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普通車床數(shù)控化改造與設(shè)計(jì)
日期：2010年01月11 來源：沈陽(yáng)第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：普通車床
1．?dāng)?shù)控系統(tǒng)的選擇
隨著市場(chǎng)需求的多樣化，機(jī)床制造商往往提供同一種機(jī)床可配置多種數(shù)控裝置的選擇或數(shù)控系統(tǒng)中多種選擇功能的選擇。機(jī)床制造商提供的普通車床配置的數(shù)控系統(tǒng)分為主流系統(tǒng)及可適應(yīng)的系統(tǒng)。加工中心主流系統(tǒng)相對(duì)來說技術(shù)成熟性好一些，但對(duì)使用用戶有技術(shù)要求，例如對(duì)名牌系統(tǒng)的質(zhì)量追求、希望在國(guó)內(nèi)有較好的售后技術(shù)條件、在用戶單位使用的數(shù)控系統(tǒng)相對(duì)集中在幾家。在可供選擇的系統(tǒng)中性能高低差別很大，直接影響到設(shè)備價(jià)格構(gòu)成，因此不能片面追求高水平、新系統(tǒng)，而應(yīng)以滿足主機(jī)性能為主，對(duì)系統(tǒng)性能和價(jià)格等作一個(gè)綜合分析，選用合適的系統(tǒng)。目前世界上比較著名的數(shù)控系統(tǒng)有日本FANUC、德國(guó)SINUMERIK、法國(guó)NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGO等。各大機(jī)床制造廠商也有自己的一些系統(tǒng)，如MAZAK、OKUMA等。國(guó)內(nèi)也有中國(guó)航天機(jī)電集團(tuán)；加工中心華中理工大學(xué)、南京大方集團(tuán)、普通車床北京凱奇北方電氣技術(shù)有限公司供應(yīng)商，每家公司也都有一系列的各種規(guī)格的產(chǎn)品。用戶選擇系統(tǒng)的基本原則是：性能價(jià)格比要高、購(gòu)后的使用維護(hù)要方便、系統(tǒng)的市場(chǎng)壽命要長(zhǎng)等。
綜合考慮性價(jià)比，在充分調(diào)研比較的基礎(chǔ)上并根據(jù)改造的目的，本方案選用南京江南機(jī)床數(shù)控工程公司的JN一15T型數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有功能強(qiáng)、可靠性高、操作方便、結(jié)構(gòu)緊湊，經(jīng)濟(jì)性好的優(yōu)點(diǎn)，且具有圖形編程、圖形仿真、螺距補(bǔ)償、用戶面板等模塊。
JN一15T型數(shù)控系統(tǒng)是用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)床拖板運(yùn)動(dòng)的數(shù)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有價(jià)格便宜，操作簡(jiǎn)單，維修方便等優(yōu)點(diǎn)。同樣它的缺點(diǎn)也是很明顯，驅(qū)動(dòng)力矩小，容易丟步，故障率高。針對(duì)上述缺點(diǎn)，在改造中采取措施，盡量減小驅(qū)動(dòng)拖板的力矩，從而保證了步進(jìn)電動(dòng)機(jī)不丟步，改造后的機(jī)床加工零件質(zhì)量穩(wěn)定。
2．縱向進(jìn)給系統(tǒng)的改造
拆去原機(jī)床的溜板箱、光杠、絲杠及安裝座，普通車床配上滾珠絲杠及相應(yīng)的安裝裝置。加工中心將步進(jìn)電動(dòng)機(jī)裝在三杠支架右側(cè)，把滾珠絲杠的右側(cè)通過連接套與步進(jìn)電動(dòng)機(jī)輸出軸連接。
縱向脈沖當(dāng)量：0．01mm／脈沖；進(jìn)給速度：6—3000mm／min；步距角db：0．6~／步；行程乙二650mm；絲杠螺距戶；6mm。
選用JBF8型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，減速比5／4，保持轉(zhuǎn)矩12．25N•m。JBF系統(tǒng)齒輪減速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是專為機(jī)床微機(jī)系統(tǒng)配套的電動(dòng)機(jī)，是在110BF反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上加上齒輪減速裝置組成的，適用于數(shù)控系統(tǒng)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)經(jīng)無間隙聯(lián)軸器與滾珠絲杠副相連，將拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳給滾珠絲杠副，帶動(dòng)中滑板沿縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)。滾珠絲杠用WL2004。
滾珠絲杠采用可預(yù)緊安裝方式，以減小或消除因絲杠重力而產(chǎn)生的彎曲變形，加工中心使絲杠拉壓剛度有較大提高，絲杠不會(huì)因發(fā)熱而伸長(zhǎng)。
3．橫向進(jìn)給系統(tǒng)的改造
拆除原來的橫向絲杠，換上滾珠絲杠，滾珠絲杠導(dǎo)程戶：5mm；普通車床將橫向步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾球絲杠連接。該滾珠絲杠的步距角聲：0．36*；進(jìn)給速度ox：3—1500mm／min。
選用JBF3型齒輪減速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，保持轉(zhuǎn)矩16．37N•m，選擇減速比為5／12。JBF系統(tǒng)齒輪減速步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是專為機(jī)床微機(jī)系統(tǒng)配套的電動(dòng)機(jī)，是在110BF反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上加上齒輪減速裝置組成的，適用于數(shù)控系統(tǒng)。脈沖當(dāng)量0．005mm／步，通過無間隙聯(lián)軸器與滾珠絲杠WL4006相連。
4．對(duì)車床導(dǎo)軌和床鞍配合滑動(dòng)面的改造
在對(duì)原C620車床導(dǎo)軌的改造中，考慮到數(shù)控車床對(duì)導(dǎo)軌精度和導(dǎo)軌摩擦因數(shù)的要求，對(duì)原車身的鑄鐵導(dǎo)軌和床鞍上的相配合面進(jìn)行以下改造：第一，刮研原導(dǎo)軌，達(dá)到平面度0．01／1000精度；加工中心第二，采用粘貼聚四氟乙烯軟帶對(duì)床鞍的配合面進(jìn)行工藝改造，達(dá)到減少摩擦力，特別是使動(dòng)、靜摩擦因數(shù)接近，達(dá)到床鞍移動(dòng)時(shí)低速無爬行，抗嚙合性和耐磨性好的要求。
在經(jīng)過刮研后，導(dǎo)軌與床鞍配合精度達(dá)到要求，普通車床并根據(jù)GB／T 4020—1997《臥式車床精度檢驗(yàn)》標(biāo)準(zhǔn)中G2項(xiàng)檢驗(yàn)，達(dá)到了在水平面內(nèi)溜板移動(dòng)的直線度0．02的標(biāo)準(zhǔn)。
5．電動(dòng)刀架的改造
1)采用常州產(chǎn)的LD4B—CK6140電動(dòng)刀架。
2)拆去小滑板，將刀架置于車床中滑板上，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，使上刀體轉(zhuǎn)45~左右時(shí)，即可露出安裝孔，然后固定刀架，并用墊板來調(diào)整其中心高。
3)使用前應(yīng)試運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)要達(dá)到輕松靈活、無噪聲的要求。
6．主軸脈沖發(fā)生器的安裝
1)主軸脈沖發(fā)生器的安裝是為了車螺紋，要求它與主軸轉(zhuǎn)速嚴(yán)格同步。數(shù)控裝置從主軸脈沖發(fā)生器中取出與螺距相應(yīng)的脈沖數(shù)，加工中心使主軸旋轉(zhuǎn)角度與進(jìn)給量保持一定關(guān)系，普通車床確保螺距正確性。螺紋切削時(shí)的傳動(dòng)路線為：主軸一齒輪副一脈沖發(fā)生器一數(shù)控裝置一步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一縱橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)。
2)設(shè)計(jì)、安裝與主軸轉(zhuǎn)速1：1的軸并安裝脈沖編碼器。
3)主軸脈沖發(fā)生器選用2400線。
7．絲杠及導(dǎo)軌的自動(dòng)潤(rùn)滑
自動(dòng)潤(rùn)滑裝置選用南京貝奇公司TMD一5C型電動(dòng)潤(rùn)滑泵。該裝置采用微型同步電動(dòng)機(jī)和機(jī)械減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，其注油量可在0．5-5．0mL范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，普通車床注油周期可在6—145min內(nèi)選擇，加工中心能夠保證機(jī)床具有好的潤(rùn)滑狀態(tài)。
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