度纵向横向最大切削进给速度纵向横向溜板及刀架重力纵向横向代码制脉冲分配方式逐点比较法输入方式增量值绝对值通用控制坐标数脉冲当量纵向脉冲横向脉冲机床定位精度刀具补偿量进给传动链间隙补偿量纵向横向自动升降速性能有其它要求原机床的主要结构布局基本不变，尽量减少改动量，以降低成本缩短改造周期。机械结构改装部分应注意装配的工艺性，考虑正确的装配顺序，保正安装调试拆卸方便，需经常调整的部位调整应方便。进给伺服系统机械部分设计与计算进给系统机械结构改造设计进给系统改造设计需要改动的主要部分有挂轮架进给箱溜板箱溜板刀架等。方案如下挂轮架系统全部拆除，在原挂轮主动轴处安装光电脉冲发生器。进给箱部分全部拆除，在该处安装纵向进给步进电机与齿轮减速箱总成丝杠光杠和操作杠拆去，齿轮箱连接滚珠丝杠，滚珠丝杠的另端支承座安装在车床尾座端原来装轴承座的部分。溜板箱部分全部拆除，在原来安装滚珠丝杠中间支撑架和螺母以及部分操作按钮。横溜板箱部分将原横溜板的丝杠的螺母拆除，改装横向进给滚珠丝杠螺母副横向进给步进电机与齿轮减速箱总成安装在横溜板后部并与滚珠丝杠相连。刀架拆除原刀架，改装自动回转四方刀架总成。进给伺服系统机械部分的计算与选型进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括确定脉冲当量计算切削力滚珠丝杠螺母副的设计计算与选型齿轮传动计算步进电机的计算和选型等。计算简图如图所示图确定系统的脉冲当量脉冲当量是指个进给脉冲使机床执行部件产生的进给量,它是衡量数控机床加工精度的个基本参数。因此,脉冲当量应根据机床精度的要求来确定。对经济型数控机床来说，常采用的脉冲当量为和,在的技术参数中，要求纵向脉冲当量为。横向脉冲当量为。纵向滚珠丝杠螺母副的副的型号选择与校核步骤最大工作荷载计算滚珠丝杠的工作载荷是指滚珠丝杠副的在驱动工作台时滚珠丝杠所承受的轴向力，也叫做进给牵引力。它包括滚珠丝杠的走到抗力及与移动体重力和作用在导轨上的其他切削分力相关的摩擦力。由于原普通车床的纵向导轨是三角形导轨，则用公式计算工作载荷的大小。车削抗力分析车削外圆时的切削抗力有﹑﹑，主切削力与主切削速度方向致垂直向下，是计算机床主轴电机切削功率的主要依据。切深抗力与纵向进给垂直，影响加工精度或已加工表面质量。进给抗力与进给方向平行且相反指向，设计或校核进给系统是要用它。纵切外圆时，根据车床参数，参考机械制造技术基础车，选取车床的,床的主切削力可以用下式计算由金属切削原理知得因为车刀装夹在拖板上的刀架内，车刀受到的车削抗力将传递到进给拖板和导轨上，车削作业时作用在进给托板的载荷﹑和与车刀所受到的车削抗力有对应关系。因此，作用在进给托板上的载荷可以按下式求出托板上的进给方向载荷托板上的垂直方向载荷托板上的横向载荷因此，最大工作载荷对于三角形导轨选因为是贴塑导轨，是纵向﹑横向溜板箱和刀架的重量，选纵向﹑横向溜板箱的重量为,刀架重量为最大动载荷的计算滚珠丝杠应根据额定动载荷选用，可用式计算,未找到引用源。为工作寿命，单位为为丝杠转速为最大切削力条件下的进给速度,可取最高进给速度的为丝杠的基本导程，查资料得为运转状态系数，因为此时有冲击振动，所以取纵向纵向纵向则,未找到引用源。,未找到引用源。初选滚珠丝杠副的尺寸规格，相应的额定动载荷不得小于最大载荷因此有另外例如滚珠丝杠副有可能在静态或低速运转下工作并受载，那么还需考虑其另种失效形式滚珠接触面上的塑性变形。即要考虑滚珠丝杠的额定静载荷是否充分地超过了滚珠丝杠的工作载荷,般使初选滚珠丝杠为外循环，因为内循环较外循环丝杠贵，并且较难安装。考虑到简易经济改装，所以采用外循环。因此初选滚珠丝杠的型号为，主要参数为圈数列数图滚珠丝杆传动示意图纵向滚珠丝杠的校核传动。启动频率由于步进电动机的启动频率随着负载力矩和转动惯量的增大而降低，因此，相应负载力矩和转动惯量的极限启动频率应满足式中，极限启动频率，要求步进电动机最高启动频率。步进电动机的选折纵向进给系统步进电机的确定,未找到引用源。,未找到引用源。为满足最小步距要求，电动机选用三相六拍工作方式，查表知所以步进电动机最大静转矩为,未找到引用源。,未找到引用源。步进电动机最高工作频率,未找到引用源。,未找到引用源。综合考虑，查步进电机技术数据表选用型直流电动机，能满足使用要求。横向进给系统步进电机的确定,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。电动机仍选用三相六拍工作方式，查表知所以步进电动机最大静转矩为,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。步进电动机最高工作频率,未找到引用源。,未找到引用源。,未找到引用源。为了便于设计和采购，仍选用型直流电动机，能满足使用要求。主轴交流伺服电机主轴的变速范围主轴能实现的最高转速与最低转速之比称为变速范围，即,数控机床的工艺范围宽，切削速度与刀具，工件直径变化很大，所以主轴变速范围很宽。由于则,未找到引用源。这里为电动机的额定转速，该机床主轴要求的恒功率调速范围为主轴电机的功率是初选主轴电机的型号选主轴电机的型号为系列交流主轴驱动系统型号为，连续负载，间隙负载,短时负载,额定负载,最大转速，额定转矩,惯性矩晶体管变频器型号为主轴电机的校核电动机恒恒功率调速范围所以所选电动机型号的调速范围满足主轴所要求的调速范围。微机控制系统硬件电路设计控制系统的功能要求向和向进给伺服运动控制自动回转刀架控制螺纹加工控制行程控制键盘及显示面板管理其他功能光电隔离功率放大报警急停复位。硬件电路的组成后面所画大图采用系列单片机组成的控制系统硬件电路原理图。电路的组成如下采用芯片扩展程序存储器两片，片扩展可编程接口芯片两片地址锁存器，译码器个个键盘电路，显示电路光电隔离电路，功率放大功率越程报警电路，急停电路，复位电路面板管理电路。设计说明采用芯片，由于片内无程序存储器，数据存储器也只有字节，因此，扩展外部程序存储器两片，数据存储器片。的口也不能满足输入输出口的要求，本系统也扩展了两片可编程接口芯片。采用三八译码器的输出作为片选信号。和的片选信号分别接到译码器的,的输入分别接的。由于和芯片都是，需要根地址线，低位接芯片的输出。接芯片的，地址锁存器在选通信号在高电平时直接传送口低位地址，当在高电平变低电平的下降沿时，低位地址锁存器，此时，口可用来向片外传送读写数据。接口芯片与外设的联接及设计说明如下输出的指令脉冲通过光电隔离电路和功率放大电路直接驱动纵向和横向步进电机的共八相绕组。在本系统中采用软件环形分配器方式，虽然运行速度慢些，但可以省去两个硬件环形分配器，电路比较简单，由于步进电机的每相绕组需和个接口相连，以便与控制寄存器中指定相位对应，因此，占用的口数量较多。的作为显示器位选信号，显示器的段选信号则由的发出，的是键盘扫描输入。行程限位报警信号,分别通过的,提出中断请求，根据不同的中断口可以直接识别行程的方向，此时相应的红灯报警。小的接自动回转刀架四方刀架，自动回转刀架需要换刀时，由发出换位信号，经交流控制箱控制刀架电机回转，到达指定的刀位。刀架夹紧后，即发出回答信号，表示已完成换刀过程，可以进行切削加工。换刀回答信号经的输入计算机，控制刀架开始进给。接控制面板上的控制开关，设有编辑空运行自动手工手工回零等选着方式。接控制面板上的按钮开关，设有启动暂停单段运行连续运行急停等操作功能。加工螺纹时，与车床主轴相连的光电脉冲发生器会发出螺纹加工信号和零位螺纹信号，螺纹加工信号送入的，通过设置不同的时间常数，可以改变主轴每转时的纵向进给量，从而加工出不同螺距的螺纹，零位螺纹信号送入的,用来防止多次走刀时螺纹乱扣。系统各芯片采用全地址译码，各存储器及接口芯片地址编码见表操作面板设计方案之见图芯片接引脚地址选择线片内地址单元字节地址编码表芯片地址编码图车床改造的结构特点滚珠丝杆滚珠丝杆必须采用三点支承形式。步进电动机的布置可放在丝杠的任端，由于拆除了进给箱，可在原安装进给箱处布置步进电动机和减速齿轮，也可在滚珠丝杆的左端设计个专用轴承支承座，而在丝杠托架处布置步进电动机和减速箱。导轨副为减少运动部件移动时的摩擦阻力，尤其是减少静摩擦阻力，滑板和刀架移动部件的导轨可粘贴摩擦系数低的聚四氟乙烯软带安装电动卡盘为了提高经济型数控机床的加工效率，还可考虑用电动三爪自定心卡盘装置，这种装置也可与数控装置的信号电路相配合，实现自动夹紧松开，提高加工过程的自动化程。脉冲发生器改造后的简易数控车床需要自动化加工螺纹时，可以在主轴后端同轴安装或者异轴安装个主轴脉冲发生器，作为主轴位置的信号反馈元件，目的是用来检测主轴转角的位置，并且将其变化情况输送给数控装置，使其能按照所加工螺纹的螺距值进行处理。安装调整中应注意的问题滚珠丝杠螺母副的选择滚珠丝杠螺母副的制造精度要求高，加工工艺比较复杂。都是由专业工厂按系列化进行生产。因此在进行设备改造时，要按厂家生产标准进行选择。选择合适以后再决定被改造设备的其他相关部分的结构和尺寸。滚珠丝杠螺母副的调整利用螺母的间隙调整装置调整丝杠副间隙时，应使调整后产生的预紧力为丝杠副最大负载的为宜。在实际调整中，可以把车床处于最大工作负载，使丝杠内部仍不产生间隙或者间隙量小于，而且运转灵活，并以此作为螺母间隙调整装置预紧的判断标准。联轴器的安装传动丝杠轴线上各联轴套上的锥销孔座按十字分布方式进行配做。这是因为同联轴套上分布的锥孔都由同方向加工时，往往会引起轴线的直线度误差增大，从而使安装在丝杠上各零件间的同轴度误差增大，产生传动附加载荷，影响丝杠副的传动性能。主轴脉冲发生器的安装主轴脉冲发生器的的引出轴按比例无间隙柔性连接传动，连接后应保证两者都有很好的同步性，安装中要注意主轴脉冲发生器是玻璃件，不能随意敲打碰撞，使用中车床主轴转速不能超过脉冲发生器的最高许用转速。结论这次课题设计总计费时个多月，刚开始时不知从何下手，在老师的指导下到图书馆查阅相关资料。有关数控上的资料翻了数次，有参考了相关设计资料，终于知道了该怎么做。接下来塞选出系列有价值的资料，与同组同学不断的讨论向老师请教