此次设计包括机床的主运动设计，纵向进给运动设计，其中还包括齿轮模数计算及校核，主轴刚度的校核等。
关键词：数控机床开放式数控系统电动机
Abstract：Thenumericalcontrollathecalledthenumericalcontrol(Numericalcontrol,iscalledNC)basedonthenumericalcontrol,hasusedthenumericalcontroltechnology,bythemainengine,CNC,thedrive,thenumericalcontrolenginebedauxiliaryunit,theprogrammingmachineandothersomeappurtenancesiscomposed.
Thisdesignincludingthemainmovementofenginebeddesign,longitudinalentersforthedesign,alsoincludesthegearmoduluscomputationandtheexamination,themainaxlerigidityexaminationandsoon.
Keyword：numericalcontroltoolOpen-architecturemotor
当前的世界已进入信息时代，科技进步日新月异。生产领域和高科技领域中的竞争日益加剧，产品技术进步、更新换代的步伐不断加快。现在单件小批量生产的零件已占到机械加工总量的80%以上，而且要求零件的质量更高、精度更高，形状也日趋复杂化，这是摆在机床工业面前的一个突出问题。为了解决复杂、精密、单件小批量以及形状多变的零件加工问题，一种新型的机床——数字控制(Numericalcontrol)机床的产生也就是必然的了。
此次设计是数控机床主传动系统的设计，其中包括机床的主运动设计，纵向进给运动设计，还包括齿轮模数计算及校核，主轴刚度的校核等。
数控车床是基于数字控制的，它与普通车床不同，因此数控车床机械结构上应具有以下特点：
1．由于大多数数控车床采用了高性能的主轴，因此，数控机床的机械传动结构得到了简化。
2．为了适应数控车床连续地自动化加工，数控车床机械结构，具有较高的动态刚度，阻尼精度及耐磨性，热变形较小。
3．更多地采用高效传动部件，如滚动丝杆副等。CNC装置是数控车床的核心，用于实现输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储，数据的变换，插补运算以及实现各种控制功能。
2.2总体方案的拟定
1．根据设计所给出的条件，主运动部分z=18级，即传动方案的选择采用有级变速最高转速是2000r/min，最低转速是40r/min，。
2．纵向进给是一套独立的传动链，它们由步进电机，齿轮副，丝杆螺母副组成，它的传动比应满足机床所要求的。
3．为了保证进给传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杆螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙。齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。
4．采用滚珠丝杆螺母副可以减少导轨间的摩擦阻力，便于工作台实现精确和微量移动，且方法简单。
主运动设计
参数的确定
一。了解车床的基本情况和特点---车床的规格系列和类型
1.通用机床的规格和类型有系列型谱作为设计时应该遵照的基础。因此，对这些基本知识和资料作些简要介绍。本次设计中的车床是普通型车床，其品种，用途，性能和结构都是普通型车床所共有的，在此就不作出详细的解释和说明了。
2.车床的主参数（规格尺寸）和基本参数（GB1582-79，JB/Z143-79）：
最大的工件回转直径D（mm）是400；刀架上最大工件回转直径D1大于或等于200；主轴通孔直径d要大于或等于36；主轴头号（JB2521-79）是6；最大工件长度L是750～2000；主轴转速范围是：32～1600；级数范围是：18；纵向进给量mm/r0.03～2.5；主电机功率（kw）是5.5～10。
传动件的设计
传动方案确定后，要进行方案的结构化，确定个零件的实际尺寸和有关布置。为此，常对传动件的尺寸先进行估算，如传动轴的直径、齿轮模数、离合器、制动器、带轮的根数和型号等。在这些尺寸的基础上，画出草图，得出初步结构化的有关布置与尺寸；然后按结构尺寸进行主要零件的验算，如轴的刚度、齿轮的疲劳强度等，必要时作结构和方案上的修改，重新验算，直到满足要求。
对于本次设计，由于是毕业设计，所以先用手工画出草图，经自己和指导老师的多次修改后，再用计算机绘出。
一。三角带传动的计算
三角带传动中，轴间距A可以较大。由于是摩擦传递，带与轮槽间会有打滑，亦可因而缓和冲击及隔离震动，使传动平稳。带传动结构简单，但尺寸，机床中多用于电机输出轴的定比传动。
目录
第一章引言1
第二章设计方案论证与拟定2
2.1总体方案的论证2
2.2总体方案的拟定2
2.3主传动系统总体方案图及传动原理2
第三章设计计算说明5
3.1主运动设计5
3.1.1参数的确定5
3.1.2传动设计6
3.1.3转速图的拟定8
3.1.4带轮直径和齿轮齿数的确定12
3.1.5传动件的设计19
3.2纵向进给运动设计38
3.2.1滚珠丝杆副的选择38
3.2.2驱动电机的选用42
结论47
小结48
该例件为某机型机身结构件框类零件，是典型的薄壁深腔类零件。该零件最大外廓尺寸为3500mm×800mm，最高处为70mm，壁厚公差为±0.1mm，端头斜面倾斜角度为42°。该产品外形理论型面复杂，立筋及腹板壁厚要求较薄，在加工过程中零件特别容易产生变形，因此加工难度特别大。
2.零件加工工艺性分析
该零件加工难点在于：
①毛坯去除量大，应力大，零件容易产生变形。毛坯去除量接近90%，加工过程中产生巨大应力，变形难以控制。
②腔深、壁薄。零件高度最高处达70mm，立筋最薄处1.5mm，腹板最薄处1.5mm，加工过程中容易产生变形。
③该零件为双面腔，翻转过程中公差积累，尺寸保证困难。
④工艺连接筋较多，零件腔内腹板形状复杂，加工中接刀区域繁多，大大增加编程难度。
⑤零件中间部位悬空，加工中容易产生震颤，影响零件表面粗糙度值及腹板尺寸，对工装要求很高。
⑥零件端头处立筋倾斜角度过大，给加工带来了很大难度。针对这种情况，在加工前期，我们制定了合理的加工方案及部分典型位置的加工方法。在编程过程中，将CATIA软件的加工功能和VERICUT模拟仿真相结合，并应用新的机械加工理念，采用数控加工中心高速切削的加工方法，结合合理的刀具和切削参数，最终大大减少了加工中的变形，在提高加工效率的同时，很好地保证了零件的质量要求。
3.加工设备及数控加工工艺方案
该零件在数控加工中心JOBS146上进行加工。操作系统为SIEMENS840D；X向行程为500mm，Y向行程为3000mm，Z向行程为1250mm，A±93°，C±200°；主轴转速为50～24000r/min；主轴功率为49kW；刀柄为HSKA63。由于零件外形尺寸及质量较大，粗加工后应力变形严重，数控加工时的定位装夹不适合采取周边工艺墙的方案，只能采取在零件上增加合适工艺凸台为辅助基准的方法来保证零件正、反两面的加工。依据毛料尺寸，零件两侧间隔约600mm，共设置6对工艺凸台为辅助基准，其宽度为80mm；零件上部端头内部也设置一工艺凸台，有利于零件加工中的定位、装夹和压紧。以工艺凸台为辅助基准的定位、装夹方式，替代了铣切夹具，节省了研制成本，缩短了零件的研制周期，提高了零件的整体刚性，解决了零件局部刚性差的问题，有利于加工尺寸的稳定。工艺凸台在环形框零件精加工完成后由数控工序去除。工艺凸台的布置形式如图4所示。根据零件的结构特点和毛坯状况，最终确定数控加工分为粗加工、半精加工和精加工三个阶段。粗加工阶段主要是去除毛坯的大部分加工余量，考虑到零件毛料去除量大，内应力释放后产生扭曲和变形，零件所有表面预留了10mm的加工余量。为充分消除零件的内应力变形，保证零件精加工后的重要特性尺寸和表面粗糙度，满足其较高的形状及位置精度要求，零件的半精加工阶段分两次进行，零件所有表面留2mm精加工余量。考虑到粗加工和淬火后产生的内应力变形对零件半精加工的影响，编程加工原点及编程坐标系设置在零件腹板上部的减轻孔中心处。数控精加工阶段的主要任务是保证零件的重要特性尺寸和表面粗糙度，满足其较高的形状及位置精度要求。考虑到该零件为典型的深腔竖梁结构，在数控精加工阶段应以保证零件的尺寸精度和表面质量为主。
4.数控程序编制
（1）程序编制的主要工艺原则。该零件按CATIA三维数字模型加工制造，零件数字模型完整描述了零件的主要信息，是CAD/CAM集成数控编程系统的核心。粗加工阶段，为减小零件毛料内应力释放而产生的扭曲、变形，程序编制采用等高铣削对称去除大余量方式，选择合适的背吃刀量进行分层切削，保持切削和刀具载荷均匀，防止过载和波动，减少铣削内应力造成的变形；考虑到此零件为多槽腔结构设计，区域加工顺序选择不连续加工区域的层优先方法，以保证粗加工后零件各处槽腔及筋板的加工尺寸一致性；为充分释放粗加工后的零件内应力，零件腹板上的减轻孔粗加工并预留10mm余量。半精加工是把粗加工后的残留加工面变得平滑，同时去除拐角处的多余材料，在工件加工表面留下一层比较均匀的余量，为精加工做准备。由于半精加工对零件表面质量、轮廓精度及刀具寿命有很大影响，因此，此零件的半精加工分两次进行，在粗加工预留10mm余量的基础上，按先进行内腔、内形加工，后进行外形加工的加工顺序，对零件所有表面预留5mm加工余量进行第一次半精加工后，再进行第二次半精加工，保证零件所有表面预留2mm精加工余量，最大限度地消除零件变形。精加工是数控加工的最后一道工序，其目的是按照图样要求，使零件达到最好的表面质量和轮廓精度。此零件按先内形后外形的加工顺序，保证零件的重要特性尺寸和表面粗糙度，满足其较高的形状及位置精度要求。针对此零件有多处凹槽腔及拐角的特点，采用二刃（或三刃）等直径铣刀以插铣加工（也称为钻铣加工或直捣式加工）的方式对零件上深陡槽腔的拐角（转接圆角）进行精加工，以避免由于铣削刀具太长，加工时偏摆太大，导致拐角处的加工尺寸、表面质量差等问题。此零件单面最大精加工深度70mm，是典型的多深腔陡壁结构。为防止精加工时在陡壁面和非陡壁面上的切削载荷的急剧变化，对零件陡壁面和非陡壁面采用不同的程编加工方法，陡壁面采用槽腔铣，非陡壁面采用曲面轮廓铣，使这两部分都得到有效加工，获得均匀、理想的表面粗糙度值。总之，精加工阶段必须合理安排零件数控加工程序。尽可能地使用连续策略，将程序加工步骤减少到最少，在零件的一些临界区域应尽量保证不同步骤的精加工路径不重叠，避免出现刀痕；同时应尽量使用单个刀具精加工临界区域，防止因更换刀具而导致精加工后加工表面产生接刀痕迹，降低零件的表面质量，增加后续钳修工序工作量等问题。
（2）数控编程的误差控制。在图形交互式自动编程方式中，编程的核心是刀位点的计算，其编程误差主要考虑两个误差：一是刀具轨迹计算误差；二是残余高度。数控编程刀具轨迹是由直线和圆弧组成的线段集合，近似地取代刀具的理想运动轨迹而拟合产生的插补运动，存在着一定的插补计算误差。这种误差是刀具轨迹计算误差的主要组成部分，它会造成零件加工尺寸不到位或过切现象的出现，在CAM软件中通过设置公差带的方法来控制刀具轨迹计算误差。数控粗、半精加工阶段的主要目的是去除加工余量，消除内应力变形，考虑到CAM软件输出的刀位文件长度大小及数控机床CNC控制器的存储容量限制，其编程程序公差带（Machiningtolerance）数值应设置为0.2～0.3mm；此零件尺寸公差按照GB1800―1999执行，数控精加工阶段编程程序公差带数值应设置为≤0.05mm，以保证数控编程实际刀具轨迹不超出零件制造公差的范围。在数控加工中，相邻刀轨间所残留的未加工区域的高度称为残余高度，作为评价加工质量的一个重要指标，它的大小决定了零件加工表面的粗糙度值，同时对数控加工完成后的钳修工作量有很大影响。此零件数控精加工时，对残余高度的控制采用合理选择铣削刀具径向步进距离（刀轨行距）方法进行编程，在控制残余高度、保证加工表面质量的前提下，应以最大的刀轨行距生成数控刀具轨迹，提高数控精加工效率。
（3）数控程序切削用量的确定。数控编程时，必须确定每个程序段的切削用量，并以指令的形式写到程序中。切削用量主要包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。不同的加工阶段和方式应选用不同的切削用量，以充分发挥刀具的切削性能和数控机床功能，最大限度地提高生产率。主轴转速n的确定：此零件粗加工及半精加工阶段均采用五坐标数控龙门铣JOBS146加工。依据该数控机床性能和所选用加工刀具直径大小，设置n=15000r/min较为合适；为保证零件表面质量，数控精加工阶段采用n=10000r/min，并可根据刀具直径大小进行适当调整。背吃刀量ap的确定：此零件粗加工阶段，依据毛坯材料、机床性能和刀具直径，并考虑到内应力变形、加工效率等因素，ap数值确定为5mm较为合理；半精加工及精加工阶段，根据加工余量、刀具直径以及加工后的表面质量要求等影响因素，ap数值设置为3mm为宜，同时依据选用刀具直径大小在程序编制时做适当调整。进给速度vf的确定：vf数值应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求及刀具和工件材料来选择确定。粗、半精和精加工阶段分别依据切削刀轨行距、背吃刀量ap、每齿进给量fz、主轴转速n在保证合理刀具寿命和零件加工精度、表面质量的前提下选取合适的进给速度vf。数控编程中，还应考虑在不同切削情况下采用不同的进给速度。如在初始切削进刀时，特别是Z轴下刀时，由于端铣受力较大，应采用相对较慢的速度进给；对于沿Z轴方向进给，由高往低的曲面区域加工模式，在产生端切削时，也应设置不同的进给速度；切削过程中的平面侧向进刀，产生的全刀切削而导致切削条件较差，需采用较低的进给速度。
5.结语
（一）按制造铣刀所用的材料可分为
1．高速钢刀具；
2．硬质合金刀具；
3．金刚石刀具；
4．其他材料刀具，如立方氮化硼刀具、陶瓷刀具等。
（二）按铣刀结构形式不同可分为
1．整体式：将刀具和刀柄制成一体。
2．镶嵌式：可分为焊接式和机夹式。
3．减振式当刀具的工作臂长与直径之比较大时，为了减少刀具的振动，提高加工精度，多采用此类刀具。
4．内冷式：切削液通过刀体内部由喷孔喷射到刀具的切削刃部；
5．特殊型式：如复合刀具、可逆攻螺纹刀具等。
（三）按铣刀结构形式不同可分为
1．面铣刀（也叫端铣刀）：面铣刀的圆周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃为副切削刃。面铣刀多制成套式镶齿结构和刀片机夹可转位结构，刀齿材料为高速钢或硬质合金，刀体为40Cr。钻削刀具，包括钻头、铰刀、丝锥等；
2．模具铣刀：模具铣刀由立铣刀发展而成，可分为圆锥形立铣刀、圆柱形球头立铣刀和圆锥形球头立铣刀三种，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏锥柄。它的结构特点是球头或端面上布满切削刃，圆周刃与球头刃圆弧连接，可以作径向和轴向进给。铣刀工作部分用高速钢或硬质合金制造。
3．键槽铣刀：用于铣削键槽。
4．成形铣刀：切削刃与待加工面形状一致。
二、常用数控铣刀
现就几种目前比较常用的铣刀类型就其应用场合加以说明。
（一）单刃铣刀
该刀具加工效率高，采用优质的硬质合金作刀体，一般采用刃口锐磨工艺，以及高容量的排屑，使刀具在高速切割中有不粘屑，低发热，光洁度高等特点。它广泛应用于工艺品、电子、广告、装饰和木业加工等行业，适合工厂批量加工以及高要求的产品。
（二）两刃立铣刀和四刃立铣刀
该类刀具一般采用整体合金结构，其特点是拥有很强的稳定性，刀具可在加工面上稳固地工作，使加工质量得以有效的保证。适用材料范围广，如碳素钢、模具钢、合金钢、工具钢、不锈钢、钛合金、铸铁、适用于一般模具、机械零件加工。
（三）螺纹铣刀
随着中国数控机床的发展，螺纹铣刀越来越得到人们的认可，它很好的加工性能，成为降低螺纹加工成本、提高效率、解决螺纹加工难题的有力加工刀具。由于目前螺纹铣刀的制造材料为硬质合金，加工线速度可达80～200m/min，而高速钢丝锥的加工线速度仅为10～30m/min，故螺纹铣刀适合高速切削，加工螺纹的表面光洁度也大幅提高。高硬度材料和高温合金材料，如钛合金、镍基合金的螺纹加工一直是一个比较困难的问题，主要是因为高速钢丝锥加工上述材料螺纹时，刀具寿命较短，而采用硬质合金螺纹铣刀对硬材料螺纹加工则是效果比较理想的解决方案．可加工硬度为HRC58～62。对高温合金材料的螺纹加工，螺纹铣刀同样显示出非常优异的加工性能和超乎预期的长寿命。对于相同螺距、不同直径的螺纹孔，采用丝锥加工需要多把刀具才能完成，但如采用螺纹铣刀加工，使用一把刀具即可。在丝锥磨损、加工螺纹尺寸小于公差后则无法继续使用，只能报废；而当螺纹铣刀磨损、加工螺纹孔尺寸小于公差时，可通过数控系统进行必要的刀具半径补偿调整后，就可继续加工出尺寸合格的螺纹。同样，为了获得高精度的螺纹孔，采用螺纹铣刀调整刀具半径的方法，比生产高精度丝锥要容易得多。对于小直径螺纹加工，特别是高硬度材料和高温材料的螺纹加工中，丝锥有时会折断，堵塞螺纹孔，甚至使零件报废；采用螺纹铣刀，由于刀具直径比加工的孔小，即使折断也不会堵塞螺纹孔，非常容易取出，不会导致零件报废；采用螺纹铣削，和丝锥相比，刀具切削力大幅降低，这一点对大直径螺纹加工时，尤为重要，解决了机床负荷太大，无法驱动丝锥正常加工的问题。
螺纹铣刀作为一种采用数控机床加工螺纹的刀具，成为一种目前广泛被采用的实用刀具类型。
三、结论
数控铣刀的种类多种多样，随着数控行业的日益发展，数控铣刀的类型和应用条件和场合也必将发生变化，我们仍要继续对其动态进行关注和研究，这是很有现实意义的。
参考文献：
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[2]陈小峰，螺纹铣刀在加工中心上的应用[J].机械工人（冷加工）,2006,(11)：1517.
[3]张新、张萍，数控机床刀具的分类特点及合理选择[J].林业机械与木工设备。2007，6：3335.
传统的数控加工参数是根据实际加工生产中得出的经验和数据，加上一些计算，所得出的结果。但是，由于受到了各种内外部原因的影响，所得到的数据始终无法达到最优。而加工参数的选择和优化不当，将会对加工生产活动造成很大的影响。
1.1加工结果不可控由于加工参数在优化过程中的局限性，使得其与加工结果之间的关系无法确定。这就导致了无法对加工生产的过程进行控制，使得所加工零件的质量难以得到保障。除此之外，对于加工生产的时间也无法进行控制，会对工时定额产生影响，使得对数控加工的管理水平无法进一步提升。
1.2生产成本不可控对于单件或小批量的加工生产，生产人员通常根据对加工手册或以往经验来确定加工参数。而对于大批量的加工，则还要根据实验结构来对加工参数进行修改和校正。这些问题都是由于数控加工参数的优化不当造成的，不仅增加了加工成本，拖延了加工进度，无法满足现代化工业生产的需求[2]。
1.3生产效率不可控在加工一些诸如自由曲面等特殊的零件时，数控加工参数是需要进行变化的。但是由于加工参数的优化不到位，在加工生产过程中，为了保险起见，大多根据以往的经验选择了比较保守的、保持不变的加工参数，使得加工效率大大降低。因此，应采取科学、有效的优化措施，对数控加工参数进行优化，以解决这些问题，提高生产效率。
2数控加工参数优化方案
2.1试验对数控加工参数的优化试验是以最优化思想为指导，以具体加工实验为基础，来实现加工参数的优化[3]。将优化思想贯穿于整个试验过程中，合理的运用概率论和数理统计。在众多的试验方法中，最常用的是田口方法，将方差分析、正交试验设计、信噪比分析等技术手段综合运用。在实际应用中，它具有信息丰富、次数少、效果显著等优点。不过，这种试验方法需要进行一定数量的试验和长期实践经验的积累，对于人力、物力、时间的消耗较大。因此，在采用这种方法的时候，一定要慎重的选择。
2.2数值模拟由于计算机技术的发展和应用，数值模拟的方法在数控加工参数的优化当中应用的越来越广泛。随着CAD、CAM、CAE等技术日益普遍的应用，计算机数值模拟也变得越来越常用。在具体的实践当中，首先要对成形过程进行模拟和分析，从而能够正确的对目标函数、约束条件、进行正确的优化，并选择适合的设计变量。利用数值模拟的方法对数控加工参数进行优化，可以将时间大大缩短，提高工作效率，还能够对加工生产的质量进行有效的控制。
2.3专家知识在计算机网络应用当中，有将人类专家的知识和经验进行归纳和总结，建立知识库的专家系统[4]。它能够模拟人类专家的思维方式进行问题的解答，利用知识库当中的知识和经验，对现实中存在的问题进行判断和解决。在数控加工参数优化方面，专家系统能够利用知识库中的知识和经验，来进行试验、数值模拟、结果解释的工作，选择最为合适的优化方案。从而达到减少试验次数，提高精确度，降低优化成本等目的。因此，建立和完善一个科学、合理的数控加工专家系统对于数控加工参数优化乃至加工生产事业的发展都具有十分重要的意义。一旦成功，通过互联网就能实现数据和资料的共享，以轻易获取各种所需要的加工参数。
3总结
论文摘要：本文首先介绍了机床数控化改造的必要性，而重点在于介绍如何进行机床数控化改造，包括数控系统的选择、数控改造中对主要机械部件改装探讨和机床数控改造主要步骤，并列举了几个数控改造的实例，最后说明了数控改造中的问题并提出了建议。
1机床进行数控化改造的必要性
微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。
由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。
可以实现加工的自动化，而且柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。
由于计算机有记忆和存储能力，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更换一个程序，就可实现另一工件加工的自动化，从而使单件和小批生产得以自动化，故被称为实现了“柔性自动化”。
加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。
可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现时间无看管加工。由以上五条派生的好处。如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力（一个人可以看管多台机床），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等等。
以上这些优越性是前人想象不到的，是一个极为重大的突破。此外，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（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
宏观上看，工业发达家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是，采用信息技术对传统产业（包括军、民机械工业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FMC、FMS外，还包括在产品开发中推行CAD、CAE、CAM、虚拟制造以及在生产管理中推行MIS（管理信息系统）、CIMS等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造（称之为信息化），最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重（数控化率）到1995年只有1.9％，而日本在1994年已达20.8％，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。
2如何进行机床数控化改造
2．1数控化改造的内容。机床与生产线的数控化改造主要内容有以下几点：其一是恢复原功能，对机床、生产线存在的故障部分进行诊断并恢复；其二是NC化，在普通机床上加数显装置，或加数控系统，改造成NC机床、CNC机床；其三是翻新，为提高精度、效率和自动化程度，对机械、电气部分进行翻新，对机械部分重新装配加工，恢复原精度；对其不满足生产要求的CNC系统以最新CNC进行更新；其四是技术更新或技术创新，为提高性能或档次，或为了使用新工艺、新技术，在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新，较大幅度地提高水平和档次的更新改造。
2．2数控系统的选择
数控系统主要有三种类型，改造时，应根据具体情况进行选择。
步进电机拖动的开环系统。该系统的伺服驱动装置主要是步进电机、功率步进电机、电液脉冲马达等。由数控系统送出的进给指令脉冲，经驱动电路控制和功率放大后，使步进电机转动，通过齿轮副与滚珠丝杠副驱动执行部件。只要控制指令脉冲的数量、频率以及通电顺序，便可控制执行部件运动的位移量、速度和运动方向。这种系统不需要将所测得的实际位置和速度反馈到输入端，故称之为开环系统，该系统的位移精度主要决定于步进电机的角位移精度，齿轮丝杠等传动元件的节距精度，所以系统的位移精度较低。该系统结构简单，调试维修方便，工作可靠，成本低，易改装成功。
异步电动机或直流电机拖动，光栅测量反馈的闭环数控系统。该系统与开环系统的区别是：由光栅、感应同步器等位置检测装置测得的实际位置反馈信号，随时与给定值进行比较，将两者的差值放大和变换，驱动执行机构，以给定的速度向着消除偏差的方向运动，直到给定位置与反馈的实际位置的差值等于零为止。闭环进给系统在结构上比开环进给系统复杂，成本也高，对环境室温要求严。设计和调试都比开环系统难。但是可以获得比开环进给系统更高的精度，更快的速度，驱动功率更大的特性指标。可根据产品技术要求，决定是否采用这种系统。
交/直流伺服电机拖动，编码器反馈的半闭环数控系统。半闭环系统检测元件安装在中间传动件上，间接测量执行部件的位置。它只能补偿系统环路内部部分元件的误差，因此，它的精度比闭环系统的精度低，但是它的结构与调试都较闭环系统简单。在将角位移检测元件与速度检测元件和伺服电机作成一个整体时则无需考虑位置检测装置的安装问题。当前生产数控系统的公司厂家比较多，国外著名公司的如德国SIEMENS公司、日本FANUC公司；国内公司如中国珠峰公司、北京航天机床数控系统集团公司、华中数控公司和沈阳高档数控国家工程研究中心。选择数控系统时主要是根据数控改造后机床要达到的各种精度、驱动电机的功率和用户的要求。3数控改造中主要机械部件改装探讨。
一台新的数控机床，在设计上要达到：有高的静动态刚度；运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙；功率大；便于操作和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求。不能认为将数控装置与普通机床连接在一起就达到了数控机床的要求，还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，才能获得预期的改造目的。
滑动导轨副。对数控车床来说，导轨除应具有普通车床导向精度和工艺性外，还要有良好的耐摩擦、磨损特性，并减少因摩擦阻力而致死区。同时要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和。
齿轮副。一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。
滑动丝杠与滚珠丝杠。丝杠传动直接关系到传动链精度。丝杠的选用主要取决于加工件的精度要求和拖动扭矩要求。被加工件精度要求不高时可采用滑动丝杠，但应检查原丝杠磨损情况，如螺距误差及螺距累计误差以及相配螺母间隙。一般情况滑动丝杠应不低于6级，螺母间隙过大则更换螺母。采用滑动丝杠相对滚珠丝杠价格较低，但难以满足精度较高的零件加工。
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