机床数控化改造技术及实例内容简介

本书主要内容包括三大部分：机械设计、电控设计、改造案例。具体内容有：绪论；数控机床进给传动系统的设计，包括进给传动系统的负载计算、导轨的设计与选型、滚珠丝杠螺母副的选型与计算、进给传动系统的刚度计算与误差分析、驱动电动机的选型与计算、进给传动系统动态特性分析、驱动电动机与滚珠丝杠的连接等； 数控机床控制系统的设计包括国内外伺服系统的设计及应用设计、接线等实用技术、国内外控制系统介绍、控制方案的分析及确定、控制系统的选择、PLC控制系统介绍及接线、数控系统的接线调试、整机的电控设计举例等；数控机床进给传动系统设计实例以车床、铣床、齿轮加工机床为例，包括立式铣床数控化改造设计、普通机床数控化改造设计、滚齿机数控化改造设计等。

本书可作为高等院校机械类专业数控技术课程设计指导用书，也可作为其他类别学校及其他专业学生的学习指导用书，更可作为从事数控机床设计、普通机床数控化改造、自动化装备及自动化生产线设计等工作的工程技术人员的参考用书。

第1章绪论1

第2章数控机床进给传动系统的设计5

2.1进给传动系统的负载计算5

2.1.1主切削力及其切削分力的计算5

2.1.2摩擦力的计算6

2.2导轨8

2.2.1贴塑导轨8

2.2.2滑动导轨安装和维护8

2.3滚珠丝杠螺母传动10

2.3.1概述10

2.3.2滚珠丝杠螺母副的选型与计算12

2.3.3滚珠丝杠螺母副的承载能力校核24

2.4进给传动系统的刚度计算26

2.4.1进给传动系统的综合拉压刚度的计算26

2.4.2进给传动系统的最大、最小综合拉压刚度的计算28

2.4.3滚珠丝杠螺母副的扭转刚度的计算29

2.5进给传动系统的误差分析29

2.6驱动电机的选型与计算31

2.6.1折算到电动机轴上的负载力矩31

2.6.2折算到电动机轴上的加速力矩31

2.6.3折算到电动机轴上的负载惯量32

2.6.4电动机的选型33

2.7驱动电动机与滚珠丝杠的连接37

2.7.1联轴器37

2.7.2齿轮传动副40

2.7.3同步带43

第3章数控机床控制系统的设计53

3.1机床数控系统的组成方案53

3.2伺服驱动系统56

3.2.1驱动系统简介56

3.2.2步进电机驱动系统57

3.2.3交流伺服电机驱动系统 59

3.3运动控制系统应用65

3.3.1SINUMERIK 828D数控系统65

3.3.2新代SYNTEC数控系统67

3.3.3固高GTC-NC600系列运动控制器69

3.3.4欧辰IDEABOX3控制系统及其应用71

3.4机床电气的设计80

3.4.1电气设计要求分析80

3.4.2CA6140车床数控化电控设计83

3.4.3X52K数控铣床控制电路93

3.4.4Y3150E滚齿机数控化电控设计98

第4章数控机床进给传动系统设计实例104

4.1立式(卧式)数控铣床工作台(X轴)设计104

4.2数控滚齿机的工作台设计113

附录124

附录A附表124

附录B附图145

参考文献160

本书主要介绍了四种机床的数控化改造实例。通过分析实例，详细阐述了车床、铣床、磨床和加工中心的实际改造方法，包括数控系统、伺服系统、机械结构、电气系统、液压系统的改造设计中使用的技术、方法及出现的常见问题及解决方法。本书能详细、准确地为学生和技术人员提供机床数控化改造的参考案例，帮助完成改造设计。

本书是机电一体化及机械制造各专业的大学本科、专科学生的教材，并可作为从事机电一体化和机床数控化改造的工程技术人员工作的参考资料。

前言

第1章 机床数控化改造概述

1.1 机床进行数控化改造的必要性

1.1.1 微观看改造的必要性

1.1.2 宏观看改造的必要性

1.2 机床数控化改造的工作内容

1.2.1 数控化改造的内容

1.2.2 数控化改造的优缺点

1.2.3 数控系统的选择

1.2.4 控制系统的选择

1.2.5数控改造中主要机械部件的改装内容

1.3 机床数控化改造的现状

1.3.1 国外机床改造业的现状

1.3.2 我国机床改造业的现状

1.3.3 目前我国机床数控化改造市场的现状

1.3.4 数控化改造是发展我国数控设备的一个重要方面

1.4 机床数控化改造的原则及基本改造设计方案

1.4.1 改造方案的确定

1.4.2 改造前的技术准备

1.4.3 改造的实施

1.4.4 验收及后期工作

1.5 机床数控化改造中常见的问题

第2章 车床的数控化改造设计实例

2.1 车床数控化改造的基本内容

2.1.1 车床数控化改造的特点

2.1.2 车床数控化改造的基本步骤

2.2 CA6140卧式车床的数控化改造

2.2.1 总体设计方案的拟定

2.2.2 数控系统软、硬件的设计

2.2.3 进给伺服系统的设计计算

2.2.4 主轴脉冲发生器的安装

2.2.5 自动回转刀架

2.2.6 丝杠及导轨的自动润滑

2.2.7 改造小结

2.3 C6132车床数控化改造设计

2.3.1 经数控化改造后的优越性

2.3.2 设计的内容及任务

2.3.3 数控系统的选择

2.3.4 机械本体部分的数控化改造与设计计算

2.3.5 伺服系统的改造设计

2.3.6 自动转位刀架

2.3.7 编码器的选用与安装

2.3.8 电气控制部分的改造设计

2.3.9 液压系统的清洁与维护

2.4 CY6140型卧式车床数控化改造

2.4.1 总体设计方案拟定

2.4.2 改造后的数控车床工作原理

2.4.3 纵向进给改装设计

2.4.4 横向进给改装设计

2.4.5 数控刀架设计和选择

2.4.6 主轴脉冲发生器的安装

2.4.7 对车床导轨和床鞍配合滑动面的改造

2.4.8 丝杠及导轨的自动润滑

2.4.9 CY6140数控化改造后的试加工校验

2.4.10 改造小结

2.5 CQ5250立式车床的数控化改造

2.5.1 改造方案

2.5.2 改造后的优势

2.6 C620-1卧式车床的数控化改造

2.6.1 改造方案的设计

2.6.2 数控化改造与设计

2.6.3 调试阶段

2.6.4 改造后的情况

参考文献

第3章 铣床的数控化改造实例

3.1 铣床数控化改造概述

3.1.1 铣床数控化改造的特点

3.1.2 铣床数控化改造的步骤

3.2 X62铣床数控化改造实例

3.2.1 数控化改造总体方案设计

3.2.2 纵向传动部分的改造设计

3.2.3 横向传动部分的改造设计

3.2.4 垂直方向的机械改造

3.2.5 电气系统的改造

3.2.6 数控系统的选择

3.3 X63铣床数控化改造

3.3.1 改造总体方案的确定

3.3.2 纵向机械部分设计计算

3.3.3 横向进给系统的改造设计

3.3.4 垂向进给系统的改造

3.3.5 滚动轴承选择

3.3.6 自锁机构设计

3.3.7 电气系统的改造、选型

3.3.8 数控系统的选型

3.4 X6132A铣床的数控化改造

3.4.1 X6132A型万能卧式铣床基本概况

3.4.2 数控化改造具体方案

3.4.3 具体改造内容

3.4.4 伺服进给系统的改造

3.4.5 驱动电动机的选择

3.4.6 电气系统的改造

3.4.7 数控系统的选型

参考文献

第4章 磨床的数控化改造设计

4.1 磨床情况概述

4.1.1 数控磨床的一般结构

4.1.2 磨床数控化改造的方法

4.2 M215A内圆磨床传动系统及电气系统设计

4.2.1 机床改造总体方案分析

4.2.2 机床传动系统分析

4.2.3 液压系统的改造设计

4.2.4 冷却润滑系统

4.2.5 机床电气控制系统

4.2.6 改造小结

4.3 MZ-204内圆磨床的数控化改造

4.3.1 改造方案

4.3.2 数控系统的设计

4.3.3 系统的抗干扰措施

4.3.4 改造效果

4.3.5 改造小结

4.4 M1432A型万能外圆磨床数控化改造技术

4.4.1 数控系统的选择

4.4.2 机械部分

4.4.3 改造小结

参考文献

第5章 加工中心的数控化升级改造

5.1 加工中心升级改造概述

5.2 MC1600加工中心的数控化升级改造

5.2.1 MC1600加工中心概述

5.2.2 MC1600加工中心对各组成部分的基本要求

5.2.3 MC1600加工中心改造的方案

5.2.4 机械进给部分的改造

5.2.5 伺服驱动单元的改造

5.2.6 CNC系统的选择和连接

5.2.7 PLC的编程

5.2.8 系统的调试

5.2.9 改造小结

5.3 MAH0600卧式加工中心数控化改造

5.3.1 MAH0600卧式加工中心数控化改造方案

5.3.2 机械传动部分的改造

5.3.3 数控系统的选型和设定

5.3.4 伺服系统装置的选择

5.3.5 PLC的控制和程序的编制

5.3.6 机床的调试验收

5.3.7 改造小结

5.4 MCV1350加工中心升级改造

5.4.1 MCV1350加工中心的概况

5.4.2 MCV1350加工中心升级改造方案

5.4.3 MCV1350加工中心升级数控系统的选型

5.4.4 伺服系统的选型

5.4.5 机床的电气系统设计

5.4.6 PLC的程序设计

5.4.7 机床的调试和验收

5.4.8 改造小结

参考文献 2100433B

前言

第1章 绪论

1．1 机床数控化改造的历史与现状

1．2 机床数控化改造的技术经济优势

1．3 机床数控化改造的技术内容

1．4 机床数控化改造与装备制造业的发展

1．5 提高数控化改造机床性能的技术途径

第2章 机床数控化改造的理论基础

2．1 精度设计的理论与方法

2．1．1 精度的基本概念

2．1．2 精度设计

2．2 机电动态性能分析的理论与方法

2．2．1 动态特性概念

2．2．2 动态特性分析方法

2．3 可靠性的理论基础

2．3．1 可靠性的概念

2．3．2 改造机床的一般可靠性模型

第3章 机床数控化改造的方案设计

3．1 机床改造前的可行性评估

3．2 机床改造总体方案设计

3．3 机械结构改造设计

3．3．1 数控化改造的机械结构特点

3．3．2 典型机械部件的改造设计

3．4 电气控制系统的改造设计

3．4．1 数控机床电气控制系统的特点

3．4．2 电气控制系统的改造方法

3．4．3 立式车床改立式磨床电气控制改造设计

3．5 液压系统的改造设计

3．5．1 液压系统在数控机床中的作用

3．5．2 车床改磨床液压系统改造设计

第4章 改造机床的几何精度设计

4．1 精度设计在提高改造机床精度中的作用

4．2 改造机床的几何精度建模

4．2．1 改造机床的一般运动模型

4．2．2 典型改造机床的精度建模

4．3 改造零部件的误差参数检测与辨识

4．3．1 改造零部件误差参数检测

4．3．2 基本几何误差的辨识

4．3．3 误差辨识的验证

4．4 改造零部件修复精度分配

4．4．1 精度分配策略

4．4．2 精度参数均衡约束关系建模

4．4．3 基于BP GA的精度参数分配

4．5 改造机床的几何精度预测

4．6 精度设计在改造中的应用案例

第5章 改造机床机电动态性能分析

5．1 影响改造机床机电动态性能的主要因素

5．2 导轨改造对进给系统性能的影响分析

5．2．1 贴塑导轨的性能影响分析

5．2．2 滚动导轨的性能影响分析

5．3 滚珠丝杠对进给系统的动态影响分析

5．3．1 基于有限元模型的动态响应分析

5．3．2 基于分布参数模型的动态响应分析

5．4 伺服驱动对进给系统的动态影响分析

5．4．1 一般交流伺服驱动的动态响应

5．4．2 模糊控制交流伺服系统的动态响应

5．4．3 交流伺服系统的非线性摩擦补偿

5．5 数控化改造磨床的机电动态性能分析

第6章 改造机床的可靠性分析与增长

6．1 改造机床进给减速器的可靠性分析

6．1．1 减速器零部件功能系数分析

6．1．2 概率有限元法在齿轮可靠性分析中的应用

……

第7章 机床数控化改造实例

参考文献2100433B