机械5

摘要 数控纵横向移动工作台机电系统设计是一个开环控制系统，其结构简单。实现方便而且能够保证一定的精度。降低成本，是微机控制技术的最简单的应用。它充分的利用了危机的软件硬件功能以实现对机床的控制;使机床的加工范围扩大，精度和可靠性进一步得到提高。数控工作台机电系统设计是利用8031单片机，及2764, 6264存储器及8155芯片等硬件组成，在控制系统的硬件上编写一定的程序以实现一定的加工功能。 其基本思想是通过圆弧或者直线插补程序以实现对零件进行几何加工，每进行一段加工都要产生一定的脉冲以驱动电机正反转，同时通8155将相应的加工进刀信息送至刀架库中以实现以之相应的走刀，电机和刀具的相对运动所以实现了刀具对工件的加工。该控制系统采用软件中断控制系统结构及子程序结构简单，条件明确在经济型数控中应用较多。中断结构采用模块化结构设计因为这种结构便于修改和扩充，编制较为方便，便于向多处理方向发展。 数控纵横向移动工作台机电系统设计采用步进电机作为驱动装置。步进电机是一个将脉冲信号转移成角位移的机电式数模转换器装置。其工作原理是每给一个脉冲便在定子电路中产生一定的空间旋转磁场;由于步进电机通的是三相交流电所以输入的脉冲数目及时间间隔不同，转子的旋转快慢及旋转时间的长短也是不同的。由于旋转磁场对放入其中的通电导体既转子切割磁力线时具有力的作用，从实现了旋转磁场的转动迫使转子作相应的转动，所以转子才可以实现转子带动丝杠作相应的运动。本题目是步进电机，微型计算机，插补原理，汇编语言的综合应用。 本设计所设计的车床纵横向移动工作台采用了低摩擦的直线滚动导轨和精密的丝杠，它的工作原理是通过MCS-51单片机来控制步进电机，使X-Y工作台实现了数控控制。工作台的自动化能大大减轻劳动强度，提高劳动生产效率。本设计的数控纵横向移动工作台机电系统设计是一个开环控制系统，其结构简单，实现方便而且能保证一定的精度。通过微机控制技术的简单的应用，实现对机床的控制，使机床的加工范围扩大，精度和可靠性进一步提高。本设计所设计的X-Y工作台不仅可用于车床上进行数控车削加工，而且还能够用于钻床上数控钻削加工，所以其功能远高于传统的普通工作台是新一代机电一体化的典型产品。通过对X-Y工作台的设计，能够正确运用机床数控系统等课程的基本理论个有关知识学会设备数控化改造方桉的拟定、比较、分析及进行必要的计算；通过对设备改造的机械部分设计，掌握数控设备典型零件的计算方法和步骤以及正确的结构设计方法；通过设备的数控系统硬件和软件设计，掌握简单的数控系统硬件及软件设计的基本方法；通过课程设计，初步树立正确的设计思想，培养自己分析问题和解决问题的能力；提高自己应用手册、标准以及编写文件等资料的能力。 在本设计中着重介绍了如何对X-Y工作台进行设计，对导轨、丝杠、电机、选用和数控控制电路的设计和其控制程序的编制等方面进行了深入的分析。 目录 摘要..................................................... 1 Abstract..................................................2 第1章绪论..............................................3 1.1课题来源及研究目的和意义............................4 1.2数控车床的现状及趋势................................4 1.3数控车床进给机构的方桉分析..........................5 1.3.1机械结构分析....................................5 1.3.2机械结构总体方桉和布局..........................6 第2章机械结构的设计......................................10 2.1滚珠丝杠的设计......................................13 2.2滚珠丝杠副丝杠副传动法面截形，循环方式等的确定......14 2.3滚珠丝杠的预紧......................................15 2.4滚珠丝杠选取与校核..................................17 第3章滚动轴承的选取与计算................................20 3.1轴向滚珠丝杠轴和径向滚珠丝杠轴受力分析.............20 3.2计算轴承寿命.......................................22 3.3当量载荷............................................23 第4章步进电机的选取及设计计算............................26 4.1转动惯量计算........................................26 4.2将负载质量换算成电机输出轴上的转动惯量..............27 4.3计算电机输出的总力矩................................27 4.4负载起动频率估算....................................27 第5章联轴器的选取.......................................28 第6章齿轮减速器的选取....................................28 第七章进给系统精度校核...................................33 7.1支承滚珠丝杠轴承的变形..............................33 7.2支承滚珠丝杠轴承的轴向变形..........................34 第八章关于Solidworks设计................................35 8.1草图绘制..........................................36 8.2基准特征，参考几何体的创建.........................37 8.3拉伸、旋转、扫描和放样特征建.......................38 8.4工程图的设计.......................................39 8.5装配设计...........................................40 第九章三维设计总结......................................41 结论...................................................41 参考文献..............................................42 致谢...................................................43