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        普通臥式車床改造為數(shù)控深孔鏜床

        2018-11-30 02:54:24宜昌五環(huán)鉆機具有限公司湖北443005陳全波
        金屬加工(冷加工) 2018年11期
        關(guān)鍵詞:尾座鏜桿車床

        ■ 宜昌五環(huán)鉆機具有限公司 (湖北 443005) 陳全波

        目前,各機械制造企業(yè)有大量普通車床被閑置,造成了資源浪費。為了更好地利用閑置設(shè)備,根據(jù)公司產(chǎn)品加工特性,決定將現(xiàn)有的兩臺CW6163×3000普通車床改造為數(shù)控深孔鏜床,用于外套管產(chǎn)品的鏜孔加工,旨在降低操作者的勞動強度,提高工作效率,實現(xiàn)一人操作多臺設(shè)備的目的。

        1.硬件配置

        該方案采用性價比較高的GSK96單軸數(shù)控系統(tǒng),伺服驅(qū)動型號為DA98A-50(50A模塊,帶風(fēng)扇),伺服電動機參數(shù)為額定轉(zhuǎn)矩18N·m,額定轉(zhuǎn)速1 500r/min;滾珠絲杠采用國產(chǎn)精密滾珠絲杠,精度P4級,絲杠直徑φ50mm,螺距為8mm;軸承采用哈爾濱精密軸承。絲杠座、螺母座、電動機安裝座及鏜刀桿座等機械部件全部按照設(shè)計圖樣加工安裝。

        2.電氣部分改造

        (1)增加數(shù)控系統(tǒng),通過程序代碼控制機床的工作,完成工件加工。查閱數(shù)控系統(tǒng)相關(guān)選型資料,摒棄不需要的附加功能,最終選定性價比高的GSK96多功能位置控制系統(tǒng),分辨率為800×480的液晶顯示器,可以實現(xiàn)位置定位和進給、攻螺紋車螺紋及回轉(zhuǎn)分度等運動功能。具有μm級精度控制功能,同時具有豐富的輸入/輸出信號控制功能,可以實現(xiàn)多種信號檢測和輸出的復(fù)雜控制。采用國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控語言ISO代碼編寫零件程序,支持U盤導(dǎo)入導(dǎo)出加工程序,全屏幕編輯程序,中文操作界面等功能。

        (2)Z軸進給機構(gòu)更換為伺服電動機+聯(lián)軸器+滾珠絲杠的傳動方式。根據(jù)機床結(jié)構(gòu)、負載大小和加工工件的要求,選定額定轉(zhuǎn)矩為18N·m,額定轉(zhuǎn)速1 500r/min的伺服電動機,以及配套的驅(qū)動、伺服變壓器等其他附件。

        (3)電氣控制柜的制作與安裝。拆除原機床所有的線路及控制元件,舍棄不用,根據(jù)實際需要增加相關(guān)的控制元件,比如冷卻泵控制、照明燈控制、主軸正反轉(zhuǎn)和主軸點動等控制功能。

        (4)操作控制箱除具有數(shù)控系統(tǒng)的基本功能外,通過修改內(nèi)部PLC程序?qū)崿F(xiàn)對冷卻泵、照明燈、自動潤滑泵和系統(tǒng)起停等功能控制。

        (5)所有外露的控制電路需安裝防護軟管,數(shù)控系統(tǒng)與電柜間的連接電路需經(jīng)過拖鏈進入操作控制箱。

        (6)加裝手持單元,通過倍率選擇和旋轉(zhuǎn)碼盤的快慢來調(diào)整軸的移動速度,以便于長管件的對刀操作。

        (7)新的配電柜放置于主軸箱后面,操作箱安裝于床鞍上,隨床鞍移動,方便操作及對刀。

        (8)機床功能調(diào)試及相關(guān)參數(shù)的設(shè)置,如傳動比、軸運行速度、反向間隙補償和正負極限位等相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。

        3.機械部分改造

        (1)拆除原車床進給箱的傳動機構(gòu),溜板箱內(nèi)的快速移動傳動機構(gòu)等部件。加裝滾珠絲杠、滾珠絲杠安裝座、滾珠絲杠螺母座、電動機安裝座和聯(lián)軸器等部件,將滾珠絲杠與原機床床鞍連接起來,實現(xiàn)滾珠絲杠直接驅(qū)動床鞍的縱向移動。

        (2)拆除原車床的中托板、小托板及刀架等機械部分,重新設(shè)計、制作和安裝鏜桿尾座套筒、鏜桿中心座。采用改造后的機床自我精鏜,實現(xiàn)鏜桿尾座套筒、鏜桿中心座的中心高與主軸中心高一致。鏜桿尾座套筒設(shè)計如附圖所示。要求焊后精加工φ95mm孔、底座表面淬火處理。

        (3)拆除主軸正反轉(zhuǎn)操作桿以及相關(guān)傳動組件,避免誤操作引起人身傷害和設(shè)備損壞。

        (4)增加自動潤滑泵,改造原潤滑油路。各潤滑點采用強制自動潤滑裝置進行定點定量潤滑滾珠絲杠、軸承和導(dǎo)軌滑動面等部位。當(dāng)有異常狀態(tài)或油量不足時,自動產(chǎn)生警告訊號,從而延長機床使用壽命。

        (5)機床需設(shè)計、制作和安裝防護罩,避免冷卻液四處飛濺。增加滾珠絲杠防護裝置,防止絲杠被鐵屑劃傷和被冷卻液腐蝕,保證機床定位精度的穩(wěn)定性。

        4.結(jié)語

        改造后的設(shè)備,經(jīng)過幾個月的實踐檢驗,完全滿足外套管的精鏜加工要求。通過標(biāo)準(zhǔn)的G代碼編程實現(xiàn)了多種型號的外套管加工,有效解決原普通設(shè)備加工此工序時存在鏜孔深度不一致的問題。通過M代碼實現(xiàn)了冷卻泵起停、主軸起停等輔助功能的自動控制。改造后的設(shè)備運行穩(wěn)定可靠,有效降低了操作者的勞動強度,提高了產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性,實現(xiàn)了一人操作多臺設(shè)備,有效降低了公司的綜合成本。

        鏜桿尾座套筒設(shè)計圖

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