山东大学自学考试毕业设计（本科）
Mf?F0L0/2??i?f?WL0/2??i?0.2?30?0.4?3/2?3.14?0.8?5?0.287kgf.cm?0.028N.m
Mo?FvLo(1??o2)/6??i?38.19?0.4?3(1?0.92)/6?3.14?0.8?5?0.116kgf.cm?0.011N.m
Mt?FyLo/2??i?38.19?0.4?3/2?3.14?0.8?5?1.824kgf.cm?0.179N.m所以，快速空载启动所需转矩
M?Mamax?Mf?M
=2.23+0.287+0.116=2.633kgf.cm=26.33N.cm 切削时所需力矩：
M?Mat?Mf?Mo?Mt
=0.1774+0.287+0.116+1.824 =2.40kgf.cm=24.04N.cm
快速进给时所需转矩：
M?Mf?Mo
=0.287+0.116=0.403kgf.cm=4.03N.cm
以上计算可知：最大转矩发生在快速启动时
Mamax?2.633kgf.cm?26.33N.m
3.3 机床导轨改造
卧式车床上的运动部件，如刀架、工作台都是沿着机床导轨面运动的。导轨就是支承和导向，即支承运动部件并保证运动部件在外力作用下，能准确的沿着一定的方向运动。导轨的导向精度、精度保持性和低速运动平稳性，直接影响机床的加工精度、承载能力和使用性能。
数控机床上，常使用滑动导轨和滚动导轨。滚动导轨摩擦系数小，动静摩擦系数接近，因而运动灵活轻便，低速运行时不易产生爬行现象。精度高，但价格贵。经济型数控一般不使用滚动导轨，尤其是数控改造，若使用滚动导轨，将太大增加机床床身的改造工作量和改造成本。因此，数控改造一般仍使用滑动导轨。
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滑动导轨具有结构简单，刚性好，抗振性强等优点。普通机床的导轨一般是铸铁—铸铁或铸铁—淬火钢导轨。这种导轨的缺点是静摩擦系数大，且动摩擦系数随速度的变化而变化，低速时易产生爬行现象，影响行动平稳性和定位精度，为克服滑动导轨的上述缺点，数控改造一般是将原机床导轨进行修整后贴塑，使其成为贴塑导轨。
贴塑导轨摩擦系数小，且动静摩擦系数差很小，能防止低速爬行现象；耐磨性、抗咬伤能力强、加工性和化学性能稳定；且有良好的自润滑性和抗振性，加工简单，成本低。
目前应用较多的聚四氟乙稀（PTEE）贴塑软带，如美国生产的Twrcite—B和我国生产的TSF软带材料，此种软带厚度为0.8㎜、1.6㎜、3.2㎜等几种规格。考虑到承载变形，宜选用厚度小的规格；如果考虑到加工余量，选用厚度为1.6㎜为宜。
贴塑软带粘贴工艺非常简单，可直接粘结在原有的滑动导轨面上，不受导轨形式的限制，各种组合形式的滑动导轨均可粘结。粘结前按导轨精度要求对金属导轨面进行加工修理。根据导轨尺寸长度放大3～4㎜，切下贴塑软带。金属粘结面与软带结面应清洗干净，用特殊配制的粘合剂粘结，加压固化，待其完全固化后进行修整加工。作为导轨面的表面，根据需要可进行磨、铣、刮研、开油槽、钻孔等加工，以满足装配要求。
3.4 自动刀架的选择
自动刀架的选用是普通机床数控改造机械方面的关键，而由数控系统控制的电动刀架，具有重复定位精度高，工件刚性好，性能可靠，使用寿命长以及工艺性能好等优点。
经济型数控车床的自动刀架，在生产中最常用的是常州武进机床数控设备厂生产的系列刀架，具有重复定位精度高，工作刚性好，使用寿命长，工艺性能好等优点达到国内先进水平，在生产中大量使用。现选用常州武进机床数控设备厂生产的LD4—工型系列四工位自动刀架作为C616的适配刀架。
刀架技术参数如下：
刀位数：4 电动功率：60W
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电机转速：1400r/min 夹紧力：1t
上刀体尺寸：152×152 下刀体尺寸：161×171
技术指标：重复定位精度：≤0.005㎜ 工作可靠性：＞30000次
换刀时间：90° 180° 270°
2.9s 3.4s 3.9s
3.5 主轴脉冲发生器
主轴脉冲发生器也叫光电编码器。其作用是当数控机床加工螺纹时，用主轴脉冲发生器作为车床主轴位置信号的反馈元件，它应与车床主轴同步转动，并发出主轴转角位置变化信号，输送给计算机。计算机按所需加工的螺距进行处理，控制机床纵向或横向步进电动机运转，实现加工螺纹的目的。其加工螺距为6、5、3.5、3、2.5、2、1.75、1.5、1.25、1、0.75等十八种。
在使用主轴脉冲发生器时，受到步进电动机频率的限制。如采用1000Hz工作频率，加工3mm螺距的螺纹时，步进电动机频率为300Hz，而主轴脉冲发生器频率为
1000x60Hz=60000Hz，所以车床主轴转速
n=1000x60/300r/min=200r/min，即车床主轴转速不得超过200r/min，如果主轴脉冲发生器的频率提高到2000Hz转速也仅达到400r/min。由此可知，当螺距越大时，允许的车床主轴转速也就越低。
在经济型数控系统改造卧式车床，多采用同轴方式安装。因为同轴安装的结构简单，联接方便。
须要注意的是，主轴脉冲发生器属精密光学元件，安装时应格外小心，以免损坏光栅盘。另外，在使用中还应注意最高许用转速，使用时车床主轴不能超过此转速。最后做到使用时可将其装上，不使用时将其脱开，以延长其使用寿命。
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第4章 电气系统控制部分改造
4.1 步进电机的选择
4.1.1 步进电机选用的基本原则
合理选用步进电机是比较复杂的问题，需要根据电机在整个系统中的实际工作情况，经过分析后才能正确选择。现仅就选用步进电机最基本的原则介绍如下：
1.步矩角α 步矩角应满足：
???mn/i
式中 i——传动比；
?mn——系统对步进电机所驱动部件的最小转角。
2.精度 步进电机的精度可用步矩误差或积累误差衡量。积累误差是指转子从任意位置开始，经过任意步后，转子的实际转角与理论转角之差的最大值，用积累误差衡量精度比较实用。所选用的步进电机应满足
?Qm?i[??s]
式中 ?Qm——步进电机的积累误差；
[??s]——系统对步进电机驱动部分允许的角度误差。
3.转矩 为了使步进电机正常运行（不失步、不越步），正常启动并满足对转速的要求，必须考虑：
启动力矩 一般启动力矩选取为：
Mq?ML0/0.3~0.5
式中 Mq——电动机启动力矩； ML0——电动机静负载力矩。
在要求的运行频率范围内，电动机运行力矩应大于电动机的静载力矩与电动机转动惯量（包括负载的转动惯量）引起的惯性矩之和。
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