畢業(yè)設計 數(shù)控磨床.docx

目 錄第1章 緒論11.1 磨床的類型及其特點11.2 磨床的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢2第2章 磨床總體布局52.1磨床總體設計52.2總體設計注意事項52.3磨床總體布局設計6第3章 部件設計（砂輪架）153.1砂輪架設計的基本要求163.2旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施163.3軸承系統(tǒng)的剛性163.4架主軸初步設計163.5剛度校核173.6壓軸承183.7裝置設計19第4章 數(shù)控系統(tǒng)設計254.1概述264.2硬件電路總體方案26第5章 液壓系統(tǒng)設計336.1 概述336.2 液壓傳動設計33結論36致謝37參考文獻38 摘 要設計為MKS1632A數(shù)控高速端面外圓磨床及其砂輪架設計，通過查閱國內(nèi)外磨床相關資料，首先確定磨床總體布局中各部件（如砂輪架、頭架和尾架等）尺寸，其次檢驗主軸前端擾度，確保主軸剛度。設計中砂輪架采用靜動壓軸承以提高旋轉(zhuǎn)精度，增強抗振性，延長軸承的使用壽命，傳動系統(tǒng)采用皮帶和花鍵副帶動主軸旋轉(zhuǎn)，減少主軸變形，使載荷分布均勻。本設計中的控制部分采用通用的可編程接口芯片8255A。本次設計我負責的部件是砂輪架，砂輪架是磨床上用來帶動砂輪作高速旋轉(zhuǎn)的關鍵部件，主要由傳動部件和主軸軸承部分組成，主軸與軸承是砂輪架的主要組成部分。首先是根據(jù)砂輪架主軸的要求進行軸的設計，然后再選取軸承，設計皮帶和皮帶輪等等。在這個過程中，軸的撓度校核、皮帶和皮帶輪的設計等用到了大量的計算。關鍵詞：數(shù)控 外圓磨床 砂輪架第1章 緒論1.1 磨床的類型及其特點用磨料磨具（砂輪、砂帶、油石和研磨料等）為工具進行切削加工的機床，統(tǒng)稱為磨床，它們是因精加工和硬表面的需要而發(fā)展起來的1。磨床種類很多，主要有：外圓磨床、內(nèi)圓磨床、平面磨床、工具磨床和用來磨削特定表面和工件的專門化磨床，如花鍵軸磨床、凸輪軸磨床、曲軸磨床等2。對外圓磨床來說，又可分為普通外圓磨床、萬能外圓磨床、無心外圓磨床、 寬砂輪外圓磨床、端面外圓磨床等以上均為使用砂輪作切削工具的磨床。此外，還有以柔性砂帶為切削工具的砂帶磨床，以油石和研磨劑為切削工具的精磨磨床等。磨床與其他機床相比，具有以下幾個特點：1、磨床的磨具（砂輪）相對于工件做高速旋轉(zhuǎn)運動（一般砂輪圓周線速度在35米/秒左右，目前已向200米/秒以上發(fā)展）；2、它能加工表面硬度很高的金屬和非金屬材料的工件；3、它能使工件表面獲得很高的精度和光潔度；4、易于實現(xiàn)自動化和自動線，進行高效率生產(chǎn)；5、磨床通常是電動機-油泵-發(fā)動部件，通過機械，電氣，液壓傳動-傳動部件帶動工件和砂輪相對運動-工件部分組成1。1.2 磨床的用途磨床可以加工各種表面，如內(nèi)、外圓柱面和圓錐面、平面、漸開線齒廓面、螺旋面以及各種成形表面。磨床可進行荒加工、粗加工、精加工和超精加工，可以進行各種高硬、超硬材料的加工，還可以刃磨刀具和進行切斷等，工藝范圍十分廣泛。隨著科學技術的發(fā)展，對機械零件的精度和表面質(zhì)量要求越來越高，各種高硬度材料的應用日益增多。精密鑄造和精密鍛造工藝的發(fā)展，使得有可能將毛坯直接磨成成品。高速磨削和強力磨削，進一步提高了磨削效率。因此，磨床的使用范圍日益擴大。它在金屬切削機床所占的比重不斷上升。目前在工業(yè)發(fā)達的國家中，磨床在機床總數(shù)中的比例已達30%-40%。第2章 磨床整體布局2.1 磨床總體設計1.加工零件的工藝分析（表面形狀，尺寸，材料，技術條件，批量，加工余量等）；2.調(diào)查研究 比較國內(nèi)，外同類機床，經(jīng)驗總結，進行改革創(chuàng)新；3.圖紙設計（總圖，部件裝配圖，零件圖，工藝卡，目錄，標準件，外購件目錄，鑄件，鍛件目錄，說明書，裝箱單，合格證）；4.制造，裝配，調(diào)試；5.小批量生產(chǎn)，設計改進；2.2、總體設計注意事項1.保證機床滿足加工精度要求，剛性，穩(wěn)定性好；2.傳動系統(tǒng)力求簡短；3.操作調(diào)整方便；4.安全保護，冷卻液供給，回收，廢渣的排除。2.3 磨床總體布局設計 加工零件帶軸肩的多臺階軸，精度IT7以下，Ra1.6-Ra0.4，材料45#，40cr，球墨鑄鐵等； 初步估計組成部分a.床身；b.工作臺面；c頭架；d尾架；e砂輪架；f 修整器；g 測量裝置；h 砂輪進給電機；I 修整器進給電機；j 電器框；k工作臺進給電機；l 工件旋轉(zhuǎn)電機；m 潤滑冷卻裝置；n數(shù)控裝置； 總體布局初步設計圖21 E5數(shù)控框 縱向與橫向尺寸的確定1.縱向尺寸工件最大長度 ；頭架長度 ；尾架長度 ；上臺面長度 ；下臺面長度 ；床身長度 ；后床身長度 （考慮砂輪架和修整器大小按經(jīng)驗給定）；整個床身寬度 （視覺效果）；砂輪架中心與機床床身對稱線相距圖22 磨床縱向尺寸2.橫向尺寸1）畫出橫向尺寸床身的V型導軌作為橫向尺寸的基準，畫出床身的平面導軌作為高度尺寸的基準線，根據(jù)確定的工作臺參數(shù)，導軌參數(shù)B1，B2中心畫出左視圖2）確定上，下工作臺厚度和寬度（1）厚度：用類比法上工作臺中心（21）下工作臺 中心 （22）為工作臺導軌的中心距，工作臺導軌選用8075250取 =0.3250=75mm=0.38250=95mm（2）寬度 （33） 3）確定頭，尾架頂尖中心位置頂尖中心安排在V型導軌的中心線上，這樣有利于磨削最小直徑工件的，砂輪架趨近于工作臺不致相碰。缺點是使導軌的承載壓力較大，故常適當加寬V型導軌的寬度。4）確定頭尾架頂尖中心至床身底面的高度H1左右1根據(jù)工人身高，經(jīng)驗。類比取5）工作臺回轉(zhuǎn)中心位置B96）確定機床總高H 所以H取2000mm。2.3.5 砂輪架相關尺寸設計（1）砂輪架導軌（V平導軌）100904001考慮到砂輪的大小及重量與砂輪架的穩(wěn)定性，取L中心=500mm，從而可定出砂輪架的寬度約為600mm，導軌為0.15MPa 的卸荷導軌。圖33 砂輪架的導軌（2）砂輪架橫向行程長度 （34）式中為砂輪架快速進退的行程，一般取。此處取。 （35）安全系數(shù)取0.1足夠（取373）（3）砂輪架高度和長度砂輪架箱體導軌的高度h3，砂輪底板滑臺高度h4，砂輪中心距砂輪底面高度h5，與后床身頂面至平導軌的高度h0，為避免上，下工作臺運動時與箱體相碰，安裝在后床身上的墊板頂面需低于上下工作臺的頂面，同時考慮橫向進給機構穿過床身的位置等，根據(jù)經(jīng)驗 取砂輪架中心距后床身頂面砂輪架底座安裝修整器，內(nèi)有傳動絲桿取后床身進給導軌內(nèi)裝絲桿取圖34 砂輪架的高度和寬度砂輪架底板長度： 取=900mm砂輪架導軌長度取 （4）砂輪架主軸電機的選擇用類比法，砂輪架主軸電機的功率取15kw；計算法 （36） 取2.3.6 頭架相關尺寸的確定長，寬，高：440400411mm1主軸錐孔：莫氏5#錐孔中心高： （37）通過以上計算頭架中心高取180mm 主軸轉(zhuǎn)速 （38）取交流伺服電機選擇用類比法，交流伺服電機選擇IFT5076-DA(D1 18N-M)電機砂輪磨削工件需要的功率 （39）交流伺服電機通過20/38的雙楔齒輪帶傳遞給工件，即 合格主軸不旋轉(zhuǎn)，主軸靠撥盤帶動旋轉(zhuǎn)2.3.7 尾架相關尺寸的確定5#莫氏錐孔中心高180mm，臺面傾斜10直線滾動導軌液壓油缸，頂緊力2.3.8 工作臺要求上，下臺面便于調(diào)整頭尾架，便于安裝滾珠螺母。傾斜10以便于頭尾架定位，冷卻液回流；及使頭尾架不等高時修刮側(cè)面2.3.9 橫向進給機構交流伺服電機-聯(lián)軸器-滾珠絲桿-砂輪架壓力卸荷導軌 壓力油0.15Mpa 卸去壓力V平導軌 砂輪架行程 2.3.10 砂輪修整器伺服電機-絲桿-修整器直線滾動導軌主軸直徑D=50mm，采用液體動壓軸承(16r/min 6.3Mpa)修整速度=修整器直徑 故修整器行程為160mm2.3.11 液壓系統(tǒng)修整器；尾架；量儀（兩個）；潤滑油；床身導軌；砂輪架卸荷導軌；絲桿；直線滾動導軌；間歇2.3.12 電氣部分SIMENS 810G 控制五坐標軸 砂輪架主軸2.3.13 機床保護系統(tǒng)靜壓供油系統(tǒng) 壓力繼電器 壓差發(fā)訊器 液壓控制器 電路延時尾架伸縮油缸靜壓供油系統(tǒng)：設置自動循環(huán)電路，可手動，也可用于腳踏。當工件旋轉(zhuǎn)時，由于互鎖裝置，使起無效。油箱液壓控制數(shù)控系統(tǒng)（在各坐標軸）自診斷與保護功能如：電池電壓低 程序錯誤各坐標軸由行程開關控制最大位移量安全防護罩（砂輪罩，機床前罩）全封閉式導軌面保護 工作臺導軌：不銹鋼可伸縮防護罩 砂輪架導軌：前部：翻板式護罩+橡皮（防水）；后罩：鋼罩。 修整器導軌：折疊式第3章 部件設計（砂輪架）3.1 砂輪架設計的基本要求砂輪架是磨床上用來帶動砂輪作高速旋轉(zhuǎn)的關鍵部件，主要由傳動部件和主軸軸承部分組成，主軸與軸承是砂輪架的主要組成部分，因此對砂輪架設計提出的基本要求也是針對主軸軸承部分的。砂輪架設計應滿足以下幾點基本要求1：1.主軸旋轉(zhuǎn)精度高，旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定；2.主軸軸承系統(tǒng)剛性好；3.振動小，發(fā)熱低，不漏油；4.裝配制造簡單，調(diào)整維修方便。3.2 主軸旋轉(zhuǎn)精度及其提高措施1.砂輪架旋轉(zhuǎn)精度是指主軸前端的徑向跳動和軸向躥動大小，它直接影響工件的表面粗糙度和表面缺陷。一般端面外圓磨床砂輪架允許的徑向和軸向跳動允許誤差取5m10m。2.提高主軸旋轉(zhuǎn)精度的措施（1）選擇合適的主軸軸承：動靜壓軸承；（2）提高主軸的加工精度；（3）正確選擇主軸軸向止推方式：液體靜壓推力軸承。3.3 主軸軸承系統(tǒng)的剛性主軸軸承系統(tǒng)的剛性是指在磨削力或傳動力作用下，主軸軸承抵抗變形的能力。通常以主軸前端的撓度來度量。過低的剛性會降低磨削生產(chǎn)率、加工精度和工件表面的粗糙度，引起直波形和螺旋線缺陷。3.4 砂輪架主軸初步設計1. 砂輪架主軸的強度校核進行軸的強度校核時，應根據(jù)軸的具體受載及應力情況采取相應的計算方法，并恰當?shù)剡x取其許用應力。對砂輪架主軸來說，由于采用了卸荷皮帶輪裝置，砂輪架主軸主要承受扭矩，應該按照扭轉(zhuǎn)強度計算，且在選取許用應力時應該選取較小值。砂輪架主軸材料采用42MnVB，并進行淬火，故選取許用應力為40MP。軸的扭轉(zhuǎn)強度條件為 （41）扭轉(zhuǎn)切應力（單位為MP） 軸所受扭矩（單位為） 軸的扭轉(zhuǎn)截面系數(shù)（單位為） 軸傳遞的功率（單位為KW） 軸的轉(zhuǎn)速（單位為r/mm） 計算界面處的直徑（單位為mm） 許用扭轉(zhuǎn)應力（單位為r/mm）由上式可得軸的直徑為 （42） mm由上述計算可以得知砂輪架最小直徑為31.02mm，考慮到砂輪架的剛度等因素，取主軸的最小直徑為60mm。砂輪架主軸的尺寸如圖41所示。圖31 砂輪架主軸尺寸示意圖3.5 主軸剛度校核1.當量直徑因為是階梯軸，所以用當量直徑法作近似計算當量直徑為： （43）L=140+640+20+32+10=932mm= 89.36mm2.允許撓度允許撓度y=0.0002L 0.0002*660=0.132mm3、計算主軸前端撓度值1 （44）載荷（單位為公斤）（150/9.8） 軸兩端的跨距（單位為厘米）（66.00） 懸伸長度（單位為厘米）（13.2） 材料的彈性模數(shù)（單位為公斤/平方厘米）（21.02） 截面慣性矩（平方厘米） = 0.001cm = 0.01mm又因為y=0.135，0.010.135，即 y，由上述校核可以得知，主軸剛度符合要求。一般存在一個使主軸前端撓度最小，即剛性最好的支承跨距L。由經(jīng)驗得知，L為（36）D時，主軸前端撓度最小，D=120mm，L為360720mm，取L為640mm。3.6 動靜壓軸承靜壓軸承是利用外部油源產(chǎn)生承載能力的油膜軸承，動靜壓混合軸承是一種既綜合了液體動壓和靜壓軸承的優(yōu)點，又克服了兩著缺點的新型多油楔油膜軸承。它利用靜壓軸承的節(jié)流原理，使壓力油腔中產(chǎn)生足夠大的靜壓軸承載力，從而克服了液體動壓軸承啟動和停止時出現(xiàn)的干摩擦造成主軸與軸承磨損現(xiàn)象，提高了主軸和軸承的使用壽命及精度保持性；軸承油腔大多采用淺腔結構，在主軸啟動后，依靠淺腔階梯效應形成的動壓承載力和靜壓承載力疊加，大大地提高了主軸承載能力，而多腔對置結構又極大地增加了主軸剛度；高壓油膜的均化作用和良好的抗振性能，保證了主軸具有很高旋轉(zhuǎn)精度和運轉(zhuǎn)平穩(wěn)性。它的優(yōu)點如下：1.速度和載荷范圍廣，應用范圍廣。動靜壓軸承在零件轉(zhuǎn)速到很高的范圍內(nèi)的 各種相對速度下都能承載，而且載荷范圍大，其承載能力取決于供油壓力，軸承軸頸結構和相對大?。?.油膜剛度高，阻尼大，抗振性好;3.摩擦阻力，磨損小.由于總有一層油膜將相對運動表面隔開，因此摩擦阻力小，磨損小，能長期保持很高的運動精度，壽命長.且對軸承軸頸材料要求也較低;4.主軸回轉(zhuǎn)精度高.動靜壓軸承中靜壓油膜具有良好的糾正軸和軸向跳動;5.安全性好.在萬一供油受阻或切斷時，可利用軸承中動壓效應來承載;6.承載能力高.由于動壓效應，使軸承轉(zhuǎn)速越高承載能力越大，同時軸承還能承受方向不斷變化的動載及瞬時過載;7.穩(wěn)定性好.8.使用較經(jīng)濟.由于動靜壓軸承高速下主要靠動壓承載，故這時供油壓力可相對較小，軸承可設計成較小軸頸，軸承結構簡單，制造精度和材料要求不高。動靜壓軸承需要一套供油系統(tǒng)，潤滑油要經(jīng)過嚴格過濾以保持清潔。目前廣泛應用的是定壓供油系統(tǒng)。一定壓力的壓力油，經(jīng)節(jié)流器流入兩相對運動體間的油腔，通過油腔壓力來平衡外載荷。在定壓供油系統(tǒng)中，節(jié)流器是關鍵部分，它起著限制流入油腔流量的阻尼作用，使油腔壓力僅隨外載荷的變化而變化。靜壓軸承常用的固定節(jié)流器有毛細管和小孔節(jié)流器兩種。本次設計選用毛細管節(jié)流器。動靜壓軸承廣泛用于高速精密設備中.目前，在改造舊精密磨削設備方面，用得較多的是北京中航設備改造廠的WMB型表面節(jié)流液體動靜壓混合軸承。砂輪架主軸的軸向定位采用軸向止推靜壓軸承。軸向止推軸承由兩個相對的環(huán)形油腔構成。軸上具有臺肩以形成承載面。軸承的間隙通過修磨調(diào)整墊圈的厚度來保證。3.7 傳動裝置設計為了提高主軸的旋轉(zhuǎn)精度，皮帶輪不直接裝在主軸上，而是裝在單獨的支架上，并用花鍵套帶動主軸旋轉(zhuǎn)，即采用卸荷皮帶輪的方案，如圖42所示。這個方案的優(yōu)點是，減少了主軸的變形，同時還提高了承載能力。圖32 卸荷皮帶輪1.電動機的選擇= （2.358.82）+3.8 = 12.62kw通過以上計算，取=15kw，選擇Y100L4型電動機2.皮帶設計因為多楔帶兼有V帶和平帶的優(yōu)點，外輪廓尺寸小，比V型帶傳動平穩(wěn)，所以皮帶采用多楔帶5。多楔帶以平帶為基體，內(nèi)表面有等距離縱向楔型的環(huán)形帶傳動。工作面為楔側(cè)面，有橡膠和聚氨酯兩種5。1）皮帶材料的選用皮帶材料選用聚氨酯。2）設計計算已知小帶輪轉(zhuǎn)速，即 =1500r/min，傳動比i=2.5；（1）計算功率由機械設計表8.7查得，工作情況系數(shù)為1.1，故 （45）（2）由和選擇帶型由于=16.5kw，=1500r/min，查表后可知，取帶型為L型。（3）確定帶輪基準直徑由金屬切削機床設計簡明手冊表443，取主動輪基準直徑=80mm。，由此得。（4）驗算帶速 （46）= 6.28 m/s 30 m/s，所以帶速合格。（5）初定軸向間距由公式（45）0.7（+） 2（+）， （47）可知196 560，取=400。（6）所需基準帶長 （48）=1248.82mm由金屬切削機床設計簡明手冊表45，取相近的基準帶長= 1250 mm6。（7）實際軸向間距 （49）= 401.18mm所以皮帶的實際軸向間距取401mm。（8）多楔帶每楔的基本額定功率由金屬切削機床設計簡明手冊表440，可以查得0.34kw。（9）小帶輪的包角 （410）162.85（10）多楔帶楔數(shù)的確定 （411）其中查表得，代入的計算公式中，得0.849kw。又已知0.955，1.00，得：由此可以確定，取Z15。3.帶輪設計1）帶輪設計的要求：（1）質(zhì)量小，結構工藝性好，無過大的鑄造應力；（2）質(zhì)量分布均勻，轉(zhuǎn)速高時要經(jīng)過動平衡校證；（3）槽輪工作面要經(jīng)過精細加工，以減少帶的磨損；（4）輪槽的尺寸和角度應有一定的精度，以使載荷分布均勻。2）帶輪的材料選用帶輪的材料選用HT200。 3）帶輪的結構（1）小帶輪直徑（d為軸的直徑），所以采用實心式。（2）大帶輪 300，所以采用腹板式結構。4）小帶輪的結構尺寸圖33 小帶輪的結構尺寸 （312）其中帶輪的外徑， 軸的直徑， 基準線上槽深。 （413），圓整后得165mm （414）， （415）其中多楔帶的楔數(shù)，多楔帶的槽間距，第一槽對稱面到端面的距離。5）大帶輪的結構尺寸圖34 大帶輪的結構尺寸第4章 數(shù)控系統(tǒng)設計4.1 概述任何一個數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分構成，硬件是組成系統(tǒng)的基礎，軟件是系統(tǒng)的靈魂。有了硬件和軟件和配合才能有效的完成系統(tǒng)的使命。硬件電路的可靠性直接影響到數(shù)控系統(tǒng)的性能指標。本設計中要求砂輪架自動橫向進給（X）和工作臺縱向進給（Y）在兩坐標進行控制。對磨床工作過程進行分析：其調(diào)整過程有裝工件，手動退出，手動快進，對刀，手動快退；自動調(diào)整過程有設置磨削量，快進，工進，快退。該磨床的砂輪架橫向進給機構和工作臺縱向進給實行數(shù)控，主要的使用要求和功能如下：要有兩個步進電機分別驅(qū)動砂輪和工作臺。1對液壓進行控制。2對冷卻液進行控制。3砂輪主軸電機控制。4頭架主軸電機啟?？刂?。5手動及其方向控制。6手動快進和快退。7工作方式。8鍵盤與顯示。9工作臺限位。10報警。11急停。根據(jù)以上要求來確定硬件電路方案。4.2 確定硬件電路總體方案機床數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路概括起來由以下四部分組成，如圖5.1所示。（1）主控制器，即中央處理單元CPU。（2）總線，包括數(shù)據(jù)總線（DB），地址總線（AB）和控制總線（CB）。（3）儲存器，包括只讀可編程程序儲存器（ROM）和隨機讀寫數(shù)據(jù)儲存器（RAM）。4接口，即I/O 輸入/輸出接口電路。5.1 數(shù)控系統(tǒng)硬件框圖1.主控制器CPU的選擇 在一般二坐標聯(lián)動的數(shù)據(jù)控系統(tǒng)中，推薦采用MCS-51系列單片機作為主控制器。MCS-51系列單片機主要有三種型號的產(chǎn)品：8031，8051和8751。該系列產(chǎn)品是集中CPU，I/O端口及部分RAM為一體的功能性很強的控制器。目前，工業(yè)控制中應用最多的是8031單片機。本設計中也采用8031單片機。它是一個具有40根引腳的雙列直差式器件，其基本特征有：（1）具有8位中央處理單元CPU（2）片內(nèi)有時鐘發(fā)生電路（3）具有128個字節(jié)的RAM（4）具有21個特殊功能寄存器（5）可尋址64K字節(jié)的外部數(shù)據(jù)存儲器和64K字節(jié)的外部程序存儲器（6）具有4個I/O接口，32根I/O線（7）具有兩個16位定時器/計數(shù)器（8）具有5個中斷源，配備兩個優(yōu)先級別（9）具有一個全雙功能串行接口（10）具有位尋址能力，適用邏輯運算8031片內(nèi)沒有程序存儲器，僅有片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器。2.數(shù)據(jù)存儲器的擴展由于8031內(nèi)部RAM只有128字節(jié)，不能滿足系統(tǒng)的要求，需擴展片外的數(shù)據(jù)存儲器。單片機應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲器擴展電路一般采用6/16和6264表態(tài)RAM數(shù)據(jù)存儲器，其選用規(guī)則與EPROM程序存儲器的要求相同。在本設計中選用6264為數(shù)據(jù)存儲器的擴展芯片。容量為8K。擴展6264框圖如下3.I/O口擴展電路設計8031單片機共有四個八位并行I/O口，但可供用戶使用的只有口及口。因此要進行I/O接口的擴展。 本設計中采用通用的可編程接口芯片8255A。它是有A，B。C三個可編程功能的8位I/O接口，有40個引腳的雙列直插式RAM/IO/CTC擴展器。由8255A自單片機接受地址址信息，控制信息，在數(shù)據(jù)總線與端口間傳送數(shù)據(jù)狀態(tài)控制信號。圖4.3擴展6264框圖由于一塊8255A可提供24個I/O口，而本設計中經(jīng)過分析，使用要求須四十幾個口，所以本設計中采用三片8255A芯片，其中一塊芯片作為鍵盤，顯示接口電路。根據(jù)以上控制需要分配這些接口：（1）OUTPUT：控制砂輪架進給五相步進電機- 控制工作臺進給五相步進電機- 工件頭架旋轉(zhuǎn)（C）異步電機-線圈觸點占1位 砂輪旋轉(zhuǎn)（F）異步電機-線圈觸點占1位 液壓泵異步電機（，）-線圈觸點占3位 液壓繼電器（，）-線圈觸點占3位（2）OUTPUT： 限位開關（，） 口 零位開關（，）（3）I/O（面板）： 鍵盤4*7=28 口 顯示器 米字形 口 手動按鈕（，F(xiàn) C ） 啟動/暫停 警報 急停 （5）波段開關（編輯，自動，手動）由上述可知：共使用了三片8255A芯片，其中還剩余口（八位）可以利用。 總線連接數(shù)據(jù)總線（DB） 口為數(shù)據(jù)I/O口，數(shù)據(jù)總線由它連接各芯片數(shù)據(jù)I/O口。地址總線（AB） 設計中一共使用了一片TAM（8K），一片TOM（8K），三片8255A。必須對這些擴展部分實行統(tǒng)一編址。 2764EPROM 8K= 需13條地址線 6264RAM 8K= 需13條地址線但由于訪問片外TOM與訪問片外RAM所以用控制線不同，且與，不會同時有效，所以兩者地址可以完全重疊。用口八位地位地址。五位高地址。2764EPROM與三片8255A I/O接口芯片可用2-4譯碼器74LS32進行片選。由，兩位控制片選結果。 EPRAM6264 0 0 EPRAM62640 0 8255A（1） 1 0 8255A（2） 1 1 8255A（3）由此，可得地址分派如下： 000000FFH RAM6264 000000FFH ROM2764 000101FFH 8255A（1） 000202FFH 8255A（2） 000203FFH 8255A（3）圖4.4接口框圖5.鍵盤，顯示接口電路圖4.5鍵盤和顯示接口電路如圖4.5所示，本數(shù)控系統(tǒng)采用行列式鍵盤，即用I/O口線組成行列結構，按鍵設置在行列的交點上。使用的顯示器為16段米字管和LED（發(fā)光二極管顯示器）。采用8255A接口芯片管理鍵盤，顯示器電路。它由4*7鍵和7位LED顯示器組成。鍵盤，顯示器接口電路圖：8031的口作數(shù)據(jù)輸出，用與端口選址，兩片8255A的與，左上8255A芯片的與右下8255A的一起組成4*7鍵盤掃描線，右下8255A的PB口用于查詢8個限位開關的狀態(tài)。6.8031與控制電機與電液閥8255A的聯(lián)接其它輔助電路設計圖4.6輔助電路 8031的口向8255A輸出八位數(shù)據(jù)以控制電機和液壓閥。鎖存器出來的與，以進行端口尋址。與控制8255A的讀寫?？诘目刂埔晃逑嗖竭M電機，控制另一步進電機?？刂扑膫€異步電機的啟停，控制液壓閥。加光電隔離器以屏蔽電磁干擾。7.步進電機驅(qū)動電路步進電機驅(qū)動電路如圖4.7所示，由四部分組成。在步進電機驅(qū)動中，一般在接口電路與功率放大器之間要加上隔離電路，實現(xiàn)電氣隔離。圖4.7步進電機驅(qū)動電路助第5章 液壓系統(tǒng)設計5.1 概述磨床通常以電動機作為動力，由它帶動機械，液壓傳動系統(tǒng)完成機床的各種運動，再通過電器，液壓系統(tǒng)控制這些運動之間的轉(zhuǎn)換和先后順序及其聯(lián)系。5.2 液壓傳動設計1.液壓工作原理1）液壓傳動的特征與機械傳動相比，它是用具有壓力的油作為介質(zhì)，經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換來實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)運動或直線運動的：電動機帶動油泵 壓力油 液壓機（旋轉(zhuǎn)運動） 油缸（直線運動）因此，整個液壓傳動系統(tǒng)由四部分組成：（1）動力部分油泵（2）執(zhí)行部分液壓機或油缸（3）控制部分方向閥，節(jié)流閥，壓力閥（4）輔助部分油管，壓力表，蓄能器，壓力繼電器等在上述液壓傳動過程中，壓力油應密封在油管內(nèi)，如果不密封，油就不能形成壓力，也無法起傳動作用。另外，油所處的容積還要不斷的變化，容積不變化，油泵就不能吸油與排油，油缸不能移動，也不能完成傳動作用。磨床的液壓傳動，就是利用容積的變化來完成其動作的。2）液壓傳動的兩個重要參數(shù)壓力，流量（1）液體壓力與負載的關系：齒輪油泵的供油壓力，隨著工作臺受到的負載大小正變化。負載大，壓力大；負載小，壓力小。（2）液體流量也速度的關系進入油缸的流量越多，工作臺速度就越快，定量油泵的流量要大于工作臺最大速度所需的流量。（3）壓力與流量的關系a.油泵的壓力與流量關系齒輪油泵并不是一旋轉(zhuǎn)就打出壓力油來的，必須要在油泵出油口加負載，并且壓力隨負載變化而變化。b.管路中的壓力與流量的關系在管路中流動的油液，壓力（實際上是壓力差）流量與液阻密切相關，液阻增大，壓力差增大或流量減小。3）液壓傳動采用的符號在繪制液壓傳動系統(tǒng)原理圖時，液壓元件的符號常采用結構符號或職能符號來表示。結構符號近似于實物的結構，直觀性強，容易理解，但繪制麻煩。職能符號只表示元件的作用，不能表示出結構，繪制迅速方便，已列入國標。2.液壓系統(tǒng)的傳動設計在實際工作中有以下幾個步驟：1.按照機床的每一個動作要求來擬訂相應的液壓回路。2.按照機床的工作循環(huán)方框圖，將各個回路合并成系統(tǒng)，畫出液壓傳動系統(tǒng)原理圖。3.按照機床動作所要求的速度和作用的力等進行計算。4.選用標準的或設計專用的液壓元件，并按照機床布局來確定各元件的組合形式，進行閥板設計。5.繪制液壓元件的連接總圖油路裝配圖。上述步驟是相互聯(lián)系交替進行的，往往需要幾次反復，才能完成。3.機床需要的液壓部分1）機床測量儀的進給和退出，徑向測量儀的垂直橫向進給和退出，尾架的松開；2）潤滑部分。a.床身的滾珠絲桿b.砂輪架的滾珠絲桿c.砂輪修整器的滾珠絲桿