【42页】普通机床数控改造设计说明书ZY.doc文档在线阅读

这样，利用数控装置，车 床就可以按预先输入的加工指令进行加工。

由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具 都会按程序自动进行调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的车床 就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，从而提高了生产效率 和加工精度，也能适应小批量多品种复杂零件的加工。

正文 机械部分 数控机床进给伺服系统运动及动力计算如下 技术参数 第页共页 规唐可洪主编，机电体化设计基础，机械工业出版社出版，第页 中尺寸公式计算滚道半径 偏心距 丝杠内径 稳定性验算采用 由于端轴向固定的长丝杠在工作是可能发生失稳，所以设计是应验算其安全系数 ，其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数，丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界 载荷。

因为， 取时 由于，选型， 丝杠副的有关数据公称直径导程 螺旋角滚珠直径 按表郑堤， 正文 机械部分 数控机床进给伺服系统运动及动力计算如下 技术参数 第页共页 规格 型号 最大加 工直径 后的车床 就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，从而提高了生产效率 和加工由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具 都会按程序自动进行调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装回转刀架。

对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改装成用微机控制的能 运动的进给伺服系统刀架改装成能自动换刀的部分内容简介，为提高性能或档次，或为了使用新工艺新技术，在原 有基础上进行较部分内容简介，为提高性能或档次，或为了使用新工艺新技术，在原 有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。

对普通车床进行数控化改造，主要是将纵向和横向进给系统改装成用微机控制的能 运动的进给伺服系统刀架改装成能自动换刀的回转刀架。

这样，利用数控装置，车 床就可以按预先输入的加工指令进行加工。

由于加工过程中的切削参数，切削次序和刀具 都会按程序自动进行调节和更换，再加上纵向和横向进给联动的功能，数控改装后的车床 就可以加工出各种形状复杂的回转零件，并能实现多工序自动车削，从而提高了生产效率 和加工精度，也能适应小批量多品种复杂零件的加工。

正文 机械部分 数控机床进给伺服系统运动及动力计算如下 技术参数 第页共页 规格 型号 最大加 工直径 最大加 工长度 留板及刀 架重力 刀架快移 速度 最大进给速度 定位精度 主电机 功率 启动加 速时间 面上鞍上纵向横向纵向横向纵向横向 选择脉冲当量 根据机床精度要求确定脉冲当量纵向步横向步 计算切削力 纵车外圆 主切削力 按切削力各分比例 则 横切端面 主切削力ˊ可取纵切的，为此时走刀抗力为ˊ，吃刀抗力为ˊ ˊˊˊ ˊˊ 滚珠丝杠螺母副的计算和选择 横向进给丝杠 计算进给牵引力 第页共页 ˊˊˊˊˊ横向进给为燕尾形贴塑导轨。

ˊ ， 计算载荷 有已知条件查得 则， 计算额定动载荷计算值 初选 ， 确定丝杠型号以及有关数据 由于，选型， 丝杠副的有关数据公称直径导程 螺旋角滚珠直径 按表郑堤，唐可洪主编，机电体化设计基础，机械工业出版社出版，第页 中尺寸公式计算滚道半径 偏心距 丝杠内径 稳定性验算采用 由于端轴向固定的长丝杠在工作是可能发生失稳，所以设计是应验算其安全系数 ，其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数，丝杠不会发生失稳的最大载荷称为临界 载荷。

因为， 取时 第页共页 ， 安全系数 高速长丝杠工作时可能发生共振，因此需验算其不会发生共振的最高转速临界 转速，需求丝杠的最大转速， 见表郑堤，唐可洪主编，机电体化设计基础，第页 取，时 数，为平均工作负载，取 摩擦系数为，则 ， 按最不利的情况时 第页共页 则丝杠在工作长度上的弹性变形引起的导程误差为 通常要求丝杠的导程误差应小于其传动精度的。

即 所以其刚度可满足要求。

效率验算 滚珠丝杠副的传动效率为 η η要求在之间，所以该丝杠合格。

经上所述计算验证，滚珠丝杠副支撑形式为端固定端游动，满足条件。

因此滚 珠丝杠副支撑形式选两端固定也满足条件，即各项性能均符合题 目要求，可选用。

纵向进给丝杠 计算进给牵引力 纵向进给为综合性导轨   式中考虑颠复力矩影响的实验系数，综合导轨取 滑动导轨摩擦系数 溜板及刀架重力 计算最大动负载  第页共页   式中滚珠丝杠导程，初选 最大切削力下的进给速度，可取最大进给速度的，此处 使用寿命，按 运转系数，按般运转而 寿命，以转为单位    滚珠丝杠螺母副的选型号 采用外循环螺纹调整预紧的双螺母滚珠丝杠副 传动效率计算  式中螺旋升角， 摩擦角取滚动摩擦系数   刚度验算 最大牵引力为。

支承间距丝杠螺母轴承均预紧，预紧为最大轴向负 荷的。

丝杠的拉伸或压缩变形量 根据，，，可算出 第页共页  由于两端均采用的推力球轴承，且丝杠又进行了预拉伸，鼓起拉压刚度可以提高陪。

其 实际变形量为  滚珠与螺纹滚道间接触变形 查出圈滚珠和螺纹滚道接触变形量 因此进行了预紧，  支承滚珠丝杠轴承的轴向接触变形 采用型推力球轴承，，滚动体直径，滚动体数量，  注意，此公式中单位应为 因施加预紧力，故  定位精度 稳定性校核 滚珠丝杠两端推力轴承，不会产生失稳现象不需作稳定性校核。

齿轮传动比计算 横向进给齿轮箱传动比计算。

已确定横向进给脉冲当量，滚珠丝杠导程。

初选 步进电机步距角э，可计算出传动比   第页共页 考虑到结构上的原因，不使大齿轮直径太大，免影响到横向溜板的有效行程，故此 处可采用两级齿轮降速  因进给运动齿轮受力不大，模数取。

纵向进给齿轮箱传动比计算 已确定纵向进给脉冲当量滚珠丝杠导程，初选步进电机步距角 。

可计算出传动比  可选定齿齿数为 或 ，或 表传动齿轮几何 齿数 分度圆 齿顶圆 齿根圆 齿宽 中心距 进给步进电机的计算和选择 横向步进电机 计算简图如图所示， 第页共页 横向进给计算图 丝 图横向进给计算图 传动系统计算到电机轨上的总体转动惯量可由下式计算 参考同类型机床初选反应式步进电机，其转子转动惯量是 代入上式 ， 考虑各步进电机与传动系统惯量是匹配问题 初选步进电机相数为 ， 满足的要求 说明惯量匹配比较合理 步进电机负载能力效验 第页共页 普通车床的经济型数控改造 前言 年诞生了世界上第台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分代替脑力劳 动的工具。

它与人类在农业工业社会中创造的那些只是增强体力劳动的工具相比，起了 质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。

年后，即在年，计算机技术应用到了 机床上，在美国诞生了第台数控机床。

我国目前机床总量余万台，而其中数控机床总数只有万台，即我国机床数 控化率不到。

近年来，我国数控机床年产量约为万台，年产值约为亿 元。

机床的年产量数控化率为。

我国机床役龄年以上的占以上年以下的 机床中，自动半自动机床不到，等自动化生产线更屈指可数美国和日本 自动和半自动机床占以上。

可见我们的大多数制造行业和企业的生产加工装备绝 大数是传统的机床，而且半数以上是役龄在年以上的旧机床。

用这种装备加工出来的 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。

在美国日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然， 正处在黄金时代。

由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个永恒的课题。

我国的机 床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。

在美国日本德国，用数 控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。

在美国，机床改造业称为机床再生业。

从事再生业的著名公司有 工程公司机床公司得宝服务集团设备公司 等。

美国得宝公司已在中国开办公司。

在日本，机床改造业称为机床改装 业。

从事改装业的著名公司有大隈工程集团岗三机械公司千代田工机公司野崎工 第页共页 程公司滨田工程公司山本工程公司等。

机床改造的必要性 企业要在当前市场需求多变，竞争激烈的环境中生存和发展