场的需求，而且普通机床需要高强度的劳动力，还伴随着高危险性，并且如今众多产品所需要的批量生产也得不到满足。所以普及数控化机床成为越来越多企业所追求的潮流。但是许多企业心有余而力不足，他们所使用的机床大多还是陈旧的普通机床，如果大批量引进全新的数控化机床必将伤筋动骨。在如此的宏观局面下，数控化改造是有效提高工厂数控化率，控制经济成本的捷径。本文以普通车床为例，预计数控化改造后能具备的优点改造后的机床延长了服役时间，提高了精度，提升了自动化能力，具有较强的针对性，能满足生产的需求。在改造前，根据原老旧机床所存在的问题可以得出改造方案，需要改的部分，如何修改，最终能改造成什么状态都可以做出预估，最终能将科学技术转化为有效生产力。原机床的绝大部分在改造中还可以保留使用，所需要的材料和资金都可以节省许多，而且能缩短生产周期，可满足生产急需。因为改造后的机床上大部分零件，组件，甚至有些传动部分都不需要更换，缩短了工期，节约了成本。改造后的机床具有稳定的性能，能适应多种形状零件的小批量生产。数控化改造不需要更换机床上的大型结构件，而机床上的大型结构件般都是铸铁制成，随着时间的积累，其精度比新铸件更加稳定。完成改造的机床不仅能保留原有功能，而且能扩展出新的功能，能加工各类复杂型面类的零件。根据生产的需求，改造可以预先定义改造后机床的精度和效率。改造后的机床跟全新数控化机床相比，更贴近企业对生产发展的需求跟普通机床相比，其具有较高的自动化水平和效率，而且能较好地保证操作人员的安全。总之，对机床进行数控化改造具有较高的性价比。在数控化改造期间，企业中的技术人员能清楚地了解原机床的结构与性能各工科院校的学生在改造中也能提升自己的技术能力，更好地掌握科学技术。如若是相关学员，通过对机床的改造能缩短培训周期，更快得投入生产工作。国内外的发展概况国内外数控机床的发展概况世纪中期，有史以来第台电脑在美国发明，没过多少时间，又是在美国，诞生了世界第台数控机床数控三轴镗铣床，自此，跟随着微电子技术和计算机技术的发展潮流，数控机床技术得到了长足发展，在近半个世纪以来，数控机床的数控系统经历过了两个阶段，六个时代的发展。逻辑数字控制是数控机床经历的第个阶段，第阶段分为三个时期电子管晶体管和小规模集成电路计算机数字逻辑控制是数无锡太湖学院学士学位论文控机床的第二段历程，从小型计算机发展到微处理器，最后到机。如今，世界上数控机床的更新周期是年，处于数控机床研发技术第梯队的是日本美国德国西班牙等国家，在业界得到普遍认可的品牌有德国西门子日本发那科西班牙发格法国，这些品牌的产品不仅功能卓越，而且表现稳定，所以在全世界都有可观的市场。自从年之后，激烈的市场竞争导致了产品更迭周期越来越短，产品的批量生产发展势头迅猛。再者伴随着轻工业汽车工业甚至航空工业的不断发展，产品需求趋向复杂化，高精度化，切的发展推进着普通机床向高性能数控机床发展以适应各种零件的批量生产，在生产中数控机床的地位愈发重要，甚至能用数控机床的占有量来权衡个国家的工业水平。因此，各个国家都在支持自动化机械制造技术的研发。相关数据表明，美国通用公司的数控机床占有了七成的市场。另据不完全统计，自世纪年代以后，日本数控机床的生产量占所有机床生产量的八成，而且数控机床普遍都是高档机床。我国在近世纪年代起研发数控机床技术，研发的主要任务是对国外先进数控机床的拆解，研究，最终仿制。年左右，国内的零件制造水平低，电子元件质量不过关，导致不稳定，不可靠的国产数控机床始终得不到技术的突破。而且，价格也超出了般企业的承受范围，没能普及开来。进入年以后，我国重新拾起数控机床技术的研发。到世纪年代初产量已经翻了几千倍，数控化产值从原先的不足百分之上升到成以上。数控机床上的生产已经形成定规模，北京机床研究所作为领头羊，陆续涌现出些数控机床研发的机床厂。其主要数控系统产品型号有等。随后许多机床厂家又研发出经济型数控系统，如武汉华中数控有限公司沈阳第机床厂西安微电子研究所等。数控机床正逐渐发展为两个分支个向大型高性能发展，个向经济型数控机床发展。经济型数控机床就是指用户能快速了解其操作流程，而且售价上低于同类产品，对于我国来说，符合生产需求，具有较高性价比的自动化机床。由上文可知，我国的数控机床发展在各方面都远落后于世界流数控机床制造水平，而也我国工业水平发展落后也有很大部分原因是数控机床制造技术的落后。国内外数控机床改造概况随着数控机床占领市场，数控系统的价格日渐便宜，这无疑增加了普通机床数控化改造的优势，许多机械加工厂也确实逐渐把数控化改造当成个新的扩展经营项目。各种品牌的机床翻新改造公司像雨后春笋般在包括很多工业发达国家在内的各个国家成立，接受普通或者旧机床的改造业务，甚至些大型和重型机床也不在话下。切端面的主切削力可取纵车外圆的主切削力的半切深抗力进给抗力横向向滚珠丝杠的计算和选型计算横向轴向力式中考虑颠覆力矩影响的实验系数，机床数控化改造设计进给抗力，导轨上的摩擦系数，主切削力，切深抗力，横向溜板及刀架等运动部件的总重量，由式得，计算最大动载荷式中滚珠丝杠导程，取最大切削力下的进给速度，可取最高进给速度的，寿命时间，数控机床取小时寿命值，以转为单位取取由式得，由式得，由式得，滚珠丝杠的选型根据确定的导程值计算出的最大动载荷，选定台湾上银集团的滚珠丝杠，其型号为，其基本额定动载荷，所以强度足够。具体参数见。表滚珠丝杠参数公称直径导程珠径节圆直径根径刚性静载荷动载荷螺旋升角行程长度计算传动效率无锡太湖学院学士学位论文式中滚珠丝杠螺旋升角，为摩擦角，取由式得，,所以该丝杠副传动效率能满足使用要求。刚度校核滚珠丝杠受轴向力引起的导程的变化量式中纵向轴向力，滚珠丝杠导程，取弹性模量，对钢，丝杠的截面积，是螺纹底径由式得，滚珠丝杠受扭矩引起的导程变化很小，可忽略不计。所以，丝杠长度上导程变形总误差，而该丝杠允许的螺距误差为，所以刚度足够。横向向步进电机的计算和选型转动惯量计算工作台折算到电机轴上的转动惯量式中是纵向溜板及刀架等运动部件的总重，由式得，丝杠的转动惯量式中丝杠公称直径，丝杠的质量，，机床数控化改造设计丝杠的长度，由式得，电机的转动惯量很小可忽略不计。因此，总的转动惯量所需转动力矩计算当切削时所需的力矩最大，所以此处只计算最大切削负载时所需的旋转力矩切切摩摩式中折算到电机轴上的切削负载力矩主切削力，摩擦系数，纵向溜板及刀架等运动部件的总重量，进给方向最大切削力，纵向传动系统总效率，取传动比，本系统向步进电机与滚珠丝杠采用直连接方式，由式得，由式得，摩由式得，摩由式得，切取切作为最大静转矩。经查，森创三相混合式步进电机，其保持转矩为，大于切，其他各项性能指标均符合设计也要求。所以选择森创三相混合式步进电动机。本章小结本章首先阐述了纵切外圆和横切端面切削力的计算，在计算的基础上，确定了纵横向滚珠丝杠副所受当量动载荷，并根据计算结果选出了相应的滚珠丝杠型号，并对所选的滚珠丝杠进行了校核。最后计算了刀具切削是所需力矩，并根据计算结果选出了相应的步进电机。无锡太湖学院学士学位论文总结与展望论文总结作为机电体化的典型产品，数控机床在机械制造业中发挥着越来越大的作用，形状结构复杂精度要求高小批量及多变零件的加工问题得到了有效的解决，且产品的加工质量没有了较大的起伏，生产效率也提高了不少。全文主要论述和研究了以下内容分析了原车床的工作原理，并根据要求作出了总体的改造方案使用变频器驱动电机的方式使改造后的车床主轴能实现变速以及正反转在对机床的电气改造方面，选择了合适的数控装置系统，设计了电气原理图以及数控系统接线图，对纵横向进给系统的步进电机进行了选型在对机床的机械改造方面，主要对纵横向进给系统的滚珠丝杠进行了选型和校核展望本次课题所涉及到的改造，由于到原车床的精度和改造的成本周期难易程度等各方面因素，采用的是以步进电机作为驱动元件开环控制的西门子数控系统。如果以后条件充裕可以考虑换为以交流伺服电机作为驱动元件半闭环控制的数控系统，这样车床的切削精度等可以进步提升。机床数控化改造设计致谢从选题后，我的导师黄敏副教授和朱启兵副教授就直给予我悉心的指导，耐心的解答，导师们以其渊博的学识严谨的治学态度勤奋的工作作风勇于开拓创新的精神谦和朴素的生活态度崇高的品德和敬业精神给我留下了宝贵财富，这将使我终身受益。导师正直的作风平易近人和蔼可亲的性格都令我印象深刻。本文的点滴进度都离不开黄敏老师和朱启兵老师的帮助，在此要衷心感谢我的导师。同时，我也要感谢我的同学们，在私下里尽可能借给我所需要的书籍，并且在我为问题而烦恼的时候抽取宝贵的时间帮我解答问题，给予了我大力的支持。最后要感谢我的母校能给予我这个学习机会，还有审阅我论文的各位教授，以及工作人员。谢谢大家,无锡太湖学院学士学位论文参考文献李宏胜,黄尚先机床数控技术及应用北京机械工业出版社,郑晓峰数控技术及应用北京机械工业出版社,余英良机床数控改造设计与实例北京机械工业出版社,宋建武普通车床数控化改造北京中国农业大学,陈艳红车床的数控改造与实践机床与液压蔡厚道数控机床构造北京北京理工大学出版社,陈建明电气控制与应用北京电子工业出版社,郝用兴,苗满香,罗小燕机电传动控制武汉华中科技大学出版社,李园基于西门子的车床数控化改造浙江浙江工业大学,阳彦雄普通车床数控化改造成都电子科技大学,万文经济型数控车床中步进电机的选择南昌航空工业学院学报编号无锡太湖学院毕业设计论文题目机床数控化改造设计信机系机械工程及自动化专业学号学生姓名杭晓梁指导