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Word版说明书1份，共65页，约28000字

 

CAD版本图纸，共6张

 

摘要

数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家 基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、 柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造 业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加 工车间最重要的装备。

本文的研究目标是针对机床的特点，在满足生产的前提下，对原机床做尽可 能少的改动，利用数控系统控制钻铣床运动，实现工作台 X、Y、Z 的三坐标控制及任意俩轴的联动控制，提高钻铣床的加工精度和自动化水平，完成机床的数控化改造。

根据经济性原则和生产的需要，采用的总体方案为：拆除机床工作台 X、 Y、 Z 轴 原进给系统。将滑动丝杠副更换为滚珠丝杠副，并改装减速齿轮箱、减速齿轮、步进电 机。采用步进电机减速齿轮带动滚珠丝杠转动，并通过丝杠螺母副带动工作台转动。首 先进行切削力的计算，然后根据切削力的大小计算丝杠的强度、刚度，再结合效率计算 校核所选丝杠。选择合适的滚珠丝杠安装方式。之后进行齿轮传动机构设计，根据所选 步进电机的步距角、脉冲当量，结合公式计算出减速比，选择合适的齿轮，根据所选齿 轮的参数计算出齿轮的转动惯，再结合丝杠的转动惯量，算出总的转动惯量。最后进行 转距的计算，计算负载和空载时的最大转矩，根据最大转矩选择匹配的步进电机。 

关键词：  钻铣床 ； 数控；  滚珠丝杠。

 

目录

摘要 1

Abstract 2

第1章  绪论 5

1.1  机床数控技术概述 5

1.1.1  课题研究的目的、意义 5

1.1.2  国内、外机床数控化改造的现状 6

第2章 机床总体布局设计 8

2.1机床总体尺寸参数的选定 8

2.2机床改造方案 9

2.2.1 机械部分改造 9

2.2.2 数控系统的改造 10

2.2.3 电气部分改造 10

2.2.4 测试机床精度 10

第3章  进给系统的设计计算 10

3.1  垂直进给系统的设计计算 11

3.1.1  滚珠丝杠设计计算 11

3.1.2  滚珠丝杆副的预紧方式 17

3.1.3  齿轮传动消隙 18

3.1.4  脉冲当量和传动比的确定 18

3.1.5  减速齿轮副设计 20

3.1.6  步进电机的选择 21

3.2  纵向进给系统的设计计算 22

3.2.1  滚珠丝杠设计计算 23

3.2.2  脉冲当量和传动比的确定 26

3.2.3  减速齿轮副设计 27

3.2.4  步进电机的选择 28

3.3  横向进给系统设计计算 29

3.3.1  滚珠丝杠设计计算 29

3.3.2  脉冲当量和传动比的确定 32

3.3.3  减速齿轮副设计 32

3.3.4  步进电机的选择 33

第4章  数控系统的设计 34

4.1  数控车床及数控系统的概述 34

4.2  控制系统总体方案的拟定 37

4.3  进给步进电机的驱动器选型 38

4.4  分配器 38

4.5  系统的编程与加工功能 39

4.6  系统报警 40

第5章  总控制系统硬件电路设计 41

5.1  单片机的设计 41

5.2  系统的扩展 44

5.3   I/O口的扩展 45

5.4  步进电机控制电路设计 48

第6章  控制系统的软件设计 52

第7章 机床调试验收 53

外文文献 55

中文译文 57

总结 61

参考文献 62

致谢 63