车床横向进给系统设计

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1、机械工程及自动化专业机电一体化系统设计课程设计车床横向刀架（X轴）伺服进给系统的机电一体化设计姓名：杨玉良学号：20051531院（系）：机械与车辆工程学院专业：机械工程及其自动化指导教师：周世圆二〇〇八年十二月33机械工程及自动化专业　　　　　　　　　　　　　　　　　　　目录课程设计任务书3绪论　　5　第一章　总体方案的设计　6　第二章　机械系统的改造设计方案　7　　　　一、进给系统的改造与设计方案　7　　　　二、进给传动部件的选型与计算　7第三章控制系统方案的设计24一、控制系统硬件电路的设计24二、控制电路部分软件的设计25第四章总结31结语32　

2、33机械工程及自动化专业课程设计任务书1题目车床横向刀架伺服进给系统的机电一体化设计2设计要求A根据机械部分给定参数，分析应采用的恶机电一体化改造方案，确定微机控制系统设计方案。B进行机械系统的设计计算，绘制所改造部分的机械系统装配图（A0）。C绘制微机控制系统工作原理图（A1）。D绘制微机控制程序框图，并编写部分汇编语言程序。E撰写设计说明书一份。3机械部分给定参数A横向运动部件的总质量：100KGB进给速度：快进：2100mm/min工进：３５ｍｍ／ｍｉｎ　　Ｃ横向进给切削力：１１５０Ｎ　　Ｄ垂直切削力：１７５０Ｎ　　Ｅ步进电机的步进脉冲当量：０．０

3、１ｍｍ／脉冲　　Ｆ工作台导轨的滑动摩擦系数：查手册4控制系统给定参数ACPU：808633机械工程及自动化专业BRAM全译码地址范围：0000H-1FFFHCROM全译码地址范围：２０００Ｈ－３ＦＦＦＨＤ　步进电机驱动的脉冲环形分配方式：硬环分Ｅ　键盘显示器接口方式：8279芯片33机械工程及自动化专业绪论机电一体化系统课程设计是一个重要的实践性教学环节。要求学生综合运用所学过的机械、电子、计算机和自动控制方面的知识，独立进行一次机电结合的设计训练，主要目的是：（1）学习机电一体化系统总体设计方案拟定、分析与比较的方法。（2）通过对机械系统的设计，掌握几

4、种典型传动元件与导向元件的工作原理、设计计算方法与选用原则。如齿轮/同步带减速装置、滚珠丝杠螺母副、滑动导轨副等。（3）通过对进给伺服系统的设计，掌握常用伺服电动机的工作原理、计算选择方法与控制驱动方式。（4）通过对控制系统的设计，掌握一些典型硬件电路的设计方法和控制软件的设计思路；如控制系统选用原则、CPU选择、存储器扩展、I/O接口扩展、键盘与显示电路设计等，以及控制系统的管理软件、伺服电动机的控制软件等。（5）培养学生独立分析问题和解决问题的能力，学习并初步建立“系统设计”的思想。（6）锻炼学生应用标准和手册、查阅文献资料以及撰写科技论文的能力。3

5、3机械工程及自动化专业第一章总体方案的设计总体方案的设计应考虑车床数控系统的运动方式、进给伺服系统的类型、数控系统CPU的选择，以及进给传动方式和执行机构的选择等。根据设计任务书的总体方案设计如下：　　　（１）车床经数控化改造后属于经济型数控车床，在保证一定加工精度的前提下，应简化结构，降低成本。因此，进给伺服系统采用步进电机的开环控制系统。　　　（２）根据技术指标中的最高控制速度，以及数控系统的经济性要求，选用８０８６ＣＰＵ。　　　（３）根据系统的功能要求，需要扩展程序存储器、数据存储器、键盘与显示电路、Ｉ／Ｏ接口电路，还要选择步进电机的驱动电源及环形

6、脉冲分配器。　　　（４）为了达到技术指标中的速度和精度要求，横向进给传动应选用摩擦力小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副；为了消除传动间隙、提高传动刚度，滚珠丝杠的螺母应有预紧机构等。　　　（５）计算选择步进电机，为了圆整脉冲当量，需要齿轮减速副，且应有消间隙机构。33机械工程及自动化专业第二章　　机械系统的改造设计方案一、　进给系统的改造与设计方案　　（１）拆除挂轮架所有齿轮。　　（２）将横向步进电机通过法兰座安装到中滑板后部的床鞍上，并与滚珠丝杠的轴头相联。　　（３）拆去三杠，更换丝杠的右支承。二、进给传动部件的选型与计算1、脉冲当量的确定根据设计任务的要

7、求，X方向的脉冲当量=0.01mm/脉冲2、切削力计算根据设计任务的要求，垂直切削力=1750N横向进给切削力=1150N3、滚珠丝杠螺母副的计算和选型（1）工作载荷的计算横向运动部件的总质量m=100kg，则重力G=980N。根据，选用三角形组合滑动导轨，根据参考文献[1]，查表3-29，取K=1.15，=0.16。（2）最大动载荷的计算33机械工程及自动化专业本车床X向在承受最大切削力条件下最快进给速度=35mm/min=0.035m/min初选丝杠基本导程=5mm，则丝杠此时的转速为=7r/min取滚珠丝杠的使用寿命T=15000h代入丝杠寿命系数

8、（单位：）根据参考文献[1]，查表3-30，取载荷系数=1.2，硬度系数=1，代