李建

（張家界航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南張家界 427000）

普通車床加工在高速發(fā)展工業(yè)中可進(jìn)一步提高零部件加工質(zhì)量及效率，有助于促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。但是，在數(shù)控技術(shù)、信息技術(shù)的應(yīng)用下，普通車床在工業(yè)加工中的應(yīng)用有一定的局限性，所以，通過(guò)對(duì)普通車床加工工藝進(jìn)行革新與優(yōu)化，對(duì)提高工業(yè)加工工藝水平有促進(jìn)作用。結(jié)合CQ6123 車床的應(yīng)用特點(diǎn)與工業(yè)加工的技術(shù)要求，在合理優(yōu)化機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的視角下，提高普通車床在工業(yè)加工中的應(yīng)用價(jià)值［1-3］。

1 普通車床在工業(yè)加工中的作用

1.1 工藝作用

普通車床在工業(yè)加工中的應(yīng)用，則是通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)，對(duì)螺紋零件、回轉(zhuǎn)類零件等進(jìn)行加工，可根據(jù)不同零部件的差異化加工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，所以普通車床的應(yīng)用價(jià)值比較高。從工藝作用的角度分析，普通車床的加工方式具有針對(duì)性以及個(gè)體化，在加工生產(chǎn)中，整體的工藝技術(shù)需要對(duì)普通車床的切削力、切削功率等進(jìn)行控制，在分析進(jìn)給系統(tǒng)與普通車床車軸等參數(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)普通車床的工業(yè)加工水平提升，可提高普通車床的工業(yè)生產(chǎn)效果。

1.2 數(shù)據(jù)作用

從數(shù)據(jù)作用的角度分析，工業(yè)零部件加工中，加工精度是影響加工質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo)，所以在工業(yè)加工中，分析車床的加工數(shù)據(jù)，并通過(guò)技術(shù)加工與生產(chǎn)工藝分析，滿足零部件的生產(chǎn)加工要求。但是，在數(shù)據(jù)分析過(guò)程中，由于零部件加工精度與質(zhì)量要求越來(lái)越高，普通車床的手動(dòng)設(shè)置極易出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差問(wèn)題，部分高精度的零部件加工只能依靠高水平加工師傅進(jìn)行車床操作，增加零部件加工成本的同時(shí)，也影響零部件加工的量化生產(chǎn)水平。所以，為解決這一問(wèn)題，對(duì)普通車床進(jìn)行技術(shù)改造，并對(duì)關(guān)聯(lián)零件的尺寸、連接方式等方面進(jìn)行優(yōu)化，有助于提高普通車床的綜合應(yīng)用水平。此外，在普通車床的改造中，對(duì)載荷、整機(jī)剛度、設(shè)備特征等方面進(jìn)行數(shù)據(jù)設(shè)置，可改進(jìn)普通車床的工藝水平，并提高普通車床的性能與精確度。

1.3 通過(guò)技術(shù)改進(jìn)實(shí)現(xiàn)普通車床的作用最大化

為進(jìn)一步提高普通車床在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用作用，則需要結(jié)合普通車床現(xiàn)有工藝技術(shù)，對(duì)普通車床進(jìn)行技術(shù)改造，通過(guò)對(duì)普通車床整機(jī)結(jié)構(gòu)、技術(shù)應(yīng)用、工藝參數(shù)等進(jìn)行改造與優(yōu)化，可提高零部件的生產(chǎn)加工水平。在普通車床的改造過(guò)程中，對(duì)刀架、軸承、絲母、絲杠以及電元器件、變頻器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，提高普通車床技術(shù)改造的實(shí)用性。

2 普通車床數(shù)控改造中的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案

2.1 改造目標(biāo)

研究普通車床數(shù)控改造需求，從機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的角度著手。本次研究以CQ6123 車床數(shù)控改造為研究對(duì)象，對(duì)CQ6123 車床的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、機(jī)械數(shù)據(jù)分析等進(jìn)行優(yōu)化，以此提高數(shù)控改造水平。在CQ6123車床的數(shù)控改造中，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)部件進(jìn)行調(diào)整，對(duì)表面平整度、車床加工參數(shù)等進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)改造技術(shù)的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行整合，提高CQ6123車床的機(jī)械結(jié)構(gòu)改造合理性與有效性。為提高CQ6123車床的數(shù)控改造水平，第一，維持主傳動(dòng)系統(tǒng)在不變的狀態(tài)下，可以將螺紋加工系統(tǒng)拆除，并通過(guò)改造車床，去除螺紋加工；第二，進(jìn)給系統(tǒng)的開(kāi)環(huán)控制中，為保證縱向進(jìn)給模式的應(yīng)用，可通過(guò)滾珠絲杠傳動(dòng)的方式，提高橫向進(jìn)給控制水平；第三，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)轉(zhuǎn)位，通過(guò)微機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)刀架進(jìn)給與轉(zhuǎn)位進(jìn)行精準(zhǔn)控制。

2.2 改造方案設(shè)計(jì)

（1）CQ6123 車床的改造中，對(duì)縱向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行改造，拆除原有的溜板箱以及進(jìn)給箱中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、操作機(jī)構(gòu)等，保留箱體結(jié)構(gòu)。一級(jí)齒輪減速后，步進(jìn)電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)絲杠，并通過(guò)縱托板的方式轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的目的。在實(shí)際改造的過(guò)程中，將進(jìn)給箱轉(zhuǎn)化為一級(jí)齒輪減速箱，不改變滾珠絲杠部位的基礎(chǔ)上，可以建立手輪設(shè)施，對(duì)轉(zhuǎn)刀的靈活操作進(jìn)行控制，滿足CQ6123車床的改造控制需求。在實(shí)際應(yīng)用中，通過(guò)螺母對(duì)車床的拖板進(jìn)行控制，并通過(guò)定位稍、螺釘?shù)?，提高軸承支架的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)軸承錯(cuò)位的情況出現(xiàn)。

（2）CQ6123車床橫向進(jìn)給系統(tǒng)的搭建則需要對(duì)橫向進(jìn)給系統(tǒng)的傳動(dòng)過(guò)程、性能、傳動(dòng)參數(shù)等進(jìn)行綜合控制，提高橫向進(jìn)給的綜合控制效果。進(jìn)給系統(tǒng)手動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)下，可利用步進(jìn)電機(jī)，對(duì)縱向滾珠絲杠傳動(dòng)過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，提高橫向進(jìn)給系統(tǒng)的性能控制水平。在絲杠后段部位，可利用步進(jìn)電機(jī)，對(duì)橫向推進(jìn)方向以及支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，與此同時(shí)，聯(lián)合小托班，對(duì)刀架運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率等進(jìn)行優(yōu)化，以此提高橫向進(jìn)給系統(tǒng)的搭建與應(yīng)用。橫向進(jìn)給系統(tǒng)是利用蓋板與床體進(jìn)行連接，利用減速齒輪達(dá)到速度控制的目的。

（3）刀架設(shè)計(jì)。在CQ6123 車床中，改造車架以自動(dòng)傳位、多到挾持為主要目標(biāo)，利用LD4-1型自動(dòng)刀架取代原刀架，利用LD4-1型自動(dòng)刀架的剛性性能，并通過(guò)微機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，提高刀架的應(yīng)用效果。結(jié)合橫向、縱向系統(tǒng)中的減速機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，可安裝玻璃罩殼，達(dá)到清除灰塵的目的。之所以選擇玻璃罩殼，可以在CQ6123 車床運(yùn)行中，對(duì)齒輪嚙合狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，通過(guò)齒輪傳動(dòng)比控制，提高齒輪傳動(dòng)的綜合控制效果。根據(jù)齒輪傳動(dòng)角度，按照步距角、脈沖當(dāng)量之間的關(guān)系，對(duì)自動(dòng)傳位過(guò)程以及刀架的定位等進(jìn)行綜合控制，滿足CQ6123車床的運(yùn)行控制需求，表達(dá)公式如下：

i=360δp∕θb·L0

在上述公式中，i為齒輪傳動(dòng)比，θb為步距角，δp、L0分別代表脈沖當(dāng)量、滾珠絲杠導(dǎo)程。完成刀架改造后，可利用齒輪減速箱，對(duì)輸出軸的轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制，并對(duì)扭矩以及轉(zhuǎn)速控制等進(jìn)行合理化控制，提高傳動(dòng)的綜合控制水平。結(jié)合CQ6123車床的運(yùn)行特性，對(duì)輸出軸的扭矩進(jìn)行控制，并對(duì)扭矩及減速等進(jìn)行綜合控制，與此同時(shí)，通過(guò)轉(zhuǎn)矩的調(diào)整，對(duì)刀架的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程、刀架定位，提高精準(zhǔn)定位效果。

2.3 主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

CQ6123車床的主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)改造與設(shè)計(jì)，可在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過(guò)數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，以此提高主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的綜合控制效果。為保證進(jìn)給過(guò)程的速度可進(jìn)行精準(zhǔn)控制，可利用多速電機(jī)改造的方式，對(duì)主軸傳動(dòng)過(guò)程以及變頻調(diào)速控制過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化，提高CQ6123 車床主傳動(dòng)的綜合控制效果。電機(jī)主軸可通過(guò)脈沖編碼器進(jìn)行調(diào)控，對(duì)電機(jī)變速系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，更換主電機(jī)，替換變頻調(diào)速裝置，提高主控傳動(dòng)效果。根據(jù)CQ6123車床的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)傳輸反饋的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并提高加工控制精度。在對(duì)電機(jī)型號(hào)進(jìn)行選擇中，可通過(guò)負(fù)載力矩對(duì)電機(jī)在不同工況下的等效力矩進(jìn)行控制，保證主軸電機(jī)可平穩(wěn)轉(zhuǎn)速。在調(diào)速控制的過(guò)程中，可對(duì)數(shù)控加工狀態(tài)與加工性能等進(jìn)行優(yōu)化，在控制轉(zhuǎn)速波動(dòng)變化的前提下，提高電機(jī)運(yùn)行的散熱效果，滿足負(fù)載控制的綜合需求。負(fù)載力矩等相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，設(shè)置調(diào)速區(qū)間，根據(jù)主傳動(dòng)的速度，對(duì)調(diào)速波動(dòng)變化進(jìn)行控制，提高CQ6123 車床的主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制效果。

2.4 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

普通車床的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)對(duì)零部件加工精度會(huì)產(chǎn)生直接的影響，所以在實(shí)際改進(jìn)的過(guò)程中，則需要對(duì)機(jī)床操縱、傳動(dòng)過(guò)程等進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而滿足普通車床創(chuàng)新設(shè)計(jì)與改造的發(fā)展需求。設(shè)計(jì)進(jìn)給傳動(dòng)結(jié)構(gòu)過(guò)程中，拆除掉傳動(dòng)裝置、操縱結(jié)構(gòu)，同時(shí)，將電機(jī)進(jìn)行安裝至不同的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，達(dá)到自動(dòng)化控制電機(jī)的目標(biāo)，促進(jìn)將車床的生產(chǎn)效率有效的提升。機(jī)床操縱方面，Z軸縱向上，把齒輪箱體安裝到原本絲杠安裝的部位，之后嚴(yán)密地固定好滾珠絲杠。X軸方向上，先展開(kāi)相應(yīng)的改造拖板的操作，對(duì)于結(jié)構(gòu)精度嚴(yán)格地管控［4-5］。

3 普通機(jī)床加工改造的發(fā)展趨勢(shì)

提高普通車床在工業(yè)加工中的應(yīng)用，重視技術(shù)改造已經(jīng)成為主流發(fā)展趨勢(shì)，所以將數(shù)控技術(shù)、信息技術(shù)等應(yīng)用到普通車床的工藝改造中，可提高普通車床的自動(dòng)化生產(chǎn)水平，也可以降低工業(yè)企業(yè)更換機(jī)床設(shè)備的成本。一方面，在普通車床加工中，從機(jī)械結(jié)構(gòu)的角度，對(duì)普通車床的零部件進(jìn)行改進(jìn)與完善，并對(duì)普通車床的表面磨損進(jìn)行優(yōu)化，可實(shí)現(xiàn)普通車床的結(jié)構(gòu)改進(jìn)水平提升。另一方面，將數(shù)控技術(shù)以及信息技術(shù)應(yīng)用到普通車床技術(shù)改造中，則可以通過(guò)機(jī)床自動(dòng)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)加工控制精度提升。例如，在普通車床中，添加信息控制系統(tǒng)以及故障報(bào)警裝置，在數(shù)控參數(shù)設(shè)置下，可對(duì)普通車床的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)與機(jī)械進(jìn)給參數(shù)等進(jìn)行設(shè)定，提高工業(yè)零部件加工的綜合水平。在未來(lái)發(fā)展中，普通車床本身的作用提升需要在現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用下逐漸提升，所以本著經(jīng)濟(jì)效益與成本控制的基本原則，對(duì)普通車床的技術(shù)改造方式進(jìn)行優(yōu)化，利用數(shù)控技術(shù)以及信息技術(shù)，提高普通車床的自動(dòng)化程度水平，提高工業(yè)零部件加工精度。普通車床的技術(shù)改造與升級(jí)，則是在技術(shù)生產(chǎn)與應(yīng)用的視角下，可通過(guò)技術(shù)改造實(shí)現(xiàn)普通車床的應(yīng)用價(jià)值提升［6-7］。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在普通車床技術(shù)改造視角下，通過(guò)整機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，可提高工業(yè)加工的綜合水平。傳統(tǒng)普通車床已經(jīng)無(wú)法滿足工業(yè)零部件的加工需求，所以為提高普通車床在工業(yè)加工中的作用，結(jié)合零部件加工的技術(shù)要求，對(duì)普通車床的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)、進(jìn)給結(jié)構(gòu)等進(jìn)行技術(shù)改造，可實(shí)現(xiàn)工業(yè)加工生產(chǎn)水平提升。通過(guò)普通車床的技術(shù)改造，可降低工業(yè)加工的生產(chǎn)成本，并節(jié)省員工勞動(dòng)成本，提高工業(yè)加工的生產(chǎn)效率，以及工業(yè)加工生產(chǎn)的整體經(jīng)濟(jì)效益。