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一般機床怎麼設計

發布時間:2023-02-04 16:21:16

㈠ 組合機床的設計都有哪些技術要求

組合機床設計步驟
一、組合機床的設計特點
由於組合機床是由大量通用零、部件和少量專用零、部第一節組合機床設計步驟一、組合機床的設計特點由於組合機床是由大量通用零、部件和少量專用零、部件組成的專用機床,因此,它的設計具有如下特點:
1)組合機床設計時必須首先確定加工產品的生產類型,以便根據不同的生產類型選擇合理的組合機床的配置形式。因為在製造組合機床過程中,有些通用零、部件要經過補充加工,專用件、夾具及刀具隨產品而有所不同。變更產品的加工要求或尺寸以及變更產品本身,常常會使整台組合機床要重新調整,或必須進行重新的設計和製造。
2)組合機床的設計與產品的加工工藝有非常密切的聯系,因此,在設計組合機床前,一定要做好調查研究,在總結經驗的基礎上來決定被加工產品的工藝過程、加工方法、定位夾緊方法等。因為組合機床設計的先進性與可靠性,除了與機床本身的結構有關外,在很大程度上決定於工藝方案的先進性與可靠性。
3)在選擇通用部件和進行專用件的設計時,應堅持盡最大可能採用通用件的原則,這對於加快組合機床設計和製造速度有決定性的意義。當通用件不能滿足機床工作要求時,才設計專用件。而這種專用件也應該考慮盡可能與通用件接近(結構、形式、尺寸等),以便簡化設計和製造工作,提高零件的通用化程度。
4)組合機床的加工精度在相當大的程度上是依靠組合機床零、部件的安裝調整精度來保證的,因此,在設計時,應考慮裝配調整的可靠與方便。
5)對於自動線上用的組合機床,應該把組合機床自動線看成一個有機的整體,從設計一開始就考慮自動線的總體、自動運輸裝置及其與機床夾具之間的聯系以及自動線上其他輔助裝置的安排等問題。在整個設計過程中,機床設計和自動線運輸裝置和其他輔助裝置的設計可以平行交叉進行,但機床和夾具設計需服從自動線總體設計的需要。
二、組合機床的設計步驟
1、調查在明確設計任務之後,應該進行下列工作:
1)了解被加工零件在機器中的作用,工件的加工部位、技術要求、裝配關系及其生產綱領。
2)深入現場。詳細了解相同類型的產品和生產規模,基本相近的被加工零件的整個工藝過程。其中包括機床、夾具、刀具和其他附屬結構和性能;工件的定位基面和夾壓點;切削用量、加工餘量及刀具壽命所能達到的精度和光潔度;毛坯分型面、飛邊等情況;產生廢品的原因;自動化的可靠程度;電氣、液壓設備的工作情況;自動線的運輸裝置和其他輔助設備的結構工作情況等,並聽取操作工人的經驗和改進意見。
3)了解生產廠的製造能力及技術水平。
4)了解使用廠的技術水平,如:能否製造和修理液壓設備,有無壓縮空氣站,工夾具的製造和維修能力及能否製造復雜刀具等。
5)收集有關資料,並加以分析比較。
6)確定採用新工藝的方法,對一些需要保證技術條件而沒有經過生產實際考驗的工藝方法進行必要的試驗。
2、製造工藝方案
1)對工件進行工藝分析,並根據毛坯情況結合組合機床的工藝可能性和可能達到的精度,初步確定工件的工藝過程。
2)選擇定位基準,決定定位、夾緊方式。
3)詳細擬定被加工零件的工藝路線,即決定各表面的加工方法及順序,決定工序(包括熱處理、檢驗工序及其他)、工位(包括裝卸工位)和工步,初步確定組合機床的配置形式及其總體布局。
4)確定加工餘量和工序尺寸,並進行必要的尺寸鏈換算。
5)繪制被加工零件的工序圖。
6)決定刀具種類、形式、尺寸、安裝方法及輔助工具(接桿、卡頭等)的尺寸,並進行切削用量的選擇。
7)決定夾具的定位、導向、夾緊機構的方案及外形尺寸。
8)繪制加工示意圖,決定機床的工作循環。
9)計算機床的生產率和負荷率,編制機床的生產率計算卡。
10)審查及通過工藝方案。
3、機床總體設計
1)計算切削力、進給力、動力部件的最大功率。
2)選擇動力部件的類型、型號、規格和配套部件。
3)選擇機床的支承及零件輸送部件(滑座、側底座、立柱、立柱底座及工作台等),並決定中間底座的主要尺寸,冷卻、排屑系統等。
4)繪制機床聯系尺寸圖。
5)擬定液壓、電氣控制系統方案。
6)審查及通過機床的設計方案。
4、部件設計
根據機床的聯系尺寸圖及工藝要求設計組合機床的各部件。在設計過程中如果發現擬定的方案有不合理的地方,應當進行及時的修改。部件設計的內容包括:
1)夾具設計。
2)多軸箱設計。
3)專用刀具設計。
4)液壓系統設計。
5)電氣系統設計。
6)其他部件設計:如中間底座、潤滑冷卻系統等。
5、工作圖設計
1)繪制通用零件的補充加工圖、專用零件圖等。
2)繪制各部件總圖、潤滑冷卻管路圖、液壓管路圖、氣動管路圖、電氣控制線路圖、電氣線路安裝圖等。
3)修改和最後確定機床聯系尺寸圖、工序圖、加工示意圖、生產率計算卡。
4)繪制機床總酎。
5)編制機床所需要的各種明鈿表,如:零件明細表、標准件明細表、外購件明細表等。
6)編制機床使用說明書,包括機床驗收精度要求、潤滑卡、地基圖等。
組合機床設計基礎:

一、組合機床最常用的加工范圍
1、孔加工
對於一般尺寸較小的孔,可以用鑽、擴、鉸等刀具分幾次加工,或採用復合刀具加工,還可以用普通刀具或復合刀具進行端面、沉孔、埋頭孔、倒角等。
對於尺寸較大孔,可以用粗鏜、半精鏜、高速精鏜的方法進行加工,可以用剛性主軸或有導向裝置的浮動鏜桿進行加工。加工時可以採用單刀,也可以採用多刀進行加工;此外還可以加工孔的端面、倒角及挖槽等。
對於大的錐孔,可以採用特種工具進行加工。
在組合機床上還可以實現一些其他的孔的精加工工序,如擠壓孔、滾壓孔等。對於加工深度精度要求不高的止口,可以採用死擋鐵來控制止口深度。但對於加工深度要求較高的止口,則必須採用特種工具進行加工。
2、螺紋加工
一般緊固螺紋孔可以在鑽孔、倒角後攻絲動力頭或攻絲主軸。
對於外螺紋可以用自動板牙頭來切削。
3、平面及直槽加工
平面和直槽一般採用銑削動力頭進行加工。可以是銑頭移動,也可以是工件移動。對於加工與孔垂直的大端面,可以採用鏜孔車端面動力頭進行加工;若是小端面,則可採用鍃端面的方法進行加工。
4、其他
利用組合機床的動作可以進行不太長外圓的套車、自動測量等。
二、組合機床加工所能達到的精度和表面粗糙度
1、孔本身的精度和表面粗糙度
1)對於在鑄鐵及銅件上加工IT8級精度的孔時,一般需經過3次加工,表面粗糙度可達到Ra5;若加工IT6級精度的孔時,則需要3~4次加工,表面粗糙度可達到Ra2、5以上;當採用精鏜或滾壓加工時,精度可達到IT6級,表面粗糙度可達Ra1、25以上。
2)對於在鑄鐵件上加工IT8級精度的孔時,一般需要2次加工,表面粗糙度可達Ra2、5;加工IT7級精度的孔時,需經過2~3次加工,表面粗糙度可達Ra1、25;加工IT6級精度的孔時,需經過3~4次加工,表面粗糙度可達Rai、25;對於加工IT6~IT5級精度的孔時,則需要經過4~5次加工,表面粗糙度為Ral、25。
3)加工有色金屬件時,若經過3~4次加工,可以穩定地達到IT6~IT5級精度,表面粗糙度可達Ra0、63~0、16。
上述三種材料在組合機床及自動線上進行加工時,一般對於IT6級、IT5級精度孔的橢圓度,可以控制到接近孔的公差;對於IT6級精度以下孔的橢圓度及圓柱度,可控制在孔的加工公差范圍的一半以內。
4)對於加工螺紋孔,精度一般可以達到IT7級;當採用特殊結構的工具進行加工時,可以達到IT6級精度。
2、孔的同軸度
1)若由一面鏜孔,鏜桿採用後或多層精密導向,孔的同軸度可以控制在0、015~0、03mm范圍內。
2)若採用單軸兩面鏜孔,使用調整主軸位置精度時,孔的同軸度也可達0、015~0、03mm。
3)若多軸從兩面加工,孔的同軸度一般為0、05mm。
3、孔的平行度
鏜孔軸線之間的平行度以及孔對定位基面的平行度,一般可保持在軸線間距離公差的范圍以內。在調整精度時,也可以達到(O、02~0、05)/(800~1000)。
4、孔的位置精度
孔的位置精度是指孔與孔之間,或孔與定位基面之間的位置尺寸精度。
在鏜孔時,採用固定精密導向,孔的位置精度可以達到±0、025~±0、05mm,採用其他加工方法可以達到±0、05mm。
對於多工位回轉工作台機床和鼓輪式機床,在一個工位上精加工出來的孔的位置精度也可以達到±0、05mm;但是在兩個工位上分別精加工出來的孔,位置精度就較低,對於立式多工位回轉工作台機床可達到±0、1mm,鼓輪式機床只能達到±0、2mm左右。鑽孑L的位置精度,若採用固定導向一般可以達到±0、2mm;若減小導向套與鑽頭之間的間隙,且導向套距工件較近時,則可以達到±0、15mm;若用活動模板鑽孔,且活動板用定位銷與夾具定位時,則其位置精度一般可達±0、2~±0、25mm。螺紋孔位置精度主要決定於鑽孔的位置精度,一般可以達到±0、25mm;當鑽孔的位置精度較好時,可以達到±0、15mm。
5、孔的垂直度
被加工孔的軸心線對基面或對另一被加工孔的軸心的垂直度,均可達到0、02/1000
6、止口深度
多軸加工採用動力頭在死擋鐵上停留的方法,止口深度精度能達到0、15~0、25mm;單軸進給,若採用特殊結構的工具,加工到終點時用擋鐵塊頂在工件的表面上,一般可達到0、08—0、10mm;當採用工具的加工精度較高時,可以保證在0、02、0、045mm以內。
7、平面加工精度
加工平面的平面度可以達到0、05mm,表面粗糙度可以達到Ra2、5,被加工平面對基面的平行可以控制在0、05mm以內,被加工平面到基面的距離尺寸公差亦可以保證在0、05mm以內。

㈡ 機床的總體設計包括哪幾部分

一、1機床設計的步驟 2機床總體布局 3機床主要技術參數的確定
二、傳回動設計 1、有級變速主傳答動系統的組成和要求 2、有級變速主傳動系統設計 3主傳動系 統的幾種特殊變速方式 4、計算轉速 5、無級變速系統 6、內聯傳動鏈設計原則
三、主軸部件 1、對主軸部件的基本要求 2、主軸軸承的選擇和主軸滾動軸承 3、主軸

㈢ 機床設計宜採用( )方法

答:機床設計應滿足如下基本要求:
1)、工藝范圍,機床工藝范圍是指機床適應不同生產要求的能力,也可稱之為機床的加工功能。機床的工藝范圍直接影響到機床結構的復雜程度、設計製造成本、加工效率和自動化程度。
2)、柔性,機床的柔性是指其適應加工對象變化的能力,分為功能柔性和結構柔性;
3)、與物流系統的可接近性,可接近性是指機床與物流系統之間進行物料(工件、刀具、切屑等)流動的方便程度;
4)、剛度,機床的剛度是指加工過程中,在切削力的作用下,抵抗刀具相對於工件在影響加工精度方向變形的能力。剛度包括靜態剛度、動態剛度、熱態剛度。機床的剛度直接影響機床的加工精度和生產率;
5)、精度,機床精度主要指機床的幾何精度和機床的工作精度。機床的幾何精度指空載條件下機床本身的精度,機床的工作精度指精加工條件下機床的加工精度(尺寸、形狀及位置偏差)。
6)、雜訊;
7)、自動化;
8)、生產周期;
9)、生產率,機床的生產率通常是指單位時間內機床所能加工的工件數量來表示。機床的切削效率越高,輔助時間越短,則它的生產率越高。
10)、成本,成本概念貫穿在產品的整個生命周期內,包括設計、製造、包裝、運輸、使用維護、再利用和報廢處理等的費用,是衡量產品市場競爭力的重要指標;
11)、可靠性,應保證機床在規定的使用條件下、在規定的時間內,完成規定的加工功能時,無故障運行的概率要高。
12)、造型與色彩,機床的外觀造型與色彩,要求簡潔明快、美觀大方、宜人性好。應根據機床功能、結構、工藝及操作控制等特點,按照人機工程學要求進行設計。

㈣ 機床夾具的設計原則和設計步驟有哪些

設計原則:主要是六點定位,就是XYZ三個方向上的位置°控制,並且要阻止三個方向的旋轉所以就是3+3=6的 6點控制。
二設計步驟:要先根據零件圖紙找到加工的部位,找到加工尺寸的基準,根據基準選擇定位面,從而根據六點定位原則固定零件。

㈤ 機床外形設計應當考慮些什麼要素

人機工程學考慮的話。高度,適合大多數操作者的操作高度;方便,例如:多數操作者為右撇子,所以操作位置不能設在左手位置;
造型設計:這個要美學和製造工藝結合來考慮,簡單實用、美觀、大方。不能因為光追求造型美觀,而使生產成本增高,或是設計個根本製造不出來的造型。
色彩設計:是美學和生理學相結合。操作者長期視覺接觸的部分,色彩要符合生理學,不傷眼、不易產生睏倦感。

㈥ 要能夠設計數控機床(包括數控系統)需要學習哪些方面的知識

本人是個退休機械設計師,很高興看到有人喜歡這個專業。您是機械專科學生,現在應該還在讀書吧。其實學校里應該針對這個專業安排有最基本的基礎和專業課程。比如,您將來設計出來的機床,總要告訴加工製造者吧,那就必須掌握制圖技術,無論用AUTOCAD還是UG、SW,用視圖來表達設計思想是最基本的技能。所以學校必須開設制圖課程。再例如,您設計的機床性能如何,剛性如何,能加工的工件大小如何,總不會能從綉花針一直到輪船螺旋槳都能加工的吧?不同的加工內容和方法,切削力大小天壤之別,那麼您必須掌握靜力學、動力學、材料力學、受力分析等知識。而這些力學知識又離不開高等數學、物理,等等等等。數控方面要掌握的知識更多了,電子電路基礎、數字電路基礎、介面電路、程序語言等等等等,而這些知識又離不開高中時學的物理、電磁學、數學等基礎知識。所以,就您目前,學好學校里安排的課程是最重要的。即使您把學校里的課程完全掌握了,畢業以後在工作中還需要不斷充實,因為您設計出來的機床,總要造出來的吧,這個製造、裝配、安裝、調試是怎麼回事,精度怎麼控制、誤差怎麼消除,數控干擾問題怎麼解決,這些個東西在學校里只能學個大概,大量的知識需要在實踐中去學習。所以,本人建議您先把學校里的課程掌握,畢業後踏踏實實做幾年機械工人,業余時不忘自己理想,關心本行業的技術進展,爭取進一步的進修機會。這里建議積極參觀各種專業展會,和到圖書館查找書籍資料,這兩個技能比讀書還重要。
個人建議供參考,歡迎追問討論。謝謝。

㈦ 怎樣才能設計出一台數控機床

回答你這個問題有點難度,簡單來說就是主軸部分+刀架部分+進給系統+床身+護罩,前三部分最為關鍵。現在的機床很是多樣化,只有你想不到的,沒有做不到的。有機會你可以參觀一下機床展。

㈧ 對機床產品的設計主要有哪些要求

每天利用CAD軟體在電腦旁畫圖,查找相關設計手冊,到生產一線中解決實際問題。機床設計非常嚴謹,一點都不能馬虎;輕則產品試制延期,多次改動圖紙,嚴重的重新再來。還需要多方面的知識和經驗,比如工藝方面等等。

㈨ 如何設計數控機床上的夾具

設計題目:設計「軸承」零件的機械加工工藝規程及某一工序專用夾具(生產綱領:中批)
設計要求:
零件圖 1張
毛坯圖 1張
機械加工工藝卡(含過程卡與工序卡) 1套
專用夾具裝配圖 1張
夾具體零件圖 1張
課程設計說明書 1份
三、時間:二周(2008~2009學年度第一學期的第十七、十八周)
四、設計步驟及要求:
⑴計算年生產綱領,確定生產類型。
⑵對零件進行工藝分析,畫零件圖。〔採用新國標〕
⑶確定毛坯的種類、形狀、尺寸和精度。
⑷擬定工藝路線。這是制定工藝規程的關鍵一步,其主要工作是:選擇定位基準,確定各表面的加工方法,安排加工順序,確定工序集中與分散的程度,以及安排熱處理、檢驗及其它輔助工序。在擬定工藝路線時,一般是提出幾個可能的方案,進行分析比較,最後確定 一個最佳的方案。
⑸確定工序所採用的設備。選擇機床時,應注意以下幾個基本原則:
①機床的加工尺寸范圍應與工件的外形尺寸相適應。
②機床的精度應與工序 要求的精度相適應。
③機床的生產率應與工件的生產類型相適應。如果工件尺寸太大、精度要求過高,沒有適當的設備可供選擇時,應考慮機床改裝或設計專用機床。這時需要根據具體工序提出機床改裝(或設計)任務書,任務書中應提出與工序加工有關的必要數據、資料。例如:工序尺寸、工序公差及技術要求、工件的定位、夾壓方式,以及機床的總體布局、機床的生產率等。
⑹確定各工序所採用的工藝裝備。選擇工藝裝備時應注意以下幾點原則:
①對夾具的選擇:單件小批量生產,一般選擇通用夾具。這時為了提高勞動生產率,應積極推廣使用組合夾具;大批量生產應依據工序要求設計專用高效夾具,這時尚需提出夾具設計的任務書。
②對刀具的選擇:一般情況下應盡量 選用標准刀具。在組合機床上加工時,按工序集中原則組織生產,可採用專用的復合刀具。
③對量具的選擇 :量具主要是根據生產類型和所要求 檢驗的精度來選擇的。單件小批量生產中應採用通用夾具,大批量生產中,應採用極限量規、高生產率的檢驗夾具和檢驗儀器等。
⑺確定各工序的加工餘量,計算工序尺寸及公差。
⑻確定各工序的切削用量,在中小生產中,一般不規定切削用量,而由操作者結合具體的生產情況來選擇。但對於大批量流水線生產,尤其是自動線生產,則各工序、工步都需要規定切削用量,以便計算各工序的生產節拍。
⑼確定時間定額。
⑽填寫工藝文件。

㈩ 普通車床的數控化改造設計方案內容有哪些

目前機床數控化改造的市場在我國還有很大的發展空間,現在我國機床數控化率不到3%。用普通機床加工出來的產品普遍存在質量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長,從而在國際、國內市場上缺乏競爭力,直接影響一個企業的產品、市場、效益,影響企業的生存和發展,所以必須大力提高機床的數控化率。本文以車床的數控改造為例,介紹了機床數控改造的方法,包括其結構的改造設計,性能與精度的選擇以及最後改造方案的確定。
機床數控改造的意義:
1)節省資金。機床的數控改造同購置新機床相比一般可節省60%左右的費用,大型及特殊設備尤為明顯。一般大型機床改造只需花新機床購置費的1/3。即使將原機床的結構進行徹底改造升級也只需花費購買新機床60%的費用,並可以利用現有地基。
2)性能穩定可靠。因原機床各基礎件經過長期時效,幾乎不會產生應力變形而影響精度。
3)提高生產效率。機床經數控改造後即可實現加工的自動化效率可比傳統機床提高3至5倍。對復雜零件而言難度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工裝,不僅節約了費用而且可以縮短生產准備周期。
1、普通車床的數控化改造設計
機床的數控改造,主要是對原有機床的結構進行創造性的設計,最終使機床達到比較理想的狀態。數控車床是機電一體化的典型代表,其機械結構同普通的機床有諸多相似之處。然而,現代的數控機床不是簡單地將傳統機床配備上數控系統即可,也不是在傳統機床的基礎上,僅對局部加以改進而成(那些受資金等條件限制,而將傳統機床改裝成建議數控機床的另當別論)。傳統機床存在著一些弱點,如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動面的摩擦阻力大及傳動元件之間存在間隙等,難以勝任數控機床對加工精度、表面質量、生產率以及使用壽命等要求。現代的數控技術,特別是加工中心,無論是其支承部件、主傳動系統、進給傳動系統、刀具系統、輔助功能等部件結構,還是整體布局、外部造型等都已經發生了很大變化,已經形成了數控機床的獨特機械結構。因此,我們在對普通機床進行數控改造的過程中,應在考慮各種情況下,使普通機床的各項性能指標盡可能地與數控機床相接近。
2、數控車床的性能和精度的選擇
並不是所有的舊機床都可以進行數控改造,機床的改造主要應具備兩個條件:第一,機床基礎件必須有足夠的剛性。第二,改造的費用要合適,經濟性好。在改裝車床前,要對機床的性能指標做出決定。改裝後的車床能加工工件的最大回轉直徑以及最大長度、主電動機功率等一般都不會改變。加工工件的平面度、直線度、圓柱度以及粗糙度等基本上仍決定於機床本身原有水平。主要有下述性能和精度的選擇需要在改裝前確定。
1)軸變速方法、級數、轉速范圍、功率以及是否需要數控制動停車等。
2)進給運動:
進給速度:Z向(通常為8~400mm/min);X向(通常為2~100mm/min)。
快速移動:Z向(通常為1.2~4m/min);X向(通常為1.2~3m/min)。
脈沖當量:在0.025~0.005mm內選取,通常Z向為X向的2倍。
加工螺距范圍:包括能加工螺距類型(公制、英制、模數、徑節和錐螺紋等),一般螺距在10mm以內都不難達到。
3)進給運動驅動方式(一般都選用步進電機驅動)。
4)給運動傳動是否需要改裝成滾珠絲杠傳動。
5)刀架是否需要配置自動轉位刀架,若配置需要確定工位數。
6)其他性能指標選擇:
插補功能:車床加工需具備直線和圓弧插補功能。
刀具補償和間隙補償:為了保證一定的加工精度,一般需考慮設置刀補和間隙補償功能。
顯示:採用數碼管還是液晶或者顯示器顯示,顯示的位數多少等問題要根據車床加工功能實際需要確定,一般來說,顯示越簡單成本越低,也容易實現。
診斷功能:為防止操作者輸入的程序有錯和隨之出現的錯誤動作,可在數控改造系統設計時加入必要的器件和軟體,使其能指示出機床出現故障或者功能失效的部分等,實現有限的診斷功能。
以上是車床數控改造時需要考慮的一些通用性能指標,有的車床改造根據需要還會有些專門的要求,如車削大螺距螺紋、在惡劣的環境下工作的防塵干擾、車刀高精度對刀等,這個時候應有針對性的專門設計。
3、車床數控改造方案選擇
當數控車床的性能和精度等內容基本選定後,可根據此來確定改造方案。目前機床數控改造技術已經日趨成熟,專用化的機床數控改造系統所具備的性能和功能一般均能滿足車床的常規加工要求。因此,較典型的車床數控改造方案可選擇為:配置專用車床數控改造系統,更換進給運動的滑動絲杠傳動為滾珠絲杠傳動、採用步進電機驅動進給運動、配置脈沖發生器實現螺紋加工功能、配置自動轉位刀架實現自動換刀功能。
目前較典型的經濟型專用車床數控改造系統具有下列基本配置和功能:
1)採用單片微機為主控CPU,具有直線和圓弧插補、代碼編程、刀具補償和間隙補償功能、數碼管二坐標同時顯示、自動轉位刀架控制、螺紋加工等控制功能。
2)配有步進電機驅動系統,脈沖當量或控制精度一般為:Z為0.01mm,X向為0.005mm(要與相應導程的絲杠相配套)。
3)加工程序大多靠面板按鍵輸入,代碼編制,掉電自動保護存儲器存儲;可以對程序進行現場編輯修改和試運行操作。
4)具有單步或連續執行程序、循環執行程序、機械極限位置自動限位、超程報警,以及進給速度程序自動終止等各類數控基本功能。
4、車床數控改造實例
以CA6140型普通車床數控化改造為例,它採用了一種比較簡單但是較為典型的改裝方案,改造後的車床進給運動由步進電機A和B驅動,它們分別安裝在床頭箱內(或床身尾部)和拖板後方,通過減速齒輪和縱橫向絲杠帶動車床的縱橫進給運動。
為使改造後的車床能充分發揮數控車床的效能,縱橫向絲杠螺母副一般需要調換成滾珠絲杠螺母副。當利用原絲杠螺母副時,為了減少改造工作量,縱向驅動電機及減速箱一般裝在床身尾部,這時連接車床原傳動系統(主軸系統)和縱向絲杠傳動的離合器尚未拆除,工作時應使處於脫開位置。同理,脫落蝸桿等原橫向自動進給機構若未拆除,工作時也應使其處於空檔(空擋)位置。改造後的進給脈沖當量的量值靠步進電機步距角、減速齒輪比、絲杠導程三者協調確定。三者之間換算關系可以以下式表示:
(θ/360)×(ac/bd)×T=δ
式中θ——步進電機步聚角(度);
T——所驅動絲杠導程(mm);
a,b,c,d——齒輪齒數,當單級減數時,令c、d等於1;
δ——脈沖當量值(mm)。
步進電機的參數根據阻力矩及切屑用量的大小和機床型號來選擇,普通車床(如C6140、C620等)的數控改造中多採用0.08——0.15(N·m)靜力矩的步進電機,如選0.08(N·m)的作為橫向進給電機;選0.15(N·m)的作為縱向進給電機。
若需要,可將原刀架換成自動轉位刀架,則可以用程序數控轉換刀具進行切屑加工。當數控系統發出換刀信號時,首先繼電器K1動作,換刀電動機正轉驅動蝸輪蝸桿機構,使上刀體上升。當上刀體上升到一定的高度時,離合轉盤起作用,帶動上刀體旋轉進行選刀。刀架上方的發信盤中對應每個刀位都安有一個感測器,當上刀體旋轉到某個刀位時,該刀位的感測器向數控系統輸出信號,數控系統將刀位信號與指令刀位信號進行比較,當兩信號相同時,說明上刀體已旋轉到所選刀位。此時數控系統控制繼電器K1釋放,繼電器K2吸合,換刀電動機反轉,活動銷在反靠盤上初定位。在活動銷反靠的作用下,螺桿帶動上刀體下降,直到齒牙盤咬合,完成精定位,並通過蝸輪蝸桿鎖緊螺母,使刀架緊固。此時數控系統控制繼電器K2釋放,換刀電動機停轉,完成換刀動作。也可以保留原刀架仍採用手動轉換刀具,但在換刀時必須設置程序暫停。如果需要加工螺紋,則要在主軸外端或其他適當部位裝上一個脈沖發生器C,用它發出脈沖使步進電機准確地配合主軸的旋轉而產生相應的進給運動,即保證主軸每轉一轉,車刀移動一個導程。
上述改造方案中,不更換絲杠方法當數控系統出現故障時,仍可以加工,但滑動絲杠螺母副容易磨損故需要經常檢修,而且功率和加工精度均不如滾珠絲杠螺母副驅動方式。另外,拖板與床身的導軌不夠平行或垂直,以及兩者之間摩擦力過大,絲杠軸線與導軌間存在平行度誤差等問題均會使驅動阻力增加。為了減阻力以提高步進電機的力矩有效率和加工精度。
機床改造完畢後,還應該對其進行安裝調試及驗收。一般來說,應特別注意安裝的位置和基礎,使機床處於良好穩定的工作環境。其次是全面檢查各器件、插件的連接情況以及各油路、電路的情況,再進行數控系統的連接。當完成數控系統的調整,具備了機床聯機通電試車的條件,可切斷數控系統的電源,連接電動機的動力線,恢復報警設定,准備通電試車。試車的目的是考核機床的安裝是否穩固,各傳動、操縱、控制、潤滑、液壓、氣動等系統是否正常和靈敏可靠。改造後的數控機床的驗收是和安裝調試工作同步進行的。一台機床數控改造完好後的檢測驗收工作是一項復雜的工作,其試驗檢測手段及技術要求也很高,它需要使用各種高精度的儀器,對機床的機、電、液、氣各部分及整機進行單項性能綜合性能檢測,包括運行剛度和熱變形等一系列試驗,其中應特別注意機床數控功能的檢驗,最後得出該機床的綜合評價。
經過大量實踐證明普通機床數控化改造具有一定經濟性、實用性和穩定性。其改造涉及到機械、電氣、計算機等領域,是一項理論深、實踐強的系統工程。在進行數控改造時,應該做好改造前的技術准備。改造過程中,機械修理與電氣改造相結合,先易後難、先局部後全局。

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