距更加明显，以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够制造水平依然落后服务意识与能力欠缺数控，系统生产应用推广不力及数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之间的差距。为了弥补我国数控机床的严重不足，许多企业与厂家都对原有的普通机床改装成数控机床。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。但是机床的数控改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。数控车床是机电体化的典型代表，其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。然而，现代的数控机床不是简单地将传统机床配备上数控系统即可，也不是在传统机床的基础上，仅对局部加以改进而成那些受资金等条件限制，而将传统机床改装成建议数控机床的另当别论。传统机床存在着些弱点，如刚性不足抗振性差热变形大滑动面的摩第章绪论擦阻力大及传动元件之间存在间隙等，难以胜任数控机床对加工精度表面质量生产率以及使用寿命等要求。现代的数控技术，特别是加工中心，无论是其支承部件主传动系统进给传动系统刀具系统辅助功能等部件结构，还是整体布局外部造型等都已经发生了很大变化，已经形成了数控机床的独特机械结构。因此，我们在对普通机床进行数控改造的过程中，应在考虑各种情况下，使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。机床数控改造的意义节约成本。机床的数控改造同购置新机床相比般之和不大于滚珠丝杠副传动精度所允许精度的半。即丝杠副的传动精度等于机床定位精度的倍，所以由可知，滚珠丝杠副的刚度是符合要求的。横向进给系统及刀架的数控改造摘要Ⅰ摘要所谓数字控制机床是按照含有机床刀具运动信息程序所指定的顺序自动执行操作的过程。而计算机数控机床就是数控机床在计算机监控下进行工作。它的优点很多，可以在同机床上次装夹可完成多个操作，生产率显著提高等优点，但它的价格昂贵。由于我国现在使用的机床大多数为普通车床，自动化程度低，要更新现有机床需要很多资金。为了解决这个问题，也为了适应多品种中小批量零件加工我们选择机床经济型数控改造。纵向进给机构的改造拆去原机床的溜板箱光杠与丝杠以及安装座，配上滚珠丝杠及相应的安装装置，纵向驱动的步进电机及减速箱安装在车床的床尾，不占据丝杠空间。横向进给机构的改造拆除横向丝杠换上滚珠丝杠，由步进电机带动。总体设计方案车床主轴转速部分保留圆机床的手动变速功能。车床的纵向和横向进给运动采用步进电机驱动。最后，根据已知条件对纵向横向伺服进给机构进行设计与计算。关键词数控车床改造Ⅱ数控机床的主要改造步骤第二章计的任务及要求横向进给系统及刀架数控改造设计的任务横向进给系统及刀架数控改造设计的要求第三章改造设计的总体方案设计参数的确定改造方案的确定系统的运动方式与伺服系统的选择机械传动方式第四章丝杠副的设计和计算选择脉冲当量计算切削力纵车外圆横切端面滚珠丝杆螺母副的计算和选型滚珠丝杠轴向进给切削力的计算滚珠丝杠的平均转速计算滚珠丝杠的寿命计算滚珠丝杠副在高速和定工作载荷的情况下的选用滚珠丝刚副在受动载荷的情况下的选用按额定静载荷选用滚珠丝杠副滚珠丝杠副的选型滚珠丝杠副的刚度验算丝杠副的轴向变形量滚珠与螺纹滚道间接接触变形支承滚珠丝杠副轴承的轴向变形滚珠丝杠副的稳定性验算第五章减速器的设计计算第六章步进电机的选型及计算等效转动惯量的计算根据脉冲当量和最大静转矩初选电机型号步距角矩频特性空载启动所需力矩Ⅴ快速移动时所需力矩最大切削负载时所需力矩启动矩频特性和运行矩频特性校核启动矩频校核突跳启动升速启动运行矩频校核快速进给运行矩频校核工进运行矩频特性校核步进电机的安装尺寸第七章刀架的改造设计刀架改造的意义自动换刀装置形式的选择螺旋转位刀架的工作原理对自动换刀装置的要求自动换刀装置的主要部件设计计算及选择杆蜗轮的设计计算杆蜗轮材料的选择杆蜗轮传动基本参数的选择电机的选择第八章结论参考文献致谢四川理工学院毕业设计论文第章绪论随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电体化时代，其中数控机床就是代表产品之。数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。目前，欧美日等工业化国家已先后完成了数控机床产业化进程。我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代，通过六五期间引进数控技术，七五期间组织消化吸收科技攻关，我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，十五期间，中国数控机床行业实现了超高速发展。其产量年为台，年台，年台，年台，是年的倍，平均年增长年国产数控机床产量万台，接近万台大关，是九五末期的，Ⅲ目录摘要ⅠⅡ目录Ⅲ第章绪论机床数控改造的意义命是合乎要求的。在高速或定载荷的情况下滚珠丝杠的工作寿命所对应的计算动载荷值为第四章滚珠丝杠副的设计和计算式中滚珠丝杠副轴向进给切削力，运转系数，此处取精度系数，丝杠副精度等级选级，则精度系数为对于选用的滚珠丝杠副，其计算动载荷应满足下列条件滚珠丝刚副在受动载荷的情况下的选用车床在运行过程中，难免存在定的冲击振动，温度等因数也会引起硬度的变化，这些都会对滚珠丝杠副的寿命产生影响，所以应对其进行计算。在此情况下滚珠丝杠副的计算动载荷值可按下式计算式中寿命系数，参照表选取。此处选转速系数，取载荷性质系数，参照表选取。此处选动载荷硬度影响系数，参照表选取。此处选轴向工作载荷，表载荷性质系数载荷性质系数平稳或轻微冲击中等冲击教大冲击或振动表硬度影响系数四川理工学院毕业设计论文硬度动载荷硬度影响系数静载荷硬度影响系数同在高速和定工作载荷情况样，按使用寿命选用选用滚珠丝杠副尺寸系列时，其额定动载荷值应等于或大于计算动载荷值，即应满足下列条件按额定静载荷选用滚珠丝杠副滚珠丝杠副在低速下工作时，其主要失效形式螺纹滚道或滚珠表面产生较大的塑性变形。而滚珠丝杠副抵抗塑性变形的能力用额定静载荷表示。当滚珠丝杠副的工作载荷是静载荷或其转速小于时，则应按额定静载荷选用滚珠丝杠副的尺寸系列。其计算静载荷值应按下式计算对于按额定静载荷所选用的滚珠丝杠副，应使其额定静载荷值大于或等于计算静载荷值。即应满足下式式中额定静载荷值，计算静载荷值，载荷性质系数，可从表中查出静载荷硬度影响系数，可从表中查起导程的变化量轴向进给切削力，滚珠丝杠材料的弹性模量，对于钢滚珠丝杠的横截面积由于滚珠丝杠端采用推力球轴承支承，又因滚珠丝杠进行了预紧，故丝杠的刚度可比端固定的丝杠提高倍左右。所以其实际变形量为滚珠与螺纹滚道间接接触变形对于滚珠丝杠副，其滚珠与螺纹滚道在工作过程中会产生接触变形，该变形量在四川理工学院毕业设计论文总的变形量中也占有较大的比重。应该注意的是滚珠与螺纹滚道间接接触变形在有无预紧时的变形量是有很大区别的，在本次改造中因为滚珠丝杠要进行预紧，所以应按下式计算式中轴向进给切削力，预紧力，般取的滚珠直径，工作螺母的滚珠数目。圈数列数圈的滚珠数目其中圈的滚珠数目不可能为小数，所以取整为。滚珠丝杠的公称直径支承滚珠丝杠副轴承的轴向变形由于滚珠丝杠副大都采用滚动轴承支承，次改造也不例外。在实际应用中，如果支承滚珠丝杠副的轴承刚度不足，将会影响到整个传动系统的精度。为了保证丝杠副的工第四章滚珠丝杠副的设计和计算作性能，必须提高支承滚珠丝杠副轴承的刚度。在众多轴承系列中，推力球轴承能较大提高轴向刚度，所以在此改造中选用推力球轴承。但是，支承滚珠丝杠副的推力球轴承仍会产生定的变形量，此变形量对整个刚度还是有较大影响。其变形量的计算过程如下式中轴承的轴向载荷，轴承的滚动体数目轴承的滚动体直径因为传动系统进行了预紧，所以除上述变形外，螺母座及轴承支座含紧固螺钉的变形也会影响到滚珠丝杠副的刚度。但是，该变形量的计算较为困难，般根据滚珠丝杠副的精度要求在结构上尽量增强螺母座及轴承刚度，而不做变形量的计算。所以，滚珠丝杠副的刚度验算，主要是校核丝杠副的轴向变形量滚珠与螺纹滚道间接接触变形和支承滚珠丝杠副轴承的轴向变形三者出轴向工作载荷，滚珠丝杠副的选型应该指出的是按上述种情况选用的滚珠丝杠副的主要尺寸和预紧力对滚珠丝第四章滚珠丝杠副的设计和计算杠副的传动特性是有定影响的。从滚珠丝杠副的尺寸系列表中可见，滚珠丝杠副的主要尺寸参数是公称直径和基本导程。上述的，的确定和所加预紧力的大小对该丝杠副的传动特性，如刚度传动精度驱动力矩和使用寿命等均有密切的关系。因此，在选择滚珠丝杠副的系列尺寸时，需要加以全面的考虑。现就滚珠丝杠副的主要尺寸参数，和所加预紧力对其刚度传动精度驱动力矩和使用寿命等的影响情况列表中比较说明表滚珠丝杠副的主要尺寸对其传动精度的影响主要尺寸参数刚度位移精度惯量驱动力矩寿命公称直径增大增大增大增大减小减小增大减小基本导程增大增大降低减小增大延长减小减小增高增大减小降低预紧力增大增大增大增大降低减小减小降低减小增高根据上述的计算和分析结合滚珠丝杠副的尺寸系列或产品样本就可以初选滚珠丝杠副的型号了。在