机械5

目录 1.绪论1 2.设计要求3 2.1总体方案设计要求3 2.2设计参数4 2.3.其它要求6 3.车床改造的结构特点7 3.1.滚珠丝杆7 3.2导轨副7 3.3安装电动卡盘7 3.4脉冲发生器7 4.进给伺服系统机械部分设计与计算8 4.1机械部分的改造8 4.2进给系统机械结构改造设计9 4.3进给伺服系统机械部分的计算与选型10 4.3.1确定系统的脉冲当量10 4.3.2纵向滚珠丝杠螺母副的副的型号选择雨校核步骤10 4.3.3横向滚珠丝杠螺母副的型号选择与校核步骤14 4.3.4齿轮有关计算16 4.3.4（1）纵向齿轮及转矩的有关计算16 4.3.4 (2)横向齿轮及转矩的有关计算20 5.步进电动机的计算与选型23 5.1步进电动机选用的基本原则23 5.2步进电动机的选折24 6.主轴交流伺服电机24 6.1机床主运动电机的确定26 6.2主轴的变速变速范围26 6.3初选主轴电机的型号27 6.4主轴电机的校核27 7.微机控制系统硬件电路设计28 7.1控制系统的功能要求28 7.2硬件电路的组成28 7.3设计说明31 8．安装调整中应注意的问题31 8.1滚珠丝杠副的特点31 8.2滚珠丝杠螺母副的选择32 8.3滚珠丝杠螺母副的调整32 8.4联轴器的安装32 8.5主轴脉冲发生器的安装32 结论35 参考文献36 总体方案设计要求 总体方案设计应考虑机床数控系统的类型，计算机的选择，以及传动方式和执行机构的选择等。 （1）普通车床数控化改造后应具有定位、纵向和横向的直线插补、圆弧插补功能，还要求能暂停，进行循环加工和螺纹加工等，因此，数控系统选连续控制系统。 （2）车床数控化改装后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下应简化结构、降低成本，因此，进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。 （3）根据普通车床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及经济性要求，经济型数控机床一般采用8位微机。在8位微机中，MCS51系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强、具有很高的性价比，因此，可选MCS51系列单片机扩展系统。 （4）根据系统的功能要求，微机数控系统中除了CPU外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器、I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器，包括光电隔离电路和步进电机驱动电路，此外，系统中还应包括螺纹加工中用的光电脉冲发生器和其他辅助电路。 （5）设计自动回转刀架及其控制电路。 （6）纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杠螺母副组成，其传动比应满足机床所要求的分辨率。 （7）为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦孝传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙，齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。 （8）采用贴塑导轨，以减小导轨的摩擦力。