和工作要求即循环方式预紧方式传动精度传动效率等方面从初选的几个型号中挑选比较合适的公称直径导程负荷滚珠列数和滚珠圈数，确定型号。

参照山东济宁博特精密丝杠制造有限公司的产品样本，纵向进给滚珠丝杠副的型号选为，是外循环插管埋入式双螺母垫片预紧丝杠副，其额定动载荷为，强度足够，刚球循环列数为，精度等级为级。

其几何参数如下公称直径，导程，刚球直径，丝杠底径，预紧力。

刚度验算的计算滚珠丝杠副刚度的验算，主要是验算丝杠的拉伸或压缩变形量滚珠与螺纹滚道接触变形量和支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形之和应不大于机床精度所允许变形量的。

否则，应考虑选用较大直径的滚珠丝杠副。

滚珠丝杠的变形量计算步骤如下丝杠的拉伸或压缩变形量式中工作负载引起导程的变化量，由于两端均采用角接触球轴承，且丝杠又进行了预紧，故其拉压刚度可比端固定的丝杠提高倍。

其实际变形量为滚珠与螺纹滚道间接触变形滚珠丝杠副及轴承均进行预紧，滚珠与螺纹滚道接触变形式中滚珠数量圈数列数每圈螺纹滚道内的滚珠数。

对于取整为个。

因丝杠加有预紧力，可减少，因此实际变形量支承滚珠丝杠的轴承轴向接触变形支承滚珠丝杠的轴承为型推力球轴承，几何参数为，滚动体直径，滚动体数量，轴承的轴向接触变形因施加预紧力，故实际变形量根据以上计算，总变形量三级精度滚珠丝杠允许的螺距误差为，故刚度足够。

因为滚珠丝杠两端都采用推力球轴承并预紧，因此不会产生失稳现象，故不需稳定性校核。

通过以上的计算，或得纵向进给系统的滚珠丝杠副，在数控改造车床应用后，机床工作台运转平稳灵活精度高噪音低，可以满足实际生产加工要求。

滚珠丝杠副及预紧方式的选择滚珠丝杠副根据其滚珠的回转方式可以分为外循环和内循环两种，根据螺母的结构形式又可以分为双螺母和单螺母。

在进行改造时应根据具体情况和结构形式来定，由于外循环式丝杠副螺母回珠器在螺母外边，所以很容易损坏而出现卡死现象，而内循环式的回珠器在螺母副内部，不存在卡死和脱落现象。

由于双螺母不仅装配预紧调整等比单螺母方便，而且其传动刚性比单螺母也好，所以只要结构和机床空间满足要求，在普通机床数控化改造中多选内循环式双螺母结构。

按预加负载形式分，可分为单螺母无预紧单螺母变位导程预紧单螺母加大钢球径向预紧双螺母垫片预紧双螺母差齿预紧双螺母螺纹预紧。

数控机床上常用双螺母垫片式预紧，其预紧力般为轴向载荷的。

在本设计中，我们采用双螺母内循环的形式，用双螺母垫片预紧。

滚珠丝杠的材料及热处理根据金属切削机床设计简明手册表，选择的材料为，所选热处理为整体淬火。

伺服驱动系统的选择早期的数控机床采用电液伺服驱动的较多，而现代数控机床基本上都采用全电气伺服驱动系统。

它可分为步进电机直流伺服电动机和交流伺服电动机伺服驱动系统三类。

步进驱动系统步进驱动系统般与脉冲增量插补算法相配合，目前均选用功率型步进电机作为驱动元件。

它主要有反应式和混合式两类。

反应式价格较低，混合式价格较高，但混合式步进电机的输出力矩大，运行频率及升降速度快，因而性能更好。

为克服步进电机低频共振的缺点，进步提高精度，出现了性能更好的带细分功能的步进电机驱动装置，并得到了广泛的应用。

步进驱动系统在我国经济型数控领域和老式机床改造中起到了极其重要的作用。

直流伺服驱动系统直流伺服驱动系统从世纪年代到世纪年代中期，在数控机床领域占据了主导地位。

大惯量直流电动机具有具有良好的宽调速特性，其输出转矩大，过载能力强。

由于电动机自身惯量较大，与机床传动部件的惯量相当，因此，所构成的闭环系统安装到机床上。

此类电动机大多配有晶闸管全控或半控桥调速装置。

为适于部分数控机床频繁启动制动及快速定位的要求，又开发了直流中，小惯量伺服电动机以及大功率晶体管脉宽调制驱动装置。

交流伺服驱动系统由于直流伺服电动机使用机械换向，因此存在许多缺点。

而直流伺服电动机优良的调速特性正是通过机械换向得到的，因而这些缺点无法克服。

多年来，人们直试图用交流电动机代替直流电动机，其困难在于交流电动机很难达到直流电动机的调速性能。

进入世纪年代之后，由于交流伺服电动机的材料结构以及控制理论与方法的突破性进展，以及微电子技术和功率半导体器件的发展，使交流驱动装置发展很快，目前已逐渐取代了直流伺服电动机。

交流伺服电动机的最大优点在于不需要维护，制造简单，适合于在恶劣环境下工作。

所以本次设计中采用的是西门子半闭环系统，选择的是交流伺服驱动系统。

进给系轨的摩擦系数极小约为，功率消耗少，由于系统液体摩擦，故导轨不会磨损，因而导轨的精度保持性好，寿命长。

油膜厚度几乎不受速度的影响，油膜承载能力大刚性好吸振性良好，导轨运行平稳，既无爬行，也不产生振动。

但静压导轨结构复杂，并需要有个具有良好过滤效果的液压装置，制造成本较高。

目前，静压导轨较多地应用在大型重型数控机床上。

目前，数控机床所使用的滑动导轨材料为铸铁对塑料或镶钢对塑料滑动导轨。

导轨塑料常用聚四氟乙烯导轨软带和环氧型耐磨导轨涂层两类。

为了进步降低普通滑动导轨的摩擦系数，防止低速爬行，提高定位精度，为此在数控机床上普遍采用塑料作为滑动导轨的材料，使原来铸铁铸铁的滑动变为铸铁塑料或钢塑料的滑动。

塑料滑动导轨的特点摩擦特性好。

除摩擦系数低外，塑料材料中含有青铜二硫化钼和石墨，因此其本身具有自润滑作用，对润滑油的供油量要求不高，采用间歇式供油即可。

另外，塑料质地较软，即使嵌入细小的金属碎屑灰尘等，也不致于损伤金属导轨面和软带本身，可延长导轨的使用寿命。

减振性好。

塑料的阻尼性能好，其减振消声的性能对提高摩擦副的相对运动速度有很大的意义。

工艺性好。

可降低对塑料结合的金属基体的硬度和表面质量，而且塑料易于加工铣刨磨刮，使导轨副接触面获得良好的表面质量。

除此之外，塑料导轨还以其良好的经济性结构简单成本低，目前在数控机床上得到广泛地使用。

通过以上的类比，考虑到本设备原先采用的就是滑动导轨，因此为了控制成本，在本课题中采用聚四氟乙烯滑动导轨。

第七章辅助装置的选用刀架的选择选用选用型电动刀架因为设计要求刀架的最大回转直径为，而最小的三角刀架的设计高度大大超过，故选用刀架型号，因刀架为外购件，其尺寸已成定值，故选用四方刀架。

即。

该刀架可以夹持把刀，采用鼠牙盘为分度定位，利用步进电机实现自动转位。

机床设备的润滑及冷却冷却系统本机床冷却系统分为两部分机床工件冷却和电动砂轮轴冷却。

两个冷却箱都安放在机床后方，摇臂钻床它们的容积相等，约为。

润滑系统润滑系统作用于主轴箱主轴前后轴承机床进给螺钉及丝杠高速电动砂轮主轴修整器微调螺旋副，摇臂钻床保证各运动部件的良好润滑。

本次设计中采用的是韩国亚隆型浸入式冷却泵其扬程高，流量大，适用于需要大流量的高精度，高性能的大型机床，可有效的冲净切屑并冷却加工件。

此浸入式泵吸力强且电机与泵体间有定的间距，电机产生的热不会直接传至影响油温的上升。

小结综上所述，从经济性方面考虑改造台旧的车床要比新买台节省万元左右，但也不是所有车床都适合数控化改造，在改造之前我们应该做个经济性的评估，如果改造所需费用高于新购买台，那么我么则无需花大量时间精力去改造，可以直接从厂家购买，这样会更加省事。

当然有些情况则是改造要有优势，比如厂家有若干台旧的车床，而又需数控车床，这种情况下，厂家就可以考虑下是否改造成数控车床。

总之，普通车床数控化改造有很多优势，但也要根据情况而定。

结束语本次设计于年月日开始，经过四个多月的努力，于年月日完成，本课题的主要任务是完成对普通车床的数控化改造方案的研究，当然，数控化改造并不是简单的装上数控装置就行了，它是项繁琐的工作。

我们的设计和改造任务主要包括主运动和进给运动的改造设计，通过改造使其具有数控机床的般特性。

应该来说，对普通车床的数控化改造具有定的经济性和可行性。

目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到。

用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差品种少档次低成本高供货期长，从而在国际国内市场上缺乏竞争力，直接影响个企业的产品市场效益，影响企业的生存和发展，所以必须大力提高机床的数控化率。

通过这次设计，我对普通车床的高燥有了系统性的认识和基础性的把握。

熟悉了其设计原理及流程，并对传动系统和伺服系统进行了针对性的学习。

当然设计中还存在很多不足，有待改进，我会在以后的实际工作中不断弥补不足，创新进取。

致谢本设计的完成是在我们的导师季鹏老师的细心指导下进行的。

在每次设计遇到问题时季老师不辞辛苦的讲解才使得我的设计顺利的进行。

从设计的选题到资料的搜集直至最后设计的修改的整个过程中，花费了季老师很多的宝贵时间和精力，在此向导师表示衷心地感谢，导师严谨的治学态度，开拓进取的精神和高度的责任心都将使学生受益终生，还要感谢和我同设计小组的几位同学，是你们在我平时设计中和我起探讨问题，并指出我设计上的误区，使我能及时的发现问题把设计顺利的进行下去，没有你们的帮助我不可能这样顺利地结稿，在此表示深深的谢意。

参考文献朱晓春主编，数控技术第二版，机械工业出版社，晏初宏主编数控机床与机械结构第版北京机械工业出版社，吴天生主编，机械制图，高等教育出版社，余英良著，机床数控改造设计与实例第版，机械工业出版社，张岐生主编数控机床构造第版北京理统的些其它要求进给系统的润滑机床在运行过程中，各运动件之间存在摩擦，必须采用定的润滑及防护措施来减小其相对摩擦，从而提高机床的使用寿命。

使用润滑剂可提高耐磨性及传动效率。

润滑剂可分为润滑油和润滑脂两大类。

润滑脂的特点是黏度大，不易流失，因此不需经常加换，使用方便，密封也较简单。

但其摩擦阻力大，机械效率低流动性差，导热系数小。

因此仅适用于转速不高的轴承，外露的齿