数控机床说明书毕业设计论文.docx
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数控机床说明书毕业设计论文
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目录
摘要3
Abstract4
前言部分5
第1章绪论6
1.1机床总体方案的设计6
1.1.1课程设计任务书6
1.1.2总体方案设计6
1.2开环伺服进给系统机械部分设计6
1.2.1滚珠丝杠螺母副的计算选型6
1.2.2步进电动机的计算和选型6
第2章机床机电一体化改造总体方案的设计7
2.1课程设计任务书7
2.1.1题目7
2.1.2原始数据：
7
2.1.3主要技术参数：
7
2.1.4课程设计的内容及要求：
7
2.2总体方案设计7
2.2.1系统的运动方式的确定7
2.2.2伺服系统的选择7
2.2.3执行机构传动方式的确定7
2.2.4数控系统的选择8
第3章开环伺服进给系统机械部分设计8
3.2计算切削力8
3.3滚珠丝杠螺母副的计算选型（9
3.3.1计算进给牵引力9
3.3.2计算最大动负载9
3.3.3滚珠丝杠螺母副的选型10
3.3.4传动效率计算10
3.3.5刚度计算10
3.3.6稳定性校核12
3.3.7纵向滚珠丝杠副的几何参数12
3.4齿轮传动比计算12
3.5步进电动机的计算和选型13
3.5.1等效转动惯量计算13
3.5.2电机力矩计算14
3.5.3计算步进电动机空载起动频率和切削时的工作频率16
第4章机械传动机构的调整和结构的简要说明17
4.1丝杠进给速度的调节17
4.2轴向的预紧力的调整及定位18
结论部分18
设计体会19
参考文献21
谢词22
摘要
本设计是把普通数控的改造经济型数控机床，经济型数控机床就是指价格低廉、操作使用方便、比较适合我国国情的，动化的机床。
：
分析和总结了现有数控维修教学和实训中存在的主要问题，针对存在的问题，简单介绍了虚拟数控机床的功能，着重阐述了虚拟数控机床在数控维修教学不同模块中的使用。
是使用数控机床可以降低工人劳动强度，节省劳动力（一个人可看管多台机床），减少工装，缩短新产品试制周期和生产周期，可对市场需求做出快速反应，在设计时候具体进行了详细的各种部件的选型和计算。
机床计算机数据控的基本原理，数控机床的组成、分类及发展，CNC装置的硬件、软件及其接口，插补原理、刀具补偿与速度控制，伺服驱动系统及位置控制，加工程序编制等。
比如：
导轨设计选型、滚珠丝杠副选型与计算，进行传动系统误差分析、驱动电机的选型与计算、驱动电机与滚珠丝杆的联接，驱动电机与进给传动系统的动态特性分析等。
关键词：
车床数控传动系统数控维修虚拟数控机床教学
Abstract
ThisdesignisthecommonlathewitheconomicalCNCmachinetool,economictypeCNCmachinetoolsislowprice,convenientoperationanduse,issuitableforthenationalconditionsofourcountry,themoveofthemachinetool.TheuseofCNCmachinetoolcanreducethelaborintensityofworkers,laborsaving（apersoncancontrolmorethanonemachine）,reducetooling,shortennewproductdevelopmentcycleandtheproductioncycle,therapidresponsetomarketdemand,inthedesignofspecificdetailwhenthevariouspartsofthedesignandcalculationof.Machinecomputerdatacontrolprinciple,thecompositionofCNCmachinetools,classificationanddevelopment,CNCtheory,compensationofcuttingtoolsandspeedcontrol,servodrivesystemandpositioncontrol,processingproceduresforthepreparationand.Forexample:
guidedesign,selectionandcalculationofballscrewtransmissionsystem,erroranalysis,selectionandcalculationofdrivingmotor,drivingmotorandballscrewcoupling,thedrivemotorandthefeeddrivesystemdynamiccharacteristicsanalysis.
Keywords:
lathenumericalcontroldrivesystem
前言部分
计算机技术和先进制造技术的发展，推动了机械加工在各方面的变革和进步。
典型的数控机床已成为现代加工器械的鲜明代表。
考虑到企业的生产效率和投入成本，普通车床的数控化改造将是一个极为有意义的课题。
数控车床改造的设计是机电一体化系统课程设计的主要内容。
作为机械设计制造及其自动化专业的学生，这次设计是本人在学习完“机电一体化系统设计”、“数控机床”等专业课程之后进行的一个重要的实践性教学环节。
通过综合运用所学的机械、电子、自动控制、微机等知识，进行一次机电结合的全面训练，以培养独立分析问题，解决问题和进行机电一体化系统初步设计的能力。
此设计过程为期三个星期，在赵洪兵的指导下，本人将对普通车床进行开环控制纵向进给的改造。
动轨迹信息记录在程序介质上，然后送人数控系统经过译码和运算，控制机床刀具与工件的相对运动，加工出所需工件的一类机床即为数控机床。
数控加工的基本过程。
数控机床是用数字信息进行控制的机床。
凡是用代码化的数字信息将刀具移
在数控机床加工工件前，要分析零件图，拟定零件加工工艺方案，明确加工工艺参数，然后按编程规则编制数控加工程序。
当加工零件的几何信息和工艺信息转换为数字化信息后，可以用不同方法输入到机床的数控系统中，经检查无误即可启动机床，运行数控加工程序数控装置会自动完成数控加工程序发出的各种控制指令。
如果不出现故障，直到加工程序运行结束，零件加工完毕为止。
数控加工的控制过程与计算机控制打印机的打印过程，特别是与计算机控制绘图机的绘图.
由于学生水平有限，在设计乃至计算过程中难免会有一些错误，望各位老师及同学指点赐教。
不胜感激。
第1章绪论
1.1机床总体方案的设计
1.1.1课程设计任务书
（1）题目《φ400mm的数控车床总体设计及纵向进给设计》
（2）原始数据
（3）主要技术参数
（4）课程设计的内容及要求
1.1.2总体方案设计
（1）系统的运动方式的确定
（2）伺服系统的选择
（3）执行机构传动方式的确定
（4）数控系统的选择
1.2开环伺服进给系统机械部分设计
1.2.1滚珠丝杠螺母副的计算选型（纵向进给丝杠）
（1）计算进给牵引力
（2）计算最大动负载
（3）滚珠丝杠螺母副的选型
（4）传动效率计算
（5）刚度计算
（6）稳定性校核
1.2.2步进电动机的计算和选型
（1）等效转动惯量的计算
（2）电机力矩计算
（3）计算步进电动机空载起动频率和切削时的工作频率
第2章机床机电一体化改造总体方案的设计
2.1课程设计任务书
2.1.1题目：
φ400mm车床总体设计及纵向进给设计
2.1.2原始数据：
最大回转直径：
400毫米在床身上D=400毫米在床鞍上D=210毫米
最大工件长度900mm
主电动机功率7.5千瓦；转速1450转分
2.1.3主要技术参数（均为纵向）：
最大进给速度1.0米分
最大快移速度4米分
起动加速时间30毫秒
移动部件重量80公斤
机床定位精度0.015毫米
2.1.4课程设计的内容及要求：
能按时独立完成毕业设计规定的全部内容，方案选择正确，论据充分，对设计中的主要问题分析深入，解决合理，有独立见解，能很好运用所学理论和提供的资料解决设计中的问题，能独立查阅和正确引用中外文参考资料，说明书文字通顺、清楚、选用数据论证合理、计算准确，图面整洁。
2.2总体方案设计
2.2.1系统的运动方式的确定
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。
2.2.2伺服系统的选择
应任务书的要求，采用步进电机开环控制系统。
2.2.3执行机构传动方式的确定
为了保证一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，若直接将电机与滚珠丝杠联必会引起丝杠温度过高即磨损加剧使其寿命降低。
故在其两者之间加一消隙齿轮箱，一使丝杠速度降低，二则消除系统传动中的间隙，提高传动精度，并有效减少反向运动死区现象，消隙齿轮箱与丝杠可采用联轴器形式连接，这样便确定了如下图2-1所示的传动方案。
2.2.4数控系统的选择
根据机床要求，本着经济耐用的原则，确定采用8位机。
MCS—51系列单片机主要有三种型号的产品：
8031、8051和8751。
由于MCS—51系列单片机的特点之一是硬件设计简单，系统结构紧凑，故对于简单的应用场合，MCS—51系统的最小系统用一片8031外扩一片EPROM就能满足开环控制的要求。
8031单片机内含4kbEEPROM程序存储器，具有功耗低、抗干扰能力强的特点，数据存储器WM0016DRH是一种多功能非易失性SRAM，8031单片机高速高抗干扰自保持，不怕掉电，上下电百万次数据无丢失，断电保护10年有效，既可高速连续读写，也可任意地址单字节操作，无需拼凑页面，随机读写不需等待，立即有效，输入输出TTLCMOS兼容，上电复位输出，掉电保护，内置看门狗，电源监测，不用外加电路和电池，且引脚与标准SRAM兼容。
8031单片机价格低，使用灵活，其特点具具体如下：
（1）具有功能很强的8位中央处理单元（CPU）；
（2）片内有时钟发生电路（6MH或12MH）；
（3）片内具有128字节的RAM；
（4）具有21个特殊寄存器。
（5）可扩展64K字节的外部数据存储器和64K字节的外部程序存储器；
（6）具有4个IO口，32根IO线；
（7）具有2个16位定时器计数器；
（8）具有5个中断源，配备2个中断优先级；
（9）具有一个全双功串行接口；
（10）具有位寻址能力，适用逻辑运算。
从上述特性可看出这种8031芯片集成度高、功能强，只需增加少量外围器件就可以构成一个完整的微机系统。
故应选用8031单片机。
第3章开环伺服进给系统机械部分设计
3.1确定系统脉冲当量
根据机床精度要求确定脉冲当量，纵向：
0.01mm步，横向0.005mm步。
3.2计算切削力
确定切削力（纵车外圆）：
主切削力按经验公式估算：
按切削力各分力比例：
取：
3.3滚珠丝杠螺母副的计算选型（纵向进给丝杠）
3.3.1计算进给牵引力
纵向进
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