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畢業(yè)設計說明書 設計題目：Φ430mm的數控車床總體設計及六角回轉刀架設計 學 生 班 級 學 號 指導教師 繼 續(xù) 教 育 學 院 年 月 摘 要 本課題的目的在于設計出與數控臥式車床Φ430MM的數控車床相匹配的六角回轉刀架系統。本課題將以臥式車床Φ430MM的數控車床的六角回轉刀架為研究對象，設計出符合數控臥式車床Φ430MM的數控車床的六角回轉。 為了完成本課題的設計，在設計之前的準備工作必須做好，首先是搜集和分析資料，包括國內外數控機床的發(fā)展現狀及趨勢；液壓技術和液壓傳動系統的基本資料；同等機床六角回轉的圖紙和資料等。其次是初步確定六角回轉的總體布局，包括配置形式、液壓系統的布置及選擇液壓能源及相應的配套元件等。最后主要是關于尾座的設計。 關鍵詞：Φ430MM的數控車床，數控改造，滾珠絲杠，步進電動機，尾座 目 錄 第1章 概述 1 1.1 數控機床的產生 1 1.2 數控機床的發(fā)展 1 1.3 我國數控機床的發(fā)展概況 2 1.4 數控機床的發(fā)展趨勢 2 1.5 數控機床改造的意義 3 1.6 車床數控化改造的可行性 3 1.6.1 車床數控化改造的必要性 4 1.6.2 車床數控化改造的優(yōu)點 4 1.7 車床數控化改造前景 5 第2章 總體方案的確定 6 2.1總體方案設計 6 2.2 Φ430MM的數控車床的設計參數 6 2.2 總體方案的確定 7 第3章 機械系統的改造設計方案 9 3.1主軸系統的改造方案 9 3.2安裝電動卡盤 9 3.3換裝自動回轉刀架 9 3.4螺紋編碼器的安裝方案 9 3.5進給系統的改造與設計方案 10 3.6 尾座改造與設計方案 10 第4章 六角回轉總體設計 11 4.1 設計方案確定 11 4.2設計方案論證 11 第5章 尾座各部件的設計要求 13 5.1尾座體的設計 13 5.2尾座主軸的設計 14 5.3尾座頂尖的設計 14 5.4螺塞缸的設計 15 5.5尾座導軌的設計 15 5.6 尾座孔系設計 16 5.6.1主軸孔的設計 16 5.6.2孔和鍵的設計 16 5.6.3配合 17 5.6.4密封及偏心軸的設計 18 第6章 六角回轉的總體設計 19 6.1六角回轉的設計要求 19 6.2設計基本參數 19 6.3機械結構 19 6.4液壓油缸的選定 20 6.5壓緊螺栓的校核 21 6.6計算液壓油缸頂緊力 21 6.7 頂尖的設計 21 6.8 尾座芯軸的設計 22 6.9尾座體的設計 22 6.10電器系統操作 22 第7章 數控硬件電路設計 23 7.1硬件電路設計 23 7.1.1 數控系統的硬件結構 23 7.1.2 數控系統硬件電路的功能 23 7.2關于各線路元件之間線路連接 24 7.3關于電路原理圖的一些說明 25 總 結 27 參考文獻 29 致 謝 30 C6143型普通車床數控化改造及液壓尾座設計 第1章 概述 隨著社會生產和科學技術的迅速發(fā)展，機械產品日趨精密復雜，且需頻繁改型，普通機床已不能適應這些要求，數控機床應運而生。這種新型機床具有適應性強、加工精度高、加工質量穩(wěn)定和生產效率高等優(yōu)點。它綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅動、精密測量和新型機械結構等多方面的技術成果，是今后機床控制的發(fā)展方向。 1.1 數控機床的產生 數控機床最早是從美國開始研制的。1948年，美國帕森斯公司在研制加工直升機槳葉輪廓用檢查樣板的加工機床任務時，提出了研制數控機床的初始設想。1949年，帕森斯公司與麻省理工學院伺服機構實驗室合作，開始從事數控機床的研制工作。并于1952年試制成功世界上第一臺數控機床實驗性樣機。這是一臺采用脈沖乘法器原理的直線插補三坐標連續(xù)控制銑床。經過三年改進和自動編程研究，于1955年進入實用階段。一直到20世紀50年代末，由于價格和技術原因，品種多為連續(xù)控制系統。到了60年代，由于晶體管的應用，數控系統提高了可靠性且價格開始下降，一些民用工業(yè)開始發(fā)展數控機床，其中多數是鉆床、沖床等點位控制的機床。數控技術不僅在機床上得到實際應用，而且逐步推廣到焊接機、火焰切割機等，使數控技術不斷的擴展應用范圍。 1.2 數控機床的發(fā)展 自1952年，美國研制成功第一臺數控機床以來，隨著電子技術、計算機技術、自動控制和精密測量等相關技術的發(fā)展，數控機床也在迅速地發(fā)展和不斷地更新換代，先后經歷了五個發(fā)展階段。 第一代數控：1952-1959年采用電子管元件構成的專用數控裝置。 第二代數控：從1959年開始采用晶體管電路的NC系統。 第三代數控：從1965年開始采用小、中規(guī)模集成電路的NC系統。 第四代數控：從1970年開始采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計算機控制的系統。 第五代數控：從1974年開始采用微型電子計算機控制的系統。 目前，第五代微機數控系統基本上取代了以往的普通數控系統，形成了現代數控系統。它采用微型處理器及大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路，具有很強的程序存儲能力和控制功能。這些控制功能是由一系列控制程序來實現的。這些數控系統的通用性很強，幾乎只需改變軟件，就可以適應不同類型機床的控制要求，具有很大的柔性。隨著集成電路規(guī)模的日益擴大，光纜通信技術應用于數控裝置中，使其體積日益縮小，價格逐年下降，可靠性顯著提高，功能也更加完善。 近年來，微電子和計算機技術的日益成熟，它的成果正在不斷滲透到機械制造的各個領域中，先后出現了計算機直接數控系統，柔性制造系統和計算機集成制造系統。所有這些高級的自動化生產系統均是以數控機床為基礎，它們代表著數控機床今后的發(fā)展趨勢。 1.3 我國數控機床的發(fā)展概況 我國從1958年由北京機床研究所和清華大學等首先研制數控機床，并試制成功第一臺電子管數控機床。從1965年開始，研制晶體管數控系統，直到60年代末和70年代初，研制的劈錐數控銑床、非圓錐插齒機等獲得成功。與此同時，還開展了數控加工平面零件自動編程的研究。1972-1979年是數控機床的生產和使用階段。例如：清華大學研制成功集成電路數控系統；數控技術在車、銑、鏜、磨、齒輪加工、電加工等領域開始研究與應用；數控加工中心機床研制成功；數控升降臺銑床和數控齒輪加工機床開始小批生產供應市場。從80年代初開始，隨著我國開放政策的實施，先后從日本、美國、德國等國家引進先進的數控技術。上海機床研究所引進美國GE公司的MTC-1數控系統等。在引進、消化、吸收國外先進技術基礎上，北京機床研究所又開發(fā)出BSO3經濟型數控系統和BSO4全功能數控系統，航空航天部706所研制出MNC864數控系統等。進而推動了我國數控技術的發(fā)展，使我國數控機床在品種上、性能上以及水平上均有了新的飛躍。我國的數控機床已跨入一個新的發(fā)展階段。 1.4 數控機床的發(fā)展趨勢 從數控機床技術水平看，高精度、高速度、高柔性、多功能和高自動化是數控機床的重要發(fā)展趨勢。對單臺主機不僅要求提高其柔性和自動化程度，還要求具有進入更高層次的柔性制造系統和計算機集成制造系統的適應能力。 在數控系統方面，目前世界上幾個著名的數控裝置生產廠家，諸如日本的FANCU，德國的SIEMENS和美國的A-B公司，產品都向系列化、模塊化、高性能和成套性方向發(fā)展。它們的數控系統都采用了16位和32位微機處理機、標準總線及軟件模塊和硬件模塊結構，內存容量擴大到1MB以上，機床分辨率可達0.1微米，高速進給可達100m/min,控制軸數可達16個，并采用先進的電裝工藝。 在驅動系統方面，交流驅動系統發(fā)展迅速。交流傳動已由模擬式向數字式方向發(fā)展，以運算放大器等模擬器件為主的控制器正在被以微處理器為主的數字集成元件所取代，從而克服了零點漂移、溫度漂移等弱點。 1.5 數控機床改造的意義 數控機床改造在國外已發(fā)展成一個新興的工業(yè)部門，早在60年代已經開始迅速發(fā)展，其發(fā)展的原因是多方面的，主要有技術、經濟、市場和生產上的原因。我國是擁有300多萬臺機床的國家。而這些機床又大多是多年累積生產的通用機床，不論資金和我國機床制造廠的能力都是辦不到的。因此，盡快將我國現有一部分普通機床實現自動化和精密化改裝，是我國現有設備技術改造迫切要求解決的課題。用數控技術改造機床，正是適應了這一要求。它是建立在微電子現代技術與傳統技術相結合的基礎上。在機床改造中引入微機的應用，不但技術上具有先進性，同時，在應用上比其它傳統的自動化改裝方案，有較大的通用性與可調性。而且所投入的改造費用低，一套經濟型數控裝置的價格僅為全功能數控裝置的1/3至1/5，用戶承擔的起。從若干單位成功應用的實例可以證明，投入使用后，確實成倍地提高了生產效率，減少了廢品率，取得了顯著的技術經濟效益。因此，我國提出從大力推廣經濟型數控這一中間技術的基礎上，再逐步推廣全功能數控這條道路，適合我國的經濟水平、教育水平和生產水平，已成為我國設備技術改造主要方向之一。同時，它還可以作為全功能數控機床應用的準備階段，為今后使用全功能數控機床，培養(yǎng)人才，積累維護、使用經驗，而且也是實現我國傳統的機械制造技術朝機電一體化的方向過渡的主要內容之一。 1.6 車床數控化改造的可行性 隨著社會生產和科學技術的迅速發(fā)展，機械產品的質量和性能不斷提高，產品的更新換代也不斷加快，因此對機床不僅要求具有較高的精度和生產率，而且應能迅速地更換產品的零件。生產需要促使了數控機床的產生，隨著電子技術，特別是計算機技術的發(fā)展，數控機床也迅速地發(fā)展起來。 從第一臺數控機床問世至今，世界上主要工業(yè)化國家的數控機床進入了批量生產。機床的數控化程度在不斷地提高。 我國從開放搞活以來，加快了數控機床技術的引進，促進了我國機床數控技術的普及和發(fā)展。各大企業(yè)不斷地購進數控機床，擴大生產和替換陳舊設備，數控機床在企業(yè)中也不是鳳毛麟角，而是不斷地提高普及率。在這種情況下，普通機床的數控改造是重要的。 如以下幾個方面的說明： 1.6.1 車床數控化改造的必要性 數控機床可以較好地解決形狀復雜、精密、小批量和多變零件的加工問題,能夠穩(wěn)定加工質量和提高生產效率,但是應用數控機床還受到其他條件的限制。 （1）數控機床價格昂貴，一次性投資大，對中小型企業(yè)是心有余而力不足。 （2）目前各企業(yè)都有大量的普通機床，完全用數控機床替換根本 可能，而且替換下來的普通機床閑置下來又會造成浪費。 （3）在國內訂購新數控機床的交貨周期一般較長，往往不可能滿足生產的需要。 （4）通用數控機床對具體生產有多余功能。 要較好地解決上述問題，應走普通機床的數控化改造之路，從美國、日本等工業(yè)化國家的經驗看，機床地數控化改造必不可少，數控機床占有很大比例。因此，普通機床的數控化改造不但有存在的必要，而且大有可為，尤其對一些中小型企業(yè)更是如此。 1.6.2 車床數控化改造的優(yōu)點 （1）易對現有的機床實現自動化，而且專業(yè)性強，沒有多余功能。 （2）減少輔助加工時間，提高機床的生產效率。 （3）降低對工人技術等級的要求。 （4）數控改造費用低，可充分利用原有機床設備。 （5）數控改造周期短，可滿足生產急需。 所有這些目的都是圍繞一點，即提高機床的性能價格比，用較少的價格得到較高的機床性能。 因此數控改造具有以下幾點： （1）易于對現有機床實現自動化、而且專業(yè)性強，沒有多余的功能。 （2）減少輔助加工時間，提高機床的生產效率。 （3）降低對工人技術等級的要求。 （4）數控改造費用低，可充分利用原有機床設備。 （5）數控改造的周期短，可滿足生產急需。 1.7 車床數控化改造前景 數控機床業(yè)的發(fā)展，機械產品的性能和質量不斷提高，產品的更新換代也不斷加快，因此對機床位不僅要求具有較高的精度和生產率，而且應該能迅速的適應零件的變換。生產的需要促進數控機床的產生，隨著電子技術，特別是計算機技術的發(fā)展，數控機床迅速地發(fā)展起來。 從第一代數控機床問世以來，世界上主要工業(yè)化國家得數控機床已經進入批量生產。機床的數控化率在不斷的提高到1998年，日本生產機床的數控率達到70%。我國從改革開放以來，加快了數控機床技術的引進，促使我國機床數控技術的普及和發(fā)展。各大企業(yè)不斷購進數控機床擴大再生產和替換陳舊設備，數控機床在企業(yè)中再不是鳳毛麟角，而是不斷提高普及率。廣泛的運用到個工業(yè)領域。數控機床作為機電一體化的典型產品，在機械制造業(yè)中發(fā)揮著重要作用，其可以很好的解決現代制造業(yè)中的復雜、精密、小批、多變零件的加工問題，能穩(wěn)定加工質量，提高勞動生產率。但其價格昂貴，一次性投入大，往往使企業(yè)心有余而力不足，我國作為機床大國，數控化的道路漫長，走改革之路為上策。我們對Φ430MM的數控車床進行了數控改造，效果良好。 第2章 總體方案的確定 總體方案應考慮車床數控系統的運動方式、進給伺服系統的類型、數控系統CPU的選擇，以及進給傳動方式和執(zhí)行機構的選擇等。 普通車床數控化改造后應具有單坐標定位，兩坐標直線插補、圓弧插補以及螺紋插補的功能。因此，數控系統應設計成連續(xù)控制型。 普通車床經數控化改造后屬于經濟型數控機床，在保證一定加工精度的前提下，應結構簡化，降低成本。因此，進給伺服系統采用步進電動機的開環(huán)控制系統。 2.1總體方案設計 設計任務：改造后的車床能夠完成機床主軸的啟動，停止和變速，縱向和橫向進給運動的行程和變速，刀具的變速和冷卻，都可以自動控制。并具有螺紋和錐螺紋等自動循環(huán)機能。在該機床中采用六角回轉快換刀架和機床外對刀裝置。該機床適用于加工形狀復雜，中小批量的零件。對一般車削加工任意錐面、球面、螺紋端面、回轉面等加工工序，能控制主軸的開停變速及一些輔助功能，使加工實現自動化。 自動回轉刀架的設計是普通機床改造機械方面的關鍵。由微型控制的自動轉位具重復定位精度高、工作剛性好、性能可靠、使用壽命長以及工藝性能好等特點。 將原先的普通尾座改造成六角回轉。 2.2 Φ430MM的數控車床的設計參數 根據型普通原始數據及數控改造設計要求，確定主要如下： 最大加工直徑： 車床身上： 430mm 車床鞍上： 220mm 最大加工長度： 1500mm 快進速度： 縱向 2.4m/min 橫向 1.2m/min 最大切削進給速度： 縱向 0.6m/min 橫向 0.3m/min 脈沖當量： 縱向 0.01mm/step 橫向 0.005mm/step 脈沖分配方式： 逐點比較法 控制坐標數： 2 機床定位精度： ±0.015 溜板及刀架重力： 縱向： 800N 橫向： 600N 自動生降速性能：有 起動加速時間： 30ms 主電機功率： 7.5Kw 2.2 總體方案的確定 Φ430MM的數控車床改造總體設計方案的內容包括：系統運動方式的確定，伺服系統的選擇，執(zhí)行機構及傳動方式的確定、數控系統的選擇等內容，應仔細考慮各種高性能、自動化等要求，也要考慮被改造機床的具備條件，是技術的先進性與經濟性的合理性交好的統一。 對于橫向進給機構，保留原手動于調刀，原支承結構也保留。和縱向進給一樣步進電機與縱向滾珠絲杠間任何需一級齒輪減速，絲杠螺母與橫向施板任用一螺母座連接。施板后部開軸承孔以便滾珠絲杠的連通與支承，后接減速箱與步進電機。 縱、橫向進給機構減速齒輪采用雙片齒輪，靠錯位消除嚙合間隙。絲杠外加防塵罩，溜板箱上安裝急停按鈕，以適應意外情況的急停。 硬件方面控制系統的硬件配置是，基本系統包括單片機AT89C51、鎖存器、EPROM和RAM存儲器。并行接口8255用作連接開關量的輸入輸出和對伺服電機進行控制。8279為鍵盤顯示器接口。 軟件方面，軟包裝件設計采用模塊化結構，以便于系統功能的擴展。分為三塊：手動操作、加工、編輯。 圖2-1 機床的操作模式圖 根據設計任務，系統采用輪廓控制形式，控制系統硬件由微機控制部分、鍵盤及顯示器、I/O接口及光電隔離器、步進電機、功率放大器等組成。在其縱橫向均采用步進電機 減速齒輪 滾珠絲杠螺母副 溜板的傳動方式，刀架更換為四刀位回轉刀架，將原先的普通尾座改造成六角回轉。改造后的機床傳動系統圖如圖所示： 圖2-2 改造后車床傳動系統圖 第3章 機械系統的改造設計方案 3.1主軸系統的改造方案 對普通機床進行數控化改造時，一般可保留原有的主傳動機構和變速操縱機構，這樣可以減少機械改造的工作量。主軸的正轉、反轉和停止可由數控系統來控制。 若要提高車床的自動化程度，需要在加工中自動變換轉速，可用2~4速的多速電動機代替原有的單速主電動機；當多速電動機仍不能滿足要求時，可用交流變頻器來控制主軸電動機，以實現無級變速（工廠使用情況表明，使用變頻器時，若工作頻率低于，原來的電動機可以不更換，但所選變頻器的功率應比電動機大）。 改造Φ430MM的數控車床時，若采用有級變速，可選用浙江超力有限公司生產的YD系列變級多速三相異步電動機，實現檔變速；若采用無級變速，應加裝交流變頻器，推薦型號為：F100-G0075T3B,適配電動機，生產廠家為煙臺惠豐電子有限公司。 3.2安裝電動卡盤 為了提高加工效率，工件的夾緊與松開采用電動卡盤，選用呼和浩特附件總廠生產的KD11250型電動三爪自定心卡盤。卡盤的夾緊與松開由數控系。 3.3換裝自動回轉刀架 為了提高加工精度，實現一次裝夾完成多道工序，將車床原有的手動刀架換成自動回轉刀架，選用常州市宏達機床數控設備有限公司生產的LD4B-CK6140型四工位立式電動刀架。實現自動換刀需要配置相應的電路，由數控系統完成。 3.4螺紋編碼器的安裝方案 螺紋編碼器又稱主軸脈沖發(fā)生器或圓光柵。數控車床加工螺紋時，需要配置主軸脈沖發(fā)生器，作為車床主軸信號的反饋元件，它與車床主軸同步。 改造后的車床能夠加工的最大螺紋導程是，Z向的進給脈沖當量是，所以螺紋編碼器每轉一轉輸出的脈沖數應不少于?？紤]到編碼器的輸出有相位差的A、B相信號，可用A、B異或后獲得個脈沖（一轉內），這樣編碼器的線數可降到線（A、B信號）。另外，為了重復車削同一螺旋槽時不亂扣，編碼器還需要輸出每轉一個的零位脈沖Z。 基于上述要求，選擇螺紋編碼器的型號為：ZLF-1200Z-05VO-15-CT。電源電壓+5V，每轉輸出個A/B脈沖與1個Z脈沖，信號為電壓輸出，軸頭直徑，生產廠家為長春光機數顯技術有限公司。 螺紋編碼器通常有兩種安裝形式：同軸安裝和異軸安裝。同軸安裝是指將編碼器直接安裝在主軸后端，與主軸同軸，這種方式結構簡單，但它堵住了主軸的通孔。異軸安裝是指將編碼器安裝在床頭箱的的后端，一般盡量裝在與主軸同步旋轉的輸出軸，如果找不到同步軸，可將編碼器通過一對傳動比為的同步齒形帶與主軸連接起來。需要注意的是，編碼器的軸頭與安裝軸之間必須采用無間隙柔性連接，且車床組、主軸的最高轉速不允許超過編碼器的最高許用轉速。 3.5進給系統的改造與設計方案 拆除掛輪架所有齒輪，在此主軸的同步軸，安裝螺紋編碼器。 拆除進給箱總成，在此位置安裝縱向進給步進電動機與同步帶減速箱總成。 拆除溜板箱總成與快走刀的齒輪齒條，在縱溜板的下面安裝縱向滾珠絲杠的的螺母座與螺母座托架。 拆除四方刀架與上溜板總成，在橫溜板上方安裝四工位立式刀架。 拆除橫溜板下的滑動絲桿螺母副，將滑動絲桿靠刻度盤一段（長，見圖一）鋸斷保留，拆掉刻度盤上的手柄，保留刻度盤附近的兩個推力軸承，換上滾珠絲杠副。 將橫向進給步進電動機通過法蘭安裝到橫溜板后部的縱溜板上，并與滾珠絲杠的軸頭相聯。 拆去三桿（絲桿、光桿與操縱桿），更換絲桿的右支承。 3.6 尾座改造與設計方案 將原先的普通尾座改造成六角回轉。 31 第4章 六角回轉總體設計 4.1 設計方案確定 根據課題的要求尾座要具有夾持、頂緊、支承工件以及安裝刀具加工零件等多種功能，由于Φ430MM的數控車床機床加工的零件直徑較大，因此對尾座的強度、剛度要求較高。由于不同機床上加工工件的不同導致一些尾座套筒的進給方式也各有不同，因此在設計中可采用以下多種設計方案： (1)液動尾座　　此種尾座采用液壓油推動套筒的移動，簡化了尾座部件，并且由于液壓油作用在缸體活塞上的壓力比較均勻，結構復雜、制造較麻煩，多用于精度要求較到的機床上。 (2)手動尾座　　手動尾座采用手輪搖動，直接帶動絲杠軸轉動，絲杠的轉動帶動與其以螺紋相結合的套筒在導向鍵的作用下滑動。這種手動尾座的結構比較簡單，目前在各種機床上都得到了普遍應用。但在實際是應用中需要轉動手輪來夾持支承工件，很難實現一個人單獨操作，增強了勞動量和危險性。 (3) 電動尾座　　電動尾座是在手動尾座的基礎上改進而成的，既是將手輪改換成電機，通過控制電機的正反轉來實現套筒的伸縮。這種改進減輕了工人的勞動強度，對提高工作效率具有一定的作用，并且利用小型步進電機來帶動蝸輪蝸桿副的轉動從而使套筒、頂尖伸縮，保證了可靠的定位以及良好的夾持狀態(tài)。 4.2設計方案論證 本課題為Φ430MM的數控車床六角回轉的設計，Φ430MM的數控車床型臥式機床多用于加工大直徑的零件，加工零件的種類較多，所需要的夾持力比較大，這就要求在設計尾座時，需提高尾座的自身強度，保證尾座底板與導軌面的配合要求，達到所設計的精度。也既是尾座底板的加工精度要求達到一定的設計標準。 通過對上述三種方案的比較論證并結合在實際生產、應用中對這三種尾座的性能差別，目前就絕大多數機床而言還是多采用手動式尾座，六角回轉和電動尾座多用于精密機床上，沒有得到廣泛的普及。 綜合各方面的分析、調查就目前總體的使用情況及發(fā)展趨勢來說，手動式尾座由于其使用時需要搖動手柄，并且施力時作用效果不好一致，手動尾座有被電動尾座及六角回轉取代的趨勢，電動尾座的成本太高?？拐鹦圆?。工作噪聲大。精度不高。六角回轉是全自動化。精度高。穩(wěn)定性好。動態(tài)性好。效率高。結構簡單化。工作安全性高。壽命長。經濟好。使用維修方便。因此六角回轉總體各方面綜合性能好，是最好的選擇。 圖4-1 六角回轉 第5章 尾座各部件的設計要求 尾座是臥式車床的重要附件，其主要作用是為軸類零件定心，同時具有輔助支撐和夾緊的功能。Φ430MM的數控車床數控臥式車床的尾座采用的是整體式結構，整體式結構尾座由尾座體、套筒、芯軸結構、套筒液壓測力裝置、尾座和套筒移動機構、尾座和套筒夾緊與放松結構及液壓裝置等組成，芯軸結構選用高精度的進口軸承支承，動、靜剛度好，精度高。套筒和尾座的移動均為機動，套筒和尾座的夾緊、放松均采用碟形彈簧夾緊，液壓放松的機動夾緊、放松結構，夾緊力足夠大，安全可靠，工人操作簡單、方便、效率高。 其優(yōu)點在于： 1、剛度高、抗震性能好，精度高，精度保持性好，整體式尾座，將分體式尾座上、下體合為一個尾座整體，采用整體式箱形結構設計，經有限元分析、計算，通過對尾座內部筋板的合理布置，提高了尾座的剛度和固有頻率，尾座采用高強度低應力鑄鐵鑄造，經良好的時效處理，熱變形小，在承受最大工件重量和最大額定切削力的情況下。尾座整體變形小，抗振性能好，滿足數控臥式車床精度檢驗標準的要求。 2、結構更加簡單、優(yōu)化、合理，整體式尾座將分體式尾座上、下體合為一個尾座整體，取消了分體式尾座聯結的定位鍵和把合螺釘，總零件數和標準件數更少，取消了分體式尾座上、下體的配合加工面，取消了分體式尾座上、下體的裝配環(huán)節(jié)，加工、裝配工藝性更好，節(jié)約了加工、裝配總費用，降低了尾座的總重量和總成本。 我設計的尾座的工作原理是尾座套筒、尾座油壓后座上都有油孔,尾座套筒和尾座活塞固定座通過螺釘連接在一起，可以移動。尾座油壓后座、尾座體和尾座活塞軸連接在一起，固定不動。尾座活塞軸、尾座套筒和尾座活塞固定座形成一個液壓缸，并且分成兩個腔。當給尾座油壓后座通液壓油時，液壓油通過油路進入尾座活塞軸上的一個腔，在進入套筒孔的錐形腔內，此時壓力增大，套筒帶動頂尖向前移動。反之，當液壓油通過油路進入尾座活塞軸上的另一個腔，此時向后退的壓力增大，套筒帶動頂尖向后移動。 5.1尾座體的設計 數控臥式車床Φ430MM的數控車床的尾座體是尾座的主要的機械部分，設計時主要參看其他機床的尾座體和根據制造業(yè)在生產中所積累的經驗，稍加改造而成的。尾座體的壁厚要盡量均勻，拐角處要設計成圓角以減少集中應力。尾座體的材料采用HT200，鑄造加工而成。在尾座體的設計過程中考慮到加工工藝，需要設計出工藝凸臺和工藝孔。 在數控臥式車床Φ430MM的數控車床的尾座設計中，首先設計出尾座殼體并設計出尾座臺，使其兩者結合固定在導軌上，這樣才能使尾座工作。在尾座體得設計中，我設計了以下幾個方面，首先明細欄標注的13（以下直接寫的序號以明細欄標注為主）油杯選擇為直徑為10，此油杯為壓配式壓注油杯，此油杯使用比較方面，當潤滑主軸時只需將油口對準油杯口即可往里注油，不用拆裝尾座即可起到潤滑的作用。14為鍵，此鍵的形狀為上面圓柱，下面為四面體，此鍵的作用是固定主軸，使其不能左右旋轉只能伸縮，在其旁邊有一定位螺釘，此作用是將鍵牢牢固定于殼體，防止鍵定位不準。 此尾座殼體的前面有防塵罩，此防塵罩的作用是防止主軸伸出時有雜質粘在上面，也防止雜質滲入影響主軸伸出的速度及穩(wěn)定性。 5.2尾座主軸的設計 數控臥式車床Φ430MM的數控車床的尾座套筒的主要尺寸是根據尾座體的尺寸選擇的。套筒的作用就是安裝尾座活塞軸和頂尖，利用液壓缸提供的壓力和莫氏錐度本身的結構特性頂緊頂尖，使頂尖在頂著工件加工時不會隨工件一起轉動。為了使套筒不隨工件一起轉動在套筒上部設計了滑鍵槽，在尾座體上設計有滑鍵。尾座工作時滑鍵在滑鍵槽中滑動，這樣套筒就不會跟著轉了，同時，頂尖在頂著工件加工時也不會隨工件一起轉動了。從而提高了套筒的使用壽命。由于頂尖是利用氏錐度本身的結構特性卡緊的，但是在工作中需要拆卸頂尖，因此需要在尾座體的后面設計了螺塞，當向內擰動螺塞時，螺塞推動頂桿向前運動將頂尖頂出，此方法簡單使用。 尾座主軸的尾部與固定環(huán)相連?？梢酝ㄟ^液壓油的流入與流出在孔內來回移動，當液壓有流入時主軸向后縮回，當液壓油流出時主軸向前運動，主軸內有活塞，因為活塞與主軸內壁接觸，密封性較好，保證主軸運動靈敏性較好。 5.3尾座頂尖的設計 車床的尾座頂尖，在車床的使用中經常用到的定位元件，它可以幫助主軸一起限制的工件的自由度，并起到定心的作用，因此要求具有較高的精度，在使用中要使尾座的軸心線與機床主軸的軸心線保證較高的同軸度在進行工件的加工過程中多采用前后頂尖來支承工件，來確定工件的旋轉中心并承受刀具作用在工件上的切削力。頂尖是機械加工中的機床的重要部件，它可對端面復雜的零件和不允許打中心孔的零件進行支承。頂尖的一端可頂中心孔或管料的內孔，另一端則放入到尾座套筒內。頂尖的鎖緊主要是靠頂緊力和液壓缸提供的壓力，加工時一般緊縮在尾座套筒內。頂尖一般由專門的工廠生產，我們只要根據自己的需要買產品。由于數控臥式車床Φ430MM的數控車床是中小型機械加工設備，尾座總體尺寸并不是很大所以選擇莫氏4號的頂尖。莫氏錐度是一個錐度的國際標準，用于靜配合以精確定位。由于錐度很小，可以傳遞一定的扭距，又因為有錐度，又便于拆卸。利用的就是摩擦力的原理，在一定的錐度范圍內，工件可以自由的拆裝，同時在工作時又不會影響到使用效果，比如鉆孔的錐柄鉆。在錐柄上好后，鉆頭可以將工件鉆出需要的孔，而錐柄處不會出現轉動現象。又比如鉆孔的錐柄鉆，如果使用中需要拆卸鉆頭磨削，拆卸后重新裝上不會影響鉆頭的中心位置。 5.4螺塞缸的設計 液壓缸的工作原理 ：它的最基本5個部件,1-缸筒和缸蓋2-活塞和活塞桿3-密封裝置4-緩沖裝置5-排氣裝置 。每種缸的工作原理幾乎都是相似的,拿一個手動千斤頂來說它的工作原理吧,千斤頂其實也就是個最簡單的油缸了.通過手動增壓稈(液壓手動泵)使液壓油經過一個單向閥進入油缸,這時進入油缸的液壓油因為單向閥的原因不能再倒退回來,逼迫缸桿向上,然后在做工繼續(xù)使液壓油不斷進入液壓缸,就這樣不斷上上升,要降的時候就打開液壓閥,使液壓油回到油箱.這個是最簡單的工作原來了,其他的都在這個基礎上改進的.此尾座的螺塞缸是安裝螺塞的，當擰動螺塞時，螺塞再推動頂桿向前運動，進而退出頂尖，螺塞缸還有一個作用就是固定活塞，使活塞不動主軸來回運動，起支撐主軸的作用。 5.5尾座導軌的設計 1、導軌的作用是引導機床運動部件作直線或圓周運動，并承受運動部件包括工件的重力和切削力等載荷。導軌應滿足導向精度高、精度保持性好、低速運動平穩(wěn)性好；摩擦阻力小、靈敏度高；剛度高、承載能力大；結構簡單，便于加工、安裝、調配、調整和維修，成本低等要求。 2、導軌的材料：對導軌材料的主要要求是耐磨性好、工藝性好、成本低。常用的導軌材料有鑄鐵、鋼、有色金屬和塑料。其中以鑄鐵應用最為普遍，因為鑄鐵是一種成本低，有良好的減振性和耐磨性，易于鑄造和切削加工的金屬材料。 為了提高耐磨性和防止咬焊，動導軌和支承導軌應盡量采用不同的材料。如果選用相同的材料，也一定要采取不同的熱處理方式以使其具有不同的硬度。 灰鑄鐵常用的牌號是HT200。在較好的潤滑與防護條件下，具有一定的耐磨性。適用于不經常工作且對精度保持性要求不高的導軌。 孕育鑄鐵常用的牌號是HT300。耐磨性高于灰鑄鐵，但較脆硬，不易刮研，且成本較高。常用于較精密的機床導軌。 耐磨鑄鐵中應用較多的是高磷鑄鐵、磷銅鈦鑄鐵及釩鈦鑄鐵。與孕育鑄鐵相比，其耐磨性提高1～2倍，但成本較高，常用于精密機床導軌。 通過對材料的類比，由于我設計的是Φ430MM的數控車床六角回轉,考慮價格等原因，選用灰鑄鐵作為導軌材料。 3、導軌的形狀：直線運動滑動導軌截面形狀主要有三角形、矩形、燕尾形和圓形，并且可以相互組合。在本課題中，我選擇三角形導軌。選擇三角形導軌的原因是它的導向性和精度保持性都比較高，當導軌有了磨損時會自動下沉補償磨損量，矩形導軌存在側向間隙，必須用鑲條進行調整。燕尾形導軌剛度較差，加工、檢驗、和維修都不大方面。綜以上一些因素我選擇三角形導軌。 5.6 尾座孔系設計 設計中所需提及的主要技術要求中，就其性質而言，大致可分為兩類：一是各加工表面自身的尺寸精度、幾何形狀精度和表面粗糙度；二是為了保證定位基準面的定位精度，以及為了減輕在加工中的定位誤差。為了保證尾座體在裝配精度，還要求有較高的相互位置精度。根據技術參數的要求，確定套筒直徑為85mm。 5.6.1主軸孔的設計 通常情況下頂尖和中心孔的錐度必須相同，并且多數為錐度為60°，這是為了減少接觸面的單位面積壓力和不損壞死頂尖。但在本課題中，所使用的頂尖是莫氏錐度4號的頂尖，因此，套筒前端的套筒孔的錐度也為莫氏錐度4號錐度。頂尖（死頂尖或活頂尖）的錐面（莫氏錐度或公制錐度）插入主軸錐孔和尾座頂尖套筒的錐孔內要同心，既要保證設計時同軸度的要求，避免由于尾座的偏移使車削工件產生錐度，因此在設計中要保證莫氏錐孔軸心線與套筒軸心的同軸度公差為0.01mm,端面徑向跳動公差為0.006mm。 5.6.2孔和鍵的設計 由于尾座體孔和套筒的配合精度較高，為了減輕滑鍵在套筒滑鍵槽內的磨損,需要對兩者的表面進行潤滑，減少摩擦，防止產生磨粒磨損。摩擦不僅損壞配合表面的品質，而且會導致疲勞裂紋的萌生，從而急劇地減低零件的疲勞強度。而在摩擦面加入潤滑劑不僅可以減低摩擦，減輕磨損，保護零件不遭腐蝕，而且能起到散熱降溫的作用。采用潤滑油來潤滑時,潤滑油膜可起到緩沖，吸熱的功能；而采用膏狀的潤滑脂，即可防止內部的潤滑劑的外泄，又可阻止雜質侵入，避免加劇零件的磨損,起到密封作用。因而潤滑油或潤滑脂的供應方法在設計中很重要。本課題的設計中尾座套筒孔的兩端采取了一定的密封性設計,因此可采用比較簡單的壓配式注油杯系統來進行間歇性的潤滑即滿足尾座體孔和套筒、滑鍵與滑鍵槽的潤滑要求。由于對注油孔的加工精度要求不是很高，因此在對注油孔的設計及加工中不需要考慮過多的形位精度要求,僅保持與滑鍵孔的位置關系即可。 在尾座上設計滑鍵的主要目的是防止頂尖在工作時轉動。在套筒上開設鍵槽，將滑鍵通過在尾座上方鉆通孔來將滑鍵固定在尾座上,這樣套筒只能在滑鍵尾座的套筒孔內軸向移動,只需要在套筒上銑出較長的鍵槽，而滑鍵可做得短一些.同時為了防止滑鍵的轉動在將滑鍵固定好以后要采用一定的防轉動措施,既是在兩者的結合縫隙處鉆孔攻絲安裝上一個螺釘?；I槽的長度主要和滑鍵在套筒上的位置有關?；I槽的長度在設計時應該滿足以下兩個條件：(1)使頂尖伸出套筒長度達到設計要求的長度，即L=70 mm。(2)使滑鍵在滑動中順利。因此，滑鍵槽的長度取L=155。 在對套筒上的滑鍵槽以及尾座上的安裝孔的設計中不僅需要保證滑鍵槽的對稱度要求,還要保證裝鍵孔對套筒孔中心軸線的對稱度和垂直度,因此在設計中結合有關原則和實際經驗,初步確定安裝滑鍵的孔對套筒孔的對稱度要求為0.006。 5.6.3配合 套筒在工作中主要有兩種配合要求。其一，套筒與尾座體的配合，其二，套筒與頂尖、尾座活塞軸的配合。考慮到頂尖套筒與尾座孔在不同的接觸部位其接觸部位的不同，因此可以采用不同的配合等級。因此，我們分別確定其配合等級。 1、套筒與尾座體的配合 根據有關資料和實際的生產實踐經驗，套筒與尾座體的配合采用基孔制，間隙配合，但間隙很小，防止在工作中產生較大的跳動，影響加工工件的直線度和圓柱度。由于套筒的尺寸較大，又和尾座體有配合要求，所以要保證套筒的直線度和圓柱度，可選直線度為0.006mm、圓柱度為0.003mm。 2、套筒與頂尖、尾座活塞軸的配合 套筒與頂尖、尾座活塞軸的配合要求較高，配合間隙很小。安裝莫氏錐柄的套筒部與尾座孔的配合精度要求最高，配合間隙很小，制造成本也高，最適合于不回轉的精密滑動配合，精度等級多用于IT5～IT7級。尾座活塞軸的作用是推動頂尖，使其在套筒中伸縮，因此，與套筒的配合也用間隙配合，并且表面粗糙度值要求也要小，以減小摩擦力，保證動作的準確性、迅速性。推薦表面粗糙度值選擇Ra3.2。 5.6.4密封及偏心軸的設計 1、尾座主軸與活塞的密封 尾座主軸與活塞的密封采用的是橡膠密封圈，螺塞缸與活塞也是采用的橡膠密封圈，此密封圈的特點是耐油、耐熱、耐磨、耐老化，質優(yōu)價廉。 2偏心軸的設計 在尾座的后半部分，有個手柄是短暫的控制尾座在導軌上的運動，即使尾座停在導軌上，此原理離不開偏心軸，首先偏心軸固定在尾座體上，手柄固定在安裝偏心軸的套筒上，當搖動手柄時，手柄帶動偏心軸，偏心軸通過拉桿29使壓板2壓緊壓板3，壓板3緊緊壓在導軌上使尾座停止。手柄旋轉的角度很小，使偏心軸旋轉的角度也很小，在偏心軸的最高處達到極限。如果使用普通的圓軸不能拉動拉桿，起不到固定尾座的作用。 第6章 六角回轉的總體設計 在尾座體的設計中螺栓的主要作用就是將壓板和尾座夾緊在床身導軌上，防止尾座在導軌上的移動，從而實現對工件的夾持和支承。在對螺栓及其孔的設計過程中，不僅要考慮到連接類型，被連接零件的材料，形狀及尺寸等因素，還要考慮到螺栓的強度，剛度以及經濟性等基本問題。 6.1六角回轉的設計要求 本設計六角回轉主要解決：A利用車床尾座自動進給，實現鉆屑；B利用液壓油缸推動尾座芯軸自動頂緊工作。 6.2設計基本參數 根據床頭箱中心高315mm，設計尾座其中心高為315mm。根據普通車床標準尾座擬訂外形尺寸不變，僅增加液壓油缸為進給動力并且在尾座頂部增加信號發(fā)送裝置。 6.3機械結構 A主要結構：尾座體內安裝有尾座心軸，法蘭固定在尾座體后部，通過螺栓連接液壓油缸。液壓缸活塞桿通過鑲嵌尾座芯軸上的螺母連接。在尾座體上設置有防轉鍵，在尾座芯軸上設置有導向槽，尾座芯軸上面配有卸刀孔和頂絲孔，尾座體配有普通尾座的手柄卸刀結構與防轉結構。本設計在整個結構上緊湊。易用。方便。頂尖或鉆頭等工具的裝卸，可以達到很好的精度和提高工作效率。 B 防轉結構：在使用頂尖時，搬動手柄，是凸輪轉動.拉動鎖緊套，夾緊尾座芯軸，使尾座芯軸不轉動；反之.搬動手柄，使凸輪轉動，在彈簧作用力下，鎖緊套脫離尾座芯軸，從而使尾座芯軸轉動。 C 傳動結構：搖動手柄桿，通過齒輪軸上的齒輪與床身上安裝的齒條的齒合，從而帶動尾座前進或者后退。搖動適合位置，便于加工。 D 壓緊結構：在尾座體上安裝有兩條螺栓，當需要尾座停在其一位置而不能夠移動時，鎖緊螺栓上的螺母，使壓塊壓緊床身，從而使尾座不能移動；反之，松開螺栓上的螺母，使壓塊與床身分離，使尾座能夠自由移動。 F 調整結構：在尾座體下部靠近中間處，設有2個螺栓，調節(jié)前后螺栓，使尾座中心和主軸中心同軸。調節(jié)螺釘釘緊尾座墊塊凸臺，使尾座體靠近經過刮研的定位面。 6.4液壓油缸的選定 此尾座增加行程控制裝置用于鉆屑. A 根據要求設定鉆屑直徑為，工件材料為45剛，查手冊選取切削用量 取V=18米/分 S=0.3毫米/轉 根據公式 P=3.3DS （3-1） 計算軸向力. A 鉆頭直徑=25mm， 抗拉強度{kg/mm} (3-2) 表取=55 kg/mm 軸向力P軸=3.3×D×S× =3.3×25×× =3.3×25×0.43×20.19 =716kg B根據機床系統壓力為2mp=20kg/厘米=0.21kg/毫米 計算油缸油塞面積 P= (3-3) 其中A－面積. P－軸向力 P－系統壓強 則 A= = = 3580（） (3-4) 試取活塞直徑活塞桿直徑為 == 6358 (3-5) ==1962.5 －=6358－1962.5=4395 >3580 符合壓力條件 根據普通尾座行程，選取行程為360㎜的油缸按照缸徑。活塞桿。行程360 。選取液壓油缸其型號為；Y－HG－E90/50 ×360L F－HLOT (3-6) 這種液壓油缸其性能如下； 1. 壓力： E級大于6.3小于16 mp 2. 密封： E級泵用了結構簡單，耐密封性能好的YX行聚氨密封圈 3. 防塵： 本液壓和泵用聚氨密封脂或丁晴橡膠無骨架防塵圈 4. 適用介質：液壓油 5. 適用溫度：－40C～+120C 6. 結構： 采用前法蘭連接 6.5壓緊螺栓的校核 根據軸向力P=216lg. 效驗尾座墊鐵壓緊螺釘的摩擦力 因為摩擦力 (3－7) 其中 F－壓緊力 －摩擦系數 查表知 每個M30螺栓壓緊力為 =101000N=10100kg (3-8) 則 兩螺栓；×10100=20100kg 查表得； (3-9) 摩擦力 ×0.15 (3-10) =3030kg >716 滿足要求 6.6計算液壓油缸頂緊力 計算油缸頂緊力，校核墊鐵螺栓摩擦力。. 油缸頂緊力：= × A (3－11) 其中A—油缸活塞與活塞桿面積差 =P×（）=0.2×4395=879kg (3－12) 6.7 頂尖的設計 六角回轉的頂尖設計按照零件互換性原理，大致與普通尾座頂尖相似。其頂尖頭部設計為60°（按A型中心孔設計）錐柄采用英氏5號錐度，這樣便于零件布件互換，尾部采用有舌尾的錐體，便于頂尖的加緊與裝卸。頂尖材料選用9sicr,熱處理HRC58，這樣提高了頂尖的強度和彈性。 6.8 尾座芯軸的設計 尾座芯軸與液壓油缸是通過液壓油缸的前端M42×2螺絲連接。因此尾座芯軸的后端螺母內部尺寸為M42×2。所以，螺母外徑設計為直徑65，長度為60，這樣方便與液壓軸缸的連接，螺母與尾座芯軸連接采用過渡配分，并且在后端面增加2個M10×16的內六角錐端緊定螺釘和中間加一個A8×18的內螺絲圓錐銷，其目的增加牢固性和同軸，因為液壓油缸的內孔定位直徑65，由螺母設定.因此，外徑設計為直徑100。與尾座體配合采用間縫配合。由于選取液壓油缸的行程為360.所以，液壓芯軸的長度應大與360，并且還要有一定的導向性，其長度尺寸設計為610，其中在液壓芯軸上設計對稱的2個鍵槽，其目的為了導向和防止轉動長度為385（大于360.有一定的調節(jié)性）在其中有2個卸力孔，方便頂針，鉆套等裝卸，有2個孔，其目的的頂緊頂針。鉆套等。在液壓油缸的頭部設計有密封環(huán)，主要是為了密封和防塵作用。內部也采用莫氏5號錐度，其粗糙度為0.8，要求與頂尖配合緊密，內部60通孔，其減輕重量的作用，液壓芯軸材料選用45，熱處理HRC45，增加其強度。耐磨性和彈性。 6.9尾座體的設計 尾座體的設計采用普通尾座外姓及聯系尺寸，底部與墊鐵連接初與普通尾座相同。不同之處在尾座體尾部設計與液壓芯軸配合采用間歇配合材料選用HT150。 6.10電器系統操作 為了便于操作液壓油缸的進給，在尾座芯軸上裝有拉桿。導向塊。支架上裝有接近開關，其中第一個第三個的接近開關為限位開關，第兩個接近開關為快進開關。當尾座手動操作時，首先將黑色兩位旋鈕板到手動位置，欲使尾座手動快速前進，按下前進綠色按鈕，尾座快速前進，當接近工進接近開關尾座開始工進。松開按鈕尾座后退停止；當尾座自動操作時，首先將黑色的兩位旋鈕拌到自動位置，按自動進行按鈕之前，在手動操作下，使尾座退到原位，方可自動操作，按下自動進給按鈕。尾座開始快速前進，接近工進接近開關，尾座開始工進，接近前進目標接近開關尾座開始快速后退，直到接近原位接近開關尾座停止，自動運行一個循環(huán)停止。 第7章 數控硬件電路設計 數控系統通過對輸入的加工程序進行數據處理和運算后，輸出控制信號，控制主軸、進給軸和其他輔助裝置正確、及時和可靠地執(zhí)行加工程序所規(guī)定的任務，同時接受從機床反饋來的各種信息，對機床控制進行調整。任何一個數控系統都由硬件和軟件兩部分組成，在處理信息方面，軟件和硬件對要完成的任務是等價的，硬件處理速度快，線路復雜，軟件設計靈活，適應性強，但速度較慢。隨著高性能微處理器的誕生，現代數控已越來越傾向于軟件控制。 數控系統最核心的控制是位置控制，最重要的運算是插補運算，最主要的數據處理是刀具補償。位置控制的實質就是位置負反饋，即指令位置和實際位置進行比較，用位置偏差進行控制；插補運算就是根據加工程序所確定的坐標點，通過一定的運算法則實時獲得位置指令；刀具補償就是要解決編程軌跡和刀具中心不相符的矛盾。 7.1硬件電路設計 7.1.1 數控系統的硬件結構 數控系統根據其使用單片機結構的劃分，一般可分為單微處理器和多微處理器結構兩大類。單微處理器數控系統由于結構簡單，價格便宜，在一些標準型數控系統中應用廣泛。多微處理器數控系統可以滿足當今數控機床高速度、高精度和許多復雜功能的要求，代表當今數控發(fā)展的水平。根據設計任務要求，本設計將采用較經濟的單微處理器數控結構，對于一般切削加工而言，其速度和精度已能滿足實際要求。 數控機床單微處理器硬件結構電路概括起來有以下幾個部分組成： （1）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，包括只讀可編程存儲器和隨機讀寫存儲器； （4）輸入輸出接口電路； （5）外圍設備，如鍵盤、顯示器及光電編碼器等。 7.1.2 數控系統硬件電路的功能 根據設計要求，確定數控系統應具有以下功能： 讀取鍵盤輸入數據； 讀取操作面板開關及按鈕信號； 讀取螺紋/光電編碼器信號 ； 讀取電動刀架刀位信號； 接受車床行程開關信號； 控制LED顯示； 控制電動刀架自動選刀； 控制縱向、橫向電動機驅動； 控制主軸正轉、反轉與停止； (10) 控制交流變頻器； (11) 控制冷卻泵啟停； (12) 可與PC進行串行通信。 本次設計在采用8031作為主控芯片,采用兩片2764程序存儲器之外還擴展了一片6264數據存儲器,用一片74LS373鎖存P0口傳遞低8位地址,地址譯碼采用74LS138C3~8譯碼器;采用全地址碼,采用二個8155芯片,完成對執(zhí)行元件的控制。此外,還設有越界報警急停處理電路. 7.2關于各線路元件之間線路連接 8031芯片的P 和P用來傳送外部存儲器的地址和數據, P口送的是8位地址, P口傳送低八位地址和數據,故采用74LS373地址鎖存器,鎖存低八位地址,ALE作為首選通信號,當ALE為高電位,鎖存器的輸入輸出速度,即輸入的低八位地址在輸出端出現,此時不需鎖存,當ALE從高電平變?yōu)榈碗娖?出現下降沿時,低八位地址在輸出端出現,此時不需鎖存,當ACE這樣POD共組成16位地址,2764和6264芯片都是8KB,需要13根地址線, A~A低8位安74L373芯片的輸出,A~A按8031芯片的P~P系統采用全地址譯碼,兩片2764新片選信號CE分別按74LS138譯碼器的和,系統復位以后程序從0000H~開始執(zhí)行,6264芯片的片選信號CE地址按74LS138的,單片機的擴展系統允許程序存儲器和數據存儲器獨立編址,8031芯片控制信號PSEN按2764的OE引腳,讀寫控制信號WR和RD分別按6264芯片內部沿有ROM,始終要選片外程序存儲器,故按EA地址 由于8031只有P口和P口的部分能提供用戶作I/O接口使用,不能滿足輸入輸出口的需要,因此比喻擴展輸入輸出擴展電路.系統擴展3片8155可編程I/O接口芯片,8155(1)的片選信號按74LS138的端74LS138譯碼器有3個輸入A B C 分別按8031的 P P P8個輸出,低電平有效. 對應輸出A B C DE 000至111 8種現合.其中對應A B C 為111.74LS138有3個使能端,其中2個為低電平使能端,另一個為高電平使能端.只有當使能端均處于有效電平是,輸出才能產生,否則輸出才能處在高電平無效. I/O接口芯片與外設的聯接是這樣安排的.8155芯片PA作為顯示器段選信號, 輸出PA~P為顯示器的位選信號,輸出PC0~PC4 5根線是鍵盤輸入.8155芯片的20個引腳按8031芯片的P2.0,因此使用8155的I/O