为了简化结构，降低成本，采用步进电动机加联轴器与传动丝杠连接；为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，同时为提高传动刚度和消除间隙，采用预加负载的贴塑性滑动导轨和滚珠丝杠副机构。 2 .3 机械系统的改造设计方案 一、主传动系统的改造

为减少机械改造的工作量，保留原有的主传动机构和变速操纵机构。主轴的正转、反转和停止可由数控系统来控制。为了在加工中自动变换转速，可用交流变频器来控制主轴电动机，以实现无级变速。 二、改装自动回转刀架

为了提高加工精度，实现一次装夹完成多道工序，将原有的手动刀架换成由微机控制的经电动机驱动的自动回转刀架。 三、螺纹编码器的安装

为保持切削螺纹的功能，必须安装主轴脉冲发生器（也称螺纹编码器），为此采用同轴安装方式，即编码器直接安装在主轴后端，因为这种方式结构简单。主轴和编码器同步旋转，发出两路信号：每转发出的脉冲个数和一个同步信号，经隔离电路以及I/O接口送给微机。 四、进给系统的改造

1.拆除挂轮架所有齿轮，在主轴的同步轴处，安装螺纹编码器。 2.拆除进给箱总成，在此位置安装纵向进给步进电动机与锥环联轴器。 3.拆除溜板箱总成与快走刀的齿轮齿条，在纵溜板的下面安装纵向滚珠丝杠的螺母座与螺母座托架。

4.拆除四方刀架与上溜板总成，以及刀架纵横向移动手柄，刀架的移动由微机控制，在横溜板上方安装四工位立式电动刀架。

5.拆除横溜板下的滑动丝杆螺母副，将滑动丝杆靠刻度盘一段锯断保留，拆掉刻度盘上的手柄，保留刻度盘附近的两个推力轴承，换上滚珠丝杠副。 6.将横向进给步进电动机通过法兰座安装到横溜板后部的纵溜板上，并通过联轴器与滚珠丝杠的轴头相联。 7.拆去三杆：丝杆、光杆与操纵杆。

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第三章 CW6163卧式车床横向进给系统的设计 3.1 横向进给系统切削力计算

1.技术指标：（查阅CW6163型卧式车床说明书得知）

机床长度：3630mm 机床高度：1830mm 机床宽度：1375mm

工作台重（根据图纸粗略计算）：W=40kgf=400N 滚珠丝杠基本导程：L0=12mm ,左旋 行程: S=450mm

最大加工直径：在床身上630mm ；在刀架上550mm 最大加工长度：1500mm

快速进给速度：Vmax?2000mm/min 最大切削进给速度：250mm/min 切削线速度：100m/min 主电动机功率：11kw 脉冲当量：

?p?0.005mm/step

步距角：??0.750/step 2.横向切削力计算目的：

通过计算切削力来选取滚珠丝杆以及步进电动机的型号，进一步对导轨的强度，所受的摩擦力，承受的载荷大小的校验，以及滚珠丝杆的强度验算，步进电动机的转动惯量的验算等。

查大连机床厂CW6163卧式车床说明书知，各电动机型号如下表： 电动机 主电动机 冷却泵电动机 快速移动电动机 型号 Y160M—4 JCB—22 额定功率 11kw 0.15kw 电压 电流 23A 0.43A 转速 1460r／min 2790r／min 380V Y90L—S4 1.1kw 2.8A 1400r／min 由《机床设计手册》可知，切削功率计算公式如下：

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NC?N?K

式中，N—主电动机功率，N?11kw；（由上表得知）

?—主传动系统效率，一般为0.75~0.85，取??0.83；

K—进给系统功率系数，取为K=0.96。 则，

NC?11?0.83?0.96?8.76kw

又因为NC?FZVc，所以有， 6120Fz?式中，VC —切削线速度，VC NC—切削功率。 又由纵向进给切削力得，

6120Nc(kgf) Vc?100m/min；

Fz纵6120Nc6120?8.76???536.1kgf?5361N

Vc100式中，Fz纵—纵向进给系统的主切削力

由于横向进给量为纵向进给量的1/2 ~ 1/3，取1/2；则切削力约为纵向的1/2。故

Fz横?11Fz纵??536.1kgf?268.05kgf?2680.5N 22式中，Fz横—横向进给系统的主切削力

在一般外圆切削时，（由《机床设计手册》可知）：

Fx?(0.1~0.6)FZ横

在切断工件时，取：

Fx?0.5FZ横?0.5?2680.5?1340.25N

式中，Fx—x方向的轴向力。

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3.2 导轨的设计与选型 一、导轨的类型及选型 1.导轨的类型

导轨的分类方法有多种：按运动轨迹可以分为直线导轨和圆导轨，按工作性质可分为主运动导轨、进给导轨和调整导轨，按受力情况可分为开式导轨和闭式导轨，按摩擦性质可分为滑动导轨和滚动导轨。此设计采用贴塑滑动导轨。 2.贴塑滑动导轨的特点：

贴塑滑动导轨一般与铸铁导轨或淬硬的钢导轨相配合使用，是在与铸铁导轨或淬硬的钢导轨相配合的导轨上贴上一层塑料导轨软带制成的。

特点：

（1）摩擦系数小，且动、静摩擦系数的差别较小，可以防止低速爬行现象。 （2）耐磨性、抗撕伤能力强。

（3）加工性和化学稳定性好，工艺简单，成本低，并有良好的自润滑性和抗振性。 3.导轨的选型

塑料导轨的软带的类型和特点：

塑料导轨软带有两种类型：一种是美国霞板（shanban）公司研制的得尔赛(Turcite—B)塑料导轨软带；另一种是我国研制的软带。Turcite—B塑料导轨软带由可以自润滑的复合材料制成，它主要是在聚四氟乙烯中填充50%的青铜粉，还加有一定量的二硫化钼、玻璃纤维和氧化物制成的带状复合材料。它具有优异的减磨、抗咬伤性能，不会损坏配合面吸振性能好，低速无爬行，并可以在干摩擦下工作。

塑料导轨软件与其他导轨相比，具有以下特点： （1）摩擦系数低而稳定，比铸铁导轨副低一个数量级。

（2）耐磨性好，有自润滑作用，无润滑油也能工作，灰尘、磨粒的嵌入性好。 （3）化学稳定性好，耐磨、耐低温，耐强酸、强碱、强氧化剂及各种有机溶剂。 （4）维护修理方便，软带耐磨，损坏后更换容易。

（5）经济性好，结构简单，成本低，其成本约为滚动导轨成本的

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