【正文】 用三點(diǎn)式支承形式。由于拆除了進(jìn)給箱，可在原安裝進(jìn)給箱處布置伺服電機(jī)的減速齒輪，也可在滾珠絲杠的左端設(shè)計(jì)一個(gè)專用軸承支承座，而在素剛托架處布置伺服電機(jī)，機(jī)床改造常采用后一種布置方案。如圖51所示。7’鋼球直徑(㎜)滾道法面半徑偏心距螺紋升角3176。伺服電機(jī)的布置，可放在絲杠的任一端。如上圖32（1）已知條件：工作臺(tái)重量W=2300N，加速時(shí)間常數(shù)t=25s，滾珠絲杠基本導(dǎo)程L0=6mm,快速進(jìn)給速度v=98m/《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知,切削功率PC=PηK （公式31）式中 P——電動(dòng)機(jī)功率，查機(jī)床說明書，P=4kw； η——主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，～,η=。m) N——主軸轉(zhuǎn)速()設(shè)按最大切削速度來計(jì)算,取 =,則主切削力FZ===由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，在外圓車削時(shí)FX=（～）FZ取 FX =FZ==（2）滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算滾珠絲杠副已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，滾珠絲杠副有設(shè)計(jì)歸結(jié)為滾珠絲杠副型號(hào)的選擇。 （公式32）式中 FP——工作負(fù)載（N），指數(shù)控機(jī)床工作時(shí)實(shí)際作用在滾珠絲杠上的軸向力； ——運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，～,～。壽命G可按下式計(jì)算： 式中 n——滾珠絲的轉(zhuǎn)速（r/min） T——使用壽命時(shí)間（h），數(shù)控機(jī)床T取15000h。K——考慮顛覆力的矩影響的系數(shù)，k=。則 FP＝[+(+2300)]N= N 當(dāng)機(jī)床以線速度V=98m/min,進(jìn)給量f=,車削直徑D=80mm的我外圓時(shí)，絲杠的轉(zhuǎn)速mm/min=則 G=萬轉(zhuǎn)=根據(jù)工作負(fù)載、壽命G，取=12, =1，計(jì)算出滾珠絲杠副承受的最大動(dòng)負(fù)荷==由查滾珠絲杠地產(chǎn)品或《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選擇絲杠的型號(hào)。(3) 效率計(jì)算根據(jù)機(jī)械原理，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為 （公式35）式中 ——螺紋的螺旋升角，該絲杠為 Φ——摩擦角，Φ約等于10′則 =（4）剛度驗(yàn)算滾珠絲杠工作時(shí)受軸向力和扭轉(zhuǎn)的作用，將引起基本導(dǎo)程的變化，因滾珠絲杠受扭時(shí)引起的導(dǎo)程變化量很小，可忽略不計(jì)，故工作負(fù)載引起的導(dǎo)程變化量為 （公式36）式中 E——彈性模量，對(duì)于鋼，E= S——滾珠絲杠截面積（按絲杠螺紋底徑確定d，若d=），則 S==其中，“+”用于拉伸，“”用于壓縮時(shí)則 = =cm絲杠1m長度上導(dǎo)程變形誤差為==14因3級(jí)精度絲杠允許的螺距誤差為15，故此絲杠的精度足夠。 （2）拆下絲杠右端的支撐座，在坐標(biāo)鏜床上將其孔徑鏜至40mm，便與伺服電動(dòng)機(jī)的支撐軸相配合； （3）車削兩個(gè)軸套（分別為一長一短），長套用于連接絲杠左端和左支撐座，短套用于連接絲杠右端與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)軸； （4）對(duì)安裝螺母的配件進(jìn)行刨、磨、鉆、鉸和攻絲等加工，使其符合安裝條件； （5）總裝后，進(jìn)行局部調(diào)整（如滾珠絲杠與道軌的平行度、螺母間隙和螺母上下前后位置等），力求使?jié)L珠絲杠受力均勻，傳動(dòng)平穩(wěn)，無傳動(dòng)間隙。伺服電機(jī)一般采都安在床鞍的后部,靠近操作都一端 ，布置一根支承短軸通過一個(gè)聯(lián)軸套與滾珠絲桿連接起來。車床橫向傳動(dòng)的支承結(jié)構(gòu)如52 所示。33’鋼球直徑(㎜)滾道法面半徑偏心距螺紋升角4176?！稒C(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知,切削功率PC=PηK （公式37）式中 P——電動(dòng)機(jī)功率，查機(jī)床說明書，P=4kw； η——主傳動(dòng)系統(tǒng)總效率，～,η=。m) n——主軸轉(zhuǎn)速()設(shè)按最大切削速度來計(jì)算,取,則主切削力FZ==N=由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》可知，在外圓車削時(shí)FX=FZ ,取 FX==（2)滾珠絲杠設(shè)計(jì)計(jì)算滾珠絲杠副已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，因此，滾珠絲杠副有設(shè)計(jì)歸結(jié)為滾珠絲杠副型號(hào)的選擇。 （公式38）式中 FP——工作負(fù)載（N），指數(shù)控機(jī)床工作時(shí)實(shí)際作用在滾珠絲杠上的軸向力； ——運(yùn)轉(zhuǎn)系數(shù)，～,～。壽命G可按下式計(jì)算：G= （公式39）式中 n——滾珠絲的轉(zhuǎn)速 T——使用壽命時(shí)間（h），數(shù)控機(jī)床T取15000h。 K——考慮顛覆力的矩影響的系數(shù)，k=。則 ＝[+(+2300)]N= N 當(dāng)機(jī)床以線速度V=,進(jìn)給量f=,車削直徑D=80mm的外圓時(shí)，絲杠的轉(zhuǎn)速mm/min=則 萬轉(zhuǎn)=根據(jù)工作負(fù)載、壽命G，取=12, =1，計(jì)算出滾珠絲杠副承受的最大動(dòng)負(fù)荷N=（3)效率計(jì)算根據(jù)機(jī)械原理，絲杠螺母副的傳動(dòng)效率為 (公式311） 式中 ——螺紋的螺旋升角，該絲杠為4176。橫向滾珠絲杠的安裝（1）拆下刀架、小拖板及滑動(dòng)絲杠； （2）車削一根定位芯軸，保證法蘭盤孔與大拖板后孔的同軸度。 導(dǎo)軌當(dāng)機(jī)床加工精度要求不是很高,一般不作導(dǎo)軌改造調(diào)整改造,可大為降低改造成本。由于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的改造在主傳動(dòng)系統(tǒng)和安裝調(diào)試中提到，因此在這里我主要將對(duì)刀架的改造進(jìn)行敘述。時(shí)，上蓋圓盤直槽的另一端轉(zhuǎn)到圓柱銷的正上方，由于彈簧的作用，圓柱銷落入直槽內(nèi)，于是上蓋圓盤就通過圓柱銷使得上刀體轉(zhuǎn)動(dòng)起來（此時(shí)端面齒已完全脫開）。此時(shí)，反靠銷從反靠圓盤的十次槽內(nèi)爬不上來，于是上刀體停止轉(zhuǎn)動(dòng)，開始下降，而上蓋圓盤繼續(xù)反轉(zhuǎn)，其直槽的左側(cè)斜坡將圓柱銷的頭部壓入上刀體的銷孔內(nèi)上蓋圓盤的下表面開始與圓柱銷的頭部滑動(dòng)。由于蝸桿副具有自鎖功能，所以刀架可穩(wěn)定地工作。如執(zhí)行的刀號(hào)與現(xiàn)在的刀號(hào)（自動(dòng)記錄）一致時(shí)，則換刀指令立刻結(jié)束，并轉(zhuǎn)入下一程序段執(zhí)行。表41　刀架的參數(shù)刀架型號(hào)配車床型號(hào)刀位數(shù)電機(jī)功率電機(jī)轉(zhuǎn)速夾緊力上刀體尺寸下刀體尺寸LDB4CA6140CA6140490W140012000N166166mm192192mm（2）刀架指標(biāo)如表42表42　刀架指標(biāo)刀架型號(hào)配車床型號(hào)重復(fù)定位精度工作可靠性換刀時(shí)間90度180度270度LDB4CA6140CA6140≤＞60000次 電動(dòng)刀架的安裝（1)電動(dòng)刀架實(shí)物圖和安裝尺寸圖如圖43所示圖43 電動(dòng)刀架實(shí)物圖和安裝尺寸圖（2）刀架尺寸如下表43所示：表43　刀架尺寸H1328 mmB 230 mmH2140 mmB1115 mmH380 mmA90 mmH420 mmL1379 mm(3)電動(dòng)刀架的安裝步驟1）拆下原手動(dòng)刀架； 2）在小拖板上鉆四個(gè)安裝孔，并攻絲； 3）手動(dòng)抬起電動(dòng)刀架，將刀架安裝在小拖板上； 4）安裝后，試用MDI功能換刀，觀察三相電源有無接反。 2)刀架改造成為能自動(dòng)換刀的回轉(zhuǎn)刀架。3）再加上縱向和橫向進(jìn)給聯(lián)動(dòng)的功能，數(shù)控改裝后的車床就可以加工出各種形狀復(fù)雜的回轉(zhuǎn)零件，并能實(shí)現(xiàn)多工序自動(dòng)車削。結(jié)合實(shí)際，從實(shí)用角度出發(fā)，在這里我們選擇了華中HNC—21T型數(shù)控車床系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用先進(jìn)的開放式體系結(jié)構(gòu)，內(nèi)置嵌入式工業(yè)PC，集成進(jìn)給軸接口、主軸接口、手持單元接口、內(nèi)嵌式PLC接口于一體，支持硬盤、電子盤等程序存儲(chǔ)方式及軟驅(qū)、DNC、以太網(wǎng)等程序交換功能，具有低價(jià)格、高性能、配置靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、易于使用可靠性高的特點(diǎn)，編程格式符合ISO國際代碼標(biāo)準(zhǔn)，兩軸動(dòng)態(tài)坐標(biāo)，具有自動(dòng)加工、自動(dòng)換刀、車螺紋和MDI等功能。采用國際標(biāo)準(zhǔn)G代碼編程，與各種流行的CAD/CAM自動(dòng)編程系統(tǒng)兼容。彩色液晶顯示器，分辨率為640480。 標(biāo)準(zhǔn)化的字母數(shù)字式鍵盤的大部分鍵具有上檔鍵功能，當(dāng)“UPPER”鍵有效時(shí)，指示燈亮，輸入的是上檔鍵。4）機(jī)床控制面板標(biāo)準(zhǔn)機(jī)床控制面板的大部分按鍵（除“急?！卑粹o外）位于操作臺(tái)的下部。 軟件操作界面HNC21T的軟件操作界面如圖52所示：圖52 HNC21T的軟件操作界面其界面由如下幾個(gè)部分組成：1) 圖形顯示窗口 2) 菜單命令條 3) 運(yùn)行程序索引 5)工件坐標(biāo)零點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系下的坐標(biāo) 6) 輔助功能M、S、T；當(dāng)前刀位CT、選擇刀位ST 7)當(dāng)前加工程序行 8) 當(dāng)前加工方式、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)及當(dāng)前時(shí)間 9) 當(dāng)前坐標(biāo)、剩余進(jìn)給 10)直徑/半徑編程、公制/英制編程、每分鐘進(jìn)給/每轉(zhuǎn)進(jìn)給、快速修調(diào)、進(jìn)給修調(diào)、主軸修調(diào)倍率 系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)參數(shù)如下表51表51　系統(tǒng)參數(shù)參數(shù)號(hào)參數(shù)定義單位初始值范圍P01Z軸正限位值毫米0～P02Z軸負(fù)限位值毫米～0P03X軸正限位值毫米0～P04X軸負(fù)限位值毫米～0P05Z軸最快速度值毫米60000～15000P06X軸最快速度值毫米60000～15000P07Z軸反向間隙毫米0～P08X軸反向間隙毫米0～P09主軸低檔轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分15000～6000P10主軸高檔轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分30000～6000P11位參數(shù)1000000000～11111111P12位參數(shù)2000000000～11111111P13最大刀位數(shù)41～4P14刀架反轉(zhuǎn)時(shí)間10～P15M代碼時(shí)間10～P16主軸制動(dòng)時(shí)間10～P17Z軸最低起始速度毫米/分508～1000P18X軸最低起始速度毫米/分508～1000P19Z軸加速時(shí)間毫秒6008～9999P20X軸加速時(shí)間毫秒6008～9999P21切削進(jìn)給起始速度毫米/分508～6000P22切削進(jìn)給加減速時(shí)間毫秒6008～9999P23順序號(hào)間距101～255P24主軸中檔轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)/分20000～6000P25位參數(shù)3000000000～11111111 伺服驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)器在這里我采用和華中數(shù)控系統(tǒng)匹配的驅(qū)動(dòng)器HSV160B ，HSV160B是采用專用運(yùn)動(dòng)控制數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）和智能化功率模塊（IPM）等當(dāng)今最新技術(shù)設(shè)計(jì)，操作簡單、可靠性高、體積小巧、易于安裝。(負(fù)載0～100%)。(電源15～+10%)調(diào)速比20000:1脈沖頻率≤500kHz控制輸入①伺服使能 ②報(bào)警清除③偏差計(jì)數(shù)器清零④指令脈沖禁止⑤CCW 驅(qū)動(dòng)禁止⑥CW 驅(qū)動(dòng)禁止控制輸出①伺服準(zhǔn)備好輸出 ②伺服報(bào)警輸出 ③定位完成輸出/速度到達(dá)輸出位置控制輸入方式①兩相A/B 正交脈沖②脈沖+方向③CCW 脈沖/CW 脈沖電子齒輪1～32767/1～32767反饋脈沖電機(jī)編碼器線數(shù)：1024 Pusle/r、2000 Pusle/r、2500 Pusle/r、6000 Pusle/r加減速功能參數(shù)設(shè)置 1～10000ms(0~2000r/min 或2000~0r/min)監(jiān)視功能轉(zhuǎn)速、當(dāng)前位置、指令脈沖積累、位置偏差、電機(jī)轉(zhuǎn)矩、電機(jī)電流、轉(zhuǎn)子位置、指令脈沖頻率、運(yùn)行狀態(tài)、輸入