CA6140車床數控化改造縱向伺服進給單元設計說明書

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1、word 第一章微機數控系統(tǒng)總體設計方案的擬定 第一節(jié)總體方案設計的內容 機床數控系統(tǒng)總體方案的擬定應包括以下內容：系統(tǒng)運動方式確實定、伺服系統(tǒng)的選擇、執(zhí)行機構的結構與傳動方式確實定、計算機系統(tǒng)的選擇等內容。具體包括： 一、數控系統(tǒng)總體設計方案的擬定 〔1〕系統(tǒng)運動方式確實定。 〔2〕伺服系統(tǒng)的選擇。 〔3〕執(zhí)行機構的傳動方式確定。 〔4〕計算機的選擇。 應根據設計任務和要求，參考現有同類型數控機床，進展綜合分析、比擬和論證，確定以上內容。 二、進給伺服系統(tǒng)機械局部設計計算 〔1〕進給伺服系統(tǒng)機械局部設計方案確實定。 〔2〕確定脈沖當量。 〔3

2、〕滾珠絲杠螺母副的計算和選型。 〔4〕導軌的計算和選型。 〔5〕進給伺服系統(tǒng)傳動計算。 〔6〕步進電動機的計算和選用。 〔7〕設計繪制進給伺服系統(tǒng)一個坐標軸的機械裝配圖。 三、微機控制系統(tǒng)的設計 〔1〕控制系統(tǒng)方案確實定與框圖繪制。 〔2〕MCS-51系列單片機與擴展芯片的選用。 〔3〕I/O接口電路與譯碼電路的設計。 〔4〕設計繪制一臺數控機床微機控制系統(tǒng)電路原理圖。 四、數控加工程序的編制 〔1〕零件工藝分析與確定工藝路線。 〔2〕選擇數控機床設備。 〔3〕確定工件裝夾方法與對刀點。 〔4〕選擇刀具。 〔5〕確定切削用量。 〔6〕編制零件加工

3、程序。 第二節(jié)總體設計方案確實定 一、系統(tǒng)運動方式確實定 數控系統(tǒng)按運動方式可分為點位控制系統(tǒng)、點位/直線系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。 如果工件相對于刀具移動過程中不進展切削，可選用點位控制系統(tǒng)。例如數控鉆床，在工作臺移動過程中不進展鉆孔加工，因此可選用點位控制系統(tǒng)。對點位控制系統(tǒng)的要求是快速定位，保證定位精度。 假如要求工作臺或刀具沿各坐標軸的運動有確定的函數關系，如此為連續(xù)控制系統(tǒng)，應具備控制刀具以給定速率沿加工路徑運動的功能。具備這種控制能力的數控機床可以加工各種外形輪廓復雜的零件，所以連續(xù)控制系統(tǒng)又稱為輪廓控制系統(tǒng)。例如數控銑床、數控車床等均屬于此種運動方式。 還有一些

4、采用點位控制的數控機床，例如數控鏜銑床等，不但要求工作臺運動的終點坐標，還要求工作臺沿坐標軸運動過程中切削工件。這種系統(tǒng)叫點位/直線控制系統(tǒng)。 根據綜合作業(yè)任務書的要求，對CA6140車床的縱向伺服系統(tǒng)進展數控化改造。依據車床的加工特點，應該選用連續(xù)控制系統(tǒng)。 二、伺服系統(tǒng)的選擇 伺服系統(tǒng)可分為開環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。 開環(huán)控制系統(tǒng)中，沒有反響電路，不帶檢測裝置，指令信號是單方向傳送的。指令發(fā)出后，不再反響回來，故稱開環(huán)控制。開環(huán)控制系統(tǒng)主要由步進電機驅動。開環(huán)伺服系統(tǒng)結構簡單、本錢低廉、容易掌握、調試和維修都比擬簡單。 閉環(huán)控制系統(tǒng)具有裝在機床移動部件上

5、的檢測反響元件，用來檢測實際位移量，能補償系統(tǒng)的誤差，因而伺服控制精度高。閉環(huán)系統(tǒng)多采用直流伺服電機或交流伺服電機驅動。閉環(huán)系統(tǒng)造價高、結構和調試較復雜，多用于精度要求高的場合。 半閉環(huán)控制系統(tǒng)與閉環(huán)控制系統(tǒng)不同，不直接檢測工作臺的位移量，而是用檢測元件測出驅動軸的轉角，再間接推算出工作臺實際的位移量，也有反響回路，其性能介于開環(huán)系統(tǒng)和閉環(huán)系統(tǒng)之間。 由于開環(huán)控制有許多優(yōu)點，所以目前國內大力開展的經濟型數控機床普遍采用開環(huán)控制系統(tǒng)。根據任務書的要求，這次對車床縱向進給伺服單元進展數控化改造應采用開環(huán)控制系統(tǒng)。 三、執(zhí)行機構運動方式確實定 為確保數控系統(tǒng)的傳動精度和運動平穩(wěn)性，在

6、設計機械傳動裝置時，通常提出低摩擦、低慣量、高剛度、無間隙、高諧振以與有適宜阻尼比的要求。在設計中應考慮以下幾點： 〔1〕盡量采用低摩擦的傳動和導向元件。如采用滾珠絲杠螺母傳動副、滾動導軌、貼塑導軌等。 〔2〕盡量消除傳動間隙。例如采用消隙齒輪等。 〔3〕提高系統(tǒng)剛度?？s短傳動鏈可以提高系統(tǒng)的傳動剛度，減小傳動鏈誤差。可采用預緊的方法提高系統(tǒng)剛度。例如采用預加負載的滾動導軌和滾珠絲杠副等。 四、計算機的選用 微機數控系統(tǒng)由CPU、存儲器擴展電路、I/O接口電路、伺服電機驅動電路、檢測電路等幾局部組成。 微機是數控系統(tǒng)的核心，其他裝置均是在微機的指揮下進展工作的。系統(tǒng)的功能和

7、系統(tǒng)中所用微機直接相關。數控系統(tǒng)對微機的要求是多方面的，但主要指標是字長和速度。字長不僅影響系統(tǒng)的最大加工尺寸，而且影響加工的精度和運算的精度。字長較長的計算機，價格顯著上升，而字長較短的計算機要進展雙字長或三字長的運算，就會影響速度。目前一些高檔的C系統(tǒng)，已普遍使用32位微機，主機頻率由5MHz提高到20～30MHz,有的采用多CPU系統(tǒng)，減輕主CPU的負擔，進一步提高控制速度。標準型的C系統(tǒng)多使用16位微機，經濟型C系統(tǒng)如此采用8位微機。可采用MCS-51系列單片機或Z-80單板機組成的應用系統(tǒng)。 由于MCS-51系列單片機具有集成度高，可靠性好、功能強、速度快、抗干擾能力強、性價比高等

8、優(yōu)點，所以本次設計決定采用MCS-51系列的8031單片機擴展系統(tǒng)。 五、經濟型數控車床縱向伺服單元框圖 車床縱向伺服單元框圖 第二章車床進給伺服系統(tǒng)機械局部設計計算 伺服系統(tǒng)機械局部的設計計算內容包括：確定系統(tǒng)負載，確定系統(tǒng)脈沖當量，運動部件慣量計算，空載起動與切削力矩計算，確定伺服電機，傳動與導向元件的設計、計算與選用，繪制機械局部裝配圖與零件工作圖等。 第一節(jié)給定條件與脈沖當量的選擇 1、縱向移動部件總質量 200Kg 3、最大移動速度〔快進〕 5000m

9、m/min 4、最大進給速度〔工進〕 500mm/min 5、橫向進給切削力〔X向〕即為 1800N 6、垂直切削力〔Y向〕即為 4500N 7、縱向切削力〔Z向〕即為 1100N ～～0.001mm/脈沖。而本設計脈沖當量已給出，要優(yōu)于0.02mm,所以選擇0.01mm/脈沖。 第二節(jié)滾珠絲杠螺母副的計算和選型 滾珠絲杠螺母副的設計首先要選擇結構類型：確定滾珠循環(huán)方式，滾珠絲杠的預緊方式。結構類型確定以后，再計算和確定其他技術參數，包括：公稱直徑、導程、滾珠的工作圈數j、列數K、精度等級等。

10、 滾珠的循環(huán)方式有外循環(huán)和內循環(huán)兩大類，外循環(huán)又分為螺旋槽式和插管式。而外循環(huán)插管式的顯著優(yōu)點是：彎管由兩半合成，采用沖壓件，工藝性好，制造容易，本錢低。所以，本設計選用外循環(huán)插管式的滾珠絲杠螺母副。 滾珠絲杠螺母副的預緊方法有：雙螺母墊片式預緊、雙螺母螺紋式預緊、雙螺母齒差式預緊、單螺母變導程預緊以與過盈滾珠預緊等幾種。而雙螺母墊片式預緊有結構簡單，剛性好，裝卸方便，本錢低等優(yōu)點，所以本次設計采用雙螺母墊片式預緊結構。 滾珠絲杠副的計算： 一、進給牽引力的計算 按導軌為三角形或綜合導軌計算： =K+(+G) 式中、——切削分力〔N〕; G——移動部件的

11、重量〔N〕; ——導軌上的摩擦系數，隨導軌形式而不同； K——考慮顛覆力矩影響的試驗系數。 在正常情況下，K、可取如下數值： 三角形或綜合導軌 K=1.15 ～ 上列摩擦系數均指滑動導軌，如果采用貼塑導軌，=0.03~0.05；滾動導軌～0.005；靜壓導軌=0.0005. 由條件知，=1100N,=4500N,移動部件質量200Kg，g取10N/Kg，K取1.15.取0.05。將這些數據代入公式得： =K+(+G) =[1.15X1100+0.05X(4500+200X10)]N =1590N 二、最大動負載C的計算 選用滾

12、珠絲杠螺母副的直徑時，必須保證在一定軸向負載作用下，絲杠在回轉100萬轉〔轉〕后，在它的滾道上不產生點蝕現象。這個軸向負載的最大值即稱為該滾珠絲杠能承受的最大動負載C，可用下式計算： C= L= n= 式中 L——壽命，以轉為一單位； n——絲杠轉速〔r/min〕; ——為最大切削力條件下的進給速度〔m/min〕,可取最高進給速度的1/2～1/3，由條件知，最高進給速度為500mm/min，本例取最高進給速度的1/2。 ——絲杠導程〔mm〕，初選為6mm; T——為使用壽命〔h〕,對于數控機床取15000h; ——運轉系數，取值見下表，按一般運

13、轉，取1.5。 運轉系數取值 運轉狀態(tài) 運轉系數 無沖擊運轉 一般運轉 有沖擊運轉 將以上數值代入公式， n== L== C==X1.5X1590N=7983N 三、滾珠絲杠副的選型 根據最打動負載C，就可查表選擇滾珠絲杠副的型號，查閱《綜合作業(yè)指導書》附錄A表A-2,可選用D4006外循環(huán)墊片調整預緊的雙螺母滾珠絲杠副，1列2.5圈，其額定動載荷為16400N，大于最大動載荷7983N,滿足要求,額定靜負載為57800N；精度等級選為3級。 四、最大靜負載的驗算 當滾珠絲杠副在靜態(tài)或低速〔n≤10r/min〕情況下工作時，滾珠絲杠副

14、的破壞形式主要是在滾珠接觸面上產生塑性變形，當塑性變形超過一定限度就會破壞滾珠絲杠副的正常工作。一般允許其塑性變形量不超過滾珠直徑的萬分之一。產生這樣大的塑性變形量時的負載稱為允許的最大靜負載。 = 式中——滾珠絲杠的最大軸向負荷〔N〕，即為進給牽引力; ——靜態(tài)安全系數，當為一般運轉時=1～2，當有沖擊或振動時，=2~3，此處取2。 ==2X1590N=3180N 最大靜負載小于所選滾珠絲杠副的額定靜負載，滿足要求。 五、傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率 η= 式中——絲杠螺旋角；D4006絲杠的螺旋升角為=2o44’； ——～0.004，其摩擦角約等于10

15、’，將數值代入公式得： η== 六、剛度驗算 滾珠絲杠副的軸向變形會影響進給系統(tǒng)的定位精度與運動的平穩(wěn)性，因此應考慮以下軸向變形的因素： (1)絲杠拉伸或壓縮變形量 查《綜合作業(yè)指導書》圖3-4，根據=1590N，=40mm,支撐間距為1500mm,查出/L=，可算出： =X1500=(X1500)mm=9m 有預緊時的實際變形量為： =Xm (2)滾珠與螺紋滾道接觸變形 查《綜合作業(yè)指導書》圖3-5，W系列2.5圈1列絲杠副滾珠和螺紋滾道的接觸變形，軸向載荷為1590N,4006型號的滾珠絲杠螺母副的軸向彈性變形量為=5m.對其進展預緊，預緊后其實際變形量為：

16、 =Xm 綜合以上兩項變形量之和： +=7m 此變形量小于系統(tǒng)要求的定位精度，故滿足剛度要求。 第三節(jié) 進給伺服系統(tǒng)傳動計算 由于步進電動機的工作特點是一個脈沖走一步，每一步都有一個加速過程，因而對負載慣量很敏感。為滿足負載慣量盡可能小的要求，同時也要滿足一定的脈沖當量，常采用降速齒輪傳動。 一、初選步進電機步距角 對步進電機施加一個電脈沖信號時，步進電機就回轉一個固定的角度，叫做步距角。電機的總回轉角和輸入脈沖數成正比，而電機的轉速如此正比于輸入脈沖的頻率。步進電機的步距角越小，意味著它能達到的位置精度越高。通常的步距角是3oooo。 二、傳動比計算

17、 當機床脈沖當量、滾珠絲杠導程以與步進電機步距角確定后，傳動比的計算公式如下： i= 式中 ——脈沖當量〔mm/step〕; ——滾珠絲杠的根本導程〔mm〕; ——步進電機的步距角。 將=0.01mm/step,=6mm,=0.75帶入得： i=== 三、計算齒輪齒數與各項技術參數 因為進給伺服系統(tǒng)傳遞功率不大，本設計取模數m=2。采用一級降速齒輪傳動。這對齒輪的各局部幾何參數如下表所示。 齒輪幾何參數 名稱 計算公式 單位 齒輪1 齒輪2 齒 數 z 32 40 模 數 m 2 2 分度圓直徑 d=mz

18、 mm 64 80 齒頂圓直徑 =d+2m mm 68 84 齒根圓直徑 mm 59 75 齒 寬b b=(6～10)m mm 20 20 中心距A A= mm 72 第四節(jié) 步進電機的計算和選用 一、初選步進電機 根據滾珠絲杠副所承受的進給牽引力計算步進電機的負載轉矩〔N·cm〕: = 式中——脈沖當量〔mm/step〕; ——進給牽引力〔N〕; ——步距角； ——電機—絲杠的傳動效率，為齒輪、軸承、絲杠效率之積，其中一對齒輪之效率為0.98，一對軸承之效率為0.99，絲杠傳動效率

19、為0.94。將=0.01mm/step,=1590N, =0.75,=0.903代入得： ==N·cmN·cm 根據負載轉矩除以一定的安全系數來估算步進電機啟動轉矩〔N·cm〕。 = 一般縱向伺服系統(tǒng)的安全系數取0.3～0.4，將N·cm代入得： ==N·cm 最大靜轉矩表示步進電機所能承受的最大靜態(tài)負載轉矩。查《綜合作業(yè)指導書》表3-22，五相十拍步進電機=0.951。由公式=得： ==N·cmN·cm 和最高起動頻率(Hz) ==Hz ===8333Hz 式中——最大切削進給速度〔m/min〕，本例為0.5m/min； ——運動部件最大快移速度〔m/min〕

20、，本例為5m/min； ——脈沖當量〔mm/step〕 根據估算出的最大靜轉矩N·cm，在《綜合作業(yè)指導書》查表3-23，選取型號為150BF002的五相十拍步進電機,其最大靜轉矩為1372N·cmN·cm,滿足要求。其最高空載起動頻率為2800Hz,不滿足〔8333Hz〕的要求，此項指標可暫不考慮，可以采用軟件升速程序來解決。 二、步進電機轉矩的校核計算 絲杠傳動時傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總轉動慣量可按下公式計算： =++[(+)+] 式中 ——步進電機轉子轉動慣量〔kg·〕; 、——齒輪的轉動慣量〔kg·〕; ——滾珠絲杠轉動慣量〔kg·〕; G——工

21、作臺與工件等移動部件的重量〔N〕; ——絲杠導程，已選定為0.6cm. 國產反響式步進電機150BF002的轉子轉動慣量為10kg·。對于材料是鋼材的圓柱體，其轉動慣量的計算公式為： L. 式中 D——圓柱體直徑〔cm〕; L——圓柱體長度〔cm〕. 如此各局部的轉動慣量計算過程如下： X·XX2)kg·· X·XX2)kg·· X·XX150)kg·· G=2000N 代入上式： =++[(+)+] ={10+2.617+[(6.390+29.952)+]}kg· · 考慮步進電機與傳動系統(tǒng)慣量匹配問題： / 根本

22、滿足慣量匹配的要求。 機床在不同的工況下，其所需轉矩不同，下面分別按各階段計算： 1〕快速空載起動轉矩M 在快速空載起動階段，加速轉矩占的比例較大，具體計算公式如下： M=++ ==X=X =X = =f′( i= =(1-) 式中 M——快速空載起動轉矩〔N·cm〕; ——空載起動時折算到電機軸上的加速轉矩〔N·cm〕; ——折算到電機軸上的摩擦轉矩〔N·cm〕; ——由于絲杠預緊時折算到電機軸上的附加摩擦力矩〔N·cm〕; ——傳動系統(tǒng)折算到電機軸上的總等效轉動慣量〔kg·〕·； ——電機最大角加速度〔rad/〕; ——電機最大轉速； ——運動部

23、件最大快進速度〔mm/min〕，本例為5000mm/min； ——導軌的摩擦力〔N〕; ——垂直方向上的切削力〔N〕,本例為4500N; f′——導軌摩擦系數，對于貼塑導軌，本例取0.05； G——運動部件的總質量〔N〕，本例為2000N; i——齒輪降速比，本例為40/32,即為1.25； ——脈沖當量〔mm/step〕，本例為0.01mm/step; ——步進電機的步距角〔oo； ——運動部件從停止起動加速到最大快進速度所需時間〔s〕,一般取0.2～0.5s,本例取0.2s; ——滾珠絲杠預加載和，一般取1/3,為進給牽引力〔N〕，此例中為1590N; ——滾珠絲杠導程

24、〔cm〕,此例為0.6cm; ——滾珠絲杠未預緊時的傳動效率，一般取0.9,本例取0.9； ——傳動鏈總效率，一般可取0.7～0.85,本例取0.8。 將以上數據代入公式可得： =X==1042r/min =XXN·cm ·cm 折算到電機軸上的摩擦轉矩 ===N·cm ·cm 附加摩擦轉矩 =(1-)=(1-) =(1-)]N·cm ·cm 以上三項合計： M=++ N·cm 2〕快速移動時所需轉矩 ==() N·cmN·cm 3)最大切削負載時所需轉矩 ==+ =(+)N·cm N·cm 從上面計算可以看出，M、、三

25、種工況下，以快速空載起動時所需轉矩最大，即以此項作為校核步進電機轉矩的依據。 從《綜合作業(yè)指導書》表3-22查出，當步進電機為五相十拍時==0.951,如此最大靜轉矩為 =〔〕N·cmN·cm 從表·m,大于所需最大靜轉矩，可以滿足要求。 前面已經計算出此機床最大快移時需步進電機的最高起動頻率為8333Hz,切削進給時所需步進電機運行頻率為833.3Hz。 從表3-23中查出，150BF002型步進電機允許的最高起動頻率為2800Hz，運行頻率為8000Hz,如果直接起動，如此會產生失步現象，所以必須采取升降速控制〔用軟件實現〕，也可采用上下壓驅動電路，還可將步進電機輸出轉矩擴大

26、一倍左右。而當快速運動和切削進給時，150BF002型步進電機運行矩頻特性完全可以滿足要求。 第五節(jié) 齒輪傳動的強度校核驗算 一、彎曲疲勞強度校核 先選擇齒輪材料，確定許用應力。 小齒輪材料：40Cr,調質，硬度為230～280HBS,計算中取260HBS. 大齒輪材料：45鋼，正火，硬度為170210HBS,計算中取200HBS. 小齒輪許用彎曲應力： =155+0.3HBS=(155+0.3X260)MPa=233MPa 大齒輪許用彎曲應力： =140+0.2HBS=(140+0.2X200)MPa=180MPa 彎曲疲勞強度的計算式為： = 式中

27、 K——載荷系數，一般取1.3～1.7，當原動機為電動機、工作機載荷較平穩(wěn)、齒輪支撐為對稱布置或齒輪制造精度較高時取較小值; T——齒輪傳遞的名義轉矩，單位為N·mm; b——工作齒寬，單位為mm; m——模數; z——齒數； ——齒輪復合齒形系數。 校核小齒輪彎曲疲勞強度： 將K=1.35,=13720N·mm,b=20mm,m=2,=32，=4.07代入公式得， ==MPa=233MPa 校核大齒輪彎曲疲勞強度： 大齒輪齒數為40，查表取=4.01，代入公式得， =MPa=180MPa 大小齒輪均滿足

28、彎曲疲勞強度的要求。 二、接觸疲勞強度校核 小齒輪的許用接觸應力值： =380+HBS=(380+260)MPa=640MPa 大齒輪的許用接觸應力值： =380+0.7HBS=(380+0.7X180)MPa=506MPa 選取和中的最小值，即=506MPa. 齒輪傳動的接觸疲勞強度校核式為： 式中 a——齒輪中心距，單位為mm，本例為72mm； u——減速傳動比，本例為1.25； 將數據代入公式得： = 經校核，大小齒輪均滿足接觸疲勞強度的要求。 第六節(jié) 滾動軸承的選擇和壽命驗算 一、滾動軸承的選擇 根據滾珠絲

29、杠的直徑，選擇一對型號為6206的深溝球軸承承受徑向力，選擇一對型號為7206B的角接觸球軸承承受軸向力。 二、深溝球軸承的壽命驗算 6206的深溝球軸承，其根本額定動載荷為19500N,其額定靜載荷為11500N.深溝球軸承所承受的軸向力為0，其所承受的徑向力估算值為： == 式中——徑向力，單位為N; G——縱向移動部件總重量，單位為N，本設計為2000N； ——滾珠絲杠的重量，本設計算出來為147N. 如此==. 滾動軸承的壽命計算公式為： = 式中——軸承根本額定壽命，單位為h； n——軸承的工作轉速，單位為r/min,即為

30、n==r/min=833r/min; C——根本額定動載荷，本例為19500N； P——當量動載荷，以計算出為； ——溫度系數，此處取為1； ——載荷性質系數，此處取為1.5； ——壽命系數，球軸承=3，滾子軸承=10/3. 將以上數據代入公式得： ==h=35532h 如此深溝球軸承滿足壽命要求。 三、角接觸球軸承的壽命驗算 型號為7206B的角接觸球軸承的根本額定動載荷為20500N,根本靜載荷為13800N，其接觸角為40o，能承受更大的軸向力。其力學模型如如下圖所示： =+0.05() 式中 ——內部軸向力，單位為N； ——外部軸向力，單位

31、為N; 其徑向力為： =tan20o=tan20o= 如此兩對軸承所承受的內部軸向力為： = 兩軸承面對面安裝，1端〔左端〕為壓緊端軸承，其所承受的軸向力為： =+ 2端〔右端〕為放松軸承，其所承受的軸向力為： = 由：=e=1.14,如此查表可得：=0.57,=0.35.如此1軸承所承受的當量動載荷為： =+ 由：==1.14=e=1.14，查表可得：=0，=1.如此2軸承所承受的當量動載荷為： = 取、中的較大值，與以作為壽命校核的依據。將C=20500N,P=1092.32N代入壽命計算公式得： == =39187h15000h 所以，這一對角接觸球軸

32、承可以滿足使用壽命的要求。 第七節(jié) 齒輪間隙的消除 進給伺服系統(tǒng)中的減速齒輪，除了本身要求較高的運動精度和工作平穩(wěn)性外，還必須盡可能消除齒側傳動間隙，否如此，進給運動會產生反向死區(qū)，影響傳動精度和系統(tǒng)穩(wěn)定性。常用的消除齒輪間隙的方法有以下兩種： 一、偏心套調整法 這種方法是將電機通過偏心套裝在減速箱殼體上，通過偏心套的轉動能夠方便地調整兩齒輪的中心距，從而達到消除齒側間隙的目的。該方法結構簡單，傳動剛度好，能傳遞較大的轉矩，但齒輪的磨損后齒側間隙不能自動補償。 二、雙片薄齒輪錯齒調整法 其示意圖如下所示： 雙薄片齒輪調整結構 1、6、8 齒輪

33、 2、5 螺釘 3 螺母 4 軸套 7 拉簧 該結構中，兩個齒數一樣的薄片齒輪1、8與另個一個寬齒6嚙合。兩薄片齒輪之間可以做相對回轉運動。每個薄齒輪上分別聯接三個沉頭螺釘2，5并在齒輪1上開有三個較大通孔。齒輪8上的三個螺釘2從齒輪1上三個大孔中穿過后，再通過拉簧7與齒輪1上的螺釘5相聯，螺母3可防止拉簧滑出。由于拉簧7的拉力作用使齒輪1、8之間產生回轉，分別與寬齒輪6的兩側貼緊，從而消除了齒側間隙。該機構因為拉簧的的作用，嚙合時完全消除了齒輪側隙，并且能夠自動補償。不足之處是結構較復雜，不宜傳遞大力矩。在負載不大的齒輪傳動裝置中被廣泛應用。本設計采用此方法消除齒輪間隙

34、。 第三章 微機數控系統(tǒng)硬件電路設計 第一節(jié) 繪制機床數控系統(tǒng)硬件框圖 一、數控系統(tǒng)的組成 數控系統(tǒng)是由硬件和軟件兩局部組成。硬件是組成系統(tǒng)的根底，有了硬件，軟件才能有效的運行。硬件電路的可靠性直接影響到數控系統(tǒng)性能指標。 二、機床硬件電路的組成 機床硬件電路由以下五局部組成： 〔1〕主控制器，即中央處理單元〔CPU〕; 〔2〕總線，包括數據總線、地址總線和控制總線； 〔3〕存儲器，包括程序存儲器和數據存儲器； 〔4〕接口，即I/O輸入/輸出接口電路； 〔5〕外圍設備，如鍵盤、顯示器與光電輸入機等

35、。 機床數控系統(tǒng)硬件框圖如如下圖所示。 機床數控系統(tǒng)硬件框圖 第二節(jié) CPU和存儲器 CPU采用8031芯片，由于8031片內無程序存儲器，需要有外部存儲器的支持，同時8031只有128B的內部數據存儲器，也遠遠不能滿足控制系統(tǒng)的要求。故擴展了16KB程序存儲器，由兩片2764實現。而且其內部的數據存儲器只有128B,所以有擴展了16KB的數據存儲器，由兩片6264實現。 80C31芯片的用來傳送外部存儲器的地址和數據，口傳送高8位地址，口傳送低8位地址和數據，故要采用74LS373地址鎖存器，鎖存低8位地址，ALE作為其選通信號，當ALE為高電平，鎖存器的輸入和

36、輸出透明，即輸入的低8位存儲器地址在輸出端出現，此時不需鎖存。當ALE從高電平變?yōu)榈碗娖?，出現下降沿時，低8位地址鎖存入地址鎖存器，74LS373的輸出不再隨輸入變化,這樣口就可以用來傳送讀寫的數據了。8031芯片的口和74LS373送出的口共組成16位地址，2764和6264芯片都是8KB，需要13根地址線。～低8位接74LS373芯片的輸出，～接8031芯片的～。 系統(tǒng)采用全地址譯碼，兩片2764芯片片選信號分別接74LS138譯碼器的，系統(tǒng)復位以后程序從0000H開始執(zhí)行。兩片6264芯片的片選信號分別接74LS138譯碼器的，單片機擴展系統(tǒng)允許程序存儲器和數據存儲器獨立變址〔即允許地

37、址重疊〕，8031芯片控制信號接2764的引腳，讀寫控制信號分別接6264芯片的,以實現外部數據存儲器的讀寫。由于8031芯片內部沒有ROM,故始終要選外部程序存儲器，故其必須接地。 第三節(jié) I/O接口芯片的擴展 由于80C31只有P口和P口局部能提供用戶作為I/O口使用，不能滿足輸入輸出口的要求，因此系統(tǒng)擴展了一片8279和一片8255A可編程I/O接口芯片。8279的片選信號接74LS138的端。芯片8255的片選信號接74LS138的端。74LS138有三個輸入A、B、C分別接到8031的、、，輸出為～8個輸出，均為低電平有效。 I/O接口與外設的連接是：鍵盤的行線接8

38、279的～,8279采用外部譯碼方式，SL～SL經74LS138〔2〕譯碼器輸出～；按鍵盤的橫線，SL～SL由74LS138〔3〕譯碼器輸出～，經驅動后輸出到顯示器各位的公共陽極，輸出線OUTA、OUTB作為8位段數據輸出口，控制74LS138(3)的譯碼，當位切換時，輸出低電平，使74LS138(3)輸出全為高電平，當鍵盤上出現有效的閉合健時，鍵輸入數據自動的進入8279的FIFO RAM存儲器，并向80C31申請中斷，80C31響應中斷，讀取FIFO RAM中的輸入鍵值。更新顯示器輸出，僅需改變8279種顯示緩沖器RAM中的內容。 還使用了用可編程輸入輸出芯片8255A擴展的輸入輸出接口

39、電路。 第四節(jié) 所用芯片的工作方式和性能特點介紹 一、8031單片機芯片 MCS——51系列單片機是美國Intel公司在MCS——48系列單片機根底上推出的產品，于1980年問世，它的集成度很高，是集片內存儲器、片內輸入/輸出部件和CPU于一體的優(yōu)良的單片機系統(tǒng)，在我國已廣泛地被應用于經濟型數控機床。 MCS——51系列單片機主要有三種型號：8031、8051和8071。而8031片內無ROM，使用時需擴展ROM，可用在現場修改和更新程序存儲器的應用場合，其價格低廉，使用靈活，非常適合在我國使用。所以本設計使用8031單片機。其性能和特點如下所示： 〔一〕8031單片

40、機的根本特性 8031單片機具有以下特點： 〔1〕具有功能很強的8位中央處理單元〔CPU〕； 〔2〕片內有時鐘發(fā)生電路〔6MHz或12MHz〕,每執(zhí)行一條指令時間為2s或1s； 〔3〕片內具有128字節(jié)RAM； 〔4〕具有21個特殊存放器； 〔5〕可擴展64KB字節(jié)的外部數據存儲器和64KB的外部程序存儲器； 〔6〕具有4個I/O接口，32根I/O總線； 〔7〕具有2個16位定時器/計數器； 〔8〕具有5個中斷源，配備2個中斷優(yōu)先級； 〔9〕具有一個全雙工串行接口； 〔10〕具有位尋址能力，適用邏輯運算。 從上述特性可知，一塊8031的功能幾乎相當于一塊Z80CPU

41、、一塊RAM，一塊Z80CTC、兩塊Z80PIO和一塊Z80SIO所組成的微機系統(tǒng)?？梢钥闯鲞@種芯片集成度高、功能強、只需增加少量外圍器件就可以構成一個完整的微機系統(tǒng)。 〔二〕8031芯片引腳與其功能 8031芯片具有40根引腳，其引腳如如下圖所示： 8031管腳圖 40根引腳按其功能可以分為四類： 1.電源線 2根 :編程和正常操作時的電源電壓，接+5V。 :地電平。 2.晶體振蕩器 2根 :振蕩器的反相放大器輸入。使用外部振蕩器時必須接地。 :振蕩器的反相放大器輸出和內部時鐘發(fā)生器的輸入。當使用外部振蕩器時用于輸入外部振蕩信號。 、、、

42、四個8位口，32根I/O總線，其功能如下： 〔1〕(～) 是I/O端口0的引腳。端口0是一個8位漏極開路的雙向I/O端口。在存取外部存儲器時，該端口分時地用作低8位的地址和8位雙向的數據端口〔在此時內部上拉電阻有效〕。 〔2〕 端口1的引腳，是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O通道，專供用戶使用。 〔3〕() 端口2的引腳。端口2是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O通道，在訪問外部存儲器時，它輸出高8位地址。 〔4〕 端口3的引腳。端口3是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，該口的每一個均可獨立地定義第一I/O口功能或第二I/O口功能。作為第一功能使用時，口的結構與操作與口完

43、全一樣，第二功能如下： 口引腳 第二功能 D(串行輸入口) D(串行輸出口) (外部中斷) (外部中斷) (定時器0外部輸入) (定時器1外部輸入) (外部數據存儲器寫選通) (外部數據存儲器讀選通) 〔1〕:程序存儲器的使能引腳，是外部程序存儲器的讀選通信號，低電平有效。從外部程序存儲器取數時，在每個機器周期內二次有效。 〔2〕/:為高電平時，CPU執(zhí)行內部程序存儲器的指令。為低電平時，CPU僅執(zhí)行外部程序存儲器的指令。因8031芯片沒有內部程序存儲器，故必須接地。 〔3〕ALE/:ALE是地址鎖存使能信號。作

44、為地址鎖存允許時高電平有效。因為端口是分時傳送數據和低8位地址，故訪問存儲器時，ALE信號鎖存低8位地址。即使在不能訪問外部存儲器時，也以1/6振蕩頻率的固定頻率產生ALE,因此可以用它作為外部的時鐘信號。ALE主要是提供一個定時信號，在從外部程序存儲器取指令時，把口的低位地址字節(jié)鎖存到外接的地址鎖存器中。 〔4〕RST/VPD:是復用/備用電源端。在振蕩器運行時，使RST引腳至少保持兩個機器周期為高電平，可實現復位操作，復位后程序計數器清零，即程序從0000H單元開始執(zhí)行。在關斷前加上VPD〔掉電保護〕RAM的內容將不變。 二、地址鎖存器74LS373和地址譯碼器74LS138

45、 (一)地址鎖存器74LS373 由于單片機8031芯片的口是分時傳送低8位地址線和數據線，故8031擴展系統(tǒng)中一定要有地址鎖存器。常用的地址鎖存器芯片是74LS373。8031芯片的PO口是數據線和低8位地址的分時復用口，P2口是高8位地址的傳送口，所以需要將低8位地址進展鎖存，故采用芯片74LS373進展低8位地址的鎖存，芯片8031上ALE低8位地址鎖存允許進展鎖存控制，其連接到74LS373G端。當ALE從高電平變?yōu)榈碗娖?，出現下降沿時，74LS373的輸出不再隨輸入變化，這樣P0 口就可以用來傳送讀寫的數據了。74LS373是帶三態(tài)緩沖輸出的8D觸發(fā)器，其引腳如如下圖所示。

46、 〔二〕地址譯碼器74LS138 采用74LS138〔3—8〕譯碼器的輸出作為片選信號。輸入端占用3根最高位地址線，剩余13根低位地址線可作為片內地址線。74LS138譯碼器的8根輸出線分別對應8個8K字節(jié)的地址空間。其引腳如如下圖所示。 74LS373引腳圖 74LS138引腳圖 8031芯片的P2 口和74LS373送出的P0 口芯片16位地址，2764和6264芯片都是8KB，需要13根地址線。A0 ～ A7 低8位地址的輸出接74LS373的輸入,A8 ～A12 接8031芯片的P～ P2.4 。 三、程序存儲器

47、2764和數據存儲器6264 〔一〕程序存儲器2764芯片 程序存儲器是用于存放程序與表格常數的，在程序存儲器中，有6個單元具有特定的含義： 0000H:單片機復位后，PC=0000H,即程序從0000H開始執(zhí)行指令。 0003H:外部中斷0入口地址。 000BH:定時器0溢出中斷入口地址。 0013H:外部中斷1入口地址。 001BH:定時器1溢出中斷入口地址。 0023H:串行口中斷入口地址。 該芯片為28腳雙列直插式扁平封裝芯片。其引腳圖如如下圖所示。圖中是編程電壓，是編程控制端，是輸出使能端，是片選端，它們均為低電平有效。 2764芯片管腳功能如下: :編

48、程電源端; :編程控制端; :輸出允許端; :片選端; ：數據端接口； ：地址端接口； NC：空引腳未用. 2764引腳圖 6264引腳圖 〔二〕數據存儲器6264芯片 數據存儲器是用于存放運算的中間結果、數據暫存與數據緩沖等，它由讀寫存儲器RAM組成，片內為256字節(jié)，片外最大擴展為64K。 6264型芯片也為28腳雙列直插式扁平封裝芯片其引腳如前圖： 管腳功能如下： 、：電源端； 、：片選端； ：寫輸入選通端； ：讀

49、輸入選通端； ：地址線； I/O～I/O：I/O輸入輸出接口端。 四、可編程并行I/O接口芯片8255A 可編程并行I/O接口芯片8255A有3個8位的并行I/O口，為PA口、PB口和PC口，他們都可以通過軟件編程來改變I/O口的工作方式。其引腳圖如下列圖： 8255A管腳圖 8279管腳圖 其引腳功能為： 引腳 含義 引腳 含義 ～ ～ ～ ～ 、 RD 數據線 A口 B口 C口 地址線 讀 WR CE RESET GND 寫 片選 復位 地 電源

50、 五、專用鍵盤顯示器接口芯片8279 使用8279，可實現對鍵盤顯示器的自動掃描，并識別鍵盤上閉合建的鍵號，不僅可以大大節(jié)省CPU對鍵盤顯示器的操作時間，從而減輕CPU的負擔，而且現實穩(wěn)定，程序簡單，不會出現誤動作，由于這些優(yōu)點，本設計采用8279芯片作為鍵盤顯示器的接口芯片。 8279芯片共有四十個引腳，其引腳圖如下列圖。 I/O控制器與數據緩沖器利用、和、信號去控制各種內部存放器讀寫。=1，表示傳送的是命令或狀態(tài)信息；=0時為數據信息。與CPU數據總線相連，為片選信號，為低電平時，CPU選中8279讀寫。 IRQ為中斷請求輸出線，高電平有效。為反響輸入線，由內部拉高電阻拉成高電

51、平，也可由按鍵拉成低電平。SHIFT、TL/STB為控制鍵輸入線,由內部拉高電阻拉成高電平。為掃描輸出線，用于對鍵盤顯示器掃描。 ～，～為顯示段數據輸出線可分別作為兩個半字節(jié)輸出，也可以作為8位段數據輸出口。為消隱輸出線，低電平有效，當顯示器切換時，或使用顯示消隱命令時，將顯示消隱。RESET為復位輸入線，高電平有效。 第五節(jié) 輔助電路的設計 微機數控系統(tǒng)除了各種主要功能芯片外，還必須包括一些其他必要的輔助電路。這些輔助電路有：鍵盤顯示電路，步進電機控制電路，復位電路，越界報警電路，掉電保護電路,8031的時鐘電路和振蕩電路等。各種電路介紹如下： 一、鍵盤和顯示接口電路

52、 數控系統(tǒng)中使用的顯示器有：LED顯示器，LCD顯示器和CRT顯示器。此次設計中使用出于本錢的考慮，本次設計采用LED顯示器可滿足要求。LED顯示器有八個發(fā)光二極管組成的，他的結構有共陰極和共陽極兩種。具體結構如下列圖： LED顯示示意圖 鍵盤是由假如干按鍵組成的開關矩陣，它是最簡單的單片機輸入設備，其工作原理如如下圖所示。 圖中當控制信號=“0〞如此開放，可對鍵盤識別； 當鍵松開，測試信號=“1〞； 當鍵閉合，測試信號=“0〞； 當控制信號=“1〞時，禁止，不能對鍵盤識別。

53、 鍵盤工作原理 二、步進電機控制電路 步進電動機控制的原理是采用電磁轉矩，將數字的電脈沖輸入轉換為模擬的輸出軸運動。每輸入一個脈沖，旋轉式步進電機的輸出軸轉動一步。因此，當輸入一串脈沖序列時，輸出軸就以等增量的轉角響應該輸入序列，輸出步數等于輸入脈沖個數，轉速與輸入脈沖頻率成正比。 步進電機與一般伺服電動機比擬，其特點是：可以實現直接數字控制，在開環(huán)系統(tǒng)中可以達到高精度的定位和調速，位置誤差不會積累。因此，步進電動機是開環(huán)數控的理想執(zhí)行元件，在數控機床，計算機外部設備〔如打印機、繪圖儀、磁盤驅動器等〕，自動記錄儀表，以與過程控制系統(tǒng)等方面獲得了廣泛的應用。

54、 步進電機運動控制系統(tǒng)是一種開環(huán)控制系統(tǒng)。它的組成包括運動控制軟件、脈沖分配器、驅動電路、步進電動機以與傳動裝置等。如如下圖所示： 步進電機控制框圖 其各局部功能如下： 〔一〕脈沖分配器〔環(huán)形分配器〕 環(huán)形分配器有硬件和軟件兩種，硬件環(huán)形分配器需要的I/O口接線少，其執(zhí)行速度快，但需要專有的芯片。軟環(huán)分配器是用程序實現的。本設計中要求使用軟環(huán)分配器。 〔二〕光隔離電路 在步進電機驅動電路中，脈沖分配器輸出的信號經放大后，控制步進電機的勵磁繞組。由于步進電機需要的驅動電壓較高，電流也較大。如果將I/O口輸出信號直接與功率

55、放大器相連，將會引起強電干擾，輕如此影響計算機的程序正常運行，重如此導致計算機接口電路的損壞。所以一般要在接口電路與功率放大器間加上隔離電路，實現電氣隔離。本次設計所選用的光隔離輸出電路如下列圖： 光隔離電路原理圖 上圖為同向輸出電路，控制信號經74LS05集電極開路門反向后驅動光耦合器的輸入發(fā)光二極管。當控制信號為低電平時，74LS05不吸收電路，發(fā)光二極管不導通，從而輸出的光敏晶體管截至，輸入電壓為零點電平。反之輸入電壓為高電平。 〔三〕功率放大器 脈沖分配器的輸出功率很小，遠不滿足步進電機的要求，必須將它放

56、大，已產生足夠大的功率驅動步進電機正常運轉，本次設計所選用的是一種上下壓驅動電路。 三、復位電路 單片機的復位都是靠外部電路實現，在時鐘電路工作后，只要在RESET引腳上出現10ms以上的高電平，單片機便實現狀態(tài)復位，以后單片機便從0000H單元開始執(zhí)行程序。單片機通常采用上電自動復位和按鈕復位兩種。如下圖中為上電與按鈕復位組合。在上電瞬間，RC電路充電，RESET引腳端出現正脈沖，只要RESET端保持10ms以上高電平，就能使單片機有效復位。其原理圖如下所示。 復位電路原理圖 四、越界報警電路 為了防止工作臺越界，可分別在極限位置安裝限位開關。本次設計中采用中斷方式

57、，利用8031的外部中斷，只要有任一個行程開關閉合，即工作臺在某一個方向越界，均能產生中斷信號，為了報警，設置紅綠燈指示，正常工作時綠燈亮，當越界報警是紅燈亮。兩燈均由一個I/O口輸出。其原理圖如下所示。 報警信號的產生原理圖 報警指示原理圖 五、掉電保護電路 掉電保護電路，能使在加工過程中，一些重要的現場參數，如幾何尺寸，工藝參數，再掉電后仍能妥善保存，恢復供電后又能馬上運行。 掉電保護電路 圖中為電源電壓，為備用電池電壓并且＞，為存儲器RAM電源端，正常通電時，二極管導

58、通，截止，RAM的工作，電壓由提供，同時還通過電阻R對電池充電。斷電后，截止，導通，此時RAM的工作電壓由電池經二極管和R供應。 六、8031的時鐘電路和振蕩電路 單片機的振蕩電路和時鐘電路一起構成了單片機的時鐘方式，根據硬件電路的不同，連接方式分為內部時鐘方式和外部時鐘方式，內部時鐘方式利用芯片內部振蕩電路，在XTAL1、XTAL2引腳上外接定時元件，晶體可在1.2～12MHZ之間任選，耦合電容在5～30pF之間，對時鐘有微調作用。采用外部時鐘方式，可把XTAL1直接接地，XTAL2接外部時鐘源。其原理圖如下所示。

59、 時鐘電路 第四章 數控機床控制軟件簡介 機床控制系統(tǒng)是由硬件和軟件兩大局部，只有軟件和硬件相結合才能實現數控機床控制系統(tǒng)的功能。對于微機數控系統(tǒng)，硬件主要是指微機，外部I/O設備和機床I/O裝置等。而軟件是由一系列功能子程序組成的一整套程序。設計這些程序的目的是為了完善和發(fā)揮計算機的功能，本章主要是對控制軟件做一下簡要介紹。 第一節(jié) 控制軟件的組成與功能 控制軟件承受輸入的數據，如零件加工程序，從鍵盤或操作面板輸入的各種操作命令，以與反映機床工作狀態(tài)的輸入信號，對這些輸入數據進展處理、加工最終產生輸出，使驅動元件動作或使機床工作狀態(tài)發(fā)生變化。控制軟件的功能就是要

60、完成從輸入到輸出的轉換。典型的計算機數控系統(tǒng)控制軟件的組成為： 計算機數控系統(tǒng)控制軟件的組成 控制軟件主要由以下幾局部組成： 〔1〕系統(tǒng)總控程序 〔2〕零件加工程序的輸入、輸出管理 〔3〕零件加工程序的編輯 〔4〕機床手動調整的控制 〔5〕零件加工程序的解釋和執(zhí)行 〔6〕插補運算 〔7〕伺服控制 〔8〕系統(tǒng)自檢 各局部的功能如下： 一、系統(tǒng)總控程序 這是計算機數控系統(tǒng)的主循環(huán)程序，系統(tǒng)上電后便進入這局部程序運行，它主要完成以下工作：1:系統(tǒng)的初始化；2：命令處理循環(huán)。 二、零件加工程序的輸入和輸出管理 零件加工

61、程序的輸入有兩種方法：1：通過光電閱讀機輸入。2：從鍵盤輸入。零件程序存儲器一般容量較大，可以存放多個零件加工程序。數控系統(tǒng)采用的零件加工方式是存儲器工作方式，系統(tǒng)從零件存儲器中逐段取出程序送入程序緩沖器。然后對程序緩沖器中程序段數據預處理，形成可供插補運算的數據。 三、零件加工程序的編輯 編輯程序也可以看作鍵盤命令處理程序，既可以用來從鍵盤輸入新的零件加工程序，也可以用來對已經存儲在零件程序存儲器中的零件加工程序進展編輯和修改。常用的編輯功能包括插入、刪除、查找、移動等。 四、機床手動調整的控制 機床手動調整動作包括：各坐標軸的運動、主軸運動、刀架轉位、冷卻液的開停等

62、。 在手動調整狀態(tài)下，除了控制機床的動作外，還要對系統(tǒng)的參數進展修改設置。 五、零件加工程序的解釋和執(zhí)行 零件加工程序的解釋與執(zhí)行是完成零件加工任務的根本模塊，用來根據零件加工程序實現零件的軌跡加工，一個加工程序段的解釋執(zhí)行，包括取得程序段，程序譯碼，完成程序段中指定的G、M、S、T功能。對軌跡加工類程序段進展數據預處理，插補計算，伺服控制等步驟。 六、插補計算 插補程序是根據插補數學模型而編制的一種運算處理程序，它的作用是決定在所要求的進給長度上數控機床各坐標軸的運動規(guī)律，機床運動部件的每一次進給都需要執(zhí)行一次插補程序。 七、伺服控制 伺服控制程序是根據插

63、補程序的結果，經適當計算直接輸出去控制執(zhí)行元件的動作。對于開環(huán)的步進電機的控制，主要完成脈沖分配和步進電動機的加減速控制。和插補計算一樣，伺服控制也是由定時中斷引起的，也常常作為定時中斷服務程序的一局部出現或由定時中斷服務程序調用。 八、系統(tǒng)自檢 該程序檢測計算機數控系統(tǒng)各個硬件部件功能的正確性，指示可能存在的故障的位置與性質。這樣可以提高系統(tǒng)的可靠性。 第五章 數控車床的加工程序編制 綜合作業(yè)大綱對數控機床的加工程序編制的根本要求是：能按照零件圖樣進展數控加工程序的手工編制。其根本內容有： 〔1

64、〕對加工零件進展工藝分析； 〔2〕對零件加工精度分析； 〔3〕毛坯選擇加工余量確實定； 〔4〕加工路線的制定； 〔5〕選擇數控機床、工夾量具； 〔6〕決定切削用量； 〔7〕編制數控加工程序單。 第一節(jié) 工藝過程和工藝路線確實定 選擇適合數控加工的零件和合理的加工工藝是提高數控加工技術經濟效果的首要因素。數控加工過程往往也要劃分假如干道工序，即按照粗、半精、精加工分開的原如此，或根據不同的安裝來劃分。因此在數控機床上加工零件編程前，應先根據零件圖對零件進展全面分析，弄清零件的結構形狀、尺寸和技術要求，在此根底上確定零件加工的工藝過程和工藝路線。 零件加工的工藝路線是

65、指數控機床切削加工過程中，刀具的運動軌跡和運動方向。我們所選的加工路線應能滿足零件的加工精度與零件外表的粗糙度要求。為了提高生產率，在確定工藝路線時，應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程移動時間；為減小編程工作量，還應是數值計算簡單，程序段數量少，程序短。 第二節(jié) 裝夾方法和對刀點 數控機床所用的夾具，應盡量采用已有的通用夾具，組合夾具，必要時設計專用夾具。數控機床對夾具提出了兩方面要求：一方面是如何如何保證夾具在機床上定好方向；另一方面要協(xié)調零件和機床坐標系的尺寸關系。 為了確定夾具在機床工作臺上的位置，以與零件在夾具上或機床上的位置，就要有定位基準。定位基準應盡量和設計基準

66、一致，以減少定位誤差對尺寸精度的影響。 對刀點是指在數控機床上用刀具加工零件時，刀具相對零件運動的起始點，程序就是從這一點開始的，所以對刀點也可以叫做“程序原點〞。對刀點應選擇在對刀方便的地方。 在采用相對坐標系的數控機床中，對刀點可以選在零件孔的中心上，夾具上的專用對刀孔上或兩垂直平面的交線上。在采用絕對坐標系的數控機床中，對刀點可以選在機床坐標系的原點上或距原點為確定值的點上。 第三節(jié) 刀具的選擇 數控刀具所選擇的刀具應滿足安裝調試方便，剛性好，精度高，耐用度高。 與普通機床相比，數控機床加工對刀具的選擇要嚴格的多，它常常是專用的，對于一般的經濟型數控車床，現大多采用四位刀自動轉動刀架，如此各種車床在刀架上的布置也有嚴格要求，應按加工程序，選擇好所用的刀具。 第四節(jié) 確定切削用量 數控加工中切削用量應根據加工技術要求，刀具耐用度，切削條件等加以確定。 一、主軸轉速n(r/min) 主軸轉速n應根據允許的切削速度v(m/min)來選?。? n=1000v/(D)(r/min) 式中 D——工件或刀具直徑〔mm〕; 二、切削