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普通車床數控化改造與設計
日期：2010年01月11 來源：沈陽第一機床廠 關鍵字：普通車床
1．數控系統的選擇
隨著市場需求的多樣化，機床制造商往往提供同一種機床可配置多種數控裝置的選擇或數控系統中多種選擇功能的選擇。機床制造商提供的普通車床配置的數控系統分為主流系統及可適應的系統。加工中心主流系統相對來說技術成熟性好一些，但對使用用戶有技術要求，例如對名牌系統的質量追求、希望在國內有較好的售后技術條件、在用戶單位使用的數控系統相對集中在幾家。在可供選擇的系統中性能高低差別很大，直接影響到設備價格構成，因此不能片面追求高水平、新系統，而應以滿足主機性能為主，對系統性能和價格等作一個綜合分析，選用合適的系統。目前世界上比較著名的數控系統有日本FANUC、德國SINUMERIK、法國NUM、意大利FIDIA、西班牙FAGO等。各大機床制造廠商也有自己的一些系統，如MAZAK、OKUMA等。國內也有中國航天機電集團；加工中心華中理工大學、南京大方集團、普通車床北京凱奇北方電氣技術有限公司供應商，每家公司也都有一系列的各種規格的產品。用戶選擇系統的基本原則是：性能價格比要高、購后的使用維護要方便、系統的市場壽命要長等。
綜合考慮性價比，在充分調研比較的基礎上并根據改造的目的，本方案選用南京江南機床數控工程公司的JN一15T型數控系統，該系統具有功能強、可靠性高、操作方便、結構緊湊，經濟性好的優點，且具有圖形編程、圖形仿真、螺距補償、用戶面板等模塊。
JN一15T型數控系統是用步進電動機驅動和控制機床拖板運動的數控系統，該系統具有價格便宜，操作簡單，維修方便等優點。同樣它的缺點也是很明顯，驅動力矩小，容易丟步，故障率高。針對上述缺點，在改造中采取措施，盡量減小驅動拖板的力矩，從而保證了步進電動機不丟步，改造后的機床加工零件質量穩定。
2．縱向進給系統的改造
拆去原機床的溜板箱、光杠、絲杠及安裝座，普通車床配上滾珠絲杠及相應的安裝裝置。加工中心將步進電動機裝在三杠支架右側，把滾珠絲杠的右側通過連接套與步進電動機輸出軸連接。
縱向脈沖當量：0．01mm／脈沖；進給速度：6—3000mm／min；步距角db：0．6~／步；行程乙二650mm；絲杠螺距戶；6mm。
選用JBF8型步進電動機，減速比5／4，保持轉矩12．25N•m。JBF系統齒輪減速步進電動機是專為機床微機系統配套的電動機，是在110BF反應式步進電動機的基礎上加上齒輪減速裝置組成的，適用于數控系統。步進電動機經無間隙聯軸器與滾珠絲杠副相連，將拖動轉矩傳給滾珠絲杠副，帶動中滑板沿縱向往復運動。滾珠絲杠用WL2004。
滾珠絲杠采用可預緊安裝方式，以減小或消除因絲杠重力而產生的彎曲變形，加工中心使絲杠拉壓剛度有較大提高，絲杠不會因發熱而伸長。
3．橫向進給系統的改造
拆除原來的橫向絲杠，換上滾珠絲杠，滾珠絲杠導程戶：5mm；普通車床將橫向步進電動機與滾球絲杠連接。該滾珠絲杠的步距角聲：0．36*；進給速度ox：3—1500mm／min。
選用JBF3型齒輪減速步進電動機，保持轉矩16．37N•m，選擇減速比為5／12。JBF系統齒輪減速步進電動機是專為機床微機系統配套的電動機，是在110BF反應式步進電動機的基礎上加上齒輪減速裝置組成的，適用于數控系統。脈沖當量0．005mm／步，通過無間隙聯軸器與滾珠絲杠WL4006相連。
4．對車床導軌和床鞍配合滑動面的改造
在對原C620車床導軌的改造中，考慮到數控車床對導軌精度和導軌摩擦因數的要求，對原車身的鑄鐵導軌和床鞍上的相配合面進行以下改造：第一，刮研原導軌，達到平面度0．01／1000精度；加工中心第二，采用粘貼聚四氟乙烯軟帶對床鞍的配合面進行工藝改造，達到減少摩擦力，特別是使動、靜摩擦因數接近，達到床鞍移動時低速無爬行，抗嚙合性和耐磨性好的要求。
在經過刮研后，導軌與床鞍配合精度達到要求，普通車床并根據GB／T 4020—1997《臥式車床精度檢驗》標準中G2項檢驗，達到了在水平面內溜板移動的直線度0．02的標準。
5．電動刀架的改造
1)采用常州產的LD4B—CK6140電動刀架。
2)拆去小滑板，將刀架置于車床中滑板上，逆時針方向轉動電動機，使上刀體轉45~左右時，即可露出安裝孔，然后固定刀架，并用墊板來調整其中心高。
3)使用前應試運轉，運轉時要達到輕松靈活、無噪聲的要求。
6．主軸脈沖發生器的安裝
1)主軸脈沖發生器的安裝是為了車螺紋，要求它與主軸轉速嚴格同步。數控裝置從主軸脈沖發生器中取出與螺距相應的脈沖數，加工中心使主軸旋轉角度與進給量保持一定關系，普通車床確保螺距正確性。螺紋切削時的傳動路線為：主軸一齒輪副一脈沖發生器一數控裝置一步進電動機一縱橫向進給機構。
2)設計、安裝與主軸轉速1：1的軸并安裝脈沖編碼器。
3)主軸脈沖發生器選用2400線。
7．絲杠及導軌的自動潤滑
自動潤滑裝置選用南京貝奇公司TMD一5C型電動潤滑泵。該裝置采用微型同步電動機和機械減速機構驅動，結構緊湊，其注油量可在0．5-5．0mL范圍內調節，普通車床注油周期可在6—145min內選擇，加工中心能夠保證機床具有好的潤滑狀態。
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