机电一体化课设用8086改造C616机床的进给系统学生姓名：任秀姗所在院系：轻工学院所学专业：机械设计制造及其自动化导师姓名：玄兆燕目录1绪论32机械设计部分33数控设计部分234程序软件设计265参考文献33绪论数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度地提高生产效率。但从目前企业面临的情况看，因数控机床价格较贵，一次性投资较大使企业心有余而力不足。我国作为机床大国，对普通机床数控化改造不失为一种较好的良策。尤其对一些中小型企业来说，面对周转资金不足、而企业又要发展。可以说时代在呼唤一些专业人员能够对企业里面原有的机床进行数控改造。本文针对目前企业现状，以C616普通车床为例,提出简易型经济数控改造思路和设计方法。机械设计部分1设计要求（1）利用微机将纵向进给伺服系统，改造成开环控制伺服进给系统，纵向脉冲当量为0.01mm/脉冲，驱动元件采用步进电动机传动系统，采用滚珠丝杠螺母副，刀架采用自动转位刀架。（2）简单的接口电路设计，选择驱动控制电路，设计通用接口和专用接口以及CPU与辅助电路的连接。（3）采用微机完成数据处理和运动控制。2系统结构2.1设计参数运动部件总重量600N进给速度快进3m/min工进1m/min启动加速时间25ms步进脉冲当量0.01mm/脉冲（0.005mm/脉冲）丝杠副摩擦系数摩擦角10分控制用微机8086CPU主电动机功率8KW溜板最大移动距离纵向820mm横向195mm2.2转动惯量的计算表1转动惯量的计算计算项目设计计算与说明计算结果1）工作台质量折算到步进电动机轴上的转动惯量(1)2）对材料为钢的圆柱形零件，其转动惯量可按下式估算式中D--圆柱形零件的直径（cm）L--零件的轴的长度（cm）所以丝杠向转动惯量3）齿转的转动惯量电动机的转动惯量很小，或忽略。因此折算到步进电机轴上的总的转动惯量(2)为0.75/1.5，二种不同脉冲分配方式对应有二种步距角，步距角及减速比i与脉冲当量和丝杠导程有关。初选电机型号时应合理选择及i，并满足(3)即(满足)2.3负载转动矩计算及最大静转矩选择表2负载转矩计算计算项目设计计算与说明计算结果概述（1）快速空载启动时所需力矩（2）快速进给时所需力矩（3）最大切削负载时所需力矩式中：--定载启动力矩--空载启动时运动部件由静止开始到最大快进速度，折算到电机轴上的加速力矩--空载时折算到电机轴上的摩擦力矩--由于丝杆预紧，折算到电机轴上的附加摩擦力矩-折算到电机轴上的工作负载力矩，对于数控机床进给系统则是切削负载力矩。计算项目设计计算与说明计算结果2）折算到电动机轴上的空折算到电动机轴上的空载摩擦力矩(6)式中导轨上的摩擦系数为运动部件的总重力为齿轮传动降速比传动系统的总效率计算项目设计计算与说明计算结果1）加速力矩由下列公式，将已知数据代入求出(4)式中与运动部件最大进给速度对应的电机最大转速（r/min）运动部件最大快进转速（mm/min）(5)式中传动系统各部件惯量折算到电机轴上的转动惯量为转动部件从静止启动加速到最大快进速度所需的时间即载摩擦力矩一般＝0.7～0.85滚珠丝杠的基本导程（cm）当＝0.8＝0.16时即3）附加摩擦力矩附加摩擦力矩(7)丝杠未预紧时的效率，取0.9预加载荷，一般为最大轴向载荷的1/3.即即续表计算项目设计计算与说明计算结果4）切削负载力矩切削负载力矩(8)式中即结论（1）快速空载起动所需力矩（2）快速进给时所需力矩（3）最大切削负载时所需力矩以上分析计算可知：所需最大力矩发生在快速启动时，2.4步进电机的选择合理选择步进电机是比较复杂的问题，需要根据电机在整个系统中的实际工作情况，经分析后才能正确选择。C616纵向进给系统步进电机的选择（9）式中＝电动机启动力矩=电动机静负荷力矩为了满足最小步距要求，选择三相六拍工作方式，有下表可知表3步进电相数、拍数、启机动力矩运行方式相数3456拍数36485106120.50.8660.7070.7070.8090.9510.8660.866所以步进电机最大静转矩为=94.94975/0.866=1092.32步进电机最高工作频率综合考虑，查表选用110BF003型反应式步进电机。3机床纵向伺服进给单元电...
