x62w銑床數(shù)控化改造論文

1、<p>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）任務(wù)書</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p>　　1 機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的必要性2</p><p>　　2 橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)3</p><p>　　2.1 X62W

2、銑床簡(jiǎn)介3</p><p>　　2.1.1銑床的選型3</p><p>　　2.1.2 X62W機(jī)床特點(diǎn)3</p><p>　　2.1.3 X62W的結(jié)構(gòu)組成4</p><p>　　2.2切削力計(jì)算4</p><p>　　2.3滾珠絲杠設(shè)計(jì)5</p><p>　　2.3.1強(qiáng)度計(jì)算

3、5</p><p>　　2.3.2效率計(jì)算5</p><p>　　3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及齒輪的選用6</p><p>　　3.1橫向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選取6</p><p>　　3.1.1啟動(dòng)力矩的計(jì)算6</p><p>　　3.1.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高頻率6</p><p>　　3.2 齒輪設(shè)計(jì)(

4、橫向)7</p><p>　　4 數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)8</p><p>　　4.1 X62W萬(wàn)能銑床電力拖動(dòng)的特點(diǎn)8</p><p>　　4.2數(shù)控系統(tǒng)的選用8</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)9</b></p><p><b>　　致謝10</b></p

5、><p><b>　　參考文獻(xiàn)11</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　文章介紹了銑床數(shù)控化的改造部位，滾珠絲杠、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算，以及數(shù)控系統(tǒng)軟硬件的設(shè)計(jì)概要。把X62W銑床改造成數(shù)控銑床，主要改造的部位是：在主電動(dòng)機(jī)端面加一電磁離合器，以便用指令控制主軸停轉(zhuǎn)：把工作臺(tái)的縱橫向進(jìn)給

6、運(yùn)動(dòng)改造成用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來控制。垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)仍采用機(jī)動(dòng)和手動(dòng)方式。</p><p>　　本文在X62W數(shù)控銑床改造設(shè)計(jì)時(shí)主要從經(jīng)濟(jì)性、方便性、實(shí)用性、可靠性四方面因素出發(fā)，對(duì)X62W型銑床進(jìn)行了數(shù)控銑床機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)，硬件及電路設(shè)計(jì)。使改造后的機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)部分具有高靜態(tài)、動(dòng)態(tài)剛度;運(yùn)動(dòng)副之間的摩擦因數(shù)小，傳動(dòng)無(wú)間隙;功率大;便于操作和維修。</p><p>　　X62W數(shù)控銑床機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)包

7、括伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算，滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算。進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，拆除縱向、橫向、垂向進(jìn)給箱齒輪，在該處將手輪軸通過一對(duì)減速齒輪和縱向、橫向及垂向步進(jìn)電機(jī)相連。絲杠拆去，換上滾珠絲杠，并由齒輪箱與滾珠絲杠連接，改造后的X5325C銑床的定位精度為士0.01㎜，重復(fù)定位精度為士0.005㎜。X、Y電機(jī)能夠拖動(dòng)工作臺(tái)以6～2300r/min的切削進(jìn)給速度進(jìn)行X向、Y向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　控系統(tǒng)是一個(gè)基于

8、8031單片機(jī)的數(shù)字型控制系統(tǒng)。采用較小體積的單片機(jī)來實(shí)現(xiàn)一般的邏輯功能， 對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)的兩個(gè)軸進(jìn)行控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：銑床 數(shù)控改造 步進(jìn)電機(jī) 滾珠絲杠</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，普通機(jī)床越來越不能滿足市場(chǎng)的需求，其勞動(dòng)強(qiáng)度大，危險(xiǎn)性高，且不能滿足現(xiàn)代科學(xué)的批量生產(chǎn)需

9、要，越來越多的企業(yè)將普通機(jī)床逐漸轉(zhuǎn)向數(shù)控化，因?yàn)橄创部蓮浹a(bǔ)普通機(jī)床的許多缺點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)加工精度高，多工序的集中化，自動(dòng)報(bào)警，自動(dòng)補(bǔ)償及自動(dòng)監(jiān)控的功能。介紹了如何進(jìn)行機(jī)床數(shù)控化改造，并提出了數(shù)控改造中的問題和建議。</p><p>　　數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩者的加工工藝基本相同,結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動(dòng)加工機(jī)床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別. </p><

10、;p>　　數(shù)控銑床一般由數(shù)控系統(tǒng)、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)等幾大部分組成：</p><p>　　1、主軸箱 包括主軸箱體和主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，用于裝夾刀具并帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速范圍和輸出扭矩對(duì)加工有直接的影響。 </p><p>　　2、進(jìn)給伺服系統(tǒng) 由進(jìn)給電機(jī)和進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，按照程序設(shè)定的進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。</p&

11、gt;<p>　　3、控制系統(tǒng) 數(shù)控銑床運(yùn)動(dòng)控制的中心，執(zhí)行數(shù)控加工程序控制機(jī)床進(jìn)行加工。</p><p>　　4、輔助裝置 如液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝置。 </p><p>　　5、機(jī)床基礎(chǔ)件 通常是指底座、立柱、橫梁等，它是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)和框架</p><p>　　如果對(duì)所用的普通車床和長(zhǎng)時(shí)間使用的車床不進(jìn)行改造，僅購(gòu)買新的數(shù)控車

12、床，則會(huì)增加許多生產(chǎn)廠家設(shè)備方面的成本。所以生產(chǎn)廠家對(duì)普通車床及長(zhǎng)時(shí)間使用的車床進(jìn)行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。</p><p>　　1 機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造的必要性</p><p>　　微觀上看，洗床比傳統(tǒng)機(jī)床有以下突出的優(yōu)越性，而且些優(yōu)越性均來自數(shù)控系統(tǒng)所包含的計(jì)算機(jī)的威力。</p><p>　　由于計(jì)算機(jī)有高超的運(yùn)算能力，可以瞬時(shí)準(zhǔn)確地計(jì)算出每個(gè)坐標(biāo)軸瞬時(shí)應(yīng)該運(yùn)動(dòng)的運(yùn)

13、動(dòng)量，因此可以復(fù)合成復(fù)雜的曲線或曲面。</p><p>　　可以實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化，而且柔性自動(dòng)化，從而效率可比傳統(tǒng)機(jī)床提高3～7倍。</p><p>　　由于計(jì)算機(jī)有記憶和存儲(chǔ)能力，可以將輸入的程序記住和存儲(chǔ)下來，然后按程序規(guī)定的順序自動(dòng)去執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。洗床只要更換一個(gè)程序，就可實(shí)現(xiàn)另一工件加工的自動(dòng)化，從而使單件和小批生產(chǎn)得以自動(dòng)化，故被稱為實(shí)現(xiàn)了“柔性自動(dòng)化”。</p&g

14、t;<p>　　加工零件的精度高，尺寸分散度小，使裝配容易，不再需要“修配”。</p><p>　　可實(shí)現(xiàn)多工序的集中，減少零件在機(jī)床間的頻繁搬運(yùn)。擁有自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)監(jiān)控、自動(dòng)補(bǔ)償?shù)榷喾N自律功能，因而可實(shí)現(xiàn)時(shí)間無(wú)看管加工。有以上五條派生的好處。如：降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了勞動(dòng)力（一個(gè)人可以看管多臺(tái)機(jī)床），減少了工裝，縮短了新產(chǎn)品試制周期和生產(chǎn)周期，可對(duì)市場(chǎng)需求作出快速反應(yīng)等等。</p>

15、;<p>　　以上這些優(yōu)越性是前人想象不到的，是一個(gè)極為重大的突破。此外，機(jī)床數(shù)控化還是推行FMC（柔性制造單元）、FMS（柔性制造系統(tǒng)）以及CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）等企業(yè)信息化改造的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)已經(jīng)成為制造業(yè)自動(dòng)化的核心技術(shù)和基礎(chǔ)技術(shù)。</p><p>　　宏觀上看，工業(yè)發(fā)達(dá)家的軍、民機(jī)械工業(yè)，在20世紀(jì)70年代末、80年代初已開始大規(guī)模應(yīng)用洗床。其本質(zhì)是，采用信息技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)（包括軍、

16、民機(jī)械工業(yè)）進(jìn)行技術(shù)改造。除在制造過程中采用洗床、FMC、FMS外，還包括在產(chǎn)品開發(fā)中推行CAD、CAE、CAM、虛擬制造以及在生產(chǎn)管理中推行MIS（管理信息系統(tǒng)）、CIMS等等。以及在其生產(chǎn)的產(chǎn)品中增加信息技術(shù)，包括人工智能等的含量。由于采用信息技術(shù)對(duì)國(guó)外軍、民機(jī)械工業(yè)進(jìn)行深入改造（稱之為信息化），最終使得他們的產(chǎn)品在國(guó)際軍品和民品的市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力大為增強(qiáng)。而我們?cè)谛畔⒓夹g(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)方面比發(fā)達(dá)國(guó)家約落后20年。如我國(guó)機(jī)床擁有量中，洗床

17、的比重（數(shù)控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已達(dá)20.8％，因此每年都有大量機(jī)電產(chǎn)品進(jìn)口。這也就從宏觀上說明了洗床數(shù)控化改造的必要性。把X62W洗床改造成數(shù)控洗床，主要改造的部分是：在主電動(dòng)機(jī)端面加一電磁離合器，以便用指令控制主軸停轉(zhuǎn)；反工作臺(tái)的縱橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)改造成用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來控制。垂直進(jìn)給運(yùn)動(dòng)仍采用機(jī)動(dòng)和手動(dòng)方式，下面主要介紹橫向進(jìn)給系統(tǒng)的改造和數(shù)控系統(tǒng)的硬件改造。</p><p>　　2

18、橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　在橫向進(jìn)給系統(tǒng)的改造中，拆掉了原機(jī)床的絲杠螺母機(jī)構(gòu)，更換上用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和一對(duì)齒輪驅(qū)動(dòng)的滾珠絲杠螺母副。 </p><p>　　2.1 X62W銑床簡(jiǎn)介 </p><p>　　縱向工作臺(tái)約重100kg，床鞍和回轉(zhuǎn)盤約重200kg，總重量G=100+200=300kg。</p><p>　　2.1.1銑床的

19、選型</p><p>　　X62W萬(wàn)能銑床是一種通用的多用途機(jī)床，它可以進(jìn)行平面、斜面、螺旋面及成型表面的加工，是一種較為精密的加工設(shè)備，它采用繼電接觸器電路實(shí)現(xiàn)電氣控制。PLC專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)，其顯著的特點(diǎn)之一就是可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。將X62W萬(wàn)能銑床電氣控制線路改造為可編程控制器控制，可以提高整個(gè)電氣控制系統(tǒng)的工作性能，減少維護(hù)、維修的工作量。</p><p>　　2.1.2

20、 X62W機(jī)床特點(diǎn)</p><p>　　(1) 能完成很多普通機(jī)床難以加工或者根本不能加工的復(fù)雜型面的加工。</p><p>　　(2) 采用X62W銑床可以提高零件的加工精度，穩(wěn)定產(chǎn)品的質(zhì)量。</p><p>　　(3) 采用X62W可以比普通機(jī)床提高2~3倍生產(chǎn)率，對(duì)復(fù)雜零件的加工，生產(chǎn)率可以提高十幾倍甚至幾十倍。</p><p>　　(

21、4) 此機(jī)床具有柔性，只需更換程序，就可以適應(yīng)不同品種及尺寸規(guī)格零件的自動(dòng)加工。</p><p>　　(5) 大大的減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。</p><p>　　萬(wàn)能銑床是一種高效率的加工機(jī)械,在機(jī)械加工和機(jī)械修理中得到廣泛的應(yīng)用，萬(wàn)能銑床的操作是通過手柄同時(shí)操作電氣與機(jī)械,以達(dá)到機(jī)電緊密配合完成預(yù)定的操作,是機(jī)械與電氣結(jié)構(gòu)聯(lián)合動(dòng)作的典型控制,是自動(dòng)化程度較高的組合機(jī)床。但是在電氣控制系統(tǒng)中

22、,故障的查找與排除是非常困難的,特別是在繼電器接觸式控制系統(tǒng)，由于電氣控制線路觸點(diǎn)多、線路復(fù)雜、故障率高、檢修周期長(zhǎng),給生產(chǎn)與維護(hù)帶來諸多不便,嚴(yán)重地影響生產(chǎn)。本文所述方案是對(duì)原來的繼電器接觸式模擬控制系統(tǒng)進(jìn)行PLC改造而成,經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明該P(yáng)LC控制系統(tǒng)無(wú)論是硬件還是軟件,控制穩(wěn)定可靠, 具有極高的可靠性與靈活性, 更容易維修,更能適應(yīng)經(jīng)常變動(dòng)的工藝條件，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　2.1.3

23、 X62W的結(jié)構(gòu)組成</p><p>　　X62W數(shù)控銑床機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)分縱向，橫向和垂向三個(gè)部分，在每個(gè)部分中，包括滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)計(jì)算，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算。</p><p>　　1.滾珠絲杠螺母副把傳動(dòng)絲杠與螺母之間的滑動(dòng)摩擦變?yōu)榱藵L動(dòng)摩擦, 使摩擦損失減小, 使精度保持性、傳動(dòng)平穩(wěn)性、傳動(dòng)效率等都得到提高，其傳動(dòng)效率可達(dá)到92%～98%。</p><p>

24、;　　比常規(guī)的絲杠螺母副提高3～4倍（滑動(dòng)絲杠效率為0.2～0.4）。</p><p>　　2.伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算包括步進(jìn)電機(jī)選型、減速齒輪副的設(shè)計(jì)。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器接收到一個(gè)脈沖信號(hào)，它就驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)固定的角度(稱為“步距角”)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運(yùn)行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個(gè)數(shù)來控制角位移量，從而達(dá)到準(zhǔn)確定位的目的;同時(shí)可以通過控制脈沖

25、頻率來控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度和加速度，從而達(dá)到調(diào)速的目的。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。</p><p>　　現(xiàn)在比較常用的步進(jìn)電機(jī)包括反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)(VR)、永磁式步進(jìn)電機(jī)(PM)、混合式步進(jìn)電機(jī)(HB)和單相式步進(jìn)電機(jī)等。</p><p>　　永磁式步進(jìn)電機(jī)一般為兩相，轉(zhuǎn)矩和體積較小，步進(jìn)角一般為7.5度或15度。

26、</p><p>　　反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)一般為三相，可實(shí)現(xiàn)大轉(zhuǎn)矩輸出，步進(jìn)角一般為1.5度，但噪聲和振動(dòng)都很大。反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁路由軟磁材料制成，定子上有多相勵(lì)磁繞組，利用磁導(dǎo)的變化產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。</p><p>　　混合式步進(jìn)電機(jī)是指混合了永磁式和反應(yīng)式的優(yōu)點(diǎn)。它又分為兩相和五相:兩相步進(jìn)角一般為 1.8度，而五相步進(jìn)角一般為0.72度。</p><p>　　步進(jìn)電

27、機(jī)有步距角(涉及到相數(shù))、靜轉(zhuǎn)矩及電流三大要素組成。三大要素確定，步進(jìn)電機(jī)的型號(hào)便確定下來了?？紤]到經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，選擇反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)。</p><p>　　2.2切削力計(jì)算 </p><p><b>　　切削功率為：</b></p><p>　　Nc=NhK (1)</p&

28、gt;<p>　　式中：N——主電動(dòng)機(jī)功率，7.5kW </p><p>　　h——主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，一般為0. 6～0. 7，取0.6 </p><p>　　K——進(jìn)給系統(tǒng)功率系數(shù)，取0.96 </p><p>　　根據(jù)式(1)可得：Nc=4.32kW。又因?yàn)镹c=FzV/6120，則Fz=6120Nc/V，V為切削線速度，取100mm/min，所以

29、主切削力Fz=2.59kN。通常：縱向切削分力F縱=(0.6～0.9)Fz，垂直切削分力F垂=(0.45～0.7)Fz，橫向切削分力F橫=(0.5～0.55)Fz。取F縱=0.6Fz=1.55kN，F(xiàn)垂=0.45Fz=1.165kN，F(xiàn)橫=0.5Fz=1.295kN。</p><p>　　2.3滾珠絲杠設(shè)計(jì) </p><p>　　工作臺(tái)橫向進(jìn)給絲杠的軸向力：</p><

30、p>　　F軸=KF橫+f'(F垂+W) (2)</p><p>　　式中：K——考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，K=1.1 </p><p>　　F橫——橫向切削分力f'——導(dǎo)軌上的摩擦系數(shù)，f'=0.15 </p><p>　　W——工作臺(tái)、床鞍和回轉(zhuǎn)盤重力，W≈10G=3kN</p><p

31、>　　根據(jù)式(2)可得：F軸=2.049kN。 </p><p>　　2.3.1強(qiáng)度計(jì)算 </p><p><b>　　滾珠絲杠的轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　n=Vf/p</b></p><p>　　其中，進(jìn)給速度Vf=60mm/min，滾珠絲杠的螺距p=6mm，則得：<

32、/p><p>　　n=Vf/p=10r/min</p><p>　　取壽命時(shí)間T=15000h，則壽命值L1=60nT/106=9。取運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)fw=1.2，硬度系數(shù)fH=1.1，則最大負(fù)載Q=(L)&frac13;1fwfHF軸=5.625kN。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，選取滾珠絲杠的型號(hào)ND3506-1×2/E左，即內(nèi)循環(huán)，雙螺母墊片調(diào)隙式、公稱直徑為35mm、螺距為6mm、一圈二列、E級(jí)

33、精度、左旋、滾珠直徑為3.969mm。其額定動(dòng)負(fù)荷為12.847kN>Q，其強(qiáng)度夠用。</p><p>　　2.3.2效率計(jì)算 </p><p>　　由于所選滾珠絲杠的螺旋升角a=3°7'，摩擦角f=10'，則滾珠絲杠的傳動(dòng)效率：</p><p>　　h=tga/tg(a+f)=tg3°7'/tg(3°7&

34、#39;+10')=0.95。</p><p>　　縱向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)類似，計(jì)算從略。</p><p>　　3步進(jìn)電動(dòng)機(jī)及齒輪的選用</p><p>　　3.1橫向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的選取 </p><p>　　3.1.1啟動(dòng)力矩的計(jì)算 </p><p>　　取系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量dp=0.01mm/脈沖

35、，選用步距角qb=0.75°</p><p><b>　　絲杠牽引力</b></p><p>　　Fs=F橫+1.414f當(dāng)W (3)</p><p>　　式中f當(dāng)——當(dāng)量摩擦系數(shù)，f當(dāng)=0.01 </p><p><b>　　代入式(3)得 </b></

36、p><p>　　Fs=1.337kN</p><p>　　設(shè)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等效負(fù)載力矩為M，負(fù)載力為F負(fù)，根據(jù)能量守恒原理，電動(dòng)機(jī)所作的功與負(fù)載所作的功相等，即Mfh=F負(fù)L，則：</p><p>　　M=F負(fù)L/hf (4)</p><p>　　又F負(fù)=Fs+µ(W+F1)，數(shù)控裝置發(fā)出一個(gè)脈沖后，工作

37、臺(tái)的位移量L為一個(gè)脈沖當(dāng)量0.001cm，這時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)過的角度f(wàn)=2pqb/360°，代入式(4)得</p><p>　　M=F負(fù)L/hf=360°dp[Fs+µ(G+F1)]/2pqbh=167N·cm</p><p>　　式中：µ——機(jī)床導(dǎo)軌摩擦系數(shù)，取µ=0.18 </p><p>　　F1——與重力

38、方向一致，作用在移動(dòng)部件上的負(fù)載力F1=F垂=1.165kN </p><p>　　如果不考慮啟動(dòng)時(shí)的運(yùn)動(dòng)部件慣性的影響，則啟動(dòng)力矩Mq=M/0.3～0.5，取安全系數(shù)為0.3，Mq=556N·cm。對(duì)于工作方式為四相八拍的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，Mmax=Mq/0.707=786N·cm。 </p><p>　　3.1.2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高頻率 </p><p&

39、gt;　　取橫向進(jìn)給速度最大為Vmax=1m/min，則步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的最高頻率為</p><p>　　fmax=1000Vmax/(60×dp)=1667Hz</p><p>　　根據(jù)以上數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)，選用110BFG型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)較合適，該電動(dòng)機(jī)步距角為0.75°/1.5°，最大靜轉(zhuǎn)距為800N·cm，最高空載啟動(dòng)頻率為1800Hz。 </p>

40、;<p>　　3.2 齒輪設(shè)計(jì)(橫向) </p><p>　　表3—1 齒輪設(shè)計(jì)尺寸表 單位（mm）</p><p>　　3 —2 基本尺寸與測(cè)量尺寸表 單位（mm）</p><p>　　據(jù)步距角qb、滾珠絲杠螺距p、脈沖當(dāng)量dp，則在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠之間

41、所加的一對(duì)齒輪的傳動(dòng)比為：I=Z1/Z2=dp×360°/(qb·p)=0.8，選Z1=48，Z2=60，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，齒輪模數(shù)取1.5mm。 </p><p>　　4 數(shù)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 X62W萬(wàn)能銑床電力拖動(dòng)的特點(diǎn)</p><p>　　（1）銑削加工有順銑和逆銑兩種加工方式，要求主軸電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，因正反操

42、作并不頻繁，所以由床身下側(cè)電器箱上的組合開光來改變電源相序?qū)崿F(xiàn)。</p><p>　?。?）由于主軸傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有避免震蕩的慣性輪，故主軸電動(dòng)機(jī)采用電磁離合器制動(dòng)以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確停車。</p><p>　?。?）銑床的工作臺(tái)要求有前后、左右、上下6個(gè)方向的 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和快速移動(dòng)，所以也要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)能正反轉(zhuǎn)，并通過操作手柄和機(jī)械離合器相配合來實(shí)現(xiàn)。進(jìn)給的快速移動(dòng)通過電磁鐵和機(jī)械掛擋來完成。圓形工作

43、臺(tái)的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是由進(jìn)給電動(dòng)機(jī)經(jīng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的。</p><p>　?。?）根據(jù)加工工藝的要求，該銑床應(yīng)具有以下的電氣聯(lián)鎖措施：</p><p>　　為了防止刀具和銑床的損壞，只有主軸旋轉(zhuǎn)后才允許有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給方向的快速運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　為了減小加工表面的粗糙度，只有進(jìn)給停止后主軸才能停止或同時(shí)停止。</p><p>　　該銑床采用機(jī)

44、械操縱手柄和位置開關(guān)相配合的方式實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)6個(gè)方向的連鎖。</p><p>　　主軸運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)采用變速盤來進(jìn)行速度選擇，為保證變速齒輪進(jìn)入良好的嚙合狀態(tài)，兩種運(yùn)動(dòng)都要求變速后順時(shí)點(diǎn)動(dòng)。</p><p>　　當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)或冷卻泵過載時(shí)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)必須立即停止，以免損壞刀具和銑床。</p><p>　?。?）要求有冷卻系統(tǒng)、照明設(shè)備及各種保護(hù)措施。</p>

45、;<p>　　4.2數(shù)控系統(tǒng)的選用</p><p>　　所用數(shù)控系統(tǒng)是我們最近開發(fā)的BKC2-Ⅷ型數(shù)控系統(tǒng)，主要由主控制系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)兩部分組成。主控制系統(tǒng)用于控制鍵盤的輸入和輸出，工作臺(tái)在X、Y方向上的超程，側(cè)門關(guān)閉，查詢，X和Y向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相位及主軸正反轉(zhuǎn)等。顯示系統(tǒng)用于控制H716501液晶顯示器。這兩部分都采用了新型的單片機(jī)GMS90C32作中央處理器，它可以與MCS-51系列單片機(jī)兼容，

46、具有快速脈沖編程算法，采用了CMOS技術(shù)，最高工作頻率可達(dá)40MHz(本設(shè)計(jì)采用18MHz)，有良好的性能價(jià)格比。 </p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　數(shù)控銑床是在一般銑床的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,兩者的加工工藝基本相同,結(jié)構(gòu)也有些相似,但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動(dòng)加工機(jī)床,所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別.</p><p&

47、gt;　　數(shù)控銑床一般由數(shù)控系統(tǒng)、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)等幾大部分組成：主軸箱 包括主軸箱體和主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，用于裝夾刀具并帶動(dòng)刀具旋轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速范圍和輸出扭矩對(duì)加工有直接的影響。進(jìn)給伺服系統(tǒng) 由進(jìn)給電機(jī)和進(jìn)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成，按照程序設(shè)定的進(jìn)給速度實(shí)現(xiàn)刀具和工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，包括直線進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？刂葡到y(tǒng) 數(shù)控銑床運(yùn)動(dòng)控制的中心，執(zhí)行數(shù)控加工程序控制機(jī)床進(jìn)行加工。輔助裝置 如液壓、氣動(dòng)、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)和排屑、防護(hù)等裝

48、置。機(jī)床基礎(chǔ)件 通常是指底座、立柱、橫梁等，它是整個(gè)機(jī)床的基礎(chǔ)和框架。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　感謝我的導(dǎo)師。本篇論文從提綱到初稿乃至成稿，都經(jīng)過他精心的指導(dǎo)和修改，提出了嚴(yán)格的要求和許多寶貴的意見?？梢哉f，我的整篇論文凝聚著他的心血。在完成本篇畢業(yè)論文的過程中，本人得到了許多老師和同學(xué)們的幫助，是他們?yōu)榇烁冻隽诵难途?，在此?qǐng)

49、允許我向他們表示最衷心的感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]許吉慶.C616車床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì).機(jī)械制造.1999(1)</p><p>　　[2]何立民主編.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:北京航空航天大學(xué)出版社.1991.1</p><p>　　[3] 李敬梅.電力拖動(dòng)控制線路