设计描述：

文档包括:

Word版设计说明书1份，共65页，约27000字
CAD版本图纸，共8张

中    文    摘    要
数控技术在工业上的应用已经有四十多年的历史了。简单的来说，数字控制是一种以字码、数字和特殊字符

为基础的自动化加工制造的一种方法。所谓程序就是用于执行某一操作的整套代码表示的指令。这些程序被

转换成相应的电信号后输入数控机床就可以运行操作了。数控机床也可以通过程序进行手动操作。如果计算

机参与了程序的编制，这个过程就被称为计算机辅助编程。
像许多先进的技术一样，数控技术也是诞生在实验室里面的。数控技术的概念是于20世纪50年代早期由美国

空军提供专款研制出来的。在他的早期阶段，数控机床只能够进行直线切削。
然而，由于早期的数控机床的走刀路线是通过一系列的水平的和竖直的编程方法来实现的。所以，切削路径

的设计是一个难题。每一步切削的直线越短，切削面越光滑。这就是数控技术如果继续向前发展就必须要克

服的难点。
这个难点随着自动编程语言的发展而于1959年得到解决的，这是为数控技术专门研发的一种专门的编程语言

，他和英语语言一样来定义几何坐标，描述切削刀具的布局和必须的运动。自动编程语言的发展是发展数控

技术的一个巨大的进步。原始的数控编程系统于现在使用的数控系统有很大的不同。原始的数控编程系统，

程序是写在磁纸上的，最后被塑料磁带所取代，一个磁带阅读器用来在机床上输入或输出编写的程序。总之

，所有的这些都为数控机床的发展打下了一个良好的基础。然而，在数控机床技术中也有许多问题来待人们

去解决。
关键词：数控； 单片机； 铣床； 编程； 发展

Abstract
   Numerical control has been used in industry for over 40 years. Simply put, numerical control

is a method of automatically operating a manufacturing machine based on a code of letters,

umbers, and special characters. NC milling machines with many functions is a new kinds of

machine tools. It has little volume and the structure is simple. It is used in the manufacture

and fixture workshop. The automation of this machine is high and it can be used in many scope,

for example drilling, milling, boring. In the numerical control aspects we used the monolithic

integrated circuit control, through between the control work piece physical location and the

instruction position difference, carries on the precise localization in the permission scope,

the realization automatic control.
In this graduation project, the ordinary X502 milling machine will be reequipped the numerical

control milling machine. Used the single chip microcomputer control step electricity machine to

lead the ball bearing guide screw movement, thus drives the work table move. Step electricity

machine be controlled by the procedures. The control system is 8031 and 8253 which is composed

by the MCS-51 series. 8031 monolithic integrated circuits sends out the control signals to

control each chip of the data transmission. 8031 and 8253 address wires, the data lines and the

pilot wires mutually connects. It expanded 8031 program memories through 27128 chips; 6264

chips expands 8,031 data-carrier storages.
Keywords: NC; monolithic integrated circuits; the control system; milling machine

目            录
设计总说明 ……………………………………………………… I
General Design Introduction…………………………………… III
中文摘要………………………………………………………… VI
Abstract ………………………………………………………… VII
第一章 绪论……………………………………………………… 1
一 数控机床的发展状况 ……………………………………… 1
二 数控机床的特点和分类 …………………………………… 2
三 目前数控机床发展中存在的基本问题 …………………… 3
四 发展数控机床的一些战略措施 …………………………… 4
第二章 X502型铣床简介 ……………………………………… 6
一 X502型铣床介绍   ……………………………………… 6
1主轴的旋转运动     ………………………………………… 6
2工作台纵向移动     ………………………………………… 7
3工作台横向移动     ………………………………………… 7
4工作台的升降移动   ………………………………………… 7
二 总体方案确定的说明      ……………………………… 7
第三章 X502型铣床机械部分的改装设计………………………9
一 步进电机的选择…………………………………………… 9
1 步进电机的特点  …………………………………………… 9
2脉冲当量δp，步距角θb和降速比的选择 ………………… 9
3铣刀铣削力的估算…………………………………………… 10
4步进电动机功率的的估算…………………………………… 11
5步进电机的控制  …………………………………………… 12
二 滚珠丝杠的选择 ………………………………………… 13
1滚珠丝杠副的组成部分及其特点…………………………… 13
2滚珠丝杠副的工作原理……………………………………… 14
3滚珠丝杠的计算与选择……………………………………… 15
4 滚珠丝杠三维造型图 ……………………………………… 17
三 导轨副的选择 …………………………………………… 18
1直线运动导轨的类型………………………………………… 18
2直线导轨的要求……………………………………………… 18
3导轨的选用…………………………………………………… 19
四 联轴器的选择 …………………………………………… 22
1联轴器选择原则……………………………………………… 22
2联轴器的选用………………………………………………… 22
五 滚动轴承的选择 ………………………………………… 23
1滚动轴承的工作特点………………………………………… 23
2滚动轴承的设计……………………………………………… 24
六 夹具的选择 ……………………………………………… 25
1夹具的特点…………………………………………………… 25
2机床夹具的分类……………………………………………… 26
3夹具装配图…………………………………………………… 27
第四章 X502型铣床数控部分的改装………………………… 29
一MCS-51系列单片机的总述 ……………………………… 29
1 单片机的特点介绍………………………………………… 29
二  MCS-51系列单片机的选择 …………………………… 30   
1 MCS-51系列单片机的内部结构示意图…………………… 30
    2 MCS-51系列中的8031单片机其具体的引脚及其功能…… 31
    3 MCS-51系列中的8031单片机的功能……………………… 32
三 MCS-51单片机输入输出口 ……………………………… 33  
1 P0口和P2口的功能………………………………………… 33
    2 P1口的功能………………………………………………… 35
    3 P3口的功能 ………………………………………………  35
四 程序存储器ROM的扩展…………………………………  36
        1 EPROM的型号及其特性 ……………………………………  36
2 EPROM27128（16K×8）的主要技术特性…………………… 37
3 EPROM27128（16K×8）的操作方式………………………… 37
4程序存储器芯片于单片机的连接方法 …………………… 38
五 数据存储器RAM的扩展 …………………………………… 39
    1常用的静态数据存储器（SRAM）的介绍……………………… 39
  2静态数据存储器（SRAM）芯片于单片机的连接方法………… 40
六 锁存器的介绍 ……………………………………………… 40
七 可编程计数器/定时器8253的介绍 ……………………… 41
    1 8253的工作原理 ……………………………………………… 41
    2 8253的工作模式……………………………………………… 43
八 硬件环形分配器CH250的设计 …………………………… 48
九 光电隔离器与功率放大电路的设计 ……………………… 49
1具体计算 ……………………………………………………… 49
2高低电压切换驱动电路图 …………………………………… 50
总结……………………………………………………………… 51
参考文献………………………………………………………… 52
致谢……………………………………………………………… 54