摘 要:本文主要介紹普通車床數(shù)控化改造的意義、數(shù)控化改造的方法以及CA6140車床機(jī)械部分?jǐn)?shù)控化改造的具體過程。

關(guān)鍵詞:CA6140車床 數(shù)控化改造 機(jī)械部分

中圖分類號(hào):TG502文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)04(a)-0017-02

隨著我國(guó)制造技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級(jí)，數(shù)控機(jī)床大有取代普通車床的趨勢(shì)。數(shù)控機(jī)床具有對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng)、加工精度高、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟(jì)效益好、可靠性高、減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度、有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化、具有很強(qiáng)的通信功能[1]等諸多優(yōu)點(diǎn)，使得數(shù)控機(jī)床備受各企業(yè)的青睞。但是，數(shù)控機(jī)床價(jià)格比較昂貴，一次性投資較大，一些中小企業(yè)心有余而力不足。目前，許多企業(yè)都有大量的普通機(jī)床，走普通機(jī)床的數(shù)控化改造之路是實(shí)現(xiàn)數(shù)控化比較經(jīng)濟(jì)有效途徑。而CA6140在普通機(jī)床中比較普遍，所以本文選擇了CA6140車床作為數(shù)控化改造的例子。

1 普通車床數(shù)控化改造的意義

由于機(jī)床技術(shù)的不斷進(jìn)步，普通機(jī)床數(shù)控化改造是適合我國(guó)實(shí)際情況的實(shí)用性技術(shù)，具有重要的意義。目前，各企業(yè)一般都有不少普通車床，完全用數(shù)控車床加以替換根本不可能。解決這個(gè)問題，走普通車床數(shù)控改造之路是首選。在美國(guó)、日本和德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家，它們的機(jī)床改造作為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)行業(yè)，生意盎然。美國(guó)、日本等國(guó)家有許多數(shù)控專業(yè)化公司為用戶提供數(shù)控改造服務(wù)[2]。我國(guó)擁有300萬臺(tái)機(jī)床，其中大部分是通用車床。因此，普通車床的數(shù)控化改造，大有發(fā)展前途。

2 普通機(jī)床機(jī)械部分?jǐn)?shù)控化改造的要求

數(shù)控改造對(duì)機(jī)械傳動(dòng)的要求為:

(1)盡量采用摩擦系數(shù)小的傳動(dòng)副以減小摩擦力，如滾動(dòng)導(dǎo)軌和滾動(dòng)絲杠螺母副。

(2)選用最佳的降速比。為達(dá)到數(shù)控機(jī)床所要求的脈沖當(dāng)量，使運(yùn)動(dòng)位移盡可能地快速到達(dá)跟蹤指令。

(3)盡量縮短傳動(dòng)鏈以及用預(yù)緊的辦法提高傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度。傳動(dòng)鏈越短，傳動(dòng)精度越高。傳動(dòng)系統(tǒng)的剛度越大，傳動(dòng)越精確。

(4)盡量消除傳動(dòng)間隙，以減小反向行程誤差，如采用消除間隙的聯(lián)軸器和消除傳動(dòng)齒輪間隙的機(jī)構(gòu)等來盡量減小誤差。

(5)盡量滿足低振動(dòng)和高可靠性方面的要求。為此應(yīng)盡量選擇間隙小、傳動(dòng)精度高、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、效率高以及傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳動(dòng)元件[3]。

3 CA6140車床機(jī)械部分?jǐn)?shù)控化改造

CA6140車床機(jī)械部分?jǐn)?shù)控化改造成縱向進(jìn)給傳動(dòng)鏈由步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，經(jīng)齒輪副和滾珠絲杠副傳動(dòng)。功率步進(jìn)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為110BF003，其主要技術(shù)參數(shù)為最大靜力矩，步距角，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量4.606×10-4kg·m2，快速空載啟動(dòng)時(shí)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速r/min;滾珠絲杠直徑=50mm，螺距mm，=400mm，1400mm，支撐距mm。工作臺(tái)及刀架質(zhì)量W=3000N，最大軸向負(fù)荷=5000N，導(dǎo)軌靜摩擦力=3000×0.2=600N。

要求:脈沖當(dāng)量mm，加速時(shí)間25m/s，最大進(jìn)給速度=1.2m/s，定位精度mm。

(1)降速比計(jì)算

N/mm

N/mm

其中E為彈性模量

4 小結(jié)

針對(duì)CA6140車床進(jìn)行了機(jī)械部分的數(shù)控化改造，改造后的車床具有數(shù)控加工能力，使自動(dòng)化水平和加工精度有所提高，定位會(huì)更加準(zhǔn)確、可靠，操作更簡(jiǎn)便。既可提高生產(chǎn)率，又可改善加工工藝。但其設(shè)計(jì)較簡(jiǎn)單，當(dāng)然也是存在一些問題有待進(jìn)一步解決。隨著科技的發(fā)展，無極變速電機(jī)性能的提高及價(jià)格的降低，有望進(jìn)一步簡(jiǎn)化機(jī)械部分的結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳子銀，陳為華.數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)、原理與應(yīng)用[M].北京:北京理工大學(xué)出版社，2006，8.

[2] 鄭堤，唐可洪.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005，1.

[3] 李勇，李偉光.機(jī)械設(shè)備數(shù)控技術(shù)[M].北京:國(guó)防工業(yè)出版社，2010，1.