用微機(jī)數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為500毫米普通車床的進(jìn)給系統(tǒng)

1、<p>　　準(zhǔn)考證號(hào)： </p><p>　　本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</p><p>　　用微機(jī)數(shù)控技術(shù)改造最大加工直徑為500毫米普通車床的進(jìn)給系統(tǒng)</p><p>　　學(xué) 院： 江西科技學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)： 機(jī)電一體化工程 </p&g

2、t;<p>　　班 級(jí)： </p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)老師： 何暉暉 </p><p>　　完成日期： 2015-04-05 </p><

3、p><b>　　本科論文原創(chuàng)性申明</b></p><p>　　本人鄭重申明：所呈交的論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究，所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文（設(shè)計(jì)）不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本申明的法律后果由本人承擔(dān)。</p><

4、;p>　　學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 簽字日期： 年 月 日</p><p>　　本科論文版權(quán)使用授權(quán)書</p><p>　　本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)江西科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采

5、用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。</p><p>　　學(xué)位論文作者簽名（手寫）： 指導(dǎo)老師簽名（手寫）： </p><p>　　簽字日期： 年 月 日 簽字日期： 年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p

6、><p><b>　　緒論4</b></p><p>　　第1章 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的擬定5</p><p>　　第2章 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算6</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)6</p><p>　　2,2 進(jìn)給伺服系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力計(jì)算6</p><p&

7、gt;　　2.2.1 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量6</p><p>　　2.2.2 計(jì)算切削力6</p><p>　　2.3 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算及選型7</p><p>　　2.3.1 縱向滾珠絲杠螺母副的計(jì)算及選型7</p><p>　　2.3.2 橫向滾珠絲杠螺母副的計(jì)算及選型11</p><p>　　2.4

8、輪進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算14</p><p>　　2.4.1 縱向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比及齒輪幾何參數(shù)14</p><p>　　2.4.2 橫向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算15</p><p>　　2.5 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型16</p><p>　　2.5.1 縱向步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型16</p><p>　　2.5.2

9、橫向步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型20</p><p>　　第3章 數(shù)控機(jī)床零件加工程序25</p><p><b>　　第4章 總結(jié)27</b></p><p><b>　　主要參考文獻(xiàn)28</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p&g

10、t;　　接到一個(gè)數(shù)控裝置的設(shè)計(jì)任務(wù)以后，必須首先擬定總體方案，繪制系統(tǒng)總體框圖，才能決定各種設(shè)計(jì)參數(shù)和結(jié)構(gòu)，然后再分別對(duì)機(jī)械部分和電器部分、現(xiàn)已機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品——數(shù)控機(jī)床為例,分析總體方案擬定的基本內(nèi)容。</p><p>　　機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)總體方案的擬定包括以下內(nèi)容：系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定，伺服系統(tǒng)的選擇、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)方式的確定，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的選擇等內(nèi)容。一般應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)和要求提出數(shù)個(gè)總體方案，進(jìn)行綜合分

11、析、比較和論證，最后確定一個(gè)可行的總體方案。</p><p>　　第1章 數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案的擬定</p><p>　　普通車床是金屬切削加工最常用的一類機(jī)床。普通機(jī)床刀架的縱向和橫向進(jìn)</p><p>　　給運(yùn)動(dòng)是由主軸回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)經(jīng)掛輪傳遞而來，通過進(jìn)給箱變速后，由光杠或絲杠帶動(dòng)溜板箱、縱溜箱、橫溜板移動(dòng)。進(jìn)給參數(shù)要靠手工預(yù)先調(diào)整好，改變參數(shù)時(shí)要停車進(jìn)行操作。

12、刀架的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不能聯(lián)動(dòng)，切削次序也由人工控制。</p><p>　　對(duì)普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造，主要是將縱向和橫向進(jìn)給系統(tǒng)改為用微機(jī)控制的、能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的進(jìn)給伺服系統(tǒng)；刀架改造成為能自動(dòng)換刀的回轉(zhuǎn)刀架。這樣，利用數(shù)控裝置，車床就可以按預(yù)先輸入的加工指令進(jìn)行切削加工。由于加工過程中的切削參數(shù)，切削次序和刀具都會(huì)按程序自動(dòng)調(diào)節(jié)和更換，再加上縱向和橫向進(jìn)給聯(lián)動(dòng)的功能，數(shù)控改裝后的車床就可以加工出各種形狀復(fù)

13、雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實(shí)現(xiàn)多工序自動(dòng)車削，從而提高了生產(chǎn)效率和加工精度，也能適應(yīng)小批量多品種復(fù)雜零件的加工。</p><p>　　第2章 機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　用微機(jī)數(shù)控技術(shù) 改造最大加工直徑為500毫米普通車床的進(jìn)給系統(tǒng)</p><p>　　

14、最大 加工直徑（mm）： 在床身上：500 在床鞍上：260</p><p>　　最大加工長度（mm）： 7501000</p><p>　　溜板及刀架重量（N）： 橫向：550 縱向：1100</p><p>　　刀架快移速度（m/min）： 橫向：1 縱向：2</p><p&

15、gt;　　最大進(jìn)給速度（m/min）： 橫向：0.3 縱向：0.6</p><p>　　最小分辨率 （mm）： 橫向：0.005 縱向：0.01</p><p>　　定位精度（mm）： 0.025</p><p>　　主電機(jī)功率（KW）： 5.5</p>&

16、lt;p>　　啟動(dòng)加速時(shí)間（ms）： 30</p><p>　　2,2 進(jìn)給伺服系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力計(jì)算</p><p>　　2.2.1 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量</p><p>　　脈沖當(dāng)量是指一個(gè)進(jìn)給脈沖使機(jī)床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進(jìn)給量,它是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個(gè)基本參數(shù)。因此,脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)機(jī)床精度的要求來確定。對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床來說，縱向常

17、采用的脈沖當(dāng)量為0.01mm/step。</p><p>　　2.2.2 計(jì)算切削力</p><p><b>　　1）縱車外圓</b></p><p><b>　　主切削力(N)</b></p><p>　　按經(jīng)驗(yàn)公式估算： </p><p><b>　　= &l

18、t;/b></p><p>　　按切削力各分力比例：</p><p>　　得：=1873(N)</p><p><b>　　=2996(N)</b></p><p><b>　　2）.橫切端面</b></p><p><b>　　主切削力</b>&

19、lt;/p><p>　　=3745.5(N)</p><p>　　按切削力各分力比例：</p><p><b>　　=936(N)</b></p><p>　　=1498(N) </p><p>　　2.3 滾珠絲杠螺母副的計(jì)算及選型</p><p>　　2.3.1

20、縱向滾珠絲杠螺母副的計(jì)算及選型</p><p>　　1）計(jì)算進(jìn)給軸向力(N)</p><p>　　按縱向進(jìn)給為綜合型導(dǎo)軌</p><p>　　式中K—考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，綜合導(dǎo)軌取K=1.15</p><p>　　—滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)0.15～0.18 初選0.16</p><p>　　G—溜板及刀架重力110

21、0N</p><p>　　則=1.15×1873+0.16×（7491+1100）=3528.51（N）</p><p>　　2）計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載Q</p><p>　　n=1000×0.5/</p><p>　　式中 L為絲杠壽命，以轉(zhuǎn)為1單位。</p><p>　　運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取

22、1.2～1.5； 初選1.2</p><p>　　最大切削力條件下的進(jìn)給速度，可取最大進(jìn)給速度的1/2～1/3；此處=0.6mm</p><p>　　T 使用壽命，按15000h；</p><p>　　為絲杠的基本導(dǎo)程，初選=6mm；</p><p>　　n=1000×0.5/=1000×0.5×0.

23、6/6=50（m/min）</p><p>　　Q==×1.2×3528.51=15061</p><p><b>　　C=1506.1</b></p><p>　　3）滾珠絲杠副的選型</p><p>　　初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動(dòng)載荷不得小于最大動(dòng)載荷C；查閱《數(shù)控設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書得到：采

24、用外循環(huán)螺紋調(diào)整的雙螺母滾珠絲杠副，1列2.5圈，額定動(dòng)載荷16400N，精度等級(jí)按表2-12選為1級(jí)。</p><p><b>　　4）傳動(dòng)效率計(jì)算</b></p><p>　　式中為的螺旋升角，；</p><p>　　為摩擦角取滾動(dòng)摩擦系數(shù)0.003～0.004；</p><p>　　5）縱向滾珠絲杠剛度驗(yàn)算<

25、/p><p>　　畫出縱向進(jìn)給滾珠絲杠的支撐方式圖2.1，根據(jù)最大軸向力2532N，支撐間距L=1500mm。絲杠螺母副及軸承均進(jìn)行預(yù)緊，預(yù)緊為最大軸向負(fù)荷的。</p><p>　　圖2.1 縱向進(jìn)給滾珠絲杠的支撐方式</p><p>　　a: 絲杠的拉伸或壓縮變形</p><p>　　已知=3528.51N，D=40mm，=6mm，=35.9

26、84mm，</p><p>　　式中 是在工作載作用下引起每一導(dǎo)程的變化量；</p><p>　　工作負(fù)載，即進(jìn)給牽引力；滾珠絲杠的導(dǎo)程；</p><p>　　材料彈性摸數(shù)，對(duì)鋼；滾珠絲杠截面積（按內(nèi)徑確定）；“+”用于拉深，“”用于壓縮；</p><p><b>　　絲杠有效截面A=</b></p>

27、;<p>　　絲杠導(dǎo)程的變化量===</p><p>　　滾珠絲杠總長度上的拉深或壓縮變形量:</p><p>　　b: 滾珠與螺紋滾道間的接觸變形</p><p>　　由=3.969mm，=253kgf</p><p>　　承載滾珠數(shù)量 (個(gè)) </p><p>　　由于對(duì)滾珠絲杠副施加預(yù)緊力，且預(yù)緊

28、力Fp為軸向負(fù)載的,則變形</p><p><b>　　:定位誤差</b></p><p><b>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式可得：</b></p><p>　　縱向滾珠絲杠副幾何參數(shù)</p><p>　　表2.1 滾珠絲杠幾何參數(shù)</p><p><b>　　6）穩(wěn)定性校核

29、</b></p><p>　　滾珠絲杠兩端面推理軸承不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象故不需作穩(wěn)定性校核。</p><p>　　2.3.2 橫向滾珠絲杠螺母副的計(jì)算及選型</p><p><b>　　1）計(jì)算進(jìn)給軸向力</b></p><p>　　按橫向進(jìn)給為燕尾形導(dǎo)軌：</p><p>　　式中 K—

30、考慮顛覆力矩影響的實(shí)驗(yàn)系數(shù)，燕尾形導(dǎo)軌取；</p><p>　　—滑動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)：=0.2；</p><p>　　—溜板及刀架重力，=550N。</p><p><b>　　則:</b></p><p>　　2）計(jì)算最大動(dòng)負(fù)載Q</p><p>　　式中 為絲杠的基本導(dǎo)程，初選</p

31、><p>　　最大切削力條件下的進(jìn)給速度，可取最大進(jìn)給速度的1/2～1/3，此處=0.3m/min；</p><p>　　使用壽命，按15000h；</p><p>　　運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，按一般運(yùn)轉(zhuǎn)取1.2～1.5； 初選1.2</p><p><b>　　為絲杠轉(zhuǎn)速；</b></p><p>　　為絲杠壽

32、命，以轉(zhuǎn)為1單位；</p><p>　　3）滾珠絲杠副的選型</p><p>　　橫向滾珠絲杠副幾何參數(shù)：</p><p>　　表2.2 W1L3506滾珠絲杠幾何參數(shù)</p><p>　　初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動(dòng)載荷不得小于最大動(dòng)載荷C；查閱《數(shù)控設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書得到：采用W1L3506型外循環(huán)螺紋預(yù)緊滾珠絲杠副，1列2.5圈，額

33、定動(dòng)載荷15400N，精度等級(jí)為1級(jí)。</p><p><b>　　4）傳動(dòng)效率計(jì)算</b></p><p>　　式中為的螺旋升角，；</p><p>　　為摩擦角取滾動(dòng)摩擦系數(shù)0.003～0.004；</p><p>　　5）橫向滾珠絲杠剛度驗(yàn)算</p><p>　　a: 畫出橫向進(jìn)給滾珠絲杠

34、的支撐方式圖2.2，根據(jù)最大軸向力，支撐間距 L=750mm。因絲杠長度較短，不需預(yù)緊，螺母及軸承預(yù)緊。</p><p>　　圖2.2 橫向進(jìn)給滾珠絲杠的支撐方式</p><p>　　b: 絲杠的拉深或壓縮變形</p><p>　　已知，D=35mm，=5mm，， </p><p>　　式中 是在工作載作用下引起每一導(dǎo)程

35、的變化量；</p><p>　　工作負(fù)載，即進(jìn)給牽引力；</p><p><b>　　滾珠絲杠的導(dǎo)程；</b></p><p>　　材料彈性摸數(shù)，對(duì)鋼；滾珠絲杠截面積（按內(nèi)徑確定）；“+”用于拉深，“”用于壓縮；</p><p>　　滾珠絲杠總長度上的拉深或壓縮變形量</p><p>　　c:

36、滾珠與螺紋滾道間的接觸變形</p><p>　　由=3.969mm，</p><p>　　承載滾珠數(shù)量(個(gè)) </p><p><b>　　d: 定位誤差：</b></p><p><b>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式得：</b></p><p>　　滾珠絲杠允許的誤差為；所選絲杠合格

37、。</p><p><b>　　壓桿穩(wěn)定性校</b></p><p>　　滾珠絲杠兩端面推理軸承不會(huì)產(chǎn)生失穩(wěn)現(xiàn)象故不需作穩(wěn)定性校核。</p><p>　　2.4 輪進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算</p><p>　　2.4.1 縱向進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比及齒輪幾何參數(shù)</p><p>　　縱向進(jìn)給脈沖當(dāng)量；滾珠絲

38、杠導(dǎo)程；初選步進(jìn)電機(jī)步距；</p><p><b>　　可得：</b></p><p><b>　　可選齒數(shù)為：</b></p><p><b>　??； </b></p><p>　　表2.3 傳動(dòng)齒輪幾何參數(shù)</p><p>　　2.4.2 橫向

39、進(jìn)給齒輪箱傳動(dòng)比計(jì)算</p><p>　　橫向進(jìn)給脈沖當(dāng)量；滾珠絲杠導(dǎo)程；初選步進(jìn)電機(jī)步距角；可得：</p><p><b>　　可選齒數(shù)為：</b></p><p>　　因進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大，模數(shù)取2</p><p>　　表2.4 傳動(dòng)齒輪幾何參數(shù)</p><p>　　2.5 步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和

40、選型</p><p>　　2.5.1 縱向步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型</p><p>　　1） 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p>　　算簡圖見前面，傳動(dòng)系統(tǒng)折算到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量</p><p><b>　　為：</b></p><p>　　式中 為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</

41、p><p><b>　　為齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</b></p><p>　　為滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p>　　所選電機(jī)為150BF002反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： </p><p><b>　??；</b></p><p>　　對(duì)于齒輪、軸、絲杠等圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算公式：

42、；</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　代入上式：</b></p><p><b>　　2）電機(jī)力矩計(jì)算</b></p><p>　　機(jī)床在不同的工況下，所需的力矩也不同，分別計(jì)算：</p><p><b>　

43、　快速空載起動(dòng)力矩：</b></p><p>　　在快速空載起動(dòng)階段，加速力矩占的比例較大，其計(jì)算公式為：</p><p>　　式中 為快速空載起動(dòng)力矩；</p><p>　　為空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩；</p><p>　　為折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩；</p><p>　　由于絲杠預(yù)緊

44、時(shí)折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩；</p><p><b>　　其它符號(hào)意義同前。</b></p><p><b>　　起動(dòng)加速時(shí)間</b></p><p>　　折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩：</p><p>　　式中 為導(dǎo)軌的摩擦力，；其它參數(shù)含義及取值同前，</p><p&

45、gt;　　為傳動(dòng)鏈總效率，一般可取，這里??；</p><p><b>　　附加摩擦力矩：</b></p><p>　　式中滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷，一般?。?lt;/p><p>　　滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取；</p><p>　　其它符號(hào)含義取值同上。</p><p><b>　　將數(shù)據(jù)代

46、入公式：</b></p><p>　　快速移動(dòng)時(shí)所需力矩：</p><p>　　最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩：</p><p>　　式中折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩；參數(shù)說明同上。</p><p>　　從上面可以看出，三種工作情況下，以快速空載起動(dòng)力矩最大，以此作為初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的依據(jù) 。 </p><p

47、>　　查得當(dāng)步進(jìn)電機(jī)為五相十拍時(shí)</p><p><b>　　最大靜力矩</b></p><p>　　按此最大靜轉(zhuǎn)矩從附表查出150BF002型最大靜轉(zhuǎn)矩為13.72 大大于所需最大靜轉(zhuǎn)矩，可作為初選型號(hào)，但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)啟動(dòng)矩頻特性和運(yùn)行矩 。

48、 </p><p>　　3）計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)頻率及切削時(shí)工作頻率</p><p><b>　　空載啟動(dòng)時(shí)</b></p><p><b>　　切削時(shí)工作頻率</b></p><p>　　可查出150BF002型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空

49、載頻率為2800運(yùn)行頻率為800，再從圖2.4看出，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)時(shí)，時(shí)，，遠(yuǎn)不能滿足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩；直接使用則會(huì)產(chǎn)生失步現(xiàn)象，必須采用升降速控制（用軟件實(shí)現(xiàn)），將起動(dòng)頻率降到1000Hz左右時(shí)，起動(dòng)力矩可提高588.4。</p><p>　　然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路，還可將步進(jìn)電機(jī)輸出力矩?cái)U(kuò)大一倍左右。</p><p>　　圖2.3 150BF002運(yùn)行矩頻特性<

50、;/p><p>　　圖2.4 150BF002起動(dòng)矩頻特性</p><p>　　當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，從圖2.3中看出150BF002型步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻特性完全滿足要求。</p><p>　　2.5.2 橫向步進(jìn)電機(jī)的計(jì)算和選型</p><p>　　1） 等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算</p><p>　　計(jì)算簡圖見前面，傳動(dòng)系統(tǒng)折算

51、到電機(jī)軸上的總的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：</p><p>　　式中 為步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p><b>　　為齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</b></p><p>　　為滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；</p><p>　　所選電機(jī)為150BF反應(yīng)式步進(jìn)電機(jī)，其轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)慣量： </p><p>　　對(duì)于齒

52、輪、軸、絲杠等圓柱體轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算公式：</p><p><b>　　則：</b></p><p><b>　　代入上式：</b></p><p><b>　　2）電機(jī)力矩計(jì)算</b></p><p>　　機(jī)床在不同的工況下，所需的力矩也不同，分別計(jì)算：</p>&

53、lt;p><b>　　快速空載起動(dòng)力矩：</b></p><p>　　在快速空載起動(dòng)階段，加速力矩占的比例較大，其計(jì)算公式為：</p><p>　　式中 為快速空載起動(dòng)力矩；</p><p>　　為空載起動(dòng)時(shí)折算到電機(jī)軸上的加速力矩；</p><p>　　為折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩；</p>

54、<p>　　由于絲杠預(yù)緊時(shí)折算到電機(jī)軸上的附加摩擦力矩；</p><p><b>　　其它符號(hào)意義同前。</b></p><p><b>　　起動(dòng)加速時(shí)間；</b></p><p>　　折算到電機(jī)軸上的摩擦力矩：</p><p>　　式中 為導(dǎo)軌的摩擦力，；其它參數(shù)含義及取

55、值同前：</p><p>　　為傳動(dòng)鏈總效率，一般可取，這里取</p><p><b>　　附加摩擦力矩：</b></p><p>　　式中 滾珠絲杠預(yù)加負(fù)荷，一般?。?lt;/p><p>　　滾珠絲杠未預(yù)緊時(shí)的傳動(dòng)效率，一般取；</p><p>　　其它符號(hào)含義取值同上。</p&

56、gt;<p><b>　　上述三項(xiàng)合計(jì)：</b></p><p>　　快速移動(dòng)時(shí)所需力矩：</p><p>　　最大切削負(fù)載時(shí)所需力矩：</p><p>　　式中折算到電機(jī)軸上的切削負(fù)載力矩；參數(shù)說明同上</p><p>　　從上面可以看出，三種工作情況下，以最大切削負(fù)載時(shí)空載起動(dòng)力矩最大，查表得：當(dāng)步進(jìn)電

57、機(jī)為五相十拍時(shí)，，最大靜力矩。</p><p>　　按此最大靜轉(zhuǎn)距從附表查出150BF002型最大靜轉(zhuǎn)距為13.72，大于所需最大靜轉(zhuǎn)距?？勺鳛槌踹x型號(hào)。但還必須進(jìn)一步考核步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)短頻特性和運(yùn)行短頻特性。</p><p>　　3）計(jì)算步進(jìn)電動(dòng)機(jī)空載啟動(dòng)頻率及切削時(shí)工作頻率。</p><p><b>　　空載啟動(dòng)時(shí)</b></p>

58、<p><b>　　切削時(shí)工作頻率</b></p><p>　　可查出150BF002型步進(jìn)電機(jī)允許的最高空載起動(dòng)頻率為2800Hz，運(yùn)行頻率為8000Hz,再從圖表查出150BF002型步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)短頻特性和運(yùn)行短頻特性，從圖2.6中分析可知當(dāng)電機(jī)起動(dòng)時(shí)頻率為2500Hz,最大靜轉(zhuǎn)矩為100N.cm遠(yuǎn)不能滿足此機(jī)床所要求的空載起動(dòng)力矩750.5N.cm直接使用則會(huì)產(chǎn)生失步現(xiàn)象

59、，必須采用升降速控制（用軟件實(shí)現(xiàn)），把起動(dòng)頻率降到1000Hz左右時(shí)起動(dòng)力矩可提高588N.cm.然后在電路上再采用高低壓驅(qū)動(dòng)電路，還可以將步進(jìn)電機(jī)輸出力矩?cái)U(kuò)大一倍左右，起動(dòng)力矩可以滿足要求。</p><p>　　當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，從圖2.5中看出150BF002型步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行矩頻特性完全滿足要求。</p><p>　　圖2.5 150BF002型運(yùn)行矩頻特性</p>

60、<p>　　圖2.6 150BF002起動(dòng)矩頻特性</p><p>　　第3章 數(shù)控機(jī)床零件加工程序</p><p>　　圖3.1 數(shù)控機(jī)床零件加工圖</p><p>　　N010 G90G00G92X80,Z10；</p><p>　　N020 M03S600；</p><p>　　N030 G00X2

61、4.Z21；</p><p>　　N040 G01X30,Z-2,F10；</p><p>　　N050 X30,Z-64；</p><p>　　N060 X32,Z-64；</p><p>　　N070 X40,Z-120；</p><p>　　N080 G02X40,Z-180.

62、I51.96,K-30,F5；</p><p>　　N090 G01X40,Z-200,F10；</p><p>　　N100 G00X80,Z10；</p><p>　　N110 M05T0100；</p><p>　　N120 T0200；</p><p>　　N130 M03S100

63、；</p><p>　　N140 G01X34,Z-64；</p><p>　　N150 X26,Z-64；</p><p>　　N160 G00X34,Z-64；</p><p>　　N170 X80,Z10；</p><p>　　N180 M05T0200；</p>

64、;<p>　　N190 T0300；</p><p>　　N200 M03S50；</p><p>　　N210 G00X28.402,Z10；</p><p>　　N220 G33Z-64,F2；</p><p>　　N230 G00X34.402；</p><

65、;p>　　N240 X80,Z10；</p><p>　　N259 X27,.602,Z10；</p><p>　　N260 G33Z-62,F2</p><p>　　N270 G00X33.602；</p><p>　　N280 X80,Z10；</p><p>　　N290

66、 X27.402,Z10；</p><p>　　N300 G33Z-62,F2；</p><p>　　N310 G00X33.402；</p><p>　　N320 X80,Z10；</p><p>　　N330 M05T0300；</p><p>　　N340 T010

67、0；</p><p>　　N350 M02；</p><p><b>　　第4章 總結(jié)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)剛開始時(shí)不知從何下手，在老師的指導(dǎo)下到圖書館查閱相關(guān)資料。參考了相關(guān)設(shè)計(jì)資料，終于知道了該怎么做。在做設(shè)計(jì)的過程中，不但復(fù)習(xí)了所學(xué)過的知識(shí)點(diǎn)，還學(xué)到了

68、新的知識(shí)，同時(shí)將所學(xué)到的知識(shí)充分的運(yùn)用起來，做到了學(xué)以致用。</p><p>　　當(dāng)然，在此過程中由于時(shí)間緊張也有許多不足之處，內(nèi)容涉及到多方面有知識(shí)要想發(fā)展成實(shí)際產(chǎn)品還需要反復(fù)的探討和論證。 </p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)一開始就得到老師的幫助，正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的課程設(shè)計(jì)順利完成。在此表示深深的感謝！</p><p><b>　　

69、主要參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 丁洪生.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2000 </p><p>　　[2] 范超毅，趙天嬋.吳斌方.數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì).武漢：華中科技大學(xué)出版社.2007</p><p>　　[3] 蔡懷崇，張克猛.工程力學(xué)（一）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008</p><p>　　[4]

70、 林其駿.數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2001</p><p>　　[5] 畢萬新.單片機(jī)原理與接口技術(shù).大連：大連理工出版社.2005</p><p>　　[6] 王訓(xùn)杰，丘映輝.機(jī)械設(shè)計(jì)/機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).大連：大連理工出版社.2007</p><p>　　[7] 吳宗澤.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：北京機(jī)械工業(yè)出版社.2004</p>

71、<p>　　[8] 陳立德.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京：北京教育出版社.2006</p><p>　　[9] 《數(shù)控設(shè)計(jì)》指導(dǎo)書.藍(lán)天學(xué)院京東校區(qū)機(jī)電工程系.2009</p><p>　　[10] 董霞，李天石，陳康寧.機(jī)械工程控制基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2012</p><p>　　[11] 彭冬明，韋友春.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教程.北京：北京理工大學(xué)出版社.

72、2007</p><p>　　[12] 董景新，趙長德.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2007</p><p>　　[13] 鮑小南.單片機(jī)原理及應(yīng)用.杭州：浙江大學(xué)出版社.2002</p><p>　　[14] 劉瑾.機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2008</p><p>　　[15] 劉海濤.自學(xué)考試畢業(yè)指導(dǎo).南昌：