉冲当量，运动部 件惯量计算，空载起动及切削力矩机计算，确定伺服电机，绘制机械部分装配图及零件工 作图等。

现分述如下 系统脉冲当量及切削力的确定 脉冲当量是衡量数控机床加工精度的个基本技术参数。

经济型数控车床铣床常采 用的脉冲当量是脉冲，根据机床精度要求确定脉冲当量纵向 横向 切削力的计算 纵车外圆 主切削力由经验公式估算 切线线„„„„„„„„„„式 而切额„„„„„„„„„„„„„„„„„式 取，则切额，    滚珠丝杠螺母副的选型 查阅数控机床系统设计中附表，可采用外循环螺纹调整预紧的双螺母 滚珠丝杠副，列圈，其额定动负载为，精度等级按滚珠丝杠行程公差表，选为 级大致相当于老表准级  传动效率计算 η 式中螺旋升角，的螺旋升角 摩擦角取滚动摩擦系数 则η， 刚度校核 先画出此纵向进给滚珠丝杠支承方式草图，如下图所示 图纵向进给滚珠丝杠支承方式草图 则支承行程螺母总长间隙轴承宽度„„„„式 支承间距，最大轴向力为，丝杠螺母及轴承均进行预紧，预紧力为 最大轴向负载的。

丝杠的拉伸或压缩变形量 ，，， „„式 对刚 „„„„„„„„„式 丝杠导程的变化量 „„„式 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  „„„„„„„„„„„„„„式 由于对滚珠丝杠副施加预紧力，且预紧力为轴向载荷的，则变形       滚珠丝杠总的弹性变形量 根据以下经验公式 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„式 则可得 定位误差  所以，满足要求。

二横向进给丝杠 计算进给轴向力 横向导轨为双燕尾形，有如下计算式 „„„„„„„„„„„„„„„„式 式中考虑颠覆力矩影响的实验系数，综合型导轨取 滑动导轨摩擦系数取 溜板及刀架重力，由已知 则代入已知得 计算最大动负载 计算如下 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„式 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„式 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„式 式中为滚珠丝杠导程，初选丝杠导程最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的，此处为 使用寿命，按 运转系数，按般运转取此处取 寿命以转为单位 则    滚珠丝杠螺母副的选型 查阅数控机床系统设计中附表，可采用外循环螺纹调整预紧的双螺母 滚珠丝杠副，列圈，其额定动负载为，精度等级按滚珠丝杠行程公差表，选为 级大致相当于老表准级  传动效率计算 η 式中螺旋升角，的螺旋升角 摩擦角取滚动摩擦系数 则η， 刚度校核 先画出此横向进给滚珠丝杠支承方式草图，如下图所示 图横向进给滚珠丝杠支承方式草图 则支承行程螺母总长间隙轴承宽度„„„式 支承间距，最大轴向力为。

丝杠的拉伸或压缩变形量 根据，，，对刚，总长度，丝杠上的变形量  滚珠与螺纹滚道间接触变形 由，， 由于对滚珠丝杠副施加预紧力，且预紧力为轴向载荷的，则变形       滚珠丝杠总的弹性变形量 根据以下经验公式 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„式 则可得 定位误差  显然，变形量已大于定位精度要求，应该采取相应的措施修改，因横向溜板限 制，不宜加大滚珠丝杠直径，故采用贴塑导轨，减小摩擦力，从而减小轴 向力，根据式重新计算如下    此时的变形量为   则定位误差为普通车床数控改造 用微机数控技术改造最大加工直径为