手册中可得知，在般外圆车削时取滚珠丝杠设计计算三角或综合导轨机床的轴向力式中取为则哈尔滨理工大学专科生毕业论文强度计算寿命值主取工件直径，查表得则最大动负载查表得运转系数硬度系数则根据最大动负荷的值，可选择滚珠丝杠的型号。滚珠丝杠参照汉江机床厂的产品样本选取系列，滚珠丝杠直径选为，型号为，其额定动载荷式，所以强度够用。效率计算根据机械原理的公式，丝杠螺母副的传动效率为η式中摩擦角螺旋升角则η刚度验算滚珠丝杠受工作负载引起的导程的变化量式中滚珠丝杠截面积哈尔滨理工大学专科生毕业论文则滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化量很小，可忽略，即。所以导程变形总误差为查表知级精度丝杠允许的螺距误差长为，故刚度足够稳定性验算由于机床原丝杠直径为，现选用的滚珠丝杠的直径为，支承方式不变，所以稳定性不存在问题齿轮及转矩的有关计算有关齿轮的计算传动比故取转动惯量计算工作台质量折算到电机轴上的转动惯量丝杠的转动惯量哈尔滨理工大学专科生毕业论文齿轮的转动惯量电机转动惯量很小可忽略。因此，总的转动惯量所需转动力矩计算快速空载启动时所需力矩最大切削负载时所需力矩快速进给时所需力矩式中空载启动时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的摩擦力矩由于丝杠预紧所引起，折算到电机轴上的附加摩擦力矩切削时折算到电机轴上的加速度力矩折算到电机轴上的切削负载力矩。当时当时哈尔滨理工大学专科生毕业论文主当η时η当η时预加载荷则ηηη所以，快速空载启动所需力矩切削时所需力矩快速进给时所需力矩由以上分析计算可知所需最大力矩发生在快速启动时哈尔滨理工大学专科生毕业论文横向进给系统的设计计算横向进给系统的设计经济型数控改造的横向进给系统设计比较简单，般是步进电机经减速后驱动滚珠丝杠，使刀架横向运动。步进电机安装在大拖板上，用法兰盘将步进电机和机床大拖板连接起来，以保证其同轴度，提高传动精度。横向进给系统的计算由于横向进给系统的设计计算与纵向类似，所用到的公式不再详细说明，只计算结果。已知条件工作台重时间常数滚珠丝杠基本导程左旋行程脉冲当量步距角快速进给速度切削力计算横向进给量为纵向的，取，则切削力约为纵向的在切断工件时滚珠丝杠设计计算强度计算对于燕尾型导轨存储器连接大致相同。唯控制器线的连接不同读入信号分别于芯片的引脚相连的写输入信号于芯片引脚相连。程序存储器的扩展芯片是种高速，容量为的存储器电路读出时间哈尔滨理工大学专科生毕业论文为，为线元件，其中为位地址线。为位数据线。为片选信号线，低电平有效，为数据输出选通信号线，低电平有效。为编程脉冲输入线。为主电源线，为编程电源线。芯片式的存储器电路，集成度很高，其中为位地址线，输入地址与内部字节的单元对应位位数据线，为片选信号线，为读写信号线，都是低电平有效。对于容量较大的系统，扩展的外部芯片较多，芯片所需的片选信号利用地址线时，就需要用全地址译码的方法，它将低地址作为片内地址，而用译码器对高位地址进行译码，译码器输出的地址选择线作片选线。图与连接示意图接口电路及辅助电路设计接口电路芯片芯片共有四个位并行口，但可供用户使用的只有口和部分口，因此在大部分应用分流中都需扩展芯片，常用的外用接口芯片为，是可编程的，扩展接口电路个系统单元，个位接口，个位口，个位定时计数器。芯片可直接和系列单片机连接，不需要任何外加逻辑电路。通常用口的高位地址线作为芯片的片选信号及的选择信号。将的与芯片引脚相连，若是高电平，哈尔滨理工大学专科生毕业论文则用来作接口若是低电平，则使用内部字节的。由于芯片内部有地址锁存器，所以的端可以和的端直连，利用的的信号下降沿锁存口送出的低位地址信息。若要求口口工作在基本状态，口为基本输入状态，不要求中断申请，不启动定时器，则其控制它为初始化程序如下命令地址寄存器控制字控制字命令寄存器辅助电路设计光电隔离电路在步进电机驱动器中，脉冲信号经功放后控制步进电机励磁绕组。由于步进电机需要的驱动电压较高，电流较大，如果将信号与功率放大器直接相连，将会引起强电干扰。轻则影响计算机程序的正常工作，重则导致计算机和接口电路损坏。所以，般在接口电路与功率放大器之间都要接上隔离电路。采用的光电耦合电路如图输入输出图光电耦合电路功率放大电路功率放大电路分为单电源和双电源型。单电源型线路简单，但功率不高，所以选用双电源型。在功率放大器导通初始，全导通，并使脉冲变压器的副边产生定宽度的脉冲电流，使导通，高压电源通过，为步进电机相绕组供电，使其电流上升沿变陡，同时出于反向偏置，将低压与绕组切断。经过时间后脉冲电流消失，使哈尔滨理工大学专科生毕业论文截至，高压电源与绕组之间被切断。通过，为绕组供电，提供所需的额定电流。通过调整脉冲变压器的磁芯和可改变高压供电的时间宽度。图功率放大电路由于我国目前步进电机的功率放大器已由生产厂家生产出系列化产品，在设计数控机床电路时只需根据步进电机的容量大小进行选择，所以不再进行计算。功率放大电路见图。时钟电路单片机的时钟可以由两种方式产生，内部方式和外部方式。内部方式利用芯片内部震荡电路在引脚上外接定时元件如图图内部时钟方式复位电路单片机的复位都是靠外部电路实现的，因为上电与按钮复位组合，在哈尔滨理工大学专科生毕业论文上电瞬间电路充电，引脚端出现正脉冲，只要端保持以上高电压，就能使单片机有效复位。见图。图复位电路报警电路为了防治工作台越界，可分别在极限位安装限位开关，这是采用中断方式，利用的外部中断。只要有任何个行程开关闭合，即工作台在方向上越界，均能产生中断信号。为了便于观察，设置红绿灯指示，正常时为绿灯亮，报警时红灯亮，两灯均由个口输出。绘制微机控制电路原理图控制系统的功能向向的进给伺服运动功能键盘显示自动回转刀架控制螺纹加工控制面板控制行程控制其他功能报警电路复位电路隔离电路功率放大电路。哈尔滨理工大学专科生毕业论文采用软件环形分配图步进电机采用软件环形分配器，虽运行速度没有硬件环形分配器快，但可以省掉两个硬环分配芯片，且电路简单。自动回转刀架的控制当需要自动回转刀架时，由的发出刀位信号，控制刀架电机回转，到达制定的刀位，刀架夹紧后发出换刀回答信号，经的输入计算机，控制刀架开始进给。螺纹加工控制当加工螺纹时，由与主轴相连的光电脉冲器发出螺纹信号，分别送入的和的，通过设置不同的时间常数来加工不同螺距螺纹，零件螺纹信号是防止螺纹乱扣。地址编码地址编码如表表控制电路地址编码芯片芯片进址编码片内地址单元地址编码接引脚地址选择线本章小结本章主要介绍了车床数控改造数控系统的硬件电路设计，单片机控制系统设计，存储器扩展电路,接口电路及辅助电路设计。哈尔滨理工大学专科生毕业论文结论毕业论文是专科学习阶段次非常难得的理论和实际相结合的机会，通过这次比较完整的对车床的经济型数控改造设计，我摆脱了单纯的理论学习状态，和实际设计结合锻炼了我综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力。通过本次对伺服进给系统，步进电机的选择，单片机控制系统的设计我可以更深刻充分的了解到数控改造的优点与必要性。普通车床数控改造后拥有了自己的伺服进给系统，横向进给，纵向进给更加稳定，减少了操作人员素质带来的人为误差，机床的数控装置可以对机床运动中产生的位移热变形等导致的误差，确定自己的脉冲当量，通过测量系统进行补偿而获得很高且稳定的加工精度。提高了同批零件的致性。提高加工精度。对步进电机的选择时，通过计算布距角，精度，转矩等确定正确的步进电机，保证车床的正常工作。软件方面选用系列单片机为控制装置，由于系列单片机在我国机床数控改造方面应用较普遍，其配套芯片价廉，普及性通用性强，制造和维修方便，完全可以满足我国经济型数控改造的需要。普通车床数控管改造后极大的提高生产效率及工件的精度与加工的稳定性，更易操作节省劳动成本。哈尔滨理工大学专科生毕业论文参考文献张新义经济型数控机床系统设计机械工业出版社，董玉红数控技术高等教育出版社，张毅刚单片机原理及应用哈尔滨工业大学出版社，顾维邦金属切削机床概论机械工业出版社，邱宣怀机械设计第四版高等教育出版社，余英良机床数控改造设计与实例机械工业出版社，机床设计手册编写组机床设计手册第三册机械工业出版社，郑文纬机械原理第七版高等教育出版社，刘跃南机床计算机数控及应用机械工业出版社，李洪实用机床设计手册辽宁科学技术出版社哈尔滨理工大学专科生毕业论文致谢本文是在论文指导老师精心指导和大力支持下完成的。老师以其严谨求实的治学态度高度的敬业精神兢兢业业孜孜以求的工作作风和大胆创新的进取精神对我产生重要影响。在此次课程设计过程中我也学到了许多有关设计方面的知识，对其现状和未来发展趋势有了很大的了解。通过这次数控改造设计，本人在多方面能力都得到了提高。通过这次课程设计，综合运用了本专业所学课程的理论知识和结合生产实际知识进行次数控改造设计，通过实际设计从而培养和提高了自己的工作能力，巩固与扩充课程所学的内容，掌握改造设计的方法和步骤，掌握改造设计的基本的技能，懂得了从分析所要设计的零件功能入手，确定改造方案，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了相应规范和标准，同时对各科相关的课程都有了全面的复习，思考的能力也有了提高。并提高了查阅设计资料和手册的能力，熟悉了设计中的标准和规范等。在这次设计过程中，体现出自己单独设计改造的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。毕业设计题目车床数控系统改造院系机械设计与制造姓名