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ca6140普通車床數(shù)控化改造技術(shù)
日期：2010年01月14 來源：沈陽第一機(jī)床廠 關(guān)鍵字：普通車床
M1432A型萬能外圓磨床屬于工作臺(tái)移動(dòng)式普通精度萬能外圓磨床，普通車床由于其自動(dòng)化程度較低，•磨削效益不夠高，故常用于工具車間、加工中心機(jī)修車間和單件小批車間。通過簡易的數(shù)控化改造，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，有利于提高設(shè)備的使用率，擴(kuò)大機(jī)床的使用范圍。
改造后的數(shù)控磨床由床身、頭架、尾座、砂輪架、內(nèi)圓磨具、工作臺(tái)、中滑板和橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)、數(shù)控裝置等主要部件組成。數(shù)控化改造的主要任務(wù)為改造機(jī)械部分和增設(shè)數(shù)控系統(tǒng)。
數(shù)控系統(tǒng)的選擇
數(shù)控系統(tǒng)采用日本的FANUC 0系統(tǒng)。目前該系統(tǒng)在中國市場上銷量最大，它是一種采用高速32位微處理器的高性能的CNC。FANUC 0系列共有MA、TA、MC、TC、MD、TD等多種規(guī)格。其中，MD是在MA基礎(chǔ)上簡化而成，也稱為簡易型數(shù)控系統(tǒng)，由于它的價(jià)格較低，所以選用MD。普通車床采用最新的FANUC 0i系統(tǒng)，加工中心配用。系列交流伺服電動(dòng)機(jī)，主軸和進(jìn)給伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有了很大的變化，其主要特點(diǎn)是：
1)主軸伺服單元和進(jìn)給伺服單元由一個(gè)電源模塊統(tǒng)一供電。
2)急�？刂菩盘�(hào)接到電源模塊的24V ESP端子后，再由其相應(yīng)的輸出端接到主軸和進(jìn)給伺服放大器模塊，同時(shí)控制急停狀態(tài)。
3)從NC發(fā)出的主軸控制信號(hào)和返回信號(hào)，經(jīng)光纜傳送到主軸伺服放大器模塊。
4)控制電源模塊的輸入電源的主接觸器MCC安裝在模塊外部。FANUC 0系統(tǒng)由控制單元、主軸和進(jìn)給伺服單元以及相應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)、CRT顯示器、系統(tǒng)操作面板、機(jī)床操作面板，附加I／0接口板電池盒、手搖脈沖發(fā)生器等部件組成。控制單元的結(jié)構(gòu)包括主印制電路板(PCB)、控制單元電源、圖形顯示板、加工中心可編程機(jī)床控制器(PMC—M)板、基本軸控制板、I／O接口板、存儲(chǔ)器板、子CPU板、擴(kuò)展的軸控制器板和DNC控制板等。
通過基本軸控制板提供X、Y、Z和第4軸的進(jìn)給指令，普通車床接收從X、Y、Z和第4軸位置編碼器反饋的位置信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)砂輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、工件圓周運(yùn)動(dòng)、工件縱向進(jìn)給和砂輪周期或連續(xù)進(jìn)給。
MEM存儲(chǔ)器板接收系統(tǒng)操作面板的鍵盤輸入信號(hào)，提供串行數(shù)據(jù)傳送接口和紙帶讀人接口；主軸模式量和位置編碼器接口存儲(chǔ)系統(tǒng)參數(shù)、刀具參數(shù)和零件加工程序等；AXS擴(kuò)展軸控制板提供兩個(gè)輔助運(yùn)動(dòng)砂輪架橫向快速進(jìn)退和尾座套筒縮回，以利于裝卸工件，這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)經(jīng)伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)定量齒輪泵，并控制液壓系統(tǒng)。
機(jī)械部分
1．砂輪架
砂輪架由殼體、砂輪主軸及其軸承、傳動(dòng)裝置與滑鞍等組成。砂輪主軸及其支承部分的結(jié)構(gòu)將直接影響工件的加工精度和表面粗糙度，是砂輪架部件的關(guān)鍵部分，它應(yīng)保證砂輪主軸具有較高的旋轉(zhuǎn)精度、加工中心剛度、抗振性及耐磨性。因此，砂輪主軸的前后支承仍采用“短三瓦”動(dòng)壓滑動(dòng)軸承。普通車床主軸的軸向定位為：向右的軸向力通過主軸右端軸肩作用在裝入軸承蓋中的止推環(huán)上。向左的軸向力則由固定在主軸右端的同步齒形帶輪的螺釘，經(jīng)彈簧和銷釘以及推力球軸承，最后也傳遞到軸承蓋上。主軸電動(dòng)機(jī)采用。系列交流伺服電動(dòng)機(jī)，其額定轉(zhuǎn)速nd‘1500r／min、最高轉(zhuǎn)速n。，二6000—9000r／min、功率4kW。內(nèi)圓磨具電動(dòng)機(jī)采用四磁極籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，功率1．1kW。改V帶傳動(dòng)為同步齒形帶傳動(dòng)。
2．頭架
頭架主軸直接支承工件，因此，頭架主軸及其軸承部分應(yīng)具有高的旋轉(zhuǎn)精度、剛度和抗振性，原M1432A型機(jī)床的頭架主軸采用D級(jí)精度精密軸承。改進(jìn)后，前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和60~角接觸雙向推力球軸承組合，加工中心后支承采用短圓柱滾子軸承。此配置形式提高了主軸綜合剛度，可實(shí)現(xiàn)強(qiáng)力切削，普通車床但因60~角接觸球軸承轉(zhuǎn)速的限制，頭架主軸只能低速和中速，頭架主軸的傳動(dòng)形式和選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)、功率與砂輪架內(nèi)圓磨具電動(dòng)機(jī)相同。
3．尾座
尾座頂尖應(yīng)對準(zhǔn)頭架主軸頂尖，磨削圓柱面時(shí)，前后頂尖的連心線應(yīng)平行于工作臺(tái)的移動(dòng)方向，同時(shí)，尾座還應(yīng)具有足夠的剛度。尾座套筒采用液動(dòng)退回。
4．橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)
M1432A型萬能外圓磨床的橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)有橫向快速進(jìn)、退及橫向工作進(jìn)給運(yùn) 動(dòng)。橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)由交流伺服電動(dòng)機(jī)控制定量齒輪泵，推動(dòng)液壓缸的活塞移動(dòng)，加工中心帶著絲杠和半螺母及砂輪架快速橫進(jìn)。普通車床為了減少動(dòng)、靜摩擦因數(shù)，提高進(jìn)給精度，墊板的導(dǎo)軌是V形和平面組合的滾動(dòng)導(dǎo)軌。
5．工作臺(tái)縱向移動(dòng)
工作臺(tái)縱向往復(fù)運(yùn)動(dòng)是磨削工件時(shí)的縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，它直接影響工件的表面質(zhì)量及加工精度。根據(jù)其工作要求，保留了原液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。為提高低速性能，減少爬行，提高導(dǎo)軌壽命，采用貼塑滑動(dòng)導(dǎo)軌。塑料薄膜是以聚四氟乙烯為基體，并與青銅料、鉛粉等填料經(jīng)混合、模壓、燒結(jié)等工藝，普通車床最終形成實(shí)際需要尺寸的軟帶。
改造小結(jié)
將改造后的數(shù)控磨床應(yīng)用在某機(jī)床廠機(jī)床主軸外圓加工，效果十分顯著。使用結(jié)果表明：加工中心用改造后的磨床加工零件可提高加工精度，擴(kuò)大磨床使用范圍，并使生產(chǎn)率大大提高。
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