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 機械部分
中圖分類號:TG502文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0017-02
隨著我國制造技術(shù)的發(fā)展,產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和升級,數(shù)控機床大有取代普通車床的趨勢。數(shù)控機床具有對加工對象的適應(yīng)性強、加工精度高、生產(chǎn)效率高、經(jīng)濟效益好、可靠性高、減輕了操作者的勞動強度、有利于生產(chǎn)管理的現(xiàn)代化、具有很強的通信功能[1]等諸多優(yōu)點,使得數(shù)控機床備受各企業(yè)的青睞。但是,數(shù)控機床價格比較昂貴,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)都有大量的普通機床,走普通機床的數(shù)控化改造之路是實現(xiàn)數(shù)控化比較經(jīng)濟有效途徑。而CA6140在普通機床中比較普遍,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
由于機床技術(shù)的不斷進(jìn)步,普通機床數(shù)控化改造是適合我國實際情況的實用性技術(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。解決這個問題,走普通車床數(shù)控改造之路是首選。在美國、日本和德國等發(fā)達(dá)國家,它們的機床改造作為新的經(jīng)濟增長行業(yè),生意盎然。美國、日本等國家有許多數(shù)控專業(yè)化公司為用戶提供數(shù)控改造服務(wù)[2]。我國擁有300萬臺機床,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 普通機床機械部分?jǐn)?shù)控化改造的要求
數(shù)控改造對機械傳動的要求為:
(1)盡量采用摩擦系數(shù)小的傳動副以減小摩擦力,如滾動導(dǎo)軌和滾動絲杠螺母副。
(2)選用最佳的降速比。為達(dá)到數(shù)控機床所要求的脈沖當(dāng)量,使運動位移盡可能地快速到達(dá)跟蹤指令。
(3)盡量縮短傳動鏈以及用預(yù)緊的辦法提高傳動系統(tǒng)的剛度。傳動鏈越短,傳動精度越高。傳動系統(tǒng)的剛度越大,傳動越精確。
(4)盡量消除傳動間隙,以減小反向行程誤差,如采用消除間隙的聯(lián)軸器和消除傳動齒輪間隙的機構(gòu)等來盡量減小誤差。
(5)盡量滿足低振動和高可靠性方面的要求。為此應(yīng)盡量選擇間隙小、傳動精度高、轉(zhuǎn)動慣量大、效率高以及傳遞轉(zhuǎn)矩大的傳動元件[3]。
3 CA6140車床機械部分?jǐn)?shù)控化改造
CA6140車床機械部分?jǐn)?shù)控化改造成縱向進(jìn)給傳動鏈由步進(jìn)電動機驅(qū)動,經(jīng)齒輪副和滾珠絲杠副傳動。功率步進(jìn)電動機型號為110BF003,其主要技術(shù)參數(shù)為最大靜力矩,步距角,轉(zhuǎn)動慣量4.606×10-4kg·m2,快速空載啟動時電動機轉(zhuǎn)速r/min;滾珠絲杠直徑=50mm,螺距mm,=400mm,1400mm,支撐距mm。工作臺及刀架質(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,加速時間25m/s,最大進(jìn)給速度=1.2m/s,定位精度mm。
(1)降速比計算
N/mm
N/mm
其中E為彈性模量
4 小結(jié)
針對CA6140車床進(jìn)行了機械部分的數(shù)控化改造,改造后的車床具有數(shù)控加工能力,使自動化水平和加工精度有所提高,定位會更加準(zhǔn)確、可靠,操作更簡便。既可提高生產(chǎn)率,又可改善加工工藝。但其設(shè)計較簡單,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,無極變速電機性能的提高及價格的降低,有望進(jìn)一步簡化機械部分的結(jié)構(gòu)。
參考文獻(xiàn)
[1] 陳子銀,陳為華.數(shù)控機床結(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.機電一體化設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2005,1.
[3] 李勇,李偉光.機械設(shè)備數(shù)控技術(shù)[M].北京:國防工業(yè)出版社,2010,1.