X502型立式铣床数控改装任务书毕业设计正文.doc

70目录铣床数控改装任务书························2前言······································5第一章数控改造总体方案的设计··············6第二章机床进给伺服系统机械部分(纵向)的设计算······································10第一节工作载荷分析及计算························10第二节滚珠丝杠螺母副的选型和校核················12第三节脉冲当量和传动比的确定····················23第三章微机控制部分的设计················39第一节微机控制系统概述··························39第二节系统介绍··································40第三节步进电机驱动控制电路······················48第四节其他辅助电路的设计·························60第四章微机控制系统软件设计··············63设计小结·································66X502型立式铣床数控改装任务书一、已知条件1、机床型号：x502型立式升降台铣床2、主要参数1）工作台面积（长×宽）750×225（mm×mm）2）工作台及夹具总重量：G=800N其中:横、纵向丝杆负载分别为总重量的1/23）工作台最大行程纵向：500mm横向：190mm4）主轴中心（端面）至台面距离：80×300mm5）进给量：纵向：20～540mm/min横向：14～380mm/min6）快速进给速度：纵向：2400mm/min横向：1600mm/min7）立铣头最大回转角：45度8）导轨类型：综合性导轨9）主轴转速级数：8级10）主轴转速公比：1：4111）主轴转速：n=47.5，67，95，132，190，265，375，530r/min12）主轴电机功率：N=2.2KW13）主轴传动功率：N=1.45KW14）主轴孔径：24mm15）铣刀最大直径：32mm3、工件材料1）碳钢，合金钢2）铸铁4刀具材料1）硬质合金2）高速钢二、设计内容将一台x502型立式升降台铣床改装成用MCS-51系列单片机控制的经济型数控铣床。该铣床用于加工中型或小型零件的平面或成型表面，也可加工具有一定斜度的平面。改装的目的一方面要提高加工的精度，另一方面利用数控方法加工任意圆弧面或凸轮的曲面。三、设计要求1、改装后纵向横向进给精度可达：10μm2、改装后增加原铣床的功能3、改装要方便，原铣床的改动应尽可能少，如果数控部分发生故障时仍能手工半自动操作，如果不需数控时，能很快改回原状。4、控制部分要求运行可靠，维修方便。5、控制部分须防尘及抗干扰。6、改造成本低。四、改装后应具有基本功能及技术指标1、工艺范围：保持原有的铣床的工艺范围外，增加任意圆弧面或凸轮曲面的数控加工。2、控制轴数：二坐标（纵向X、横向Y）。3、同时控制纵、横向进给运动进行圆弧面或凸轮曲面的加工。4、脉冲当量：0.01mm/step5、重复定位精度：0.01mm6、定位精度：0.01mm7、加工精度：2级五、设计工作量1、一张纵向（或横向）工作台的结构改装图（A1）2、一张数控系统硬件原理图（A1）3、一份设计说明书包括以下主要内容：（1）前言（数控改装的意义、用途及目的等）；（2）设计的主要思路：系统方案的确定、系统控制方案设计、系统设计框图等；（3）机械部分改装设计计算：1）滚珠丝杠螺母副的确定；2）传动齿轮的传动比和齿数的确定；3）步进电机的选型；（4）控制系统硬件电路设计计算和参数选择；（5）步进电机接口及驱动电路设计；（6）总结及结束语六、参考书目1、数字控制机床廖效果、朱启逑主编，华中理工大学出版社2、金属切削机床设计戴曙主编，机械工业出版社3、机床设计参考图册（车床部分）上海纺织工学院机械制造专业教研室（学院资料室）4、或【机床设计图册，华东纺织工学院、哈尔滨工业大学、天津大学主编，上海科学技术出版社】（学院资料室）5、机电一体化机械系统设计赵松年张奇鹏主编机械工业出版社，1999年6月6、机电一体化系统设计张建民等编著高等教育出版社200年8月7、机电一体化技术手册（上、下册）机电一体化技术手册编委会编机械工业出版社8、单片机原理及其接口技术胡汉才编著清华大学出版社9、MCS-51系列单片机系统及其应用蔡美琴等高等教育出版社10、有关的机床数控改装的期刊资料前言一、机床数控化改造的意义一般说来，数控机床比传统机床有以下突出的优越性。1.可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。2.可以实现加工的自