加工工件形状编程 手工输入计算机磁带步进电机变速箱工件控制计算机功率放大器车床变速箱步进电机图（2）数控车床改造的总体方案示意图床鞍及拖板Z向光电隔离光电隔离功率放大功率放大步进电机X向步进电机中拖板微机图（3）经济性数控车床进给伺服系统方案框图
2.3设计参数
设计参数包括车床的部分技术参数和设计数控进给伺服系统所需要的参数。 现列出CA6140卧式车床的技术数据：
名称 技术参数
工件最大直径
5
在床身上 400mm
在刀架上 210mm
顶尖间最大距离 650;900;1400;1900mm
宋制螺纹 mm 1---12(20种)
加工螺纹范围 英制螺纹 t/m 模数螺纹 mm 径节螺纹 t/m
最大通过直径 孔锥度 主轴 正转转速级数 正转转速范围 反转转速级数 反转转速范围
纵向级数
进给量
纵向范围 横向级数 横向范围
滑板行程 横向 纵向
最大行程 刀架
最大回转角
刀杠支承面至中心的距离 刀杠截面B×H
顶尖套莫氏锥度 尾座
横向最大移动量 ±10mm
2---24(20种) 0.25---3(11种) 7---96(24种)
48mm 莫氏6# 24
10—1400r/min 12
14---1580r/min
64
0.028---6.33mm/r 64
0.014---3.16mm/r
320mm
650;900;1400;1900mm
140mm ±90° 26mm 25×25mm
5#
6
外形尺寸 长×宽×高 2418×1000×1267mm
圆度 工作精度 圆柱度 平面度 表面粗糙度Ra
主电动机 电动机功率 总功率
改造设计参数如下: 最大加工直径 在床面上 在床鞍上
最大加工长度 快进速度 纵向 横向
最大切削进给速度 纵向 横向
溜板及刀架重力 纵向 横向
代码制 ISO
脉冲分配方式 逐点比较法
0.01mm 200:0.02 0.02/φ300mm 1.6---3.2μm
7.5kw
7.84kw
400mm 210mm
1000mm
2.4m/min 1.2m/min
0.5m/min 0.25m/min
800N 600N
7
输入方式 增量值、绝对值通用
控制坐标数 2
脉冲当量 纵向 横向
机床定位精度
刀具补偿量
进给传动链间隙补偿量 纵向
自动升降速性能 有
横向
0.15mm 0.075mm
0mm---99.99mm ±0.015mm
0.01mm/脉冲 0.005mm/脉冲
2.4.其它要求
（1） 原机床的主要结构布局基本不变，尽量减少改动量 ，以降低成本 缩短改造周期。
（2）机械结构改装部分应注意装配的工艺性，考虑正确的装配顺序，保正 安装、调试、拆卸方便，需经常调整的部位调整应方便。
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3进给伺服系统机械部分设计与计算
3.1进给系统机械结构改造设计
进给系统改造设计需要改动的主要部分有挂轮架、进给箱、溜板箱、溜板 刀架等改造的方案不是唯一的。以下是其中的一种方案：
挂轮架系统：全部拆除，在原挂轮主动轴处安装光电脉冲发生器。 进给箱部分：全部拆除，在该处安装纵向进给步进电机与齿轮减速箱总成 丝杠、光杠和操作杠拆去，齿轮箱连接滚珠丝杠，滚珠丝杠的另一端支承座安装在车床尾座端原来装轴承座的部分。
溜板箱部分：全部拆除，在原来安装滚珠丝杠中间支撑架和螺母以及部分操 作按钮。
横溜板箱部分：将原横溜板的丝杠的、螺母拆除，改装横向进给滚珠丝杠螺 母副、横向进给步进电机与齿轮减速箱总成安装在横溜板后部并与滚珠丝杠相连。
刀架：拆除原刀架，改装自动回转四方刀架。为了满足在一台机床上一次装夹完成多工序加工，可采用自动刀架。自动刀架不但可代替普通车床手动刀架，还可用作数控机床微机控制元件。刀架体积小，重复定位精度高，适用于强力车削并安全可靠。
3.2进给伺服系统机械部分的计算与选型
进给伺服系统机械部分的计算与选型内容包括：确定脉冲当量、计算切削力 滚珠丝杠螺母副的设计、计算与选型、齿轮传动计算、步进电机的计算和选型等。计算简图如下图所示：
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