ca6140車(chē)床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改裝設(shè)計(jì)

1、<p>　　重慶大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院</p><p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題目 CA6140車(chē)床刀架機(jī)構(gòu)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造</p><p>　　學(xué)生所在校外學(xué)習(xí)中心 重慶學(xué)習(xí)中心 </p><p>　　批次 層次 專業(yè) 201302本科、機(jī)械設(shè)計(jì)制</p>

2、<p><b>　　造及自動(dòng)化</b></p><p>　　學(xué) 號(hào) W12106713 </p><p>　　學(xué) 生 那 春 林 </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 宋 鹍 </p>&l

3、t;p>　　起 止 日 期 2013.7.8-2013.9.17 </p><p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造主要是在合理選擇數(shù)控系統(tǒng)的前提下，然后再對(duì)普通車(chē)床進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)械改造，改造的內(nèi)容主要包括：</p><p>　?。?）車(chē)床的改造，為使改造后的機(jī)床有較好的精度保持性，

4、除盡可能地減少電器和機(jī)械故障的同時(shí)，應(yīng)充分考慮機(jī)床零件的耐磨性，尤其是機(jī)床導(dǎo)軌。</p><p>　?。?）托板的改造，托板時(shí)數(shù)控系統(tǒng)直線控制的對(duì)象，所以對(duì)其改造尤顯重要。這中間最突出的一點(diǎn)就是選用滾珠絲杠代替滾動(dòng)絲杠，提高了傳動(dòng)的靈敏性和降低功率步進(jìn)電機(jī)力矩?fù)p失。</p><p>　?。?）變速箱體的改造，由于采用數(shù)控系統(tǒng)控制，所以要對(duì)輸入輸出軸及減速齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)，從而再對(duì)箱體進(jìn)行改造。

5、</p><p>　?。?刀架的改造，采用數(shù)控刀架，這樣可以用數(shù)控系統(tǒng)直接控制，而且刀架體積小，重復(fù)定位精度凹，安全可靠。</p><p>　　通過(guò)對(duì)機(jī)床的改造并根據(jù)要求選用步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，這樣改造后的機(jī)床就能基本滿足現(xiàn)代化的加工要求。</p><p>　　關(guān)鍵字：普通車(chē)床 數(shù)控改造 步進(jìn)電機(jī) 經(jīng)濟(jì)型</p><p><b>

6、　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　1946年誕生了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)，這表明人類創(chuàng)造了可增強(qiáng)和部分代替腦力勞動(dòng)的工具。它與人類在農(nóng)業(yè)、工業(yè)社會(huì)中創(chuàng)造的那些只是增強(qiáng)體力勞動(dòng)的工具相比，起了質(zhì)的飛躍，為人類進(jìn)入信息社會(huì)奠定了基礎(chǔ)。6年后，即在1952年，計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到了機(jī)床上，在美國(guó)誕生了第一

7、臺(tái)數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　我國(guó)目前機(jī)床總量380余萬(wàn)臺(tái)，而其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)只有11.34萬(wàn)臺(tái)，即我國(guó)機(jī)床數(shù)控化率不到3％。近10年來(lái)，我國(guó)數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為0.6～0.8萬(wàn)臺(tái)，年產(chǎn)值約為18億元。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6％。我國(guó)機(jī)床役齡10年以上的占60％以上；10年以下的機(jī)床中，自動(dòng)/半自動(dòng)機(jī)床不到20％，F(xiàn)MC/FMS等自動(dòng)化生產(chǎn)線更屈指可數(shù)（美國(guó)和日本自動(dòng)和半自動(dòng)機(jī)床占60％以上）?？梢?jiàn)我們的大多數(shù)

8、制造行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在10年以上的舊機(jī)床。用這種裝備加工出來(lái)的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長(zhǎng)，從而在國(guó)際、國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場(chǎng)、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。所以必須大力提高機(jī)床的數(shù)控化率。</p><p>　　在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然，正處在黃金時(shí)代。由于機(jī)床以及技

9、術(shù)的不斷進(jìn)步，機(jī)床改造是個(gè)"永恒"的課題。我國(guó)的機(jī)床改造業(yè)，也從老的行業(yè)進(jìn)入到以數(shù)控技術(shù)為主的新的行業(yè)。在美國(guó)、日本、德國(guó)，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床和生產(chǎn)線具有廣闊的市場(chǎng)，已形成了機(jī)床和生產(chǎn)線數(shù)控改造的新的行業(yè)。在美國(guó)，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生（Remanufacturing）業(yè)。從事再生業(yè)的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton機(jī)床公司、Devlieg-Bullavd（得寶）服務(wù)集團(tuán)、US設(shè)備公司等。美國(guó)得寶公司

10、已在中國(guó)開(kāi)辦公司。在日本，機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床改裝（Retrofitting）業(yè)。從事改裝業(yè)的著名公司有：大隈工程集團(tuán)、崗三機(jī)械公司、千代田工機(jī)公司、野崎工程公司、濱田工程公司、山本工程公司等。</p><p>　　經(jīng)濟(jì)型數(shù)控是我國(guó)80年代科技發(fā)展的產(chǎn)物。這種數(shù)控系統(tǒng)由于功能適宜.價(jià)格便宜. 用它來(lái)改造車(chē)床，投資少、見(jiàn)效快、成為我國(guó)“七五”、“八五”重點(diǎn)推廣的新技術(shù)之一。十幾年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控技術(shù)

11、也在不斷進(jìn)步，數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品不斷改進(jìn)完善. 并且有了階段性的突破，使新的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)功能更強(qiáng)，可靠性更穩(wěn)定，功率增大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。由于這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展增強(qiáng)了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控的活力，根據(jù)我國(guó)國(guó)情，該技術(shù)在今后一段時(shí)間內(nèi)還將是我國(guó)機(jī)械行業(yè)老設(shè)備改造的很好途徑。對(duì)于原有老的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床，特別是80年代末期改造的設(shè)備，由于種種原因閑置的很多，浪費(fèi)很大；在用的設(shè)備使用至今也十幾年了，同樣面臨進(jìn)一步改造的問(wèn)題。通過(guò)改造可以提高原有裝備的技術(shù)水平，

12、大大提高了生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控車(chē)床主要由主軸箱、床鞍、尾架、刀架、對(duì)刀儀、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)及數(shù)控裝置組成。數(shù)控車(chē)床的出現(xiàn)對(duì)提高生產(chǎn)率改將產(chǎn)品質(zhì)量以及改善勞動(dòng)條件和提高效率上發(fā)揮了重要的作用。在提高效率上主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：1）通過(guò)刀具的快速自動(dòng)定位，提高了空程速度和劃線工藝的時(shí)間。2）批量加工一致性好，可以減少工件檢驗(yàn)和時(shí)間。特別</p><p>　　1.2機(jī)床改造的內(nèi)容及意義</

13、p><p><b>　　1.2.1研究意義</b></p><p>　　企業(yè)要在當(dāng)前市場(chǎng)需求多變，競(jìng)爭(zhēng)激烈的環(huán)境中生存和發(fā)展就需要迅速地更新和開(kāi)發(fā)出新產(chǎn)品，以最低價(jià)格、最好的質(zhì)量、最短的時(shí)間去滿足市場(chǎng)需求的不斷變化。而普通機(jī)床已不適應(yīng)多品種、小批量生產(chǎn)要求，數(shù)控機(jī)床則綜合了數(shù)控技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)，最適宜加工小批量、高精度、形狀復(fù)雜、生產(chǎn)周期要求短的零

14、件。當(dāng)變更加工對(duì)象時(shí)只需要換零件加工程序，無(wú)需對(duì)機(jī)床作任何調(diào)整，因此能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。</p><p>　　普通車(chē)床經(jīng)過(guò)多次大修后，其零部件相互連接尺寸變化較大，主要傳動(dòng)零件幾經(jīng)更換和調(diào)整，故障率仍然較高，采用傳統(tǒng)的修理方案很難達(dá)到大修驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，而且費(fèi)用較高。因此合理選擇數(shù)控系統(tǒng)是改造得以成功的主要環(huán)節(jié)。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床在機(jī)械加工行業(yè)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)控

15、機(jī)床的發(fā)展，一方面是全功能、高性能；另一方面是簡(jiǎn)單實(shí)用的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，具有自動(dòng)加工的基本功能，操作維修方便。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)通常用的是開(kāi)環(huán)步進(jìn)控制系統(tǒng)，功率步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件，無(wú)檢測(cè)反饋機(jī)構(gòu)，系統(tǒng)的定位精度一般可達(dá)±0.01至0.02mm，已能滿足CW6140車(chē)床改造后加工零件的精度要求。</p><p>　　1.2.2主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線</p><p>　　為CA6140車(chē)

16、床設(shè)計(jì)4刀位的自動(dòng)換刀裝置，要求</p><p><b>　　1、換刀時(shí)間短；</b></p><p>　　2、刀具重復(fù)定位精度高；</p><p>　　3、刀架系統(tǒng)具備足夠的剛度和強(qiáng)度；</p><p>　　4、工作過(guò)程安全可靠；</p><p>　　5、便于控制維修和安裝。</p>

17、<p><b>　　具體要求：</b></p><p>　?。?）刀架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（刀架抬起、轉(zhuǎn)位、壓緊的實(shí)現(xiàn)）</p><p>　?。?）蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　（3）電機(jī)的計(jì)算及選用</p><p>　?。?）聯(lián)軸器、軸承等通用件的選型</p><p>　　1.3 機(jī)床的

18、經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造主要解決的問(wèn)題</p><p>　　(1) 恢復(fù)原功能，對(duì)機(jī)床、生產(chǎn)線存在的故障部分進(jìn)行診斷并恢復(fù)。</p><p>　　(2) NC化，在普通機(jī)床上加數(shù)顯裝置，或加數(shù)控系統(tǒng)，改造成NC機(jī)床、CNC機(jī)床。</p><p>　　(3) 翻新，為提高精度、效率和自動(dòng)化程度，對(duì)機(jī)械、電氣部分進(jìn)行翻新，對(duì)機(jī)械部分重新裝配加工，恢復(fù)原精度；對(duì)其不滿足生產(chǎn)要求的

19、CNC系統(tǒng)以最新CNC進(jìn)行更新。</p><p>　　(4) 技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，為提高性能或檔次，或?yàn)榱耸褂眯鹿に?、新技術(shù)，在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行較大規(guī)模的技術(shù)更新或技術(shù)創(chuàng)新，較大幅度地提高水平和檔次的更新改造。</p><p><b>　　2自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1 數(shù)控車(chē)床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的概述</p>

20、<p>　　數(shù)控車(chē)床主要由主軸箱、床鞍、尾架、刀架、對(duì)刀儀、液壓系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)及數(shù)控裝置組成。數(shù)控車(chē)床的出現(xiàn)對(duì)提高生產(chǎn)率改善產(chǎn)品質(zhì)量以及改善勞動(dòng)條件等發(fā)揮了重要的作用。傳統(tǒng)的車(chē)床例如CA6140的刀架上只能裝一把刀，換刀的速度慢，換刀后還須重新對(duì)刀，并且精度不高，生產(chǎn)效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，因此有必要對(duì)機(jī)床的換刀裝置進(jìn)行改進(jìn)，為了能在工件的一次裝夾中完成多個(gè)工序加工，縮短加工輔助時(shí)間，減少多次安裝所引起的加

21、工誤差，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率，釆用“工序集中”的原則，釆用自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架。數(shù)控車(chē)床上使用的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡(jiǎn)單的換刀裝置，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是在一定的空間范圍內(nèi)，能執(zhí)行自動(dòng)松開(kāi)、轉(zhuǎn)位、精密定位等一系列動(dòng)作的一種機(jī)構(gòu)。對(duì)于自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，根據(jù)裝刀數(shù)量的不同，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架分有四工位、六工位和八工位等形式。根據(jù)安裝的不同方式，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架可分為立式和臥式。而根據(jù)機(jī)械定位方式不同，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架又可分為端齒盤(pán)定位型和三齒盤(pán)定位型等。其中端齒盤(pán)定位型換

22、刀時(shí)要將刀架抬起，換刀速度較慢且密封性差，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。三齒盤(pán)定位叫免抬型，其特點(diǎn)時(shí)換刀時(shí)刀架不拾起，因此換刀速度快且密封性好，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。</p><p>　　自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛性，以承受粗加工時(shí)的切削抗力，為了保證轉(zhuǎn)位之后具有髙的重復(fù)定位精度，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架還需要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)。自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的自動(dòng)換刀是由控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p

23、>　　2.2 設(shè)計(jì)研究?jī)?nèi)容</p><p>　　設(shè)計(jì)一臺(tái)四工位的立式自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架.適用于CA6140經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床。要求繪制自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，設(shè)計(jì)控制刀架自動(dòng)轉(zhuǎn)位的硬件電路，編寫(xiě)刀架的控制軟件，選用電動(dòng)機(jī)的額定功率為80W，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min，換刀時(shí)的速度為30r/min。分別對(duì)其組成部分即機(jī)械總體結(jié)構(gòu)、工作原理、主傳動(dòng)部件及電氣控制部分進(jìn)行設(shè)計(jì)、控制，并對(duì)自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架出現(xiàn)的一些常規(guī)故障

24、問(wèn)題提出一些修理意見(jiàn)。</p><p>　　2.3 研究實(shí)際社會(huì)意義及應(yīng)用效果</p><p>　　傳統(tǒng)的車(chē)床的刀架上只能裝一把刀，換刀的速度慢，換刀后還須重新對(duì)刀，并且精度不高，生產(chǎn)效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要，因此有必要對(duì)機(jī)床的換刀裝置進(jìn)行改進(jìn)，數(shù)控車(chē)床上使用的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是一種簡(jiǎn)單的換刀裝置。自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是在一定的空間范圍內(nèi)能執(zhí)行自動(dòng)松開(kāi)、轉(zhuǎn)位以及精密定位等一系列動(dòng)作的一種機(jī)構(gòu)

25、。使用這種新的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)功能更強(qiáng)，可靠性更穩(wěn)定，功率增大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。為了能在工件的一次裝夾中完成多個(gè)工序加工，縮短加工輔助時(shí)間，減少多次安裝所引起的加工誤差，充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效率，采用“工序集中”的原則，采用自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架。并針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的一些常規(guī)問(wèn)題進(jìn)行了探討，歸納總結(jié)檢查修理方法。</p><p><b>　　2.4 小結(jié)</b></p><p&

26、gt;　　對(duì)數(shù)控車(chē)床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)，并通過(guò)對(duì)四工位刀架的設(shè)計(jì)，分別加強(qiáng)對(duì)其組成部分即機(jī)械總體結(jié)構(gòu)、工作原理的認(rèn)識(shí)。數(shù)控車(chē)床上使用的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是一種最簡(jiǎn)單的換刀裝置，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架是在一定的空間范圍內(nèi)，能執(zhí)行自動(dòng)松開(kāi)、轉(zhuǎn)位、精密定位等一系列動(dòng)作的一種機(jī)構(gòu)。對(duì)于自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，根據(jù)裝刀數(shù)量的不同，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架分有四工位、六工位和八工位等形式。根據(jù)安裝的不同方式，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架可分為立式和臥式，而根據(jù)機(jī)械定位方式不同，自動(dòng)回

27、轉(zhuǎn)刀架又可分為端齒盤(pán)定位型和三齒盤(pán)定位型等， 其中端齒盤(pán)定位型換刀時(shí)需要將刀架抬起，換刀速度較慢且密封性差，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。三齒盤(pán)定位叫免抬型.其特點(diǎn)時(shí)換刀時(shí)刀架不用抬起，因此換刀速度快且密封性好，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架在結(jié)構(gòu)上必須具有良好的強(qiáng)度和剛性，以承受粗加工時(shí)的切削抗力，為保證轉(zhuǎn)位之后具有髙的重復(fù)定位精度，自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架還需要選擇可靠的定位方案和合理的定位結(jié)構(gòu)。自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的自動(dòng)換刀由控制系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p&g

28、t;<p><b>　　3 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 電動(dòng)機(jī)的選擇</p><p>　　電動(dòng)機(jī)選擇三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率為80W，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min。</p><p>　　3.2 減速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速太快，不能直接驅(qū)動(dòng)刀架

29、進(jìn)行換刀，必須經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臏p速。根據(jù)立式轉(zhuǎn)位刀架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，采用蝸桿副減速是最佳選擇。蝸桿副傳動(dòng)可以改變運(yùn)動(dòng)的方向，獲得較大的傳動(dòng)比，保證傳動(dòng)精度和平穩(wěn)性，并且具有自鎖功能，還可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)裝置的小型化。</p><p>　　3.3 上刀體鎖緊與精定位機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　由于刀具直接安裝在上刀體上，所以上刀體要承受全部的切削力，其鎖緊與定位珠精度將直接影響到工件的加工精度。本設(shè)計(jì)

30、上刀體的鎖緊與定位機(jī)構(gòu)選用端面齒盤(pán)，將上刀體和下刀體的配合面加工成梯形端面齒。當(dāng)?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時(shí)，上下端面齒相互嚙合，這時(shí)上刀體不能繞刀架的中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)；換刀時(shí)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)，抬起機(jī)構(gòu)使上刀體抬起，等上下端面齒脫開(kāi)后，上刀體才可以繞刀架中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)，完成轉(zhuǎn)位工作。</p><p>　　3.4 刀架抬起機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　要想使上、下刀體的兩個(gè)端面脫離，就必須設(shè)計(jì)合適的機(jī)構(gòu)使上刀體抬

31、起。本設(shè)計(jì)選用螺桿-螺母副，在上刀體內(nèi)部加工出內(nèi)螺紋，當(dāng)電動(dòng)機(jī)通過(guò)蝸桿-蝸輪帶動(dòng)螺桿中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，作為螺母的上刀體要么轉(zhuǎn)動(dòng)，要第上下移動(dòng)。當(dāng)?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時(shí)，上刀體與下刀體的端面齒相互嚙合，因?yàn)檫@時(shí)上刀體不能與螺桿一起轉(zhuǎn)動(dòng)，所以螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使上刀體向上移動(dòng)。當(dāng)端面齒脫離嚙合時(shí)，上刀體就與螺桿一同轉(zhuǎn)動(dòng)。</p><p>　　設(shè)計(jì)螺桿時(shí)要求選擇適當(dāng)?shù)穆菥?，以便?dāng)螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度時(shí)使得上刀體與下刀體的端面齒能夠完全脫

32、離嚙合狀態(tài)。</p><p>　　圖3.1 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖</p><p>　　1—發(fā)信盤(pán) 2—推力軸承 3—螺桿螺母副 4—端面齒盤(pán) 5—發(fā)靠圓盤(pán) 6—三相異步電動(dòng)機(jī) 7—聯(lián)軸器 8—蝸桿副 9—反靠銷 10—圓柱銷 11—上蓋圓盤(pán) 12—上刀體</p><p>　　4 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的工作原理</p><

33、;p>　　自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的換刀流程如圖4.1所示。</p><p>　　圖4.2表示自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架在換刀過(guò)程中有關(guān)的銷的位置。其中上部的圓柱銷2和下部的反靠銷6起著重要作用。</p><p>　　當(dāng)?shù)都芴幱阪i緊狀態(tài)時(shí),兩銷的情況如圖a所示，此時(shí)反靠銷6落在反靠圓盤(pán)7的十字槽內(nèi)，上刀體4的端面齒和下刀的端面齒處于嚙合狀態(tài)（上下端面齒在圖a中未畫(huà)出）。</p><p>

34、;　　需要換刀時(shí)，控制系統(tǒng)發(fā)出刀架的轉(zhuǎn)位信號(hào)，三相異步電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，通過(guò)蝸桿副帶動(dòng)螺桿正向轉(zhuǎn)動(dòng)，與螺桿配合的上刀體4逐漸抬起，上刀體4與下刀體之間的端面齒慢慢脫開(kāi)；與此同時(shí)，上蓋圓盤(pán)1也隨著螺桿正向轉(zhuǎn)動(dòng)（上蓋圓盤(pán)1通過(guò)圓柱銷與螺桿聯(lián)接），當(dāng)轉(zhuǎn)過(guò)約170度時(shí)，上蓋圓盤(pán)1直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷2的正上方，由于彈簧3的作用，圓柱銷2落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤(pán)1就通過(guò)圓柱銷2使得上刀體4轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)（此時(shí)端面齒已完全脫開(kāi)），如圖b所示。</p

35、><p>　　上蓋圓盤(pán)1、圓柱銷2以及上刀體4在正轉(zhuǎn)的過(guò)程中，反靠銷6能夠從反靠圓盤(pán)7中十字槽的左側(cè)斜坡滑出，而不影響上刀體4尋找刀位時(shí)的正向轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖c所示。</p><p>　　上刀體4帶動(dòng)磁鐵轉(zhuǎn)到需要的刀位時(shí)，發(fā)信盤(pán)上對(duì)應(yīng)的霍爾元件輸出低電平信號(hào)，控制系統(tǒng)收到后，立即控制刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，上蓋圓盤(pán)1通過(guò)圓柱銷2帶動(dòng)上刀體4開(kāi)始反轉(zhuǎn)，反靠銷6馬上就會(huì)落入反靠圓盤(pán)7的十字槽內(nèi)，至此，完成粗定位

36、，如圖d所示。此時(shí)反靠銷6從反靠圓盤(pán)7的十字槽內(nèi)爬不上來(lái)，于是上刀體4停止轉(zhuǎn)動(dòng)，開(kāi)始下降，而上蓋圓盤(pán)1繼續(xù)反轉(zhuǎn)，其直槽的左側(cè)斜坡將圓柱銷2的頭部壓入上刀體4的銷孔內(nèi)，之后，上蓋圓盤(pán)1的下表面開(kāi)始與圓柱銷2的頭部滑動(dòng)。在些期間，上、下刀本的端面齒逐漸嚙合，實(shí)現(xiàn)定位，經(jīng)過(guò)設(shè)定的延時(shí)時(shí)間后，刀架電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)，整個(gè)換刀過(guò)和結(jié)束。[8]</p><p>　　由于蝸桿副具有自銷功能，所以刀架可穩(wěn)定的工作。</p>

37、<p>　　圖4.1 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的換刀流程</p><p>　　a） b）</p><p>　　c) d)</p><p>　　圖4.2 刀架轉(zhuǎn)位過(guò)程中銷的位置</p><p>　　a)換刀開(kāi)始時(shí)，圓柱銷2與上

38、蓋圓盤(pán)1可以相對(duì)滑動(dòng)</p><p>　　b)上刀體4完全抬起后，圓柱銷2落入上蓋圓盤(pán)1槽內(nèi)，上蓋圓盤(pán)1將帶動(dòng)圓柱銷2及上刀體4一起轉(zhuǎn)動(dòng)</p><p>　　c)上刀體4連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反銷6可從反靠圓盤(pán)7的槽左側(cè)斜坡滑出</p><p>　　d)找到刀位后，刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)，反靠銷6反靠，上刀體停轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)粗定位</p><p>　　1—上蓋圓盤(pán)

39、 2—圓柱銷 3—彈簧 4—上刀體 5—圓柱銷 6—反靠銷 7—反靠圓盤(pán)</p><p>　　5 主要傳動(dòng)部件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　5.1 蝸桿副的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的動(dòng)力源是三相異步電動(dòng)機(jī)，其中蝸桿與電動(dòng)機(jī)直聯(lián)，刀架轉(zhuǎn)位時(shí)蝸桿與上刀體直聯(lián)。已知電動(dòng)機(jī)額定功率P1=80W，額定轉(zhuǎn)速n1=1440r/min，上刀體設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)

40、速n2=30r/min,則蝸桿副的傳動(dòng)比i=1440/30=48。刀架從轉(zhuǎn)位到鎖緊時(shí)，需要蝸桿反向，工作載荷不均勻，起動(dòng)時(shí)沖擊較大，今要求蝸桿的使用壽命Lh=10000h，因此對(duì)蝸桿的型號(hào)材料的選擇以及齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算相當(dāng)重要。</p><p>　　5.1.1 蝸桿的選型 </p><p>　　GB/T10065-1998推薦采用漸開(kāi)線（ZI蝸桿）和錐面包絡(luò)蝸桿（ZK蝸桿）。本設(shè)計(jì)

41、采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便的漸開(kāi)線型圓柱蝸桿（ZI型）。</p><p>　　5.1.2 選擇材料和確定許用應(yīng)力</p><p>　　由《機(jī)械基礎(chǔ)》表17-4查得蝸桿選用45鋼，表面淬火，硬度為45～55HRC，蝸輪齒圈用ZCuSn10P1 砂模鑄造，為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT150制造。</p><p>　　由表17-6查得

42、 ［ð］h=200MPa，［ð］f=51MPa</p><p>　　5.1.3按接觸強(qiáng)度確定主要參數(shù)</p><p>　　根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)，在校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。傳動(dòng)中心距：</p><p><b>　　(5-1)</b></p><p>　　（1）

43、確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)距T2</p><p>　　按Z1=2，估取效率η=0.8，則</p><p>　　=20.4 Nm (5-2)</p><p>　　（2）確定載荷系數(shù)K</p><p>　　因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)Kβ=1；由使用系數(shù)KA表從而選取KA=1.15；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不

44、大，可取動(dòng)載系數(shù)KV=1.1；則</p><p>　　K=KA*Kβ*KV=1*1.15*1.1=1.265≈1.27 (5-3)</p><p>　　（3）確定彈性影響系數(shù)ZE</p><p>　　因選用的鑄錫磷青銅蝸輪和蝸桿相配，故</p><p>　?。?）確定接觸系數(shù)Zρ</p><p>

45、　　先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動(dòng)中心距a的比值=0.30，從而可查出Zρ=3.12。</p><p>　?。?）確定許用應(yīng)力[σH]</p><p>　　根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度＞45HRC，從而可查得蝸輪的基本許用應(yīng)力[σH]‘=268MPA。</p><p>　　因?yàn)殡妱?dòng)刀架中蝸輪蝸桿的傳動(dòng)為間隙性的，故初步定位

46、、其壽命系數(shù)為KHN=0.92，則</p><p>　　[σH]= KHN[σH]‘=0.92×268=246.56≈247MPA (5-4)</p><p><b>　?。?）計(jì)算中心距</b></p><p><b>　　(5-5)</b></p><p>　　取中心距a

47、=50mm，m=1.6mm，蝸桿分度圓直徑d1=20mm，這時(shí)=0.4，從而可查得接觸系數(shù)=2.8，因?yàn)椋糧ρ，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。</p><p>　　5.1.4蝸桿和蝸輪主要幾何尺寸計(jì)算</p><p><b>　?、盼仐U</b></p><p>　　分度圓直徑：d1=20mm</p><p><b>　

48、　蝸桿頭數(shù)：Z1=1</b></p><p>　　分度圓導(dǎo)程角：γ=4°34′26″</p><p>　　蝸桿軸向齒距：PA==5.04mm； (5-6)</p><p>　　蝸桿齒頂圓直徑： (5-7)</p><p>　　蝸桿齒根圓直徑：

49、 （5-8）</p><p>　　蝸桿軸向齒厚：=2.512mm (5-9)</p><p><b>　　⑵蝸輪</b></p><p>　　蝸輪齒數(shù)：Z2 =48</p><p><b&

50、gt;　　變位系數(shù)Χ=1</b></p><p>　　驗(yàn)算傳動(dòng)比：i=/=48/1=48 (5-11)</p><p>　　蝸輪分度圓直徑：d2=mz2=76.8mm (5-12)</p><p>　　蝸輪喉圓直徑：da2=d2+2m=80mm

51、 (5-13)</p><p>　　蝸輪喉母圓直徑：rg2=48.4-1/2 da2 =48.4-1/280=8.4mm (5-14)</p><p>　　蝸輪齒頂圓直徑 =80mm （5-15）</p><p>　　蝸輪齒根圓直徑：=72.96mm (5-16）

52、</p><p>　　蝸輪外圓直徑：當(dāng)在z=1時(shí)，=83.2mm （5-17）</p><p>　　5.2 蝸桿軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.2.1 蝸桿軸的材料選擇，確定許用應(yīng)力</p><p>　　考慮軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，為普通用途中小功率減速傳動(dòng)裝置。</p><p>　　選用45號(hào)鋼，正火處理，<

53、/p><p>　　5.2.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初步估算軸的最小直徑</p><p>　?。?-18） </p><p>　　扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取α=0.6</p><p>　　抗彎截面系數(shù)W=0.1d3</p><p>　　取dmin=12.04mm</p><p>　　5.2.3

54、確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度。</p><p>　　d1=d5 同一軸上的軸承選用同一型號(hào)，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承類型。</p><p>　　d5軸上有一個(gè)鍵槽，故槽徑增大5%</p><p>　　d1=d5=d1′×(1+5%)=13.89mm ,圓

55、整d1=d5=14mm</p><p>　　所選軸承類型為深溝球軸承，型號(hào)為6203，B=12mm，D=40mm，</p><p>　　d2起固定作用，定位載荷高度可在（0.07～0.1）d1范圍內(nèi)，</p><p>　　d2=d1+2a=15.38～17.04mm，故d2取16mm</p><p>　　d3為蝸桿與蝸輪嚙合部分，故d3=23

56、.2mm</p><p>　　d4=d2=16mm,便于加工和安裝</p><p>　　L1為與軸承配合的軸段，查軸承寬度為12mm，端蓋寬度為15mm，</p><p><b>　　則L1=27mm</b></p><p>　　L2尺寸長(zhǎng)度與刀架體的設(shè)計(jì)有關(guān)，蝸桿端面到刀架端面距離為65mm，</p>&

57、lt;p><b>　　故L2=38mm</b></p><p>　　L3為蝸桿部分長(zhǎng)度L3≥（11+0.06z2）m=21.92mm</p><p><b>　　圓整L3取30mm</b></p><p>　　L4取51mm，L5在刀架體部分長(zhǎng)度為（12+12）mm，伸出刀架部分通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連長(zhǎng)度為50mm，

58、故L5=74mm</p><p>　　兩軸承的中心跨度為128mm，軸的總長(zhǎng)為220mm</p><p>　　5.2.4蝸桿軸的校核</p><p>　　作用在蝸桿軸上的圓周力</p><p><b>　　(5-19)</b></p><p><b>　　其中d1=28mm</b&

59、gt;</p><p><b>　　則</b></p><p><b>　　徑向力：</b></p><p><b>　　(5-20)</b></p><p><b>　　切向力：</b></p><p><b>　　(5

60、-21)</b></p><p>　　圖5.2 軸向受力分析</p><p><b>　　(5-22)</b></p><p><b>　　(5-23)</b></p><p>　　求水平方向上的支承反力</p><p>　　圖5.3 水平方向支承力</p&

61、gt;<p><b>　　(5-24)</b></p><p><b>　　(5-25)</b></p><p>　　求水平彎矩,并繪制彎矩圖</p><p>　　圖5.4 水平彎矩圖</p><p>　　求垂直方向的支承反力</p><p><b>

62、　　(5-26)</b></p><p>　　查文獻(xiàn)[9]表2.2—4，，，，</p><p><b>　　其中，，</b></p><p><b>　　(5-27)</b></p><p>　　圖5.5 垂直方向支承反力</p><p>　　求垂直方向彎矩，繪制

63、彎矩圖</p><p>　　圖5.6 垂直彎矩圖</p><p>　　求合成彎矩圖，按最不利的情況考慮</p><p><b>　　(5-28)</b></p><p>　　圖5.7 合成彎矩圖</p><p><b>　　計(jì)算危險(xiǎn)軸的直徑</b></p>&l

64、t;p><b>　　(5-29)</b></p><p>　　查文獻(xiàn)[9]表15—1，材料為調(diào)質(zhì)的許用彎曲應(yīng)力，則</p><p><b>　　所以該軸符合要求。</b></p><p>　　5.2.5 鍵的選取與校核</p><p>　　考慮到d5=105%×15.14=15.89

65、mm, 實(shí)際直徑為17mm，所以強(qiáng)度足夠</p><p>　　由GB1095-79查得，尺寸b×h=5×5，l=20mm的A型普通平鍵。</p><p><b>　　按公式進(jìn)行校核</b></p><p>　　，，，。查文獻(xiàn)[9]表6—2，取則</p><p><b>　　(5-30)<

66、;/b></p><p><b>　　該鍵符合要求。</b></p><p>　　由普通平鍵標(biāo)準(zhǔn)查得軸槽深t=30mm,轂槽深t1=2.3mm</p><p>　　5.3 蝸輪軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　5.3.1 蝸輪軸材料的選擇，確定需用應(yīng)力</p><p>　　考慮到軸主要傳遞蝸輪轉(zhuǎn)

67、矩，為普通中小功率減速傳動(dòng)裝置</p><p>　　選用45號(hào)鋼，正火處理，， ［ðь］-1=55MPa</p><p>　　5.3.2 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度，初步估計(jì)軸的最小直徑</p><p>　　查文獻(xiàn)[9]表15—1，取45號(hào)調(diào)質(zhì)剛的許用彎曲應(yīng)力，則</p><p>　　由于軸的平均直徑為34mm，因此該軸安全。</p>

68、<p>　　5.3.3 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　d1即蝸輪輪芯為68mm</p><p>　　d2為蝸輪軸軸徑最小部分取34mm</p><p>　　d3軸段與上刀架體有螺紋聯(lián)接，牙形選梯形螺紋，根據(jù)文獻(xiàn)表8-45</p>

69、;<p>　　取公稱直徑為d3=44mm，螺距P=12mm，H=6.5mm</p><p>　　查表8-46得，外螺紋小徑為31mm</p><p>　　內(nèi)、外螺紋中徑為38mm</p><p>　　內(nèi)螺紋大徑為45mm</p><p>　　內(nèi)螺紋小徑為32mm</p><p><b>　　旋合

70、長(zhǎng)度取55mm</b></p><p>　　L2尺寸長(zhǎng)度為34mm，蝸輪齒寬b2 當(dāng)z1≤3時(shí)，b2≤0.75da1=15.6mm</p><p><b>　　取b2=15mm</b></p><p><b>　　5.4中心軸的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.4.1 中軸的材料選擇

71、,確定許用應(yīng)力</p><p>　　考慮到軸主要起定位作用，只承受部分彎矩，為空心軸，因此只需校核軸的剛度即可。</p><p>　　選用45號(hào)鋼，正火處理，， ［ðь］-1=55MPa</p><p>　　5.4.2 確定各軸段的直徑和長(zhǎng)度</p><p>　　根據(jù)各個(gè)零件在軸上的定位和裝拆方案確定軸的形狀及直徑和長(zhǎng)度</p

72、><p><b>　　d1=15mm,</b></p><p>　　d2與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)為51203，d=17mm,d1=19,T=12mm,D=35mm</p><p><b>　　所以d2=17mm</b></p><p>　　d3與軸承配合，軸承類型為推力球軸承，型號(hào)為512

73、04，</p><p>　　d=25mm,d1=27mm,T=15mm,D=47mm</p><p>　　圖5.8 中心軸受力圖</p><p>　　分配各軸段的長(zhǎng)度L1=80mm,L2=93mm,L3=20mm</p><p>　　5.4.3 軸的校核</p><p><b>　　軸橫截面的慣性矩</

74、b></p><p>　　車(chē)床切削力F=2KN,E=210GPa</p><p><b>　　(5-31)</b></p><p><b>　　(5-32)</b></p><p><b>　　因此</b></p><p><b>　?。?/p>

75、［］</b></p><p><b>　　y＜［y］</b></p><p><b>　　中心軸滿足剛度條件</b></p><p><b>　　5.6 刀架體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　刀架體設(shè)計(jì)首先要考慮刀架體內(nèi)零件的布置及與刀架體外部零件的關(guān)系，應(yīng)考慮以

76、下問(wèn)題： </p><p>　　(a) 滿足強(qiáng)度和剛度要求。因?yàn)榈都荏w的剛度不僅影響傳動(dòng)零件的正常工作，而且還影響部件的工作精度。 </p><p>　　(b) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理。如支點(diǎn)的安排、開(kāi)孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均要有利于提高刀架體的強(qiáng)度和剛度。 </p><p>　　(c) 工藝性好。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方

77、面的工藝性。 </p><p>　　(d) 造型好、質(zhì)量小。 </p><p>　　刀架體的常用材料有： </p><p>　　鑄鐵，多數(shù)刀架體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性和機(jī)加工性能好，價(jià)格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。 </p><p>　　鑄造鋁合金，用于要求減小質(zhì)

78、量且載荷不太大的箱體。多數(shù)可通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，有足夠的強(qiáng)度和較好的塑性。 </p><p>　　6 電氣控制部分設(shè)計(jì)</p><p><b>　　6.1硬件電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的電氣控制部分主要包括收信電路和發(fā)信電路兩大塊，如圖6.1所示。</p><p>　　6.1.1 收信電路&l

79、t;/p><p>　　圖a中發(fā)信盤(pán)上的4只霍爾開(kāi)關(guān)（型號(hào)為UGN3120U），都有3個(gè)引腳，第1腳接+12V電源，第2腳接+12V地，第3腳為輸出。轉(zhuǎn)位時(shí)刀臺(tái)帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn)，當(dāng)磁鐵對(duì)準(zhǔn)某一個(gè)霍爾開(kāi)關(guān)時(shí)，其輸出端第3腳輸出低電平；當(dāng)磁鐵離開(kāi)時(shí)，第3腳輸出高電平。4只霍爾開(kāi)關(guān)輸出的4個(gè)刀位信號(hào)T1～T4分別送到圖b的4只光耦合器進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)光電隔離的信號(hào)再送給I/O接口芯片8225的PC4～PC7。</p>

80、<p>　　6.1.2 發(fā)信號(hào)電路</p><p>　　圖c刀架電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制電路，I/O接口芯片8255的PA6與PA7分別控制刀架電動(dòng)機(jī)的功率只有80W，所以圖d中刀架電動(dòng)機(jī)與380V市電的接通可以選用大功率直流繼電器，而不必采用繼電器-接觸器控制電路，以節(jié)省成本，降低故障率。圖c中，正轉(zhuǎn)繼電器的線圈KA1與反轉(zhuǎn)繼電器的一組常閉觸點(diǎn)串聯(lián)，而反轉(zhuǎn)繼電器的線圈KA2又與正轉(zhuǎn)繼電器的一組常閉觸點(diǎn)串聯(lián)

81、，這樣就構(gòu)成了正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的互鎖電路，以防控制系統(tǒng)失控時(shí)導(dǎo)致短路現(xiàn)象。當(dāng)KA1或KA2的觸點(diǎn)接通380V電壓時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的火花，并通過(guò)電網(wǎng)影響控制系統(tǒng)的正常工作，為此，在圖d中布置了3對(duì)R-C阻容用來(lái)滅弧，以抑制火花的產(chǎn)生。</p><p>　　a) b)</p><p>　　c)

82、 d)</p><p>　　圖6.1 自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架電氣控制原理圖</p><p>　　a）發(fā)信盤(pán)上的霍爾元件 b）刀位信號(hào)的處理 c）刀架電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制 d）刀架電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)</p><p>　　6.2 控制軟件的設(shè)計(jì)</p><p>　　在清楚了自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的機(jī)械結(jié)構(gòu)和電氣控制電路后，就可以著手編制刀架

83、自動(dòng)回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位的控制軟件了。對(duì)于四工位自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架來(lái)說(shuō)，它最多裝4把刀具，設(shè)計(jì)控制軟件的任務(wù)，就是選中任意一把刀具，讓其轉(zhuǎn)到工作位置。圖6.2表示讓1#刀轉(zhuǎn)到工作位置的程序流程，2#～4#刀的轉(zhuǎn)位流程與1#刀相似。</p><p>　　設(shè)控制系統(tǒng)的CPU為AT89C51單片機(jī)，擴(kuò)展8255芯片作為自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的收信與發(fā)信控制，已知8255芯片的控制口地址為2FFH，則基于圖6.1和圖6.2的匯編程序清單如下：<

84、;/p><p>　　圖6.2 換1#刀的程序流程</p><p>　　TO1: MOV DPRT，#2FFFH ；指向8255的PC口</p><p>　　MOVX A，@DOTR ；讀取PC內(nèi)容</p><p>　　JNB ACC.4，TEND ；測(cè)試PC4=0？若是，則說(shuō)明1#已在工作位置，程

85、序轉(zhuǎn)到TEND</p><p>　　MOV DPTR，#2FFCH ；指向8255的PA口地址</p><p>　　MOVX A，@DPTR ；讀取PA口鎖存器內(nèi)容</p><p>　　CLR ACC.6 ；令PA6=0，刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)有效</p><p>　　SETB A

86、CC.7 ；令PA7=1，刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)無(wú)效</p><p>　　MOVX @DPTR,A ；刀架電動(dòng)機(jī)開(kāi)始正轉(zhuǎn)</p><p>　　CALL DE20MS ；延時(shí)20ms</p><p>　　YT01：MOV DPTR，#2FFEH ；指向8255的PC口</p>

87、<p>　　MOVX A，@DPTR ；讀取PC口內(nèi)容</p><p>　　JB ACC.4，YT01 ；PC4=0嗎？即1#刀轉(zhuǎn)到工作位置了嗎？</p><p>　　CALL DE20MS ；延時(shí)20ms</p><p>　　YT11：MOV DPTR，#2FFEH ；指

88、向8255的PC口</p><p>　　MOVX A，@DPTR ；第二次讀取PC口內(nèi)容</p><p>　　JB ACC.4,YT11 ；PC4=0？</p><p>　　CALL DE20MS ；延時(shí)20ms</p><p>　　YT21：MOV DPTR，#2FF

89、EH ；指向8255的PC口</p><p>　　MOVX A，@DPTR ；第三次讀取PC口內(nèi)容</p><p>　　JB ACC.4，YT21 ；PC4=0？</p><p>　　MOV DPTR，#2FFCH ；指向PA口</p><p>　　MOVX A，@DPT

90、R ；讀取PA口鎖存器內(nèi)容</p><p>　　SETB ACC.6 ；令PA6=1，刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)無(wú)效</p><p>　　SETB ACC.7 ；令PA7=1，刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)無(wú)效</p><p>　　MOVX @DPTR,A ;刀架電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)</p>

91、<p>　　CALL DE150MS ;延時(shí)150ms</p><p>　　CLR ACC.7 ;令PA7=0,刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)有效</p><p>　　SETB ACC.6 ;令PA6=1,刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)無(wú)效</p><p>　　MOV @DPTR,A

92、 ;刀架電動(dòng)機(jī)開(kāi)始反轉(zhuǎn)</p><p>　　CALL DELAY ;延時(shí)設(shè)定的反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)間</p><p>　　SETB ACC.6 ;令PA6=1,刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)無(wú)效</p><p>　　SETB ACC.7 ；令PA7=1，刀架電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)無(wú)效</p&g

93、t;<p>　　MOVX @DPTR,A ;刀架電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)</p><p>　　TEND: REL ；換1#刀結(jié)束</p><p><b>　　7 結(jié)論 </b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)持續(xù)的時(shí)間為16周，時(shí)間相對(duì)于我們以前搞設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)

94、是非常非長(zhǎng)的。這次我畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是：把普通車(chē)床設(shè)計(jì)成為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床。剛剛接受到這個(gè)題目的時(shí)候，感覺(jué)很難，因?yàn)橐郧皬膩?lái)沒(méi)有接觸過(guò)這方面的設(shè)計(jì)，頭腦里一個(gè)最基本的概念都沒(méi)有，后來(lái)老師給我們大體上講了一下基本過(guò)程，再經(jīng)過(guò)我們兩個(gè)星期的研究，終于有一點(diǎn)眉目，搞清楚了什么是脈沖當(dāng)量，什么是滾珠絲杠等等，還有我們?yōu)槭裁匆脑炷切┻@些機(jī)構(gòu)。經(jīng)過(guò)幾個(gè)星期資料搜集，包括車(chē)床的說(shuō)明書(shū)等等，設(shè)計(jì)并進(jìn)入了正式的軌道。</p><p>

95、;　　在生活逐漸自動(dòng)化的今天，對(duì)加工制造的精度和加工效益都提出了很高的要求，因此對(duì)機(jī)床等加工設(shè)備提出了很高的要求。以前單一的靠手工操作的機(jī)床，在很大程度上已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化的要求，數(shù)控機(jī)床的改造已經(jīng)成為一種必要。但這次機(jī)床的改造是在原有的機(jī)床上換掉部分零部件，使它具有數(shù)控機(jī)床的基本功能，如不用手工操作能自動(dòng)控制進(jìn)給量等。但又考慮到改造成的是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床，所以在選材等方面，必須考慮到經(jīng)濟(jì)這一重要問(wèn)題。因此在這次設(shè)計(jì)中有些選型可能精度不是

96、很高，但是考慮到經(jīng)濟(jì)這一個(gè)重要的前提，就選擇了相對(duì)比較實(shí)惠的型號(hào)。</p><p>　　因?yàn)槲覀円郧暗幕A(chǔ)知識(shí)掌握得不牢固，在這次設(shè)計(jì)中確實(shí)是遇到了很多的問(wèn)題，但在這過(guò)程中，我們又學(xué)會(huì)了很多東西，在以前的小設(shè)計(jì)中，有些能馬馬虎虎過(guò)去的問(wèn)題，就糊里糊涂過(guò)去了，可這次是一切正規(guī)化，不能有半點(diǎn)含糊，因此壓力又大了很多，但是只要有一個(gè)明確的目標(biāo)，樂(lè)在其中，特別是把以前學(xué)過(guò)的知識(shí)又溫習(xí)了一下，而且把很多門(mén)課程都串聯(lián)在一起，

97、形成一個(gè)大的框架，這樣確實(shí)是有一種豁然開(kāi)朗、煥然一新的感覺(jué)。</p><p>　　通過(guò)這最后的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我從一開(kāi)始的只要完成任務(wù)的心態(tài)到后來(lái)的主動(dòng)去學(xué)習(xí)，去努力的學(xué)習(xí)態(tài)度，這是一個(gè)不小的進(jìn)步，并且把以前學(xué)過(guò)的知識(shí)融會(huì)貫通，看到了自己的許多不足之處。老師在我們?cè)O(shè)計(jì)中也給我們提出了很高的要求，它要求我們每一個(gè)零部件都要按照標(biāo)準(zhǔn)去查手冊(cè)。另外，我們也學(xué)會(huì)了互相幫助，互相學(xué)習(xí)，合作的團(tuán)體精神，嚴(yán)格要求自己，形成嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的

98、學(xué)習(xí)態(tài)度，這將會(huì)帶到我們以后的工作中去。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 吳振彪主編．機(jī)電綜合設(shè)計(jì)．指導(dǎo)．中國(guó)人民大學(xué)出版社.2000．</p><p>　　[2]． 余英良主編．機(jī)床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例．機(jī)械工業(yè)出版社．1997．</p><p>　　[3]． 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》編

99、寫(xiě)組編．機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)第一，三，四冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社．1998．</p><p>　　[4]． 明興祖主編．?dāng)?shù)控加工技術(shù)．化學(xué)工業(yè)出版社．2001．</p><p>　　[5]． 胡占齊，楊莉主編．機(jī)床數(shù)控技術(shù)．機(jī)械工業(yè)出版社．1986．</p><p>　　[6]． 黃調(diào)，趙松年主編．機(jī)電一體化技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用．機(jī)械工業(yè)出社．1999．</p><

100、p>　　[7]．楊有君主編．?dāng)?shù)字控制技術(shù)與數(shù)控機(jī)床．機(jī)械工業(yè)出版社．1999．</p><p>　　[8]．王先逵主編．機(jī)械制造工藝學(xué)．機(jī)械工業(yè)出版社．2002．</p><p>　　[9]．廖念釗，古瑩庵主編．互換性與技術(shù)測(cè)量．中國(guó)計(jì)量出版社．2000．</p><p>　　[10]. 中國(guó)機(jī)械工程學(xué)會(huì)，中國(guó)設(shè)計(jì)大典編委會(huì)　李壯云主編．《中國(guó)機(jī)械設(shè)計(jì)大典》第

101、五卷　江西科學(xué)技術(shù)出版社，2002．</p><p>　　[11]．陳碧秀等主編．實(shí)用中小電機(jī)手冊(cè)。遼寧科學(xué)技術(shù)出版社．2000．</p><p>　　[12]. 王槐德主編. <<機(jī)械制圖新舊標(biāo)準(zhǔn)代換教程>>.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社.2003.</p><p>　　[13].普通CA6140車(chē)床的說(shuō)明書(shū).</p><p>　

102、　[14]. The Numerial Control Engine Bed Trasforms.</p><p>　　[15].邱宣懷主編.<<機(jī)械設(shè)計(jì)>>.高等教育出版社.2002.</p><p>　　[16].薛嚴(yán)成<公差配合與技術(shù)測(cè)量>>.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社.1999.</p><p><b>　　致謝&

103、lt;/b></p><p>　　通過(guò)這一階段的努力，我的畢業(yè)論文終于完成了，這意味著大學(xué)生活即將結(jié)束。在大學(xué)階段，我在學(xué)習(xí)上和思想上都受益非淺，這除了自身的努力外，與各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心、支持和鼓勵(lì)是分不開(kāi)的。</p><p>　　在本論文的寫(xiě)作過(guò)程中，我的導(dǎo)師宋鹍老師傾注了大量的心血，從選題到開(kāi)題報(bào)告，從寫(xiě)作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問(wèn)題，嚴(yán)格把關(guān)，循循善誘，在此