表示轴向最大载荷。得﹤校验合格。强度验算强度验算公式见式。式式中表示许用应力。根据滚珠丝杠材料，取。代入式得显然﹥强度满足。滚珠丝杠副选择的主要计算值见表。表滚珠丝杠副选择的主要计算值滚珠丝杠副的导程当量转速当量载荷预期额定动载荷最小螺纹直径滚珠丝杠副预紧力行程补偿值预拉伸力丝杠长度丝杠最小抗压刚度丝杠最大抗压刚度极限转速基本轴向额定静载荷进给伺服电机功率的计算及选择建立计算模型丝杠计算模型见图。图丝杠计算模型加减速时间计算速度变化曲线见图。速度变化曲线进给速度进给时间行程加速时间减速时间当时代入已知条件得换算到电机轴负载惯量的计算滚珠丝杠的惯量的计算见式。式式中表示滚珠丝杠重量。滚珠丝杠重量的计算见式。式式中表示滚珠丝杠直径。由上面计算可知，表示滚珠丝杠直径。取。代入式得代入式得负载的惯量计算见式式式中表示负载质量。表示滚珠丝杠导程代入式得换算到电机轴负载惯量，见式式式中表示减速比。因无减速器，所以表示中间机构的惯量。应没有采用减速机构，因此。代入得负载转矩的计算对外力的转矩的计算见式。式式中表示外作用力。表示滚珠丝杠导程代入式得换算到电机轴负载转矩，见式式式中η表示效率。电机与丝杠采用弹性联轴器连接，其η。则旋转数的计算电机所需转速的计算见式。式式中表示电机所需转速表示进给速度。已知表示滚珠丝杠导程。表示减速比。因无减速结构，所以。代入得电机的初步选定定电机的转子惯量为负载的以上的电机初步选台达，规格低惯量额定转速额定转矩瞬时转矩电动机惯量选定电机的额定转矩比换算到电机轴负载转矩大的电机的额定转矩﹥加减速转矩的计算加减速转矩的计算见式。式瞬时最大转矩有效力矩的计算必要的瞬时最大转矩为有效转矩等方面都提出了较高要求。向作为主传动系统是实现主运动的系统，是数控机床的关键部件之。为实现其加工时的高速铣削采用铣削主轴，主轴系统主要由两部分组成主轴安装座活动支架。向进给主要通过电机的旋转运动通过联轴器传递给滚珠丝杠来实现其直线往复的运动，实现向的进给运动。本次设计的机械部分中的执行机构的设计是接受放大后的控制信号，实现雕铣机动作的机构，考虑到既要实现功能，又要尽可能地小巧轻便。设计中控制部分，是连接机输出和机械执行机构的必要通道，它的主要作用是放大机产生的控制信号，使其能驱动机械执行机构实现雕铣动作，这对能否将控制信号及时准确地放大并发送至步进电机至关重要。这次设计能为教学设备提供种价格低廉性能适中的雕铣机。它能满足教学的大部分功能要求，如体积小，轻便，易搬运和维护，安装简单，精度在以内等功能。使教与学更生动有趣，学生更容易接受那些抽象的东西，便于提高数控技术课程的教学效果。致谢在本次的毕业设计过程中得到了张老师的悉心指导，正是由于老师不辞辛苦的耐心讲解检查，帮我改正设计中的与不妥之处，我的此次设计才能顺利完成。在这里表示衷心的感谢,参考文献蔡春源,机械设计手册辽宁科技技术出版社刘文信,机床数控技术机械工业出版社赵依军,胡戎主编,单片微型计算机接口技术湖北省计算机协会机床设计手册，机械工业出版社王华坤，范元勋,机械设计基础兵器工业出版社邱宣怀,机械设计,第四版高等教育出版社黄筱调,机电体化技术基础及应用机械工业出版社余永权,单片机应用系统的功率接口技术北京航空航天大学胡汉才,单片机原理及系统设计清华大学出版社吴玉厚电主轴单元技术北京工业出版社，陈锡渠金属切削原理与刀具北京北京大学出版社中国林业出版社，吴宗泽机械零件设计手册北京化学工业出版社，精密滚珠丝杠副产品目录成大先机械设计手册第四版第卷北京化学工业出版社，成大先机械设计手册第四版第卷北京化学工业出版社，杨叔子机械加工工艺师手册北京机械工业出版社,附件图纸支架支撑架滚珠丝杠副电路图导轨装配图有效转矩的计算见式。式校验负载惯量适用的惯量比条件满足有效转矩条件满足瞬时最大转矩条件满足最大转数条件满足经校验,所选电机符合要求。伺服电机主要计算值见表。表伺服电机主要计算值负载惯量负载转矩有效转矩瞬时最大转矩最大转速电气部分设计硬件部分电路设计要设计硬件部分，就要进行硬件的开发，就是要在计算机与外设之间架设座桥，进行物理连接。要开发硬件，总的说来有两种途径条是自己动手开发标准的计算机接口卡，另条途径是在现有的计算机硬件设备的基础上，稍加改进而利用已有的标准接口卡进行通讯。在第种方法中，需要自己设计接口电路，劳动量大，且在使用时要占用机的个扩展槽若使用第二种方法，不但设计简单危险性小，而且节省计算机插槽空间。因此本设计采用机的并口进行上下位机的通讯。本部分主要用于控制雕铣机工作台进给步进电机的工作。通过工作台两端安装的接近开关发出的信号控制工作台的启停以及反向。任何个数控系统都由硬件和软件两部分构成。硬件是整个系统的基础，其性能的好坏直接影响着整个系统的性能。而软件则是系统的灵魂，只有有了软件系统各硬件部分才能协调工作，发挥作用。单片机系列源于公司的系列，具有典型的单片机结构体系，其基本结构如图所示。专门设计的系统，典型的外围功能单元和归化的端口。图基本结构图单片机的外围电路有片内程序存储器数据存储器端口和特殊功能寄存器。外部电路扩展芯片内部有字节的数据存储器，内部地址为，用作工作寄存器堆栈软件标志和数据缓冲器，对内部数据存储器有着丰富的操作指令。但是在数控系统中单用片内数据存储器往往是不够的，因此在本设计中外接芯片来扩展的数据存储器。由于内部只有程序存储器，所以在实际应用中常外接片芯片来扩展程序存储器。为地址锁存允许，当送低位地址时使用，接的端，高电平有效，当不传送数据时无效。低电平有效，偏外取指令控制。当其有效时选通外部存储器，向应的指令字节出现在的数据线上，同是输入到口，将读取向应的指令到指令寄存器为芯片内部振荡电路输入端，为振荡电路输出端，系统采用内部时钟电路。在引脚上接上晶振电路，使内部产生自激振荡。晶振电路般采用石英晶体和电容组成并联谐振电路。晶振频率可以在之间选择。本设计选取晶振频率为，电容在之间选择。电容的大小对晶振频率有微小影响，因此可以起到频率微调作用。为复位控制，高电平有效。当端输入高电平时，初始化复位，只要输入端保持高电平则循环复位,在复位有效期间也输出高电平。当输入返回低电平后，从地址开始执行程序。单片机通常采用上电复位和手动复位相结合的复位方式，以便在出现紧急情况时能使空置系统迅速复位，不至于造成事故，具体复位电路间控制电路原理图。程序存储器和数据存储器扩展芯片简介。是种只用电源，位紫外线擦除，用非电源编程的只读存储器。引脚功能如下位地址端为片选端为输出允许为输出端为编程端没有内部连接为编程电源为电源为地。用它可以扩展片外程序存储空间。位数据存储器，集成度很高。它的引脚功能如下为位地址线，输入地址与内部存储单元相对应为位数据线为片选信号线，低电平有效为读信号线，低电平有效为写信号线，也是低电平有效。控制系统总体设计为保证该系统能够精确定时和实时处理内外信号，在硬件方面采用硕华步进电机控制卡输入输出卡构成数控系统。系统硬件采用总线和模块化结构设计，控制卡插在总线扩展槽上。卡主要是步进电机位移及速度控制限位开关响应刀具半径补偿外部信号输入和控制信工作台工作台位输出板位输入板电源指示灯急停信号手动操作机步进电机驱动器向步进电机驱动器向步进电机驱动器向步进电机向步进电机向步进电机向工作台步进电机运动控制卡号输出插补运算等功能，总体结构设计如图图总体结构图该系统采用了嵌入式结构，所用硬件少，成本低，并利用强大的软件功能与执行机构相结合，大大降低了软件开发的难度，极大地提高了控制系统的开放性，顺应了数控技术的发展。结论示教技术是随着数控技术发展起来的，目前，对示教系统的性能及精度析本设计中，数控雕铣机选用立式结构。立式结构工作台在水平面内，工件的安装调整比较方便。工作台由导轨支撑，刚性好，切削平稳。立式机床床的加工精度高。直是高速切削设备的首选结构。本机床总体布局采用立式铣床结构，为克服不良力矩的问题，尽量加宽了三向的两根直线滚动导轨之间的跨距，从整体布置上有效保证了机床的刚性。因铸铁具有良好的稳定性吸振性和耐冲击性，可使床身的结构强度和刚性有显著提高，故本机床整体式床身底座采用铸铁铸造而成。它为箱形结构，内部筋板采用米字型筋配合的网状结构，确保了对轴工作台和立柱的刚性支承，使机床动态加工的稳定性可达最好。因机床的刚性主要用于克服移动部分在高速移动时对非移动部分的强大冲击，所以导轨和丝杆在设计时应尽量要求粗些，以加强刚性。由于采取了这些措施，所设计的数控雕铣机的最大优点是能进行比较细小的加工，加工精度比较高，对软金属可进行高速切削。各轴系统的设计方案向主传动系统的方案设计主运动方案通常有两种是直接采用专用的雕铣刀头,二是采用直流电机