普通机床进行数控化改造，以此来提高普通机床的先进性与数控化，数控化改造费用低廉，经改造后的机床基本上能够达到机械产品的加工精度要求，所以数控化改造是一条可行的道路。
车床数控化改造研究是提高我国技术装备水平的重要项目，在我国目前拥有大量超期服役和技术陈旧的机床急待更新的情况下，由于数控车床的加工能力和资金受限，对车床进行数控化改造是一条节约资金、快速上马的有效途径。利用现有卧式车床，通过数控化改造，使其成为一台高效、多功能的数控车床，是一种盘活资金的有效途径，也是低成本实现自动化的行之有效的方法。因为一方面我国卧式车床保有量大，要将卧式车床淘汰掉是不经济、也不现实的做法；另一方面，从我国目前生产状况来看，仍然以生产卧式车床为主，卧式车床的数控化改造将会长期存在，并会不断的发展[2]。
1.3 数控化改造的优点
经过数控化改造后的普通车床虽然达不到数控机床的标准，但相对普通车床而言，在很多方面都有了很大的提升，尤其是自动化控制与无级调速。以下便是经过数控化改造后的车床的优势：
1）拥有数控车床的直线与圆弧插补功能，能够加工倒角，圆弧和复杂的回转体零件。
2）由于主传动和进给系统分别用伺服电机驱动，能够实现快速、精确控制。所以加工出来的零件有较高的精度
3）缩短了加工辅助时间，不再需要人工换刀，批量生产是只需经过一次对刀，很大的提高了生产效率
4）由于一台机床能够实现多工序的加工，省去了工件的搬运时间
能够控制机床进行自动切削，降低了人工强度和人工操作误差。减少了工装，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。
5）可以实现加工的自动化、柔性化，从而效率比传统机床提高3-7倍。 6）机床数控化还是推行FMC(柔性制造单元)、FMS(柔性制造系统)以及CIMS(算机集成制造系统)等企业信息化改造的基础。
1.4 普通车床数控化改造的现状
1.4.1数控化改造国内外发展现状
美国、日本和德国等发达国家把机床改造作为新的经济增长行业，美国、日本和德国等发达国家在大量生产数控机床的同时，还非常重视普通机床的数控化改造，机床改造正逐步从制造业中分化出来，并形成了把机床改造作为新的经济增长行业。如德国的Schiess公司在1981年把一台加工直径为19m的超重型立式车床改装成数控机床。在美国机床改造业称为机床再生(Remanufacturing)业。从事再生业的著名公司有：Bertsche工程公司、ayton机床公司、Devlieg—Bullavd(得宝)服务集团、US设备公司等。美国得宝公司已在中国开办公司。在日本，机床改造业称为机床改装(Retrofilng)业。从事改装业的著名公司有：大隈工程集团、岗三机械公司、千代阳工机公司、野崎工程公司、滨团工程公司、山本工程公司等[9]。
目前国内数控机床的占有率很低，与其他发达国家相比有很大的差距，但由于购买数控机床昂贵，对普通机床进行数控化改造成为了提高数控车床占有率唯一可行的方法。如：国防科技工业开展普通机床数控化改造“十五”期间计划改造1．2～1．6万台，目前已完成3000多台。改造后生产效率提高约3倍，加工精度提高20％，与新购设备相比可节约资金50％以上。中国三江航天集团对具有改造价值的109台普通机床进行了数控化改造，取得了良好的效果。中国兵器工业集团西南自动化研究所积极开发普通机床数控化改造技术，累计完成普通机床数控化改造2000余台[9]。 1.4.2 普通机床数控化改造的趋势
对普通机床进行数控化改造的最终目的就是能够使改造后的机床能够无限接近数控机床的性能，所以数控化改造也随着数控机床的发展发展：
1)高速化、高精度、高可靠性
目前车床和车削中心主轴转速达到8000 r／min，加工中心的主轴转速一般都在15000r／min～20000 r／min，高的达到60000 r／min，切削进给速度般达到20 m／min，高的甚至达到60 m／min，为充分发刀具材料性能、提高加工效率、降低加工成本，并且高加工精度和表面加工品质，数控装备将进一步向高速
度或超高速方向发展。近10年来，在加工精度方面，普通级数控机床的加工精度已由±10um提高到±5um；精密级加工中心则从±(3-5)um，提高到±(1-1．5）um；超精密加工精度已开始进入纳米级(0．0019m)。国外数控装置MTBF己达60000 h以上，伺服系统MTBF达到30000 h以上，表现出非常高的可靠性。
2)柔性化、网络化、集成化
作为推行FMC,FMS,CIMS等信息化改造的基础，经数控化改造后的机床不仅要求能够实现基本的切削加工、自动换刀、自动工作台交换等功能，随着数控机床相柔性化方向的发展功能集成化更多体现在：工件自动装卸、工件自动定位、工件自动对刀、工件自动测量和集装卸、加工、测量为一体的“完整加工”等。并且目前先进的数控系统为用户提供了强的联网能力，除了具有RS232C外，还带有远程缓冲功能的DNC接口，可以实现多台数控机床间的数据通信和直接对多台数控进行控制。
3）工艺复合化
为了减少加工的辅助时间，往往很多工序都集中在一台机床上进行加工，这就是工艺复合化。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工，以减少非加工时间。因为在零件加工过程中有大量的无功时间消耗在工件搬运、上下料、安装调整、换刀和主轴的升降速上。
4）智能化
随着人工智能在计算机领域不断渗透和发展，数控系统向智能化方向发展。在新一代的数控系统中，由于采用“进化运算”、“模糊系统”和“神经网络”等控制机理，性能大大提高，具有加工过程的自动适应控制、负载自动识别、工艺参数自生成、运动参数自动补偿、只能诊断、智能监控等功能。
1.5 数控化改造的目的和内容
1.5.1 数控化改造的目的
通过对普通的CA6132车床进行数控化改造，从而使普通车床实现数控化控制，在充分利用现有资源的同时提高生产加工效率和加工精度，使普通车床的功能能够满足现代制造业的要求。同时通过此次的论文设计对普通车床与数控车床
的结构特点、所能实现的功能和各个机构的工作原理有更深的认识，对机床数控化改造的步骤和理论知识的应用有大概的把握与了解，积累在这方面的经验。 1.5.2 数控化改造的内容
CA6132普通车床的机械部分数控化改造主要是对主传动系统、进给系统和刀架的改造。主传动系统应该能够实现无级调速，并且保证有较大的调速范围。当车床低速切削时主轴电机能够提供足够大的切削功率。同时主轴必须保持一定的回转精度，从而提高车床的加工精度。改造后的进给系统不但要求能够加工复杂的回转体零件和圆弧，还应该有很高的精度和快速响应的特性，这样才能保证所要求的精度要求。刀架有多个刀位，并且刀架能够通过计算机控制而实现刀架的回转。
本章小结
本章主要介绍了数控机床对现代切削加工的重要性和优势，数控化改造产生的背景、历史以及国内外发展现状。总结出数控化改造的目的和内容。
第2章 机械部分数控化改造总体方案
2.1 CA6132普通车床与数控车床的参数对比
表2-1 参数对比
参数 床身上最大工件回转直径 （mm） 刀架上最大工件回转直径 （mm） 最大工件长度 （mm） 主轴转速范围（级数）（r/min） 主轴通孔直径 （mm） 公制螺纹范围（种数） （mm） 英制螺纹范围（种数） （牙/时） 模数螺纹范围（种数） （mm） 纵向进给范围（mm/r） 横向进给范围 （mm/r） 主轴电机功率 （kw） 冷却/润滑电机功率 （w） 机床重量 （kg） 外形尺寸 （mm） 包装尺寸（mm） 1600/1700 2175X900X1185 2035X1080X1520 2275X900X1185 2405X1080X1520 4 120 5.5 5 0.06-3.34 0.04-2.45 3.8m/min 7.6m/min 3.0m/min 7m/min 0.5-9（17） 2-38（32） 36 0.5-9（17） 53 750/1000 43―2000（12级） 650 200―3000 700 200―3000 175 普通车床 320 数控车床 320 改造后的车床 320