【正文】 ransformation of the market development space, now China39。它投資較數(shù)控低，但對(duì)工人的操作技能要求較高，因此工人工資水平高。二、有利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)開(kāi)支的節(jié)約數(shù)控化改造一般用戶(hù)都能承擔(dān)的起,這為資金緊張的中小型企業(yè)的技術(shù)改造開(kāi)辟了新路,也對(duì)實(shí)力雄厚的大型企業(yè)產(chǎn)生了較大的吸引力。要花費(fèi)大量的資金,而替換下的機(jī)床又會(huì)閑置起來(lái)造成巨大浪費(fèi),若采用數(shù)控技術(shù)對(duì)舊機(jī)床加以改造和購(gòu)買(mǎi)機(jī)床相比,則可省50%以上的資金,一套經(jīng)濟(jì)型數(shù)控裝置的價(jià)格僅為全功能裝置的1/3到1/5。因此得到了用戶(hù)廣泛的應(yīng)用,機(jī)床的數(shù)控化改造已成為滿(mǎn)足市場(chǎng)需求的主要補(bǔ)充手段,對(duì)中、小型企業(yè)來(lái)說(shuō)是十分理想的選擇。數(shù)控機(jī)床是最能適應(yīng)這種生產(chǎn)需要的。六、有利于企業(yè)的多方面發(fā)展數(shù)控技術(shù)用于機(jī)床的改造是建立在微電子技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)相結(jié)合的基礎(chǔ)上，具有高可靠性、柔性強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化、經(jīng)濟(jì)性可觀等特點(diǎn)。第2章 數(shù)控化改造方案一、改造的內(nèi)容普通車(chē)床的數(shù)控化改造主要有4個(gè)內(nèi)容：（1）車(chē)床的主軸的正、反向轉(zhuǎn)數(shù)控制和實(shí)現(xiàn)其不同切削速度的主軸變速。由計(jì)算機(jī)控制電動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)傳動(dòng)絲杠來(lái)實(shí)現(xiàn)。是通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的電動(dòng)機(jī)來(lái)達(dá)到轉(zhuǎn)角的目的。二、改造原則確定具體改造方案的基本原則是：在滿(mǎn)足使用要求的前提下對(duì)機(jī)床的改動(dòng)盡可能少，以降低成本、增強(qiáng)抗干擾性。使用四方刀架進(jìn)行自動(dòng)換刀。四、進(jìn)給系統(tǒng)改造的要求具有較高的定位精度、有良好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性，即系統(tǒng)跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要好、穩(wěn)定性要好，為了確保數(shù)控機(jī)床進(jìn)給的傳動(dòng)精度和工作穩(wěn)定性。第3章 介紹CA6140普通車(chē)床 簡(jiǎn)單介紹 1．機(jī)床的組成 CA6140車(chē)床的主要組成部件如圖所示。2．CA6140車(chē)床的主要技術(shù)參數(shù)，如表1.表1 CA6140車(chē)床的主要技術(shù)參數(shù)床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑400mm刀架上最大工件回轉(zhuǎn)直徑210mm最大工件長(zhǎng)度750、1000、1500mm主軸中心至床身平面導(dǎo)軌距離205mm最大車(chē)削長(zhǎng)度650、900、1400mm主軸孔徑48mm主軸轉(zhuǎn)速正轉(zhuǎn)（24級(jí)）10～1400r/min反轉(zhuǎn)（12級(jí)）14～1580r/min刀架縱向及橫向進(jìn)給量各64種縱向一般進(jìn)給量～小進(jìn)給量～加大進(jìn)給量～橫向一般進(jìn)給量～小進(jìn)給量～加大進(jìn)給量～刀架縱向快速移動(dòng)速度4m/min車(chē)削螺紋范圍米制螺紋（44種）1～192mm英制螺紋（20種）2～24牙/in模數(shù)螺紋（39種）～48mm經(jīng)節(jié)螺紋（37種）1～96牙/in主電動(dòng)機(jī)功率轉(zhuǎn)速1450r/min快速電動(dòng)機(jī)功率250kw轉(zhuǎn)速2800r/min 加工范圍及特點(diǎn) CA6140車(chē)床的工藝范圍很廣，它能完成車(chē)削內(nèi)外圓柱面、圓錐面、車(chē)削端面、各種螺紋、成形回轉(zhuǎn)面和環(huán)形槽等多種多樣的加工工序。CA6140車(chē)床主運(yùn)動(dòng)由工件隨主軸旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由刀架的橫向動(dòng)來(lái)完成。車(chē)床的工藝范圍又較廣泛，因此CA6140車(chē)床使用十分廣泛。 2. 加工時(shí)，主運(yùn)動(dòng)是工件和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀具的縱向和橫向移動(dòng)。，以及刀具與工件之間的摩擦，產(chǎn)生了大量的切削熱，但大部分熱量被切屑帶走，所以CA6140在加工過(guò)程中一般可以不使用切削液。 傳動(dòng)系統(tǒng)的介紹CA6140車(chē)床的傳動(dòng)系統(tǒng)，由主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)系統(tǒng)、車(chē)螺紋進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)組成，如圖。傳動(dòng)路線(xiàn)表達(dá)式 寫(xiě)傳動(dòng)路線(xiàn)表達(dá)式的方法是“抓兩頭帶中間”，即將首件通過(guò)中間傳動(dòng)件將末端件聯(lián)系起來(lái)，對(duì)于CA6140型臥式車(chē)床主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈來(lái)說(shuō)，即從主電動(dòng)機(jī)經(jīng)Φ130mm帶輪帶動(dòng)Φ230mm帶輪，從而帶動(dòng)Ⅰ軸，Ⅰ軸上有雙摩擦離合器M1，M1向左結(jié)合，左邊的z5z56雙聯(lián)齒輪與Ⅰ軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)兩對(duì)傳動(dòng)副，傳動(dòng)Ⅱ軸實(shí)現(xiàn)主軸正轉(zhuǎn)。M1處于中間，則Ⅰ軸空轉(zhuǎn)，即不傳動(dòng)左邊的z51和z56，也不傳動(dòng)右邊的z50，Ⅱ軸的運(yùn)動(dòng)通過(guò)Ⅱ——Ⅲ軸之前的三對(duì)傳動(dòng)副，傳動(dòng)Ⅲ軸，Ⅲ軸有兩條路線(xiàn)可傳動(dòng)主軸，即通過(guò)Ⅵ 軸上的M ，M 向左滑移至z63與z50嚙合，使得Ⅲ軸通過(guò)，直接傳動(dòng)主軸Ⅵ軸，實(shí)現(xiàn)主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)，即為450～1400r/min。CA6140型臥式車(chē)床的螺紋進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)可車(chē)削米制，模數(shù)制，英制和徑節(jié)制4種標(biāo)準(zhǔn)螺紋，另外還可以加工大導(dǎo)程螺紋，非標(biāo)準(zhǔn)螺紋及較精密螺紋以及右旋，左旋螺紋。、橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)車(chē)削內(nèi)、外圓柱表面時(shí)，可使用機(jī)動(dòng)的縱向進(jìn)給車(chē)削端面時(shí)，可使用機(jī)動(dòng)的橫向進(jìn)給。機(jī)動(dòng)進(jìn)給是由光杠XIX經(jīng)溜板箱傳動(dòng)。運(yùn)動(dòng)由齒輪副 及聯(lián)軸節(jié)傳至光杠XIX，再由光杠通過(guò)溜板箱中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，分別傳至齒輪齒條機(jī)構(gòu)或橫向進(jìn)給絲杠XXVII，使刀架做縱向或橫向機(jī)動(dòng)進(jìn)給。CA6140型臥式車(chē)床可以通過(guò)4種不同的傳動(dòng)路線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，從而獲得縱向和橫向進(jìn)給量各64種。在CA6140車(chē)床上加工零件時(shí)，為了縮短輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)效率：刀架可實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)縱向、橫向快速移動(dòng)。第4章 設(shè)計(jì)進(jìn)給系統(tǒng)縱向進(jìn)給系統(tǒng)主要分為切削力的計(jì)算、滾珠絲杠副的選擇、減速齒輪的設(shè)計(jì)、步進(jìn)電機(jī)的確定等。由于滾珠絲杠的摩擦系數(shù)小于原絲杠，所以縱向進(jìn)給機(jī)構(gòu)整體剛性?xún)?yōu)于從前，所以采用一級(jí)齒輪減速裝置。按用硬質(zhì)合金刀具半精車(chē)剛件的速度V=100m/min在外圓車(chē)削中：F =（～）F =2808=。滾珠絲杠副是一種在絲杠與螺母間裝有滾珠作為中間元件的絲杠副，為防止?jié)L珠在工作過(guò)程中從螺母兩端掉出，在螺母的螺紋滾道上裝有擋滾珠器（又叫回珠器或反向器）。②摩擦力小 因靜、動(dòng)摩擦因數(shù)小，因而傳動(dòng)靈敏、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、低速不易爬行、隨動(dòng)精度和定位精度高。有助于定位精度和剛度提高，既使反向也沒(méi)有空行程，反向定位精度高，且傳動(dòng)平穩(wěn)。⑤使用壽命長(zhǎng) 滾珠絲杠副采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，去滾道表面淬火硬度達(dá)6060HRC，表面粗糙度值小，而且是滾動(dòng)摩擦，故磨損很小、使用壽命長(zhǎng)。（2）滾珠絲杠副的缺點(diǎn)是：①制造工藝復(fù)雜，成本高 滾珠絲杠、螺母、反向器等零件的加工精度和表面粗糙要求高，故制造成本高。②不能實(shí)現(xiàn)自鎖 由于起摩擦因數(shù)小而不能自鎖，特別是垂直（立式）絲杠，由于自重和慣性或因突然停斷電而容易造成主軸箱等下滑，所以需要添加制動(dòng)裝置。為提高傳動(dòng)剛度，選擇合理的支承結(jié)構(gòu)并正確安裝很重要。在安裝時(shí)，應(yīng)注意調(diào)整絲杠間隙，可用百分表測(cè)出具體的間隙所在。選擇縱向進(jìn)給為綜合導(dǎo)軌，計(jì)算絲杠的最大軸向進(jìn)給切削。這個(gè)軸向負(fù)載的最大值Cm，即為滾珠絲杠桿副所能承受的最大當(dāng)量動(dòng)載荷Cm∴ Cm= =根據(jù)CCm的原則，查 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》化學(xué)出版社出版，第三章第3卷，（P1221）選取滾軸絲桿的型號(hào)為：，坐標(biāo)直徑為40mm，即外循環(huán)，齒差調(diào)隙式。滾動(dòng)絲桿副的滾動(dòng)摩擦因數(shù)f=，摩擦角約等于10′,所以 傳動(dòng)功率為10。式中 E——絲桿材料彈性量，對(duì)綱E=10 N/m L——絲杠兩支承端距離（m），L=。② 滾珠與螺紋接觸變形量 ，此項(xiàng)變形占總變形量的比重也教大，當(dāng)對(duì)絲杠加有預(yù)緊力且預(yù)緊力為軸向最大載荷的1/3時(shí)，之值可減少一半，外循環(huán)Z= ——滾珠絲杠公稱(chēng)直徑據(jù)上所訴，實(shí)際變形量為: ③ 支撐滾珠絲杠的軸承的軸向接觸變形 支撐滾珠絲杠的軸承為8107型推力軸承，幾何參數(shù)d =35mm，滾動(dòng)體數(shù)量=18，軸承的軸向接觸變形為：5mm∴總變形量 = + + =++0041+=又有前面已知條件可得：＜。根據(jù)機(jī)床設(shè)計(jì)的要求，滾珠絲杠導(dǎo)程L =6mm， ，傳動(dòng)比為1。 因進(jìn)給運(yùn)動(dòng)齒輪受力不大。 ∴d =M z=232=64mm分度圓直徑 m( +2 )=2(32+2 1)=68 mm=m( +2 )=2(40+2 1)=84㎜齒頂高系數(shù)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：m≥1㎜時(shí)，正常齒制 =1。頂隙系數(shù) 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：≥1 mm時(shí)，正常齒制 =。大小齒輪的材料均為40 合金鋼，考慮到對(duì)傳動(dòng)要求和制造方便采用直齒傳動(dòng)從動(dòng)齒輪齒輪錯(cuò)齒輪法消除和間隙，熱處理采用調(diào)壓處理慣量匹配條件 慣量匹配是指進(jìn)給系統(tǒng)負(fù)載慣量與伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子慣量相匹配。負(fù)載慣量的計(jì)算參考同類(lèi)型機(jī)床，初步選用反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)150BF002，其電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 =10 。齒數(shù)Z 、Z 折算到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：14。從表查得1m的絲杠的 = ∴J = = ：J = ，機(jī)床在不同的共況下，其所需轉(zhuǎn)矩不同。折算到電動(dòng)機(jī)軸上的摩擦力矩= ，附加摩擦力矩=，則M =M +M +M =++=。（3）最大切削負(fù)載時(shí)所需力距 M =+ +=從上面計(jì)算看出M 、M 、M 三種情況下，以快速空載起動(dòng)時(shí)所需轉(zhuǎn)矩最大，以此項(xiàng)作為初選步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的依據(jù)。但還得考慮電機(jī)起動(dòng)頻率特性和運(yùn)行矩頻特性。當(dāng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)，f起=2500HZ時(shí)，M=100N㎝），直接使用會(huì)產(chǎn)生失步現(xiàn)象，所以必須采取升降速控制（可用軟件實(shí)現(xiàn)），將起動(dòng)頻率降到1000HZ時(shí)，起動(dòng)扭矩可增高到588N當(dāng)快速運(yùn)動(dòng)和切削進(jìn)給時(shí)，由150BF002步進(jìn)電機(jī)起動(dòng)矩頻特性圖知該電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足要求，根據(jù)上述計(jì)算綜合分析，縱向進(jìn)給系統(tǒng)采用150BFOO2步進(jìn)電動(dòng)機(jī)能滿(mǎn)足要求。改造步驟：保留原手動(dòng)機(jī)構(gòu)，用于微機(jī)進(jìn)給和機(jī)床刀具對(duì)空操作；保留原有的支承機(jī)構(gòu)；步進(jìn)電機(jī)、齒輪箱體安裝在機(jī)床后側(cè)，為了便于安裝滾珠絲杠。采