【正文】 能，還要求能暫停，進(jìn)行循環(huán)加工和螺紋加工等，因此，數(shù)控系統(tǒng)選連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）機(jī)床數(shù)控化改裝后屬于經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，在保證一定加工精度的前提下應(yīng)簡化結(jié)構(gòu)、降低成本，因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)開環(huán)控制系統(tǒng)。（3）根據(jù)普通機(jī)床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及經(jīng)濟(jì)性要求，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床一般采用8位微機(jī)。在8位微機(jī)中，MCS—51系列單片機(jī)具有集成度高、可靠性好、功能強、速度快、抗干擾能力強、具有很高的性價比，因此，可選 MCS—51系列單片機(jī)擴(kuò)展系統(tǒng)。（4）根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)中除了CPU外，還包括擴(kuò)展程序存儲器，擴(kuò)展數(shù)據(jù)存儲器、I/O接口電路；包括能輸入加工程序和控制命令的鍵盤，能顯示加工數(shù)據(jù)和機(jī)床狀態(tài)信息的顯示器，包括光電隔離電路和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電路，此外，系統(tǒng)中還應(yīng)包括螺紋加工中用的光電脈沖發(fā)生器和其他輔助電路。（5）設(shè)計自動回轉(zhuǎn)刀架及其控制電路。（6）縱向和橫向進(jìn)給是兩套獨立的傳動鏈，它們由步進(jìn)電機(jī)、齒輪副、絲杠螺母副組成，其傳動比應(yīng)滿足機(jī)床所要求的分辨率。（7）為了保證進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動精度和平穩(wěn)性，選用摩擦 小、傳動效率高的滾珠絲杠螺母副，并應(yīng)有預(yù)緊機(jī)構(gòu)，以提高傳動剛度和消除間隙，齒輪副也應(yīng)有消除齒側(cè)間隙的機(jī)構(gòu)。（8）采用貼塑導(dǎo)軌，以減小導(dǎo)軌的摩擦力?？傮w方案設(shè)計圖如下圖21所示：圖21數(shù)控機(jī)床改造的總體方案示意圖進(jìn)給伺服系統(tǒng)總體方案方框圖如圖23所示：圖22進(jìn)給伺服系統(tǒng)總體方案方框圖 設(shè)計參數(shù)設(shè)計參數(shù)包括機(jī)床的部分技術(shù)參數(shù)和設(shè)計數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)所需要的參數(shù)?，F(xiàn)列出CA6140臥式機(jī)床的技術(shù)數(shù)據(jù)：名稱 技術(shù)參數(shù) 在床身上 400mm工件最大直徑 在刀架上 210mm頂尖間最大距離 650。900。1400。1900mm 宋制螺紋 mm 112(20種)加工螺紋范圍 英制螺紋 t/m 224(20種) 模數(shù)螺紋 mm (11種) 徑節(jié)螺紋 t/m 796(24種) 最大通過直徑 48mm 孔錐度 莫氏6 主軸 正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級數(shù) 24 正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍 10—1400r/min 反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速級數(shù) 12 反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速范圍 141580r/min 其它要求（1） 原機(jī)床的主要結(jié)構(gòu)布局基本不變，盡量減少改動量 ，以降低成本縮短改造周期。（2）機(jī)械結(jié)構(gòu)改裝部分應(yīng)注意裝配的工藝性，考慮正確的裝配順序，保正安裝、調(diào)試、拆卸方便，需經(jīng)常調(diào)整的部位調(diào)整應(yīng)方便。第三章 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分設(shè)計與計算 進(jìn)給系統(tǒng)機(jī)械結(jié)構(gòu)改造設(shè)計進(jìn)給系統(tǒng)改造設(shè)計需要改動的主要部分有掛輪架、進(jìn)給箱、溜板箱、溜板刀架等改造的方案不是唯一的。以下是其中的一種方案：掛輪架系統(tǒng)：全部拆除，在原掛輪主動軸處安裝光電脈沖發(fā)生器。進(jìn)給箱部分：全部拆除，在該處安裝縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱總成絲杠、光杠和操作杠拆去，齒輪箱連接滾珠絲杠，滾珠絲杠的另一端支承座安裝在機(jī)床尾座端原來裝軸承座的部分。溜板箱部分：全部拆除，在原來安裝滾珠絲杠中間支撐架和螺母以及部分操作按鈕。橫溜板箱部分：將原橫溜板的絲杠的、螺母拆除，改裝橫向進(jìn)給滾珠絲杠螺母副、橫向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)與齒輪減速箱總成安裝在橫溜板后部并與滾珠絲杠相連。刀架：拆除原刀架，改裝自動回轉(zhuǎn)四方刀架總成。 進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計算與選型進(jìn)給伺服系統(tǒng)機(jī)械部分的計算與選型內(nèi)容包括：確定脈沖當(dāng)量、計算切削力滾珠絲杠螺母副的設(shè)計、計算與選型、齒輪傳動計算、步進(jìn)電機(jī)的計算和選型等。計算簡圖如下圖31所示：圖31計算簡圖圖32進(jìn)給系統(tǒng)計算簡圖 確定系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量脈沖當(dāng)量是指一個進(jìn)給脈沖使機(jī)床執(zhí)行部件產(chǎn)生的進(jìn)給量,它是衡量數(shù)控機(jī)床加工精度的一個基本參數(shù)。因此,脈沖當(dāng)量應(yīng)根據(jù)機(jī)床精度的要求來確定。對經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床來說，,在CA6140的技術(shù)參數(shù)中。橫向脈沖當(dāng)量為fp=。 縱向滾珠絲杠螺母副的副的型號選擇雨校核步驟（1）最大工作荷載計算滾珠絲杠的工作載荷Fm（N）是指滾珠絲杠副的在驅(qū)動工作臺時滾珠絲杠所承受的軸向力，也叫做進(jìn)給牽引力。它包括滾珠絲杠的走到抗力及與移動體重力和作用在導(dǎo)軌上的其他切削分力相關(guān)的摩擦力。由于原普通CA6140機(jī)床的縱向?qū)к壥侨切螌?dǎo)軌，則用公式31計算工作載荷的大小。 Fm=KFL+f’(Fv+G) （31） 1）車削抗力分析車削外圓時的切削抗力有Fx﹑Fy﹑Fz，主切削力Fz與主切削速度方向一致垂直向下，是計算機(jī)床主軸電機(jī)切削功率的主要依據(jù)。切深抗力Fy與縱向進(jìn)給垂直，影響加工精度或已加工表面質(zhì)量。進(jìn)給抗力Fx與進(jìn)給方向平行且相反指向，設(shè)計或校核進(jìn)給系統(tǒng)是要用它?？v切外圓時，機(jī)床的主切削力Fz可以用下式計算： Fz=CFzαPXFzfyFzVnFz KFz （32） =5360(N) 由《金屬切削原理》知：Fz:Fx:Fy=1:: （33） 得 Fx=1340(N) Fy=2144(N)因為車刀裝夾在拖板上的刀架內(nèi)，車刀受到的車削抗力將傳遞到進(jìn)給拖板和導(dǎo)軌上，車削作業(yè)時作用在進(jìn)給托板的載荷F1﹑Fv和Fc與車刀所受到的車削抗力有對應(yīng)關(guān)系。因此，作用在進(jìn)給托板上的載荷可以按下式求出： 托板上的進(jìn)給方向載荷 F1=Fx=1340(N) 托板上的垂直方向載荷 Fv=Fz=5360(N) 托板上的橫向載荷 Fc=Fy=2144(N) 因此，最大工作載荷 Fm=KFL+f’(Fv+G) =1340+(5360+90) =(N) 對于三角形導(dǎo)軌K=, f’=～,選f’=(因為是貼塑導(dǎo)軌)，G是縱向﹑橫向溜板箱和刀架的重量，選縱向﹑橫向溜板箱的重量為75kg,刀架重量為15kg.（2）最大動載荷C的計算滾珠絲杠應(yīng)根據(jù)額定動載荷Ca選用，可用式34計算： C=3Lfmm （34）L為工作壽命，單位為10r，L=60nt／10。n為絲杠轉(zhuǎn)速（r／min）,n=1000v／L0。v為 最大切削力條件下的進(jìn)給速度（m／min）,可取最高進(jìn)給速度的1/2～1/3。L0為絲杠的基本導(dǎo)程，查資料得L0=12mm。fm為運轉(zhuǎn)狀態(tài)系數(shù)，因為此時有沖擊振動，所以取fm=.V縱向=1400r/min=2226mm/minn縱向=v縱向1/2/L0=22261/2/12=∴ L=60nt/106=6015000/106=則 C=3LfmFm ==11740（N） 初選滾珠絲杠副的尺寸規(guī)格，相應(yīng)的額定動載荷Ca不得小于最大載荷C。因此有Ca＞C=11740N另外例如滾珠絲杠副有可能在靜態(tài)或低速運轉(zhuǎn)下工作并受載，那么還需考慮其另一種失效形式滾珠接觸面上的塑性變形。即要考慮滾珠絲杠的額定靜載荷Coa是否充分地超過了滾珠絲杠的工作載荷Fm,一般使Coa/Fm=2～3.初選滾珠絲杠為：外循環(huán)，因為內(nèi)循環(huán)較外循環(huán)絲杠貴，并且較難安裝?？紤]到簡易經(jīng)濟(jì)改裝，所以采用外循環(huán)。因此初選滾珠絲杠的型號為型CD63，主要參數(shù)為Dw=,Lo=8mm,dm=63mm,λ=2o19 ’，圈數(shù)1 （3）縱向滾珠絲杠的校核 1）傳動效率計算 滾珠絲杠螺母副的傳動效率為ηη=tgλ/tg(λ+φ)=tg2o19 ’/tg(2o19 ’+10’)=92% （35）2）剛度驗算滾珠絲杠副的軸向變形將引起導(dǎo)程發(fā)生變化，從而影響其定位精度和運動平穩(wěn)性，滾珠絲杠副的軸向變形包括絲杠的拉壓變形，絲杠和螺母之間滾道的接觸變形，絲杠的扭轉(zhuǎn)變形引起的縱向變形以及