畢業(yè)設(shè)計（論文）-CA6140普通車床微機數(shù)控改裝設(shè)計(含全套CAD圖紙)

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優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763摘 要物競天擇，適者生存。一些不適應(yīng)社會發(fā)展在機床必將被淘汰，所以實施機床的數(shù)控化改造是機械行業(yè)在必然趨勢。通過搜集資料、實踐研究等方法對機床就行改造即是用較少的成本去創(chuàng)造更高的價值。而這也將極大的推動中國機械行業(yè)的發(fā)展。 經(jīng)過大量實踐證明普通機床數(shù)控化改造具有一定經(jīng)濟性、實用性和穩(wěn)定性。所以很多企業(yè)紛紛將現(xiàn)有機床改造成經(jīng)濟型數(shù)控機床，這種做法具有投資少、見效快的特點。事實證明：機床的數(shù)控化改造可以為企業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟效益。目前機床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機床數(shù)控化率不到 3％。用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。本文以車床的數(shù)控改造為例，介紹了機床數(shù)控改造的方法，包括其結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計，性能與精度的選擇以及最后改造方案的確定。關(guān)鍵字：CA6140 機床、數(shù)控化、改造、設(shè)計優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763AbstractNatural selection, survival of the fittest. Have to adapt to social development will be eliminated in the machine, so the implementation of the transformation of CNC machine tools in machinery industry is an inevitable trend. By gathering information, practical research methods such as the transformation of the machine that is on the line with less cost to create higher value. And this will greatly promote the development of China's machinery industry. After a lot of practice proved ordinary CNC transformation with a certain economy, practicality and stability. So many companies have transformed into an existing machine Economical CNC machine tools, this approach has less investment, quick features. Facts have proved that: NC transformation tools can bring considerable economic benefits for the enterprise. Currently CNC transformation of the market in our country there is still much room for development, is now China's machine tool CNC rate of less than 3%. Out of the ordinary machining widespread poor quality products, less variety, low-grade, high-cost, long delivery period, so uncompetitive in the international and domestic markets, directly affect a company's products, markets, effectiveness, impact business survival and development, it is necessary to greatly improve the rate of CNC machine tools. In this paper, CNC lathe transformation for example, describes a method of CNC transformation, including identification of the transformation of the design of its structure, the performance and accuracy of selection and the final transformation of the program. Keywords: CA6140 machine tools, numerical control, transformation, design優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763目 錄摘 要 ................................................................................................................................................IABSTRACT ..................................................................................................................................II第一章 緒論 ...................................................................................................................................11.1 數(shù)控改造的背景 ....................................................................................................................11.2 數(shù)控改造的意義 ...................................................................................................................11.3 設(shè)計要求 ................................................................................................................................21.3.1 給定參數(shù) .........................................................................................................................21.3.2 設(shè)計要求 .........................................................................................................................2第二章 改造的總體構(gòu)思與技術(shù)方案 ...........................................................................................42.1 CA6140 普通車床的組成 .....................................................................................................42.2 總體改造方案 ........................................................................................................................52.2.1 機械部分改造 .................................................................................................................62.2.2 數(shù)控部分的改造 .............................................................................................................7第三章 機械部分改造設(shè)計 ...........................................................................................................83.1 滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核 ....................................................................................83.1.1 縱向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核 .....................................................................83.1.2 橫向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核 ...................................................................133.2 齒輪有關(guān)計算與校核 ..........................................................................................................153.2.1 有關(guān)齒輪計算 ...............................................................................................................153.2.2 轉(zhuǎn)動慣量計算 ...............................................................................................................153.2.3 所需轉(zhuǎn)動力矩計算 .......................................................................................................163.3 步進電機選擇與計算 ..........................................................................................................173.3.1 步進電機選用的基本原則 ...........................................................................................173.3.2 縱向進給系統(tǒng)步進電機的確定 ...................................................................................183.3.3 橫向進給系統(tǒng)步進電機的確定 ...................................................................................18第四章 單片機數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計 .....................................................................................................204.1 微機控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 ..............................................................................................204.1.1 控制系統(tǒng)的功能要求 ...................................................................................................204.1.2 硬件電路的組成 ...........................................................................................................204.2 單板機控制系統(tǒng)的設(shè)計 .....................................................................................................214.2.1 硬件配置 ......................................................................................................................214.2.2 存貯器空間分配 ..........................................................................................................214.2.3 I/O 口地址分配 .............................................................................................................214.2.4.光電隔離電路 ...............................................................................................................224.3 存儲器擴展電路設(shè)計 ..........................................................................................................22優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 13041397634.3.1 程序存儲器的擴展 ......................................................................................................224.3.2 數(shù)據(jù)存儲器的擴展 .......................................................................................................234.3.3 并行 I/O 接口電路的擴展 ............................................................................................244.4 譯碼電路設(shè)計 ......................................................................................................................264.5 其他輔助電路設(shè)計 ..............................................................................................................264.5.1 復(fù)位電路 .......................................................................................................................264.5.2 越界報警電路 ...............................................................................................................274.5.3 掉電保護電路 ...............................................................................................................27第五章 軟件設(shè)計部分 .................................................................................................................285.1 控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序 ..................................................................................................285.2 控制 LED 顯示子程序 ........................................................................................................285.3 管理鍵盤子程序 ..................................................................................................................305.4 直線插補子程序 ..................................................................................................................31第六章 總體結(jié)論 .........................................................................................................................34參考文獻 .......................................................................................................................................35致謝 ...............................................................................................................................................36優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第一章 緒論1.1數(shù)控改造的背景數(shù)控機床與普通機床相比,增加了功能,提高了性能,簡化了結(jié)構(gòu).較好地解決形狀復(fù)雜、精密、小批量及形狀多變零件的加工問題。能獲得穩(wěn)定的加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，其應(yīng)用越來越廣泛，但是數(shù)控的應(yīng)用也受到其他條件限制：（1）數(shù)控機床價格昂貴，一次性投資巨大，中小企業(yè)常是心有力而力不足；（2）目前，各企業(yè)都有大量的普通機床，完全用數(shù)控機床替換根本不可能，而且替代下的機床閑置起來又會造成浪費；（3）在國內(nèi)，訂購新數(shù)控機床的交貨周期一般較長，往往不能滿足生產(chǎn)急需；（4）通用數(shù)控機床對某一類具體生產(chǎn)項目有多余功能。要較好的解決上述問題，應(yīng)走通用機床數(shù)控改造之路。普通機床的改造就是在普通機床上增加微機數(shù)控裝置，使其具有一定的自動化能力，以實現(xiàn)額定的加工工藝目標。機床數(shù)控化改造的優(yōu)點：（1）改造閑置設(shè)備，能發(fā)揮機床原有的功能和改造后的新增功能，提高了機床的使用價值，可以提高固定資產(chǎn)的使用效率；（2）適應(yīng)多品種、小批量零件生產(chǎn)；（3）自動化程度提高、專業(yè)性強、加工精度高、生產(chǎn)效率高；（4）降低對工人的操作水平的要求；（5）數(shù)控改造費用低、經(jīng)濟性好；（6）數(shù)控改造的周期短，可滿足生產(chǎn)急需。目前機床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機床數(shù)控化率不到 3％。用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。普通車床（如 C616，C618，CA6140）等是金屬切削加工最常用的一類機床。普通機床刀架的縱向和橫向進給運動是由主軸回轉(zhuǎn)運動經(jīng)掛輪傳遞而來，通過進給箱變速后，由光杠或絲杠帶動溜板箱、縱溜箱、橫溜板移動。進給參數(shù)要靠手工預(yù)先調(diào)整好，改變參數(shù)時要停車進行操作。刀架的縱向進給運動和橫向進給運動不能聯(lián)動，切削次序也由人工控制。對普通車床進行數(shù)控化改造，主要是將縱向和橫向進給系統(tǒng)改為用微機控制的、能獨立運動的進給伺服系統(tǒng)；刀架改造成為能自動換刀的回轉(zhuǎn)刀架。這樣，利用數(shù)控裝置，車床就可以按預(yù)先輸入的加工指令進行切削加工。由于加工過程中的切削參數(shù)，切削次序和刀具都會按程序自動調(diào)節(jié)和更換，再加上縱向和橫向進給聯(lián)動的功能，數(shù)控改裝后的車床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實現(xiàn)多工序自動車削，從而提高了生產(chǎn)效率和加工精度，也能適應(yīng)小批量多品種復(fù)雜零件的加工。1.2 數(shù)控改造的意義（1）節(jié)約成本，與購置新機床相比，數(shù)控化改造可以節(jié)省 60%到 80%的費用（2）性能更穩(wěn)定，所利用的床身立柱都是重而堅固的鑄件，改造后機床性能質(zhì)量好可以做新設(shè)備使用多年優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763（3）更好的體現(xiàn)用戶的愿望，新機床有些用戶不需要的功能，造成價值的浪費，數(shù)控化改造可以依照用戶的需求改造（4）生產(chǎn)效率更高，（5）更有利于維修和使用，購置新設(shè)備需要一個了解其性能的過程，改造后操作者對機床的特性早已清楚，在使用和維護方面培訓(xùn)時間段，見效快。1.3設(shè)計要求將 CA6140 普通車床改造成用 AT89S51 單片機控制的經(jīng)濟型數(shù)控車床。要求該車床在縱向和橫向具有直線和圓弧插補功能。系統(tǒng)分辨率縱向：0.01mm/plus，橫向：0.005mm/plus。1.3.1給定參數(shù)最大加工直徑：在床面上 400mm在床鞍上 210mm工作行程：縱向 1000mm橫向 500mm導(dǎo)軌類型：縱向： 綜合性導(dǎo)軌橫向 燕尾型導(dǎo)軌主軸轉(zhuǎn)速范圍：正轉(zhuǎn)（24 級） 10~1400rpm反轉(zhuǎn)（12 級） 14~1580rpm溜板及刀架重力：縱向 800N橫向 600N刀架快移速度：縱向 2.4m/min橫向 1.2m/min最大切削進給速度：縱向 0.6m/min橫向 0.3m/min主電機功率： 7.5kW/1450rpm啟動加速時間： 30ms機床定位精度： ±0.015mm1.3.2設(shè)計要求優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763（1）改裝后數(shù)控車床應(yīng)具有的性能：數(shù)控代碼制： ISO脈沖分配方式： 逐點比較法輸入方式： 增量值、絕對值通用同時控制坐標軸數(shù)： 2 坐標軸（縱向 Z，橫向 X）脈沖當(dāng)量值：縱向 0.01mm/脈沖橫向 0.005mm/脈沖刀具補償量： 0~99.99mm進給傳動鏈間隙補償量：縱向 0.15mm橫向 0.075mm自動升降速性能： 有（2）改裝后數(shù)控車床的工藝范圍：具有快速定位，直線插補，順、逆圓插補。采用步進電機開環(huán)控制（4）對微機數(shù)控系統(tǒng)的要求：微機控制系統(tǒng)要有可靠性好、功能強、速度快、抗干擾能力強，可在線編程、具有很高的性能價格比等特點。單片機型號 AT89S51-24PUSRAM 型號：IDT7164S35P（8k×8 ）型號：AT28C256-15PI（32k×8）PROME2采用全譯碼方式譯碼步進電機采用硬件環(huán)行分配，功放電路采用高低壓功放控制系統(tǒng)的加工程序和控制命令可通過鍵盤操作實現(xiàn)采用數(shù)碼管顯示加工數(shù)據(jù)及機床的狀態(tài)等信息具有 ISP（在線編程）功能優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第二章 改造的總體構(gòu)思與技術(shù)方案2.1 CA6140普通車床的組成CA6140 普通車床的主要組成部件由圖 1 所示。圖 2.1 CA6140 車床外形圖1—主軸箱 2—刀架 3—尾座 4—床身 5—右床腿6—溜板箱 7—左床腿 8—進給箱1．主軸箱 主軸箱 1 是一部件，由箱體、主軸、傳動軸、軸上傳動件、變速操縱機構(gòu)、潤滑密封件等組成。主軸通過前端的卡盤或者花盤帶動工件完成旋轉(zhuǎn)作主運動，也可以安裝前尖頂通過撥盤帶動工件旋轉(zhuǎn)。2．刀架 四方刀架裝在小滑板上，而小滑板裝在中滑板上，縱滑板可沿床身導(dǎo)軌縱向移動，從而帶動刀具縱向移動，用來車外圓、鏜內(nèi)孔等。而中滑板相對于縱滑板作橫向移動，用來帶動刀具加工端面、切斷、切槽等。小滑板可相對中滑板改變角度后帶動刀具斜進給，用來車削內(nèi)外短錐面。3、尾座 尾座 3 可沿其導(dǎo)軌縱向調(diào)整位置，其上可安裝頂尖支撐長工件的后段以加工長圓柱體，也可以安裝孔加工刀具加工孔。尾座可橫向作少量的調(diào)整，用于加工小錐度的外錐面。4、進給箱 進給箱 8 內(nèi)裝有進給運動的傳動及操作裝置，通過改變進給量的大小，可改變所加工螺紋的種類及導(dǎo)程。 5、床身及床腿 床身 4 是機床的支承件，它安裝在左床腿 7 和右床腿 5 上并支承在地基上。床身上安裝著機床的各部件，并保證它們之間具有要求的相互準確位置。床身上面有縱向運動導(dǎo)軌和尾座縱向調(diào)整移動的導(dǎo)軌。6、溜板箱 溜板箱 6 與縱向滑板（床鞍）相連，溜板箱內(nèi)裝有縱、橫向機動進給的優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763傳動換向機構(gòu)和快速進給機構(gòu)等。2.2總體改造方案總體方案設(shè)計應(yīng)考慮機床數(shù)控系統(tǒng)的類型，計算機的選擇，以及傳動方式和執(zhí)行機構(gòu)的選擇等。（1）普通車床數(shù)控化改造后應(yīng)具有定位、縱向和橫向的直線插補、圓弧插補功能，還要求能暫停，進行循環(huán)加工和螺紋加工等，因此，數(shù)控系統(tǒng)選連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）車床數(shù)控化改裝后屬于經(jīng)濟型數(shù)控機床，在保證一定加工精度的前提下應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，因此，進給伺服系統(tǒng)采用步進電機開環(huán)控制系統(tǒng)。（3）根據(jù)普通車床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及經(jīng)濟性要求，經(jīng)濟型數(shù)控機床一般采用 8 位微機。在 8 位微機中，MCS—51 系列單片機具有集成度高、可靠性好、功能強、速度快、抗干擾能力強、具有很高的性價比，因此，可選 MCS—51 系列單片機擴展系統(tǒng)。（4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機數(shù)控系統(tǒng)中除了 CPU 外，還包括擴展程序存儲器，擴展數(shù)據(jù)存儲器、I/O 接口電路；包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤，能顯示加工數(shù)據(jù)和機床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進電機驅(qū)動電路，此外，系統(tǒng)中還應(yīng)包括螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其他輔助電路。（5）設(shè)計自動回轉(zhuǎn)刀架及其控制電路。（6）縱向和橫向進給是兩套獨立的傳動鏈，它們由步進電機、齒輪副、絲杠螺母副組成，其傳動比應(yīng)滿足機床所要求的分辨率。（7）為了保證進給伺服系統(tǒng)的傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機構(gòu)，以提高傳動剛度和消除間隙，齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機構(gòu)。（8）采用貼塑導(dǎo)軌，以減小導(dǎo)軌的摩擦力。（9） 原機床的主要結(jié)構(gòu)布局基本不變，盡量減少改動量 ，以降低成本縮短改造周期。（10）機械結(jié)構(gòu)改裝部分應(yīng)注意裝配的工藝性，考慮正確的裝配順序，保正安裝、調(diào)試、拆卸方便，需經(jīng)常調(diào)整的部位調(diào)整應(yīng)方便?？傮w方案設(shè)計圖如 2.2 圖所示優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763圖 2.2 總體方案設(shè)計圖圖 2.3 進給伺服系統(tǒng)總體方案框圖2.2.1機械部分改造（1）主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的改造CA6140 型普通車床的主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)都由主軸電機控制，而改造后的車床則把主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)的運動分離開。分別由各自的步進電機來控制，但是為保證車床在車螺紋時主傳動運動與進給運動之間的聯(lián)系，所以在拆掉進給系統(tǒng)的同時，必須在主軸上安裝一個脈沖發(fā)生器，來實現(xiàn)主軸傳動和進給運動之間的聯(lián)系。同時，為了提高機床的精度和效率，用滾珠絲杠來代替原機床的光杠，并且采用單獨的步進電機來控制。這樣不僅提高了機床的性能和精度，還提高了機床的使用性能。1. 機械部分的改造首先拆去進給箱、溜板箱；還要對車床的床鞍進行部分的改造，拆去縱向小拖板、 橫向拖板，將絲杠換成滾珠絲杠，并且由一端驅(qū)動的步進電機來控制。2. 刀架的改造CA6140 普通車床的刀架不能滿足數(shù)改后的車床的性能和精度的要求。所以，必須要換成數(shù)控自動刀架。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763（2）進給系統(tǒng)機械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計進給系統(tǒng)改造設(shè)計需要改動的主要部分有掛輪架、進給箱、溜板箱、溜板刀架等改造的方案不是唯一的。以下是其中的一種方案：掛輪架系統(tǒng)：全部拆除，在原掛輪主動軸處安裝光電脈沖發(fā)生器。進給箱部分：全部拆除，在該處安裝縱向進給步進電機與齒輪減速箱總成絲杠、光杠和操作杠拆去，齒輪箱連接滾珠絲杠，滾珠絲杠的另一端支承座安裝在車床尾座端原來裝軸承座的部分。溜板箱部分：全部拆除，在原來安裝滾珠絲杠中間支撐架和螺母以及部分操作按鈕。橫溜板箱部分：將原橫溜板的絲杠的、螺母拆除，改裝橫向進給滾珠絲杠螺母副、橫向進給步進電機與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠相連。刀架：拆除原刀架，改裝自動回轉(zhuǎn)四方刀架總成。2.2.2數(shù)控部分的改造為降低改造成本，決定采用開環(huán)控制方式對 X 軸和 Z 軸進給系統(tǒng)進行改造。經(jīng)濟型數(shù)控結(jié)構(gòu)簡單、價格低，調(diào)試、維護方便，一般用于精度不高的經(jīng)濟型機床。本次改造的機床主要用于粗加工。CA6140 車床的數(shù)控化改造(2)2007-05-14 13：364?2　接口箱內(nèi)減速齒輪的齒數(shù)比該車床要求的控制精度為： Z 向 0?005mm， X 向為 0?0025mm，即當(dāng)執(zhí)行一個脈沖指令時，工件的長度和直徑均變化 0?005mm。BYG550C-2 型步進電機的步距角為 0?36°，每周步距數(shù)為 360/0?36=1000(步/周)， X 向絲杠螺距為 4mm，脈沖當(dāng)量為 0?0025mm，Z向絲杠螺距為 6mm，脈沖當(dāng)量 0?005mm。按公式主動輪齒數(shù)從動輪齒數(shù)=步/周× 脈沖當(dāng)量絲杠螺距則 X 向：Z 主/Z 從=1000×2?5/4000=5/8Z 向：Z主/Z 從 =1000×5/6000=5/6優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第三章 機械部分改造設(shè)計進給伺服系統(tǒng)機械部分的計算與選型內(nèi)容包括：確定脈沖當(dāng)量、計算切削力滾珠絲杠螺母副的設(shè)計、計算與選型、齒輪傳動計算、步進電機的計算和選型等。計算簡圖如下圖所示：圖 3.1 縱向進給圖 3.2 進給系統(tǒng)計算簡圖脈沖當(dāng)量是指一個進給脈沖使機床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進給量,它是衡量數(shù)控機床加工精度的一個基本參數(shù)。因此,脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)機床精度的要求來確定。對經(jīng)濟型數(shù)控機床來說，常采用的脈沖當(dāng)量為 0.01mm/step 和 0.005mm/step,在 CA6140 的技術(shù)參數(shù)中，要求縱向脈沖當(dāng)量 為 0.01mm/step。橫向脈沖當(dāng)量為 =0.005mm/step。pf pf3.1滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核3.1.1縱向滾珠絲杠螺母副的型號選擇與校核優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763（1）滾珠絲杠螺母副滾珠絲杠副是在絲杠和螺母間以鋼球為滾動體的螺旋傳動元件。滾珠絲杠副的結(jié)構(gòu)原理示意圖如圖所示，它可將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運動，或者將直線運動轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運動。因此，滾珠絲杠副既是傳動元件，也是直線運動與旋轉(zhuǎn)運動相互轉(zhuǎn)換的元件。滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)原理圖組成：主要由絲桿、螺母、滾珠和滾道（回珠器） 、螺母座等組成。工作原理：在絲桿和螺母上加工有弧行螺旋槽，當(dāng)它們套裝在一起時便形成螺旋滾道，并在滾道內(nèi)裝滿滾珠。而滾珠則沿滾道滾動，并經(jīng)回珠管作周而復(fù)始的循環(huán)運動?；刂楣軆啥诉€起擋珠的作用，以防滾珠沿滾道掉出。特點：①傳動效率高：機械效率可高達 92%~98%。 ②摩擦力?。褐饕怯脻L珠的滾動代替了普通絲桿螺母副的滑動。 ③軸向間隙可消除：也是由于滾珠的作用，提高了系統(tǒng)的剛性。經(jīng)預(yù)緊后可消除間隙。 ④使用壽命長、制造成本高：主要采用優(yōu)質(zhì)合金材料，表面經(jīng)熱處理后獲得高的硬度。1）最大工作荷載計算滾珠絲杠的工作載荷 （N）是指滾珠絲杠副的在驅(qū)動工作臺時滾珠絲杠所承受的mF軸向力，也叫做進給牽引力。它包括滾珠絲杠的走到抗力及與移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。由于原普通 CA6140 車床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌，則用公式 2-1 計算工作載荷的大小。（3-1 ） ()mvFKLfG???①車削抗力分析車削外圓時的切削抗力有 ﹑ ﹑ ，主切削力 與主切削速度方向一致xyFzzF垂直向下，是計算機床主軸電機切削功率的主要依據(jù)。切深抗力 與縱向進給垂直，y影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。進給抗力 與進給方向平行且相反指向，設(shè)計或校核x進給系統(tǒng)是要用它。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763切削時總切削力的分解縱切外圓時，車床的主切削力 可以用下式計算：zF（3-2） zzzxFynpCafVK?=5360(N)由《金屬切削原理》知：=1:0.25:0.4 （3-3） :zxyF得 =1340(N)xF=2144(N)y因為車刀裝夾在拖板上的刀架內(nèi)，車刀受到的車削抗力將傳遞到進給拖板和導(dǎo)軌上，車削作業(yè)時作用在進給托板的載荷 ﹑ 和 與車刀所受到的車削抗力有對應(yīng)關(guān)系。1Fvc因此，作用在進給托板上的載荷可以按下式求出：托板上的進給方向載荷 = =1340(N)1x托板上的垂直方向載荷 = =5360(N)vFz托板上的橫向載荷 = =2144(N) cy因此，最大工作載荷 ()mvKLfG???=1.15×1340+0.04×(5360+90×9.8)=1790.68(N) 對于三角形導(dǎo)軌 K=1.15, =0.03～0.05,選 =0.04(因為是貼塑導(dǎo)軌)，G 是f?f?優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763縱向﹑橫向溜板箱和刀架的重量，選縱向﹑橫向溜板箱的重量為 75kg,刀架重量為15kg.②最大動載荷 C 的計算滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)額定動載荷 Ca 選用，可用式 3-4 計算： （3-4） 3mLfF?L 為工作壽命，單位為 10r，L=60nt／10;n 為絲杠轉(zhuǎn)速（ r／min）,n=1000v ／L0;v 為 最大切削力條件下的進給速度（m／min）,可取最高進給速度的 1/2～1/3;L0 為絲杠的基本導(dǎo)程，查資料得 L0=12mm; 為運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因為此時有沖擊振動，所以取 =1.5.mf mfV 縱向=1.59mm/r×1400r/min=2226mm/minn 縱向=v 縱向 ×1/2/L0=2226×1/2/12=92.75r/min ∴ L=60nt/106=60×92.75×15000/106=83.5則 = ×1.5×1790.68=11740（N）3mCLfF?38.5初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動載荷 Ca 不得小于最大載荷 C;因此有Ca＞C=11740N另外例如滾珠絲杠副有可能在靜態(tài)或低速運轉(zhuǎn)下工作并受載，那么還需考慮其另一種失效形式-滾珠接觸面上的塑性變形。即要考慮滾珠絲杠的額定靜載荷 是否充分地超oaC過了滾珠絲杠的工作載荷 Fm,一般使 =2～3.oamCF初選滾珠絲杠為：外循環(huán)，因為內(nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝?？紤]到簡易經(jīng)濟改裝，所以采用外循環(huán)。因此初選滾珠絲杠的型號為型 CD63×8-3.5-E 型，主要參數(shù)為=4.763mm, =8mm, =63mm, =2o19 ’，圈數(shù)×列數(shù) 3.5×1 wD0Lmd?③縱向滾珠絲杠的校核 1）傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率為 ?92% （3-5）tantan219()t(10)oo??????????2）剛度驗算滾珠絲杠副的軸向變形將引起導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運動平穩(wěn)性，滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形，絲杠和螺母之間滾道的接觸變形，絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的縱向變形以及螺母座的變形和滾珠絲杠軸承的軸向接觸變形。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763絲杠的拉壓變形量 1?（3-6）1mFlEA??=±1790.68×2280/20.6×10×π×(31.5)2=0.0064mm2 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形量 2?采用有預(yù)緊的方式，因此用公式=0.0013× （3-7）2?23mwyjFDZ?=0.0028mm在這里 =1/3 =1/3×1790.68=597Nyjm3.14×63/4.763=41.53wdZD??41.53×3.5×1=145.36 ?絲杠的總變形量 = + =0.0064+0.0028=0.0092mm3V 時，存儲器就能可靠的保持信息。優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763第五章 軟件設(shè)計部分5.1控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序系統(tǒng)設(shè)有 7 檔功能可以相互切換，分別是“編輯” 、 “空刀” 、 “自動” 、 “手動 1” 、 “手動2” 、 “手動 3”和“ 回零” 。選中某一功能時，對應(yīng)的指示燈點亮，進入相應(yīng)的功能處理。控制系統(tǒng)的監(jiān)控管理程序流程見圖（3） 。圖（3）5.2控制 LED顯示子程序設(shè)顯示緩沖區(qū)的首地址為 6BH，系統(tǒng)在指定的工作狀態(tài)下，需要顯示的字符段碼的編碼，事先存儲在 CPU 內(nèi)部的 RAM 的 6BH~73H 這 9 個字節(jié)中。已知8279 的控制口地址為 5FFFH，數(shù)據(jù)口地址為 5FFEH，則顯示程序如下：DIR: MOV DPTR，#5FFFH ；8279 的控制口地址MOV A，#90H ；寫 8279 顯示 RAM 的命令MOVX @DPTR，A ；從顯示 RAM 的 00H 地址開始寫，每寫一次，顯示 RAM 的地址自動加 1MOV R0，#6BH ；顯示緩沖區(qū)的首地址為 6BHMOV R7，#09H ；顯示緩沖區(qū)的長度為 9 個字節(jié)MOV DPTR，#5FFFH ；8279 的數(shù)據(jù)口地址DIR0: MOV A，@R0 ；從 CPU 的 RAM 中讀取顯示段碼的編碼ADD A，#05H ；PC 與 DTAB 表格之間的偏系統(tǒng)上電復(fù)位CPU、8255、8279 等初始化工作狀態(tài)選擇編輯？編輯處理回零？回零處理N自動？自動處理N手動？手動處理N空刀？空刀處理N N優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763移量MOVC A，@A+PC ；查表，取出顯示段碼MOVX @DPTR，A ；送到 8279 顯示 RAM 中指定的字節(jié)INC R0 ； 寫 8279 的下一個顯示 RAM DJNZ R7，DIR0 ；循環(huán) 9 次，完成 9 位顯示RET段碼 字符 編碼DTAB: DB 6FH ；F 00-01DB 0DAH DB 0BEH ；X 02-03DB 0E7HDB 0A3H ；Z 04-05DB 0CBHDB 0D1H ；U 06-07DB 0D3H DB 0DCH ；W 08-09DB 0CEHDB 0DFH ；- 0ADB 21H ；0 0BDB 7BH ；1 0CDB 91H ；2 0DDB 19H ；3 0EDB 4BH ；4 0FDB 0DH ；5 10DB 05H ；6 11DB 69H ；7 12DB 01H ；8 13DB 09H ；9 14DB 20H ；0. 15DB 7AH ；1. 16DB 90H ；2. 17DB 18H ；3. 18DB 4AH ；4. 19DB 0CH ；5. 1ADB 04H ；6. 1B優(yōu)秀畢業(yè)論文，支持預(yù)覽，答辯通過，歡迎下載需要 CAD 圖紙，Q 咨詢 414951605 或 1304139763DB 68H ；7. 1CDB 00H ；8. 1DDB 08H ；9. 1E…… ；根據(jù)系統(tǒng)需要編制字庫當(dāng)需要顯示一組字符時，首先給顯示緩沖區(qū)的 6BH~73H 這 9 個字節(jié)賦值，然后調(diào)用DIR 子程序即可。例如，要顯示“X-1234.56” ，程序如下：MOV 6BH，#02H ；“X”的一半MOV 6CH，#03H ；“X”的另一半MOV 6DH，#0AH ；-MOV 6E，#0CH ；1MOV 6FH，#0DH ；2MOV 70H，#0EH ；3MOV 71H，#19H ；4.MOV 72H，#10H ；5MOV 73H，#11H ；6CALL DIR ；向 827