毕业设计（论文）-315型砂轮加工车床数控改造.doc

河南农业大学本科生毕业论文（设计）题 目 315型砂轮加工车床数控改造 学 院 机电工程学院 专业班级 机械设计制造及其自动化07级2班 学生姓名 严李阳 指导教师 黄伟华 撰写日期：2011年5月16日摘 要数控机床是一种利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的机床。它是一种典型的机电一体化产品。而目前我国机床数控化率且不足3%，与美国、日本、德国等发达国家还存在很大差距。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、成本高、供货期长等问题，因此为了提高产品的竞争力，必须大力提高机床的数控化率。数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中发挥着巨大的作用，很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量，大幅度提高生产效率。但是，发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多中小型企业难以承受。如果淘汰大量的普通机床，而去购买昂贵的数控机床，势必造成巨大的浪费。因此，普通机床的数控化改造大有可为。针对现有常规315普遍车床改造成为大异型数控砂轮机床，提高加工精度，提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程，较详尽地介绍了315普通车床机械改造部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理，由I/O接口输出步进脉冲，经一级齿轮传动减速后，带动滚珠丝杠转动，从而实现纵向、横向的进给运动。通过对315普通车床的数控改造，使其加工精度明显提高，定位准确可靠，操作方便，性能价格比高。这种方法对中小企业设备的数控改造有一定的借鉴与推广作用。本次改造主要针对车床的刀架系统、进给系统进行了改造，改造方法简单、改造操作步骤便于实施。关键词：数控；改造；车床；进给系统CNC grinding machines transformation of 315AbstractThe numerically-controlled machine tool is one kind carries on the control using the digitized information to the engine bed movement and the processing process the engine bed. It is one kind of typical integration of machinery product. But present our country engine bed numerical control rate and insufficient 3%, with the US, Japan, Germany and so on developed country also has the very big disparity. The product universal existence quality which processes with the ordinary engine bed is bad, the variety are few, the cost is high, goods supply time long and so on questions, therefore to enhance the product the competitive power, must enhance engine beds numerical control vigorously rate. The numerically-controlled machine tool takes the integration of machinery the typical product, is playing the huge role in the machine manufacture, has solved in well the modern machine manufacture the structure complex, precise, the batch small, the changeable components processing question, and can stabilize the product processing quality, raises the production efficiency large scale. But, the development numerical control technologys biggest barrier is acquires equipments initial investment to be big, this causes many Small and medium-sized enterprises to withstand with difficulty. If eliminates the massive ordinary engine beds, but purchases the expensive numerically-controlled machine tool, will create the huge waste inevitably. Therefore, the ordinary engine beds numerical control transformation has bright prospects. Transforms into the big heterogeneous numerical control grinding wheel engine bed in view of the existing conventional 315 universal lathes, increases the working accuracy, raises the productivity. Uses take 8031 as the CPU control system carries on processing to the signal, step-by-steps the pulse by the I/O connection output, after first-level gear drive deceleration, leads the ball bearing guide screw rotation, thus realizes longitudinal, the crosswise feed motion. Through to 315 conventional lathes numerical control transformations, causes its working accuracy distinct enhancement, the localization accurate reliable, ease of operation, performance price scaled height of burst. This method has certain model to the small and medium-sized enterprise equipments numerical control transformation with the promoted function. This transformation mainly aimed at lathes tool rest system, to feed system to make the transformation, the transformation method has been simple, the transformation sequence of operation was advantageous for the implementation. Key Words：Numerical control; Transformation; Lathe; To feed system目 录1 引言12车床数控改造的总体构思12.1设计任务12.2设计相关参数13 315型砂轮机床主要结构的数控改造23.1数控系统的选择23.2纵向（X向）进给系统的设计33.2.1进给力的计算33.2.2滚珠丝杠副的设计及选型33.2.3减速齿轮的设计i63.3步进电动机的选择73.3.1计算负载惯量的意义73.4横向（Y向）进给系统的设计113.4.1进给力的计算113.4.2滚珠丝杠副的设计及选型113.4.3减速齿轮的设计i143.5步进电动机的选择153.5.1计算负载惯量的意义153.5.2负载惯量的计算163.5.3负载转矩计算及最大静转矩的选择163.6刀架的设计183.6.1改造刀架的目的183.6.2刀架的选择183.6.3刀架的工作过程183.6.4安装步骤193.7机床导轨的设计193.7.1机床导轨的作用193.7.2 机床对导轨的要求193.8数控部分的改造204结语21参考文献22致谢23231 引言数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好的解决了现代机械制造中结构复杂，精密，批量小，多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质量。大幅度的提高生产效率。但从目前企业面临的情况看，因数控机床间隔较贵，一次性投资较大使企业心有余而力不足。另外从目前国内机床使用的现状来看，普通机床拥有量巨大，在生产中，数控机床相对于普通机床的优势较为明显，而由于数控机床价格昂贵，所以有必要对普通机床加以数控改造，使之能完成数控机床能完成的部分生产任务。因此，我们提出了对315砂轮机床进行经济型数控改造设计。315型砂轮机床主要用于加工杯形砂轮、碗形砂轮以及蝶形砂轮等不同形状的砂轮。315型砂轮机床是普通机床中比较有代表性的机床，它在机械结构上有其先天性的不足。如刚度低、抗振动性差、滑动摩擦阻力较大及传动元件存在间隙等，因此需要有目的地改造，以满足数控机床最基本的要求。对要改装成通常加工用的数控机床，一般只在进给系统作改进。2车床数控改造的总体构思本次改造的砂轮机床型号为315。数控改造主要是传动系统的机械改造和设计。由于对经济型数控机床的加工精度要求不高，为简化结构、降低成本，拟采用步进电机开环控制系统。通过控制纵、横进给系统，保证改造后的车床具有定位、暂停等功能。为实现机床所要求的分辨率，采用步进电机经齿轮减速再传动丝杠；为保证一定的传动精度和平稳性，尽量减小摩擦力，选用滚珠丝杠螺母副。2.1设计任务本设计任务是对315型砂轮机床进行经济型数控改造设计。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制，纵向（X向）脉冲当量为0.01mm/脉冲，横向（Y向）脉冲当量为0.005mm/脉冲，驱动元件采用步进电机，传动系统采用滚珠丝杠副，刀架采用自动转位刀架。2.2设计相关参数 卡盘直径 380mm 卡盘中心高 1200mm 导轨高 940mm 导轨宽 270mm 加工砂轮直径 50300mm 加工砂轮厚度 200mm 进给机构重量 Y向 600N X向 1000N 刀架快速移动速度 Y向 2.4m/min X向 1.2m/min 刀架快速进给速度 Y向 0.8m/min X向 0.4m/min由加工实际及经验可知该机床总切削力F为2500-3500N，取安全系数1.5。3 315型砂轮机床主要结构的数控改造 选择脉冲当量：由于改造成经济型数控机床，可以取纵向0.01mm/bit、横向0.005mm/bit。有关切削力的计算：根据对车床切削时力的估算可以取纵向，横向。总的切削力F=3000N 。3.1数控系统的选择伺服系统可以分为开环控制系统、半闭环控制系统和闭环控制系统。开环控制系统中，没有反馈电路，不带检测装置，指令信号是单方向传送的。指令发出后，不再反馈回来，故称为开环控制。开环控制系统主要由步进电机驱动。开环伺服系统结构简单，成本低廉，容易掌握，调试和维修都比较简单。目前国内大力发展的经济型数控机床普遍采用开环伺服系统。闭环控制系统具有装在机床移动部件上的检测反馈元件，用来检测实际位移量，能补偿系统的误差，因而伺服控制精度高。闭环系统多采用直流伺服电机或交流伺服电机驱动。但闭环系统造价高、结构和调试较复杂，多用于精度要求高的场合。半闭环控制系统与闭环控制系统不同，不直接检测工作台的位移半闭环控制系统与闭环控制系统不同，不直接检测工作台的位移量，而是检测元件测出驱动轴的转角，再间接推算出工作台实际的位移量，也有反馈回路，其性能介于开环系统和闭环系统之间。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。对于315型砂轮机床的经济型数控改造设计，可以采用步进电机拖动的开环系统。3.2纵向（X向）进给系统的设计横向进给系统主要分为切削力的计算、滚珠丝杠副的选择、减速齿轮的设计、步进电机的确定等。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。纵向进给系统由伺服电动机经减速后驱动滚珠丝杠螺母机构运动，带动小刀架左右纵向移动。伺服电动机安装在纵向丝杠的右端。3.2.1进给力的计算纵向3.2.2滚珠丝杠副的设计及选型1）寿命L 最大切削里F的进给速度Vs可取最高进给速度的1/21/5（取为1/2），纵向最大进给速度为2.4m/min,丝杠导程Lo=6mm，则丝杠转速为：丝杠使用寿命时间一般为15000h，则丝杠的计算寿命L为2）载荷Cm 当量动载荷Cm选用滚珠丝杠直径时，必须保证丝杠工作时，在一定的轴向载荷作用下，丝杠在运转转后，在它的滚珠上下产生疲劳点浊现象。这个轴向负载的最大值Cm，即为滚珠丝杠杆副所能承受的最大当量动载荷Cm。 （1）式中：运转系数，一般取 精度系数根据CCm的原则，查 综合作业指导书西安理工大学郝忠军教授、雷小玲副教授主编（P155-156），选取滚轴丝杆的型号为：，坐标直径为35mm，即外循环螺纹调整预紧的不带衬套的双螺母滚珠丝杠副，一圈2.5列，导程为6mm，螺纹升角r=。3）传动功率 滚轴丝杆副的传动功率为：=tgr/tg（r+）式中：r丝杠的螺纹升角 摩擦角。滚动丝杆副的滚动摩擦因数f=0.0030.004，摩擦角约等10所以=104）稳定性验算 临界压缩载荷，对于受压的细长的滚轴丝杆，应验算其承受最大轴向压缩载荷Fmax时是否会产生纵向弯曲。 （2）式中 E丝杆材料弹性量，钢: L丝杠两支承端距离， f丝杠的支承方式系数, f许用稳定性安全系数，取 I丝杠截面惯性矩（m） d丝杠螺纹底径（mm），5）刚度验算 滚珠丝杠副的轴向变形会影响进给系统的定位精度及运动平稳性，因此验算满载时候的轴向变形量。纵向进给丝杠最多的牵引力为1929N，支承间距为460mm。丝杠的拉伸或压缩变形量在总变形量中占的比重较大 （3）式中 -滚珠丝杠支撑间的受力长度(mm) -滚珠丝杠的导程(mm) -在工作载荷作用引起的导程变化量(mm)又 （4）式中 -轴向平衡载荷 -材料弹性模量 钢: -滚珠丝杠横截面积 “+”号用于拉伸。由于两端均采用角接触球轴承且丝杠又进行了预紧，故其拉压刚度端固定的丝杠提高四倍。其实际变形为。滚珠与螺纹接触变形量查图表4-7 综合作业指导书西安理工大学郝忠军教授、雷小玲副教授主编（P56） ，因进行了预紧。支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形参考同类型机床，支承滚珠丝杠的轴承为8107型推力轴承，几何参数d =35mm，滚球直径 , 滚动体数量=18, 轴承的轴向接触变形为：因施加预紧力，故实际变形量注意单位为总变形量又有前面已知条件可得：的定位精度。符合要求。3.2.3减速齿轮的设计i齿轮传动装置是转距、转速和转向的变换器。在机电一体化的进给伺服系统中，采用齿轮传动装置的主要目的有二：一、降速，将伺服电机的高速、小转距输出变成克服负载的低速、大转距；二是使滚珠丝杠和工作台的转动惯量在传动系统中所占比重减小，以保证传动精度。对齿轮传动装置的总体要求是传动精度高、稳定性好、灵敏度好、响应速度快。对于开环伺服系统，传动误差将直接影响工作精度，因此，要尽量缩短传动链的长度，消除传动间隙，以提高传动精度和传动刚度。 图3-1 调隙齿轮此处大齿轮采用调隙式齿轮来消除间隙，如图3-1所示。根据机床设计的要求，纵向进给脉冲当量为0.01mm，滚珠丝杠导程L=6mm，及初选的步进电动机的步距角，传动比为因为I5,故可为一级齿轮传动。I=因进给运动齿轮受力不大。根据机械设计基础选取第一系列中的模树m=2压力角等于20。 分度圆直径 齿顶高系数，我国标准规定：时，正常齿制 齿根圆径 顶隙系数,我国标准规定：时，正常齿制 齿宽为了减小加工量，也为了装配和调整方便，大齿齿宽应小于齿轮齿宽，取，则 取, 所以 所以减速齿轮参数为：大小齿轮的材料均为合金钢，考虑到对传动要求和制造方便采用直齿传动从动齿轮齿轮错齿轮法消除和间隙，热处理采用调压处理，小齿轮硬度，大齿轮：硬度。3.3步进电动机的选择3.3.1计算负载惯量的意义 1）惯量匹配条件 惯量匹配是指进给系统负载惯量与伺服电动机转子惯量相匹配。 （5）式中：伺服电动机转子的转动惯量（）可从伺服电动机技术手册查出。 负载惯量（），即进给系统（传动轴、齿轮、工作台等）折算到伺服电动机上全部负载转动惯量。2）负载惯量的计算传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量是,可由下式计算： （6）式中： 步进电机转子惯量（）为齿轮的转动惯量（）为滚珠丝杠转动惯量（）参考同类型机床，初步选用反应式步进电动机，其电动机转动惯量。传动系统折算到步进电动机轴上的等效转动惯量为：齿数Z、Z折算到步进电动机轴上的转动惯量丝杠折算到步进电动机轴上的转动惯量 从表查得1m的丝杠的=8.72，综合作业指导书西安理工大学郝忠军教授、雷小玲副教授主编（P72）等效转动惯量3）负载转矩计算及最大静转矩的选择机床在不同的共况下，其所需转矩不同快速空载起动时所需转矩在快速空载启动阶段，加速力距占的比例较大，启动加速时间为0.03s，具体计算公式如下： （7） （8） （9）将已知数据代入： 考虑了电动机转子的转动惯量以后，传动系统折算的电动机轴上的总转动惯量 =折算到电动机轴上的摩擦力矩附加摩擦力矩则快速移动时所需力矩最大切削负载时所需力矩从上面计算看出三种情况下，以快速空载起动时所需转矩最大，以此项作为初选步进电动机的依据。查资料得，步进电机为五项十帕时， 步进电动机最大静转矩按次最大静力矩，型步进电机最大静转距为大于所需最大静力矩，可作为出选型号。但还得考虑电机起动频率特性和运行矩频特性。步进电机的空载起动频率：型反应式步进电动机允许的最高空载启动频率为，允许的最高空载运行频率为。a) 起动矩频特性 b)运行矩频特性图3-2 150BF002步进电机起动矩频特性由图3-2步进电动机起动矩频特性可看出，当步进电动机起动时，时， ，远远不能满足此机床所要求的空载起动力矩（），直接使用会产生失步现象，所以必须采取升降速控制（可用软件实现），将起动频率降到时，起动扭矩可增高到，然后在电路上再采用高低压驱动电路，可将步进电动机输出转矩扩大一倍左右。当快速运动和切削进给时，由步进电机起动矩频特性图3-2（b）知该电动机能满足要求，根据上述计算综合分析，纵向进给系统采用步进电动机能满足要求。3.4横向（Y向）进给系统的设计横向进给系统主要分为切削力的计算、滚珠丝杠副的选择、减速齿轮的设计、步进电机的确定等。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。纵向进给系统由伺服电动机经减速后驱动滚珠丝杠螺母机构运动，带动小刀架左右纵向移动。伺服电动机安装在纵向丝杠的右端。3.4.1进给力的计算横向3.4.2滚珠丝杠副的设计及选型滚珠丝杠副的工作原理及特点 在数控机床进给系统中一般采用滚珠丝杠副来改善摩擦特性。滚珠丝杠副是一种在丝杠与螺母间装有滚珠作为中间元件的丝杠副，其结构原理如图3-3所示。为防止滚珠在工作过程中从螺母两端掉出，在螺母的螺纹滚道4上装有挡滚珠器2（又叫回珠器或反向器）。回路管道5将滚珠3引回，构成滚珠连续工作的循环通道。图3-3 滚珠丝杠副1-压块 2-挡珠器 3-滚珠 4-螺纹滚道 5-回路管道 6-螺母 7-丝杠1)寿命L 最大切削力F的进给速度Vs可取最高进给速度的1/2-1/5（取为0.375），纵向最大进给速度为0.8m/min,丝杠导程Lo=6mm，则丝杠转速为：丝杠使用寿命时间一般为15000h，则丝杠的计算寿命L为2）载荷Cm 当量动载荷Cm选用滚珠丝杠直径时，必须保证丝杠工作时，在一定的轴向载荷作用下，丝杠在运转10转后，在它的滚珠上下产生疲劳点浊现象。这个轴向负载的最大值Cm，即为滚珠丝杠杆副所能承受的最大当量动载荷Cm （10）式中 运转系数，一般取精度系数根据CCm的原则，查 综合作业指导书西安理工大学郝忠军教授、雷小玲副教授主编（P155-156），选取滚轴丝杆的型号为：，坐标直径为35mm，即外循环螺纹调整预紧的不带衬套的双螺母滚珠丝杠副，一圈2.5列，导程为6mm，螺纹升角r=3）传动功率 滚轴丝杆副的传动功率=tgr/tg（r+）式中 r丝杠的螺纹升角 摩擦角。滚动丝杆副的滚动摩擦因数，摩擦角约等于10所以=104）稳定性验算临界压缩载荷，对于受压的细长的滚轴丝杆，应验算其承受最大轴向压缩载荷Fmax时是否会产生纵向弯曲。 （11）式中 E丝杆材料弹性量，钢： L丝杠两支承端距离（m），f丝杠的支承方式系数，f许用稳定性安全系数，取I丝杠截面惯性矩（m） d丝杠螺纹底径（mm），5）刚度验算滚珠丝杠副的轴向变形会影响进给系统的定位精度及运动平稳性，因此验算满载时候的轴向变形量。横向进给丝杠最多的牵引力为2298N，支承间距为450mm。 丝杠的拉伸或压缩变形量在总变形量中占的比重较大 （12） 式中 -滚珠丝杠支撑间的受力长度(mm)-滚珠丝杠的导程(mm)-在工作载荷作用引起的导程变化量(mm)又 （13）式中 -轴向平衡载荷-材料弹性模量,钢:-滚珠丝杠横截面积 “+”号用于拉伸。滚珠与螺纹接触变形量查图表4-7 综合作业指导书西安理工大学郝忠军教授、雷小玲副教授主编（P56） ，因进行了预紧支承滚珠丝杠的轴承的轴向接触变形参考同类型机床，支承滚珠丝杠的轴承为8107型推力轴承，几何参数d=35mm，滚球直径 滚动体数量=12轴承的轴向接触变形为：因施加预紧力，故实际变形量注意单位为总变形量又有前面已知条件可得：的定位精度。不符合要求。但如果将滚珠丝杠再经过预紧拉伸，刚度还可以提高四倍。则总变形量 ，此变形量满足设计要求。3.4.3减速齿轮的设计i齿轮传动装置是转距、转速和转向的变换器。在机电一体化的进给伺服系统中，采用齿轮传动装置的主要目的有二：一、降速，将伺服电机的高速、小转距输出变成克服负载的低速、大转距；二是使滚珠丝杠和工作台的转动惯量在传动系统中所占比重减小，以保证传动精度。对齿轮传动装置的总体要求是传动精度高、稳定性好、灵敏度好、响应速度快。对于开环伺服系统，传动误差将直接影响工作精度，因此，要尽量缩短传动链的长度，消除传动间隙，以提高传动精度和传动刚度，此处大齿轮采用调隙式齿轮来消除间隙。根据机床设计的要求，纵向进给脉冲当量为0.01mm，滚珠丝杠导程L=6mm，及初选的步进电动机的步距角，传动比为因为I5,故可为一级齿轮传动。I=因进给运动齿轮受力不大。根据机械设计基础选取第一系列中的模树m=2压力角为20。 分度圆直径 齿顶高系数，我国标准规定：时，正常齿制齿根圆径 顶隙系数 ， 我国标准规定：时，正常齿制 齿宽为了减小加工量，也为了装配和调整方便，大齿齿宽应小于齿轮齿宽，取，则 取， 所以 所以减速齿轮参数为：大小齿轮的材料均为合金钢，考虑到对传动要求和制造方便采用直齿传动从动齿轮齿轮错齿轮法消除和间隙，热处理采用调压处理，小齿轮硬度，大齿轮：硬度。3.5步进电动机的选择3.5.1计算负载惯量的意义1)惯量匹配条件 惯量匹配是指进给系统负载惯量与伺服电动机转子惯量相匹配。 （14）式中 伺服电动机转子的转动惯量（）可有伺服电动机技术手册查出。 负载惯量（），即进给系统（传动轴、齿轮、工作台等）折算到伺服电动机上全部负载转动惯量。3.5.2负载惯量的计算传动系统折算到电机轴上的总的转动惯量是,可由下式计算： （15） 式中 为步进电机转子惯量（）.齿轮的转动惯量（）为滚珠丝杠转动惯量（）参考同类型机床，初步选用反应式步进电动机130BF001，其电动机转动惯量=10。传动系统折算到步进电动机轴上的等效转动惯量为：1）齿数Z、Z折算到步进电动机轴上的转动惯量2）丝杠折算到步进电动机轴上的转动惯量 从表查得1m的丝杠的，综合作业指导书西安理工大学郝忠军教授、雷小玲副教授主编（P72）3）等效转动惯量3.5.3负载转矩计算及最大静转矩的选择 机床在不同的共况下，其所需转矩不同。1）快速空载起动时所需转矩在快速空载启动阶段，加速力距占的比例较大，启动加速时间为0.03s，具体计算公式如下： 将已知数据代入， 考虑了电动机转子的转动惯量以后，传动系统折算的电动机轴上的总转动惯量 折算到电动机轴上的摩擦力矩附加摩擦力矩则2）快速移动时所需力矩3）最大切削负载时所需力矩 从上面计算看出、三种情况下，以快速空载起动时所需转矩最大，以此项作为初选步进电动机的依据。查资料得，步进电机为五项十帕时， 步进电动机最大静转矩其次最大静力矩，型步进电机最大静转距为大于所需最大静力矩，可作为出选型号。但还得考虑电机起动频率特性和运行矩频特性。步进电机的空载起动频率：电动机允许的最高空载启动频率为，最高空载运行频率为。由图3-4步进电动机起动矩频特性可看出，当步进电动机起动时，时，。满足此机床所要求的空载起动力矩，所以必须采取升降速控制（可用软件实现）。运行矩频特性图3-4 130BF001步进电机起动矩频特性 当快速运动和切削进给时，由步进电机起动矩频特性图，知该电动机能满足要求，根据上述计算综合分析，纵向进给系统采用步进电动机能满足要求。3.6刀架的设计3.6.1改造刀架的目的315型砂轮机床的上带有手动刀架。根据加工要求和生产情况，对刀架进行改造，提高生产率、降低工人劳动强度、为实现自动化加工提供前提条件。3.6.2刀架的选择经过比较，选用常州宏达机床设备厂生产的LD4C0625型四工位电动刀架。作为315型砂轮机床的电动刀架。可以完成杯形砂轮、碗形砂轮以及蝶形砂轮等不同形状的砂轮加工的换刀工作，结构简单且实用。刀架的转速驱动由三相微型异步电动机来驱动完成。3.6.3刀架的工作过程刀架的动作顺序：电动机（三相异步微型电动机）减速机构（蜗轮蜗杆）上升机构（螺旋机构）实现刀架抬起刀架旋转电器信号确定（霍尔元件）电机反转粗定位（反靠拢）刀架下降精定位刀架压紧换刀终了信号执行加工程序。3.6.4安装步骤(1）拆下原有手动刀架。(2）在小拖板上钻四个安装孔并公丝。(3）手动抬起电动刀架逆时针方向转动电机使上刀体转45度左右时即可覆出高装孔，然后固定刀架并用垫板来调其中心高度，再转至原状态，放下刀架。(4）主装后，适用MDI功能换刀观察三相电源有没有接反运转时要达到轻松灵活无噪音的要求。3.7机床导轨的设计3.7.1机床导轨的作用机床导轨的作用：是使机床运动部件沿一定运动轨迹运动，它是机床主要基本结构要素之一。机床的加工精度和使用寿命很大程度上取决于机床导轨的质量。数控机床使用的导轨，从类型上仍是滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。为提高机床的伺服进给的精度和定位精度，数控机床使用导轨都具有较低的摩擦系数和有利于消除低速爬行的摩擦特性。 机床导轨一般分为：滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。3.7.2 机床对导轨的要求1）导向精度高 导向精度是指机床的运动部件沿导轨移动时的直线性和与有关基面之间的相互位置的准确性。无论在空载或切削状态下都应有足够的导向精度。影响导轨精度的主要原因除制造精度外，还有导轨的结构形式、装配质量、导轨及其支承件的刚度和热变形等。2）耐磨性好 导轨的耐磨性是指导轨在长期使用过程中能否保持一定的导向精度。因导轨在工作过程中有磨损，故应力求减小磨损量，并在磨损后能自动补偿或便于调整。3）足够的刚度 导轨受力变形会影响部件之间的导向精度和相对位置，故要求导轨应有足够的刚度。为了减轻或平衡外力的影响，数控机床常采用加大导轨面的尺寸提高刚度。4）低速运动平稳性 应使导轨的摩擦阻力小，运动轻便，低速运动时无爬行现象。5）结构简单、工艺性好 所设计的导轨应使制造和维修方便，在使用时便于调整和维护。6）而对于数控机床进给运动导轨则应有更高要求。高速进给时不振动，低速进给时不爬行，有高的运动灵敏性；能在重载下长期连续工作，耐磨性好，精度保持性好等。数控机床使用的导轨，从类型上仍是滑动导轨、滚动导轨和静压导轨。为提高机床的伺服进给的精度和定位精度。结合上述要求，对于315型砂轮机床大刀架、小刀架的导轨，可以选用滚动导轨。采用矩形结构。3.8数控部分的改造本次改造为经济性改造，一般国产的数控系统就能满足要求，为了降低成本选用广州数控设备有限公司的GSK980TD车床数控系统。4结语本课题利用数控装置对