机械设计制造及其自动化--课程设计讲解
机械设计制造及其自动化的专业课程
机械设计制造及其自动化的专业课程一、引言机械设计制造及其自动化是一个涉及机械、电气、计算机等多个领域的专业课程，它是机械工程专业的核心课程之一，也是工科类学生必修的重要课程之一。
本文将从以下几个方面对该专业课程进行详细介绍。
二、课程概述1. 课程名称：机械设计制造及其自动化；2. 学时安排：理论学时为48学时，实验学时为32学时；3. 适用对象：主要面向机械工程专业和相关专业的本科生；4. 课程目标：通过本门课程的学习，使学生掌握机械设计制造及其自动化的基本理论和方法，具备解决实际问题的能力和技能。
三、教学内容1. 机械设计基础知识：包括材料力学、热力学、流体力学等基础知识；2. 机械零件设计：包括零件图样的绘制、尺寸与公差控制等内容；3. 机构设计：包括连杆机构、齿轮传动等内容；4. 设计软件应用：包括AutoCAD、SolidWorks、Pro/E等常用设计软件的应用；5. 数控加工：包括数控加工技术和数控编程等内容；6. 自动化控制：包括PLC、传感器、伺服电机等自动化控制系统的基本原理和应用。
四、教学方法1. 理论教学：通过课堂讲解、PPT演示等方式，向学生传授相关知识；2. 实验教学：通过实验操作，让学生亲身体验机械设计制造及其自动化的过程，培养实际操作能力；3. 课程设计：通过小组合作完成课程设计任务，让学生在实践中巩固所学知识。
五、考核方式1. 平时成绩：包括出勤情况、作业完成情况等；2. 实验成绩：根据实验操作情况及报告书质量评定；3. 期末考试：主要考察学生对整个课程的理解和掌握情况。
六、教材推荐1. 《机械设计手册》（第二版）李明著，机械工业出版社；2. 《机械制图及CAD》（第二版）胡晓鹏著，机械工业出版社；3. 《数控技术基础》王锐著，机械工业出版社。
七、学习体会机械设计制造及其自动化是一门非常重要的专业课程，它涵盖了机械、电气、计算机等多个领域的知识。
在学习过程中，我深刻地认识到了机械设计制造及其自动化在现代工业生产中的重要性，并掌握了一些实用的技能和方法。
机械设计制造及其自动化课程设计
机械设计制造及其自动化课程设计背景机械设计制造及其自动化是机械工程专业的一门重要课程，旨在培养学生具备机械系统的设计、制造和控制能力。
在本课程设计中，我们将结合机械设计与制造自动化的实际应用，进行课程设计。
设计目标本课程设计的主要目标是提高学生的综合能力，实现以下目标：1.提高学生的机械设计和制造的能力，培养学生的设计思维和创新能力。
2.增加学生对机械制造自动化的认识和应用能力。
3.培养学生的团队协作能力和组织管理能力。
设计内容课程大纲本课程共分为三个部分：第一部分•课程简介•机械设计方案的概念和原则•机械产品的设计和制造流程•机械零部件的设计和制造•机械结构的设计和制造•数字化设计和制造（CAD/CAM/CAE）•机械工艺自动化的概念和原则•机器人及其应用于制造工业中的优势•智能化制造的概念和新技术•借助智能化制造提高效率和质量第三部分•课程设计•团队协作和组织管理能力培养•课程总结课程设计本课程设计需要学生分为多个小组，在指导老师的帮助下完成多个任务。
分别是：任务一基于学生自己的想法和创意，提出一款机械设计产品，包含机械产品的设计和制造方案。
任务二基于第一任务中的机械产品，学生团队需要进行相关的机械产品分析，发现存在的问题，为第三任务中的改进提供必要依据。
任务三根据第二任务中的分析结果，完善机械产品的设计方案，结合数字化设计和制造技术的应用，实现优化设计和制造。
针对第三任务中的优化设计和制造方案，学生团队需要对产品进行实验研究，实现实现证明设计的可行性和质量。
任务五基于第四任务中的实验结果，学生团队需要分析实验中存在的问题，并进行设计及制造改进。
任务六最后，学生团队需要对整个课程的设计、制造和实验过程进行总结，并向其他团队汇报设计成果和制造经验。
结论本课程设计在机械设计、制造和自动化技术的应用方面，着重培养了学生的创新思维、组织协作和实验技能，提高了学生的综合能力。
同时，通过实际操作，学生可以更好地掌握机械设计、制造和自动化技术，丰富了知识储备，提高了学生的应用能力。
机械设计制造及其自动化课程设计
机械设计制造及其自动化课程设计一、引言机械设计制造及其自动化课程是工科学生必修的专业课程之一。
本课程旨在培养学生对机械设计制造领域的基本理论与实际应用的能力。
在课程学习的过程中，进行一次完整的课程设计是必不可少的一环。
本文将对机械设计制造及其自动化课程设计的步骤和注意事项进行介绍和总结。
二、课程设计步骤1. 需求分析在进行机械设计制造及其自动化课程设计之前，首先需要明确项目的需求和目标。
通过与教师的沟通和了解，确定设计项目的任务和要求，明确设计的范围、目标和限制。
2. 背景调研在明确需求后，进行背景调研是为了更好地了解相关领域的现状和前沿技术。
通过查阅相关文献、调查市场现状、参观企业等方式，了解机械设计制造领域的最新发展，并将这些信息融入到课程设计中。
3. 初步方案设计在进行初步方案设计之前，需要对机械设计制造的基本理论和自动化技术进行深入学习。
在掌握相关知识后，根据需求和背景调研的结果，设计出初步的方案。
这个阶段需要充分发挥创造力，结合实际情况，确定设计的方向和具体设计的内容。
4. 系统设计在初步方案确定后，开始进行系统设计。
系统设计是将初步方案进行细化，并进行工程参数的计算和确定。
需要结合机械原理、自动化技术和相关工程知识，确保设计的可行性和有效性。
5. 详细设计在系统设计完成后，进行详细设计。
详细设计是将系统设计的结果进行精确化，并确定具体的零部件尺寸、工艺和材料。
在这个阶段需要进行严谨的计算和分析，确保设计的合理性和可靠性。
6. 制造和装配在详细设计完成后，进行制造和装配。
根据设计结果，制造相关零部件，并进行装配和测试。
这个阶段需要团队合作，借助各种加工和测试设备，确保设计结果的实现和验证。
7. 试验和改进在制造和装配完成后，进行试验和改进。
通过试验验证设计的性能和效果，并根据试验结果进行改进和优化。
通过不断的试验和改进，确保最终的设计结果达到预期的要求。
8. 成果展示最后，在试验和改进完成后，进行成果展示。
机械设计制造及其自动化专业课程设计
课程设计说明书专业：机械设计制造及其自动化题目：成形车刀及矩形花键拉刀设计目录前言--------------------------------------- （4）1.金属切削刀具课程设计的目的---------------- （5）2.设计内容和要求--------------------------- （5）3.成形车刀的设计3.1 前 言----------------------------- （6） 3.2 结构参数的选择及计算--------------- （6） 3.2.1选择刀具的材料-------------------- （6） 3.2.2选择前角和后角-------------------- （6） 3.2.3画出刀具廓型计算图，附打印B4纸--- （6）3.2.4 计算切削刃总宽度Lc ，并校验d Lcmin 之值 --------------------------------- （8） 3.2.5 确定结构尺寸--------------------- （8） 3.2.6 用计算法求出N-N 剖面内刀具廓型上各点至点1 所在后刀面的垂直距离Px.---------------- （8） 3.2.7 廓形深度公差--------------------- （8） 3.2.8 检验最小后角--------------------- （8） 3.3绘制成形车刀------------------------ （9） 4.矩形花键拉刀设计4.1前言---------------------------------- (9) 4.2选定刀具类型和材料的依据-------------- （12） 4.2.1选择刀具的类型---------------------- (12)4.2.2正确选择刀具材料-------------------- （12） 4.3刀具结构参数、几何参数的选择和设计---- （12）4.3.1选择拉刀材料及热处理硬度------------ （12）4.3.2 拟订拉削余量切除顺序和拉削方式----- （12）4.3.3 选择切削几何参数------------------- （12）4.3.4 确定校准齿直径-------------------- （13）4.3.5 计算倒角齿参数-------------------- （13）4.3.6 计算拉削余量---------------------- （13）4.3.7 选择齿升量------------------------ （13）4.3.8 设计容屑槽------------------------ （13）4.3.9 花键齿截形设计-------------------- （14）4.3.10 确定分屑槽参数------------------- （14）4.3.11 选择拉刀前柄--------------------- （14）4.3.12 校验拉刀强度--------------------- （15）4.3.13 确定拉刀齿数及每齿直径----------- （15）4.3.14 拉刀齿部长度--------------------- （17）4.3.15 设计拉刀其他部分--------------- （18）4.3.16拉刀总长及其校验----------------- （18）4.4 绘制成形花键拉刀图------------------ （18）总结-------------------------------- （19）致谢-------------------------------- （20）参考文献------------------------------- （20）刀具课程设计说明书前言大学三年的学习即将结束，在我们即将进入大四,踏入社会之前，通过课程设计来检查和考验我们在这几年中的所学，同时对于我们自身来说，这次课程设计很贴切地把一些实践性的东西引入我们的设计中和平时所学的理论知识相关联。
机械及其自动化课程设计
机械及其自动化课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握机械及其自动化的基本概念、原理和应用，提高学生的科学素养和工程实践能力。
具体来说，知识目标包括：了解机械及其自动化的定义、发展历程和主要技术；掌握机械系统的基本构成和原理；了解自动化控制系统的基本概念和应用。
技能目标包括：能够运用所学知识分析、解决机械及其自动化方面的问题；能够进行简单的机械设计、调试和维护；能够运用自动化控制技术解决实际问题。
情感态度价值观目标包括：培养学生对机械及其自动化的兴趣和好奇心，提高学生对科学技术的认同感和自豪感；培养学生团队合作、创新思维和持续学习的意识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括机械及其自动化的基本概念、原理和应用。
具体包括以下几个方面：1. 机械及其自动化的定义和发展历程；2. 机械系统的基本构成和原理；3. 自动化控制系统的基本概念和应用。
教学过程中，将结合教材和实际案例进行讲解，引导学生理解和掌握相关知识。
三、教学方法为了提高教学效果，本节课将采用多种教学方法相结合的方式。
包括：1. 讲授法：通过讲解机械及其自动化的基本概念、原理和应用，使学生掌握相关知识；2. 案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解机械及其自动化的应用；3. 实验法：安排实验环节，使学生亲自动手操作，加深对知识的理解和掌握；4. 讨论法：学生进行分组讨论，培养学生的团队合作和创新思维能力。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本节课将准备以下教学资源：1. 教材：选用权威、实用的教材，为学生提供系统的学习资料；2. 参考书：提供相关领域的参考书籍，丰富学生的知识体系；3. 多媒体资料：制作课件、动画等多媒体资料，生动形象地展示机械及其自动化的原理和应用；4. 实验设备：准备实验所需的设备器材，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的方式，以全面、客观地评价学生的学习成果。
评估方式包括：1. 平时表现：通过观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况，评估学生的学习态度和理解能力；2. 作业：布置相关的作业，要求学生按时完成，通过作业的完成质量评估学生的掌握程度；3. 考试：安排一次考试，测试学生对知识的掌握和应用能力。
机械制造及其自动化课程设计
机械制造及其自动化课程设计1. 引言机械制造及其自动化是现代工程学科中的重要组成部分，涉及到机械设计、工艺规划、自动化控制等多个领域。
通过对这门课程的学习和实践，学生可以掌握机械制造的基本原理和方法，并能够设计、分析和优化机械系统。
本文档旨在介绍机械制造及其自动化课程设计的内容和要求，帮助学生了解课程设计的目标和具体步骤。
2. 课程设计目标机械制造及其自动化课程设计的主要目标是培养学生以下能力：•系统性思维能力：学生能够从系统的角度对机械制造过程进行分析和设计，了解各个环节的相互关系和影响。
•设计能力：学生能够根据机械系统的需求进行设计，包括制定设计方案、绘制工程图纸、选择合适的材料和加工工艺等。
•实践能力：学生能够运用所学知识和技能，在实验室或工程实践中进行机械制造和自动化控制的实践操作。
3. 课程设计内容机械制造及其自动化课程设计的内容包括以下几个方面：•设计方案的制定：学生需要根据给定的机械系统需求，制定相应的设计方案，包括系统结构、工作原理、主要技术指标等。
•工程图纸的绘制：学生需要使用CAD软件进行机械零部件的工程图纸绘制，包括三视图、剖视图、装配图等。
•材料和加工工艺的选择：学生需要根据设计要求，选择合适的材料和加工工艺，包括材料的机械性能、加工工艺的可行性等。
•设备和工具的选择：学生需要选择合适的设备和工具来完成机械制造和自动化控制实验，包括数控机床、传感器、执行机构等。
•实验设计和操作：学生需要设计实验方案，完成实验操作，并进行数据采集和分析，以验证设计方案的可行性和有效性。
4. 课程设计步骤机械制造及其自动化课程设计一般包括以下几个步骤：1.确定课程设计题目：根据教师的要求，选择合适的课程设计题目，可以是基于现有机械系统的改进设计，也可以是创新性的设计。
2.制定设计方案：根据题目要求，制定机械系统的设计方案，包括系统结构、工作原理、主要技术指标等。
3.绘制工程图纸：使用CAD软件，绘制机械零部件的工程图纸，包括三视图、剖视图、装配图等。
机械设计制造及其自动化专业 教学大纲
机械设计制造及其自动化专业教学大纲引言机械设计制造及其自动化是一门系统性较强的工程学科，随着工业自动化和智能制造的快速发展，机械设计制造及其自动化专业的教学也越来越重要。
本文将介绍机械设计制造及其自动化专业的教学大纲，其中包括课程设置、教学目标以及教学方法等内容。
课程设置1.机械制图与CAD技术：通过学习机械制图和CAD技术，学生将掌握绘制和修改机械零件图、装配图和工程图的能力。
2.机械设计原理：该课程主要介绍机械设计的基本原理和设计方法，包括受力分析、零件选用、设计计算等内容。
3.机械制造工艺学：学习机械零件加工的基本工艺和方法，掌握常见的加工设备和工艺流程。
4.数控技术与应用：介绍数控技术的原理和应用，培养学生的数控编程和操作能力。
5.机器人技术与应用：学习机器人的基本构造和工作原理，了解机器人在制造业、服务业等领域的应用。
6.自动化仪表与检测技术：介绍自动化仪表和检测技术的原理和应用，培养学生的仪表检测能力。
教学目标1.理论知识：学生应通过学习，掌握机械设计制造及其自动化领域的基本理论知识，了解行业发展趋势和最新技术，具备较强的理论基础。
2.技术能力：学生应通过实践训练，掌握机械设计制造及其自动化的基本技能，包括机械零件的设计、加工和装配等方面，具备一定的实际操作能力。
3.解决问题的能力：学生应通过工程实践，培养解决复杂问题的能力，包括受力分析、设计计算和工艺优化等方面。
4.创新精神：学生应具备创新意识和创新能力，能够应对工程项目中的挑战，提出创新的解决方案。
教学方法1.理论讲授：通过理论课讲授基本原理和知识点，引导学生理解和掌握相关知识。
2.实验和实习：设置实验和实习环节，让学生亲自动手操作相关设备和工具，培养实际操作能力。
3.课程设计：组织学生进行课程设计或工程实践项目，培养学生的综合能力和团队协作精神。
4.学术讲座：组织专家学者进行学术讲座，介绍最新的技术和研究进展，拓宽学生的视野。
机械设计制造及其自动化课程设计
机械设计制造及其自动化课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握机械设计制造及其自动化领域的基本理论、方法和应用，培养学生具备一定的创新能力和实践能力，提高学生在机械设计制造及其自动化领域的综合素质。
1.掌握机械设计制造及其自动化的基本概念、原理和方法。
2.熟悉机械设计制造及其自动化领域的最新发展动态。
3.了解机械设计制造及其自动化在各行各业中的应用。
4.能够运用所学知识进行简单的机械设计制造及其自动化系统的设计和分析。
5.具备一定的机械制造工艺规划和实施能力。
6.能够运用现代制造技术进行机械产品的生产和管理。
情感态度价值观目标：1.培养学生对机械设计制造及其自动化领域的热爱和敬业精神。
2.增强学生的团队协作意识和沟通能力。
3.培养学生的创新意识和持续学习的能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括机械设计制造及其自动化的基本理论、方法和应用。
1.机械设计制造基本原理：包括机械设计的基本原则、方法和步骤，机械制造的基本工艺和设备。
2.自动化技术及其应用：包括自动化控制系统的基本原理、传感器和执行器的工作原理及应用，自动化设备及其系统的设计和实施。
3.机械制造工艺规划与实施：包括机械制造工艺的基本概念、方法和步骤，机械制造工艺参数的计算和优化，机械制造工艺装备的选择和设计。
4.现代制造技术及其应用：包括计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、数控加工技术、快速原型技术等。
5.机械设计制造及其自动化领域的最新发展动态：包括新型机械结构设计、智能化制造技术、绿色制造技术等。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握机械设计制造及其自动化的基本理论、方法和应用。
2.案例分析法：通过分析典型机械设计制造及其自动化应用案例，使学生了解实际工程中的应用和挑战。
3.实验法：通过实验操作，使学生掌握机械设计制造及其自动化系统的设计和分析方法，提高学生的实践能力。
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机械制造及其自动化专业（本科）课程设计课程设计题目：普通车床C6132数控化改造学生姓名：学生学号： 1分校（教学点）：指导教师姓名：课程设计开始时间：2015 年9 月课程设计提交日期： 2015 年 10 月 20日电大开放教育2011级（春）专业（本科）课程设计成绩评定表说明：1.答辩小组应填写评价意见，小组成员均应签名（盖章）。
答辩小组不应少于3人。
2.此表附于封面之后。
3.此表由分校、工作站自行复制。
目录一、绪论 (1)二、设计任务与总体方案确定 (1)1、设计任务 (1)2、总体设计方案确定 (1)3、CA6140车床数控改造 (2)三、数控系统的硬件设计 (4)1、用户加工程序存储器、串口电路的设计 (4)2、键盘/显示子系统的设计 (4)3、I/O接口的设计 (5)4、电动刀架控制接口 (6)5、限位保护控制接口 (6)6、可编程序控制器 (6)四、数控系统的软件设计 (7)1、数控系统监控程序的设计 (7)2、步进电机的速度控制和升/降速控制 (7)五、结束语 (10)参考文献 (11)摘要机械产品的性能和质量不断提高，对机床不仅要求具有高的精度和生产效率，耐用、灵活、通用，还能迅速适应加工零件的变换。
为了节约资金，充分利用现有设备，普通机床的数控化改造十分必要,经改造后的车床不仅提高了加工精度而且提高了工作效率，为机械加工制造创造了有利的条件。
本文将普通机床改造为数控机床的技术从设计任务与总体方案确定、数控系统的硬件设计、数控系统的软件设计三个方面进行了阐述。
从设计理念到设计思想，从设计方案到设计图，从理论数据到具体数据，从理论到实践，从硬件设计到软件设计，都进行了反复的推理论证，在实验过程来看，基本上达到了设计改造的要求。
不仅提高了加工精度，而且操作方便，大大将低了工人的劳动强度。
为普通车床在再利用找到了途径。
关键词：车床；数控化；改造；设计普通车床C6132数控化改造一、绪论我国工业化进程加快，社会生产和科学技术迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，对机床不仅要求具有高的精度和生产效率，耐用、灵活、通用，还能迅速适应加工零件的变换。
为此，数控机床这种灵活而高效的自动化机床应运而生，并随电子、自动化、计算机和精密测试等技术的发展在机械制造业中得到越来越广泛的应用。
近年来，我国实行改革开放，从国外引进了数控机床技术，并加强数控技术的开发、生产及使用，越来越多的企业希望利用数控机床生产，更新设备。
为了节约资金，充分利用现有设备，普通机床的数控化改造十分必要，其必要性主要有下面几个方面：1、数控机床价格昂贵，一次性投资巨大，对中小型企业是心有余而力不足。
2、目前各企业均有大量普通机床，完全用数控机床替换根本不可能，一是耗资巨大，二是现有机床被替换后闲置造成浪费。
因此，普通机床的数控化改造十分必要，而且大有可为，尤其对一些中小企业更是如此。
二、设计任务与总体方案确定1、设计任务利用微机对纵、横进给系统进行开环控制。
本设计任务是对CA6132普通车床进行数控改造。
其横向最小单位设定量为0.005mm，纵向最小单位设定量为0.01mm。
即横向脉冲当量为0.005mm/脉冲，纵向脉冲当量为0.01mm/脉冲。
改造后具有外圆端面加工，具有警停、暂停、单步及连续加工等操作功能，可以实现两坐标联动、自动换刀，且改造后的各项加工精度不低于原机床的加工精度。
驱动元件采用直流步进电机，传动系统采用滚珠丝杠。
2、总体设计方案确定CA6132型普通车床适用于各种车削加工工作，如车削内外圆柱面、圆锥面、端面及其它旋转面，车削各种螺纹——公制、英制、模数和径节，并能进行钻孔、铰孔和切槽等工作。
主电动机功率：4KW 机床的工作精度：0.01mm精车端面平面度：0.025/400mm 表面粗糙度：Ra2.5~1.25um 一般数控车床的基本组成部分如图一所示。
根据以上资料和数控车床的改造经验，确定总体设计方案为：采用微机对数据进行计算处理，由I/O接口步进脉冲，经一级齿轮减速后，带动滚珠丝杆转动，从而实现纵向、横向的进给运动。
VI（或XI）处装上一个脉冲发生器，用它发出脉冲使步进电机准确地配合主轴旋转产生进给运动实现螺纹加工功能（即主轴转一转，车刀移动一个被车工件的螺距）。
将刀架换上一具自动转动刀架，以数控转换刀具进行切削加工，实现自动换刀要求。
其总体布置见图纸3、CA6140车床数控改造纵向进给机构的改造。
拆除原机床进给箱和溜板箱，利用原机床进箱的安装孔和销钉孔安装齿轮箱体。
滚珠丝杠仍安装在原丝杠的位置，两端仍采用原固定方式。
由于滚珠丝杠的摩擦系数小于原丝杠，故纵向进给装置整体刚度增大。
横向进给机构改造。
保留原手动机构，用于微进给和机床刀具对零操作，原有的支承结构也保留。
步进电机——齿轮箱体安装在拖板后方。
为便于安装滚珠丝杠副，丝杠轴不是整体的，而采用分移式，然后用套筒刚性联接。
纵、横向进给机构都采用一级齿轮减速，并采用22片齿轮错齿法消除间隙。
双片齿轮错齿法这种消除齿侧隙的一对啮合齿轮中，其中一个是宽齿轮，另一具是把两薄片组成的齿轮，同时采取措施使一个薄片齿轮的齿左侧和另一个薄片齿轮的齿右侧，分别紧贴在宽齿轮的齿槽左、右两侧，这样错齿后就消除了齿侧隙，反向时不会出现死区，采用的措施为可调拉簧式，弹簧所受张力大小可用螺母调节螺钉的伸出长度，调整好后再用螺母锁紧，从而消除间隙。
这样提高了系统的传动精度，减小了转角误差。
纵向齿轮箱和溜板箱，脉冲信号发生器均加外罩，以保持机床美观，在溜板箱上安装纵、横向快速进给按钮和急停按钮，以适应机床调整时的操作需要和遇到意外情况时紧急处理的需要。
由此计算如表1所示。
由表1数据与FZ=152.76kgf 对照，得到时切削深度ap=2mm ，走刀量f=0.3mm 。
由于在一般外圆车削时： Fx=（0.1~0.6）Fz Fr=（0.15~0.7）Fz因此取 Fx=0.5Fz=0.5×152.76=76.38kgfFy=0.6Fz=0.6×152.76=91.65kgf数控机床的滚珠丝杠是精密传动元件,它在轴向力的作用下将产生伸长或缩短,在扭矩的作用下将产生扭转,这将引起丝杠的导程发生变化,从而影响其传动精度及定位精度,因此滚珠丝杠应验算满载时的变形量。
滚珠丝杠受工作负载FX 引起的导程L0的变化量ΔL1=±0x F L EA 式中：L0——基本导程，L0=0.6cm由下表可知，E 级数度丝杠允差15µm/m，刚度足够。
由于机床原丝杠直径为Ф32mm ，现选用的丝杠直径也为Ф32mm,支承方式不变，所以稳定性不存在问题，不再验算。
对于工作方式为三相六拍的步进电机，所以采用高低压功放电路，并在程序设计中有速度控制程序，以免启停时发生失步现象。
仍选用110BF003型直流步进电机，便于设计和采购，同时也采用高低压功放电路和速度控制子程序，防止丢步。
三、数控系统的硬件设计数控系统是数控车床的核心部件,主要用来接收加工程序的各种信息,完成数值计算、逻辑判断、输入输出控制等功能。
然后,向伺服系统发出执行的命令。
一般由计算机、输入输出接口及可编程序控制器等组成，其核心是计算机及其软件。
由于单片机具有体积小、速度快、功耗低、性能可靠、使用方便、价格低廉等特点，因此，我们选择单片机对此普通车床进行数控改造。
1、用户加工程序存储器、串口电路的设计①考虑到数控系统的运行环境以及数控系统对加工程序数据掉电保护的要求，系统采用DALLAS公司生产的存储器芯片DS1243Y来存储用户加工程序。
该芯片内含8KbNV RAM、内置式实时时钟、嵌入式锂电池和32768Hz晶振，它具有高可靠上电、掉电及强电磁冲击等数据保护功能，还具有读/写速度快、方式简单、次数无限的特点，并可为数控系统的运行提供实时时钟。
该芯片引脚排列与一般的静态RAM6264完全兼容，可直接替代6264，因此，它与89C58的接口非常方便，具体接口电路如图纸。
②数控系统与上机位（PC机）的串行通信由1片MAX232芯片完成。
接口电路如图纸（四），其中89C58的TxD、RxD分别与MAX232的T2IN、R2OUT相连，而MAX232的T2OUT、R2IN接至PC机。
③时钟、复位电路的设计。
系统时钟由89C58内部振荡电路与外接晶振、电容共同产生，晶振频率12MHz。
复位电路主要由IMP813L构成，其RST信号与步进电机限位保护输出信号进行或逻辑运算后接至89C58的RESET引脚，复位操作可由上电、按复位键、限位保护控制电路完成。
2、键盘/显示子系统的设计系统采用图形点阵式液晶显示器MGLS-240128T，由于液晶显示器具有显示容量大的特点，因此，系统键盘监控管理可方便地设计成菜单驱动方式，从而实现编辑模块的全屏编辑功能。
3、I/O接口的设计I/O接口是微处理器与外界联系的通路，完成必要的数据格式和信号形式的转换。
因此，I/O模块以可编程并口芯片Intel8255为主体，通过8255实现89C58与电动刀架控制、步进电机控制及光电编码接口电路的连接。
由于环形分配器的输出信号只有几十毫安,而步进电机的绕组电流通常需要数安培,因此,输出信号需要进行功率放大.步进电动机的绕组是铁心电感线圈,在每一电压脉冲期间,步进电动机的工作都是处于过渡过程状态,由于电感的影响,电流不能瞬时地跟随电压波形变化.频率越高,滞后就越严重,这就使力矩受到影响,造成失步。
为了消除步进电机的低频振荡，提高它的输出转矩和分辨率，步进电机的驱动采用恒频脉宽细分驱动控制方法。
具体电路如图。
工作原理：89C58通过定时器TO输出20KHz的方波，送D触发器，作为恒频信号。
同时，输出的阶梯电压（Ua）的数字信号到D/A转换器，作为控制信号，Ua的每一次变化，都使转子走一细分步。
细分驱动使步进电机的实际步距角变得更小，从而大大提高对执行机构的控制精度。
4、电动刀架控制接口由于改造后的车床为经济型的数控车床，所以从经济、实用的角度出发，我们选择的刀架具有4个工位，在控制电路的作用下依靠其机械部分实现刀具旋转。
电动刀架控制接口电路如图4。
图中，89C58经过8255的PC口、光电隔离器件TLP521-4发出刀架电机正、反转信号J1、J2，通过继电器KA1、KA2控制电动刀架的动作切换。
在刀架的旋转过程中，每个工件上的霍尔元件会依次切换为有效状态，系统根据刀号反馈信号T1、T2、T3、T4状态的变化，推断出目前的刀号，并判断是否为当前所选用刀具，一旦符合，则刀架电机反向旋转，锁紧刀具。
5、限位保护控制接口步进电机的运动由4个行程限位开关实现保护。
4个限位开关为常开状态，正常时输入信号X+、X-、Z+、Z-为低电平，它们通过逻辑或运算后输出XW为低电平信号，再经光电隔离后与IMP813的RST信号相或，送到89C58的RESET引脚。