㈠ 组合机床的设计都有哪些技术要求
组合机床设计步骤
一、组合机床的设计特点
由于组合机床是由大量通用零、部件和少量专用零、部第一节组合机床设计步骤一、组合机床的设计特点由于组合机床是由大量通用零、部件和少量专用零、部件组成的专用机床,因此,它的设计具有如下特点:
1)组合机床设计时必须首先确定加工产品的生产类型,以便根据不同的生产类型选择合理的组合机床的配置形式。因为在制造组合机床过程中,有些通用零、部件要经过补充加工,专用件、夹具及刀具随产品而有所不同。变更产品的加工要求或尺寸以及变更产品本身,常常会使整台组合机床要重新调整,或必须进行重新的设计和制造。
2)组合机床的设计与产品的加工工艺有非常密切的联系,因此,在设计组合机床前,一定要做好调查研究,在总结经验的基础上来决定被加工产品的工艺过程、加工方法、定位夹紧方法等。因为组合机床设计的先进性与可靠性,除了与机床本身的结构有关外,在很大程度上决定于工艺方案的先进性与可靠性。
3)在选择通用部件和进行专用件的设计时,应坚持尽最大可能采用通用件的原则,这对于加快组合机床设计和制造速度有决定性的意义。当通用件不能满足机床工作要求时,才设计专用件。而这种专用件也应该考虑尽可能与通用件接近(结构、形式、尺寸等),以便简化设计和制造工作,提高零件的通用化程度。
4)组合机床的加工精度在相当大的程度上是依靠组合机床零、部件的安装调整精度来保证的,因此,在设计时,应考虑装配调整的可靠与方便。
5)对于自动线上用的组合机床,应该把组合机床自动线看成一个有机的整体,从设计一开始就考虑自动线的总体、自动运输装置及其与机床夹具之间的联系以及自动线上其他辅助装置的安排等问题。在整个设计过程中,机床设计和自动线运输装置和其他辅助装置的设计可以平行交叉进行,但机床和夹具设计需服从自动线总体设计的需要。
二、组合机床的设计步骤
1、调查在明确设计任务之后,应该进行下列工作:
1)了解被加工零件在机器中的作用,工件的加工部位、技术要求、装配关系及其生产纲领。
2)深入现场。详细了解相同类型的产品和生产规模,基本相近的被加工零件的整个工艺过程。其中包括机床、夹具、刀具和其他附属结构和性能;工件的定位基面和夹压点;切削用量、加工余量及刀具寿命所能达到的精度和光洁度;毛坯分型面、飞边等情况;产生废品的原因;自动化的可靠程度;电气、液压设备的工作情况;自动线的运输装置和其他辅助设备的结构工作情况等,并听取操作工人的经验和改进意见。
3)了解生产厂的制造能力及技术水平。
4)了解使用厂的技术水平,如:能否制造和修理液压设备,有无压缩空气站,工夹具的制造和维修能力及能否制造复杂刀具等。
5)收集有关资料,并加以分析比较。
6)确定采用新工艺的方法,对一些需要保证技术条件而没有经过生产实际考验的工艺方法进行必要的试验。
2、制造工艺方案
1)对工件进行工艺分析,并根据毛坯情况结合组合机床的工艺可能性和可能达到的精度,初步确定工件的工艺过程。
2)选择定位基准,决定定位、夹紧方式。
3)详细拟定被加工零件的工艺路线,即决定各表面的加工方法及顺序,决定工序(包括热处理、检验工序及其他)、工位(包括装卸工位)和工步,初步确定组合机床的配置形式及其总体布局。
4)确定加工余量和工序尺寸,并进行必要的尺寸链换算。
5)绘制被加工零件的工序图。
6)决定刀具种类、形式、尺寸、安装方法及辅助工具(接杆、卡头等)的尺寸,并进行切削用量的选择。
7)决定夹具的定位、导向、夹紧机构的方案及外形尺寸。
8)绘制加工示意图,决定机床的工作循环。
9)计算机床的生产率和负荷率,编制机床的生产率计算卡。
10)审查及通过工艺方案。
3、机床总体设计
1)计算切削力、进给力、动力部件的最大功率。
2)选择动力部件的类型、型号、规格和配套部件。
3)选择机床的支承及零件输送部件(滑座、侧底座、立柱、立柱底座及工作台等),并决定中间底座的主要尺寸,冷却、排屑系统等。
4)绘制机床联系尺寸图。
5)拟定液压、电气控制系统方案。
6)审查及通过机床的设计方案。
4、部件设计
根据机床的联系尺寸图及工艺要求设计组合机床的各部件。在设计过程中如果发现拟定的方案有不合理的地方,应当进行及时的修改。部件设计的内容包括:
1)夹具设计。
2)多轴箱设计。
3)专用刀具设计。
4)液压系统设计。
5)电气系统设计。
6)其他部件设计:如中间底座、润滑冷却系统等。
5、工作图设计
1)绘制通用零件的补充加工图、专用零件图等。
2)绘制各部件总图、润滑冷却管路图、液压管路图、气动管路图、电气控制线路图、电气线路安装图等。
3)修改和最后确定机床联系尺寸图、工序图、加工示意图、生产率计算卡。
4)绘制机床总酎。
5)编制机床所需要的各种明钿表,如:零件明细表、标准件明细表、外购件明细表等。
6)编制机床使用说明书,包括机床验收精度要求、润滑卡、地基图等。
组合机床设计基础:
一、组合机床最常用的加工范围
1、孔加工
对于一般尺寸较小的孔,可以用钻、扩、铰等刀具分几次加工,或采用复合刀具加工,还可以用普通刀具或复合刀具进行端面、沉孔、埋头孔、倒角等。
对于尺寸较大孔,可以用粗镗、半精镗、高速精镗的方法进行加工,可以用刚性主轴或有导向装置的浮动镗杆进行加工。加工时可以采用单刀,也可以采用多刀进行加工;此外还可以加工孔的端面、倒角及挖槽等。
对于大的锥孔,可以采用特种工具进行加工。
在组合机床上还可以实现一些其他的孔的精加工工序,如挤压孔、滚压孔等。对于加工深度精度要求不高的止口,可以采用死挡铁来控制止口深度。但对于加工深度要求较高的止口,则必须采用特种工具进行加工。
2、螺纹加工
一般紧固螺纹孔可以在钻孔、倒角后攻丝动力头或攻丝主轴。
对于外螺纹可以用自动板牙头来切削。
3、平面及直槽加工
平面和直槽一般采用铣削动力头进行加工。可以是铣头移动,也可以是工件移动。对于加工与孔垂直的大端面,可以采用镗孔车端面动力头进行加工;若是小端面,则可采用锪端面的方法进行加工。
4、其他
利用组合机床的动作可以进行不太长外圆的套车、自动测量等。
二、组合机床加工所能达到的精度和表面粗糙度
1、孔本身的精度和表面粗糙度
1)对于在铸铁及铜件上加工IT8级精度的孔时,一般需经过3次加工,表面粗糙度可达到Ra5;若加工IT6级精度的孔时,则需要3~4次加工,表面粗糙度可达到Ra2、5以上;当采用精镗或滚压加工时,精度可达到IT6级,表面粗糙度可达Ra1、25以上。
2)对于在铸铁件上加工IT8级精度的孔时,一般需要2次加工,表面粗糙度可达Ra2、5;加工IT7级精度的孔时,需经过2~3次加工,表面粗糙度可达Ra1、25;加工IT6级精度的孔时,需经过3~4次加工,表面粗糙度可达Rai、25;对于加工IT6~IT5级精度的孔时,则需要经过4~5次加工,表面粗糙度为Ral、25。
3)加工有色金属件时,若经过3~4次加工,可以稳定地达到IT6~IT5级精度,表面粗糙度可达Ra0、63~0、16。
上述三种材料在组合机床及自动线上进行加工时,一般对于IT6级、IT5级精度孔的椭圆度,可以控制到接近孔的公差;对于IT6级精度以下孔的椭圆度及圆柱度,可控制在孔的加工公差范围的一半以内。
4)对于加工螺纹孔,精度一般可以达到IT7级;当采用特殊结构的工具进行加工时,可以达到IT6级精度。
2、孔的同轴度
1)若由一面镗孔,镗杆采用后或多层精密导向,孔的同轴度可以控制在0、015~0、03mm范围内。
2)若采用单轴两面镗孔,使用调整主轴位置精度时,孔的同轴度也可达0、015~0、03mm。
3)若多轴从两面加工,孔的同轴度一般为0、05mm。
3、孔的平行度
镗孔轴线之间的平行度以及孔对定位基面的平行度,一般可保持在轴线间距离公差的范围以内。在调整精度时,也可以达到(O、02~0、05)/(800~1000)。
4、孔的位置精度
孔的位置精度是指孔与孔之间,或孔与定位基面之间的位置尺寸精度。
在镗孔时,采用固定精密导向,孔的位置精度可以达到±0、025~±0、05mm,采用其他加工方法可以达到±0、05mm。
对于多工位回转工作台机床和鼓轮式机床,在一个工位上精加工出来的孔的位置精度也可以达到±0、05mm;但是在两个工位上分别精加工出来的孔,位置精度就较低,对于立式多工位回转工作台机床可达到±0、1mm,鼓轮式机床只能达到±0、2mm左右。钻孑L的位置精度,若采用固定导向一般可以达到±0、2mm;若减小导向套与钻头之间的间隙,且导向套距工件较近时,则可以达到±0、15mm;若用活动模板钻孔,且活动板用定位销与夹具定位时,则其位置精度一般可达±0、2~±0、25mm。螺纹孔位置精度主要决定于钻孔的位置精度,一般可以达到±0、25mm;当钻孔的位置精度较好时,可以达到±0、15mm。
5、孔的垂直度
被加工孔的轴心线对基面或对另一被加工孔的轴心的垂直度,均可达到0、02/1000
6、止口深度
多轴加工采用动力头在死挡铁上停留的方法,止口深度精度能达到0、15~0、25mm;单轴进给,若采用特殊结构的工具,加工到终点时用挡铁块顶在工件的表面上,一般可达到0、08—0、10mm;当采用工具的加工精度较高时,可以保证在0、02、0、045mm以内。
7、平面加工精度
加工平面的平面度可以达到0、05mm,表面粗糙度可以达到Ra2、5,被加工平面对基面的平行可以控制在0、05mm以内,被加工平面到基面的距离尺寸公差亦可以保证在0、05mm以内。
㈡ 机床的总体设计包括哪几部分
一、1机床设计的步骤 2机床总体布局 3机床主要技术参数的确定
二、传回动设计 1、有级变速主传答动系统的组成和要求 2、有级变速主传动系统设计 3主传动系 统的几种特殊变速方式 4、计算转速 5、无级变速系统 6、内联传动链设计原则
三、主轴部件 1、对主轴部件的基本要求 2、主轴轴承的选择和主轴滚动轴承 3、主轴
㈢ 机床设计宜采用( )方法
答:机床设计应满足如下基本要求:
1)、工艺范围,机床工艺范围是指机床适应不同生产要求的能力,也可称之为机床的加工功能。机床的工艺范围直接影响到机床结构的复杂程度、设计制造成本、加工效率和自动化程度。
2)、柔性,机床的柔性是指其适应加工对象变化的能力,分为功能柔性和结构柔性;
3)、与物流系统的可接近性,可接近性是指机床与物流系统之间进行物料(工件、刀具、切屑等)流动的方便程度;
4)、刚度,机床的刚度是指加工过程中,在切削力的作用下,抵抗刀具相对于工件在影响加工精度方向变形的能力。刚度包括静态刚度、动态刚度、热态刚度。机床的刚度直接影响机床的加工精度和生产率;
5)、精度,机床精度主要指机床的几何精度和机床的工作精度。机床的几何精度指空载条件下机床本身的精度,机床的工作精度指精加工条件下机床的加工精度(尺寸、形状及位置偏差)。
6)、噪声;
7)、自动化;
8)、生产周期;
9)、生产率,机床的生产率通常是指单位时间内机床所能加工的工件数量来表示。机床的切削效率越高,辅助时间越短,则它的生产率越高。
10)、成本,成本概念贯穿在产品的整个生命周期内,包括设计、制造、包装、运输、使用维护、再利用和报废处理等的费用,是衡量产品市场竞争力的重要指标;
11)、可靠性,应保证机床在规定的使用条件下、在规定的时间内,完成规定的加工功能时,无故障运行的概率要高。
12)、造型与色彩,机床的外观造型与色彩,要求简洁明快、美观大方、宜人性好。应根据机床功能、结构、工艺及操作控制等特点,按照人机工程学要求进行设计。
㈣ 机床夹具的设计原则和设计步骤有哪些
设计原则:主要是六点定位,就是XYZ三个方向上的位置°控制,并且要阻止三个方向的旋转所以就是3+3=6的 6点控制。
二设计步骤:要先根据零件图纸找到加工的部位,找到加工尺寸的基准,根据基准选择定位面,从而根据六点定位原则固定零件。
㈤ 机床外形设计应当考虑些什么要素
人机工程学考虑的话。高度,适合大多数操作者的操作高度;方便,例如:多数操作者为右撇子,所以操作位置不能设在左手位置;
造型设计:这个要美学和制造工艺结合来考虑,简单实用、美观、大方。不能因为光追求造型美观,而使生产成本增高,或是设计个根本制造不出来的造型。
色彩设计:是美学和生理学相结合。操作者长期视觉接触的部分,色彩要符合生理学,不伤眼、不易产生困倦感。
㈥ 要能够设计数控机床(包括数控系统)需要学习哪些方面的知识
本人是个退休机械设计师,很高兴看到有人喜欢这个专业。您是机械专科学生,现在应该还在读书吧。其实学校里应该针对这个专业安排有最基本的基础和专业课程。比如,您将来设计出来的机床,总要告诉加工制造者吧,那就必须掌握制图技术,无论用AUTOCAD还是UG、SW,用视图来表达设计思想是最基本的技能。所以学校必须开设制图课程。再例如,您设计的机床性能如何,刚性如何,能加工的工件大小如何,总不会能从绣花针一直到轮船螺旋桨都能加工的吧?不同的加工内容和方法,切削力大小天壤之别,那么您必须掌握静力学、动力学、材料力学、受力分析等知识。而这些力学知识又离不开高等数学、物理,等等等等。数控方面要掌握的知识更多了,电子电路基础、数字电路基础、接口电路、程序语言等等等等,而这些知识又离不开高中时学的物理、电磁学、数学等基础知识。所以,就您目前,学好学校里安排的课程是最重要的。即使您把学校里的课程完全掌握了,毕业以后在工作中还需要不断充实,因为您设计出来的机床,总要造出来的吧,这个制造、装配、安装、调试是怎么回事,精度怎么控制、误差怎么消除,数控干扰问题怎么解决,这些个东西在学校里只能学个大概,大量的知识需要在实践中去学习。所以,本人建议您先把学校里的课程掌握,毕业后踏踏实实做几年机械工人,业余时不忘自己理想,关心本行业的技术进展,争取进一步的进修机会。这里建议积极参观各种专业展会,和到图书馆查找书籍资料,这两个技能比读书还重要。
个人建议供参考,欢迎追问讨论。谢谢。
㈦ 怎样才能设计出一台数控机床
回答你这个问题有点难度,简单来说就是主轴部分+刀架部分+进给系统+床身+护罩,前三部分最为关键。现在的机床很是多样化,只有你想不到的,没有做不到的。有机会你可以参观一下机床展。
㈧ 对机床产品的设计主要有哪些要求
每天利用CAD软件在电脑旁画图,查找相关设计手册,到生产一线中解决实际问题。机床设计非常严谨,一点都不能马虎;轻则产品试制延期,多次改动图纸,严重的重新再来。还需要多方面的知识和经验,比如工艺方面等等。
㈨ 如何设计数控机床上的夹具
设计题目:设计“轴承”零件的机械加工工艺规程及某一工序专用夹具(生产纲领:中批)
设计要求:
零件图 1张
毛坯图 1张
机械加工工艺卡(含过程卡与工序卡) 1套
专用夹具装配图 1张
夹具体零件图 1张
课程设计说明书 1份
三、时间:二周(2008~2009学年度第一学期的第十七、十八周)
四、设计步骤及要求:
⑴计算年生产纲领,确定生产类型。
⑵对零件进行工艺分析,画零件图。〔采用新国标〕
⑶确定毛坯的种类、形状、尺寸和精度。
⑷拟定工艺路线。这是制定工艺规程的关键一步,其主要工作是:选择定位基准,确定各表面的加工方法,安排加工顺序,确定工序集中与分散的程度,以及安排热处理、检验及其它辅助工序。在拟定工艺路线时,一般是提出几个可能的方案,进行分析比较,最后确定 一个最佳的方案。
⑸确定工序所采用的设备。选择机床时,应注意以下几个基本原则:
①机床的加工尺寸范围应与工件的外形尺寸相适应。
②机床的精度应与工序 要求的精度相适应。
③机床的生产率应与工件的生产类型相适应。如果工件尺寸太大、精度要求过高,没有适当的设备可供选择时,应考虑机床改装或设计专用机床。这时需要根据具体工序提出机床改装(或设计)任务书,任务书中应提出与工序加工有关的必要数据、资料。例如:工序尺寸、工序公差及技术要求、工件的定位、夹压方式,以及机床的总体布局、机床的生产率等。
⑹确定各工序所采用的工艺装备。选择工艺装备时应注意以下几点原则:
①对夹具的选择:单件小批量生产,一般选择通用夹具。这时为了提高劳动生产率,应积极推广使用组合夹具;大批量生产应依据工序要求设计专用高效夹具,这时尚需提出夹具设计的任务书。
②对刀具的选择:一般情况下应尽量 选用标准刀具。在组合机床上加工时,按工序集中原则组织生产,可采用专用的复合刀具。
③对量具的选择 :量具主要是根据生产类型和所要求 检验的精度来选择的。单件小批量生产中应采用通用夹具,大批量生产中,应采用极限量规、高生产率的检验夹具和检验仪器等。
⑺确定各工序的加工余量,计算工序尺寸及公差。
⑻确定各工序的切削用量,在中小生产中,一般不规定切削用量,而由操作者结合具体的生产情况来选择。但对于大批量流水线生产,尤其是自动线生产,则各工序、工步都需要规定切削用量,以便计算各工序的生产节拍。
⑼确定时间定额。
⑽填写工艺文件。
㈩ 普通车床的数控化改造设计方案内容有哪些
目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间,现在我国机床数控化率不到3%。用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在国际、国内市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益,影响企业的生存和发展,所以必须大力提高机床的数控化率。本文以车床的数控改造为例,介绍了机床数控改造的方法,包括其结构的改造设计,性能与精度的选择以及最后改造方案的确定。
机床数控改造的意义:
1)节省资金。机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用,大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用,并可以利用现有地基。
2)性能稳定可靠。因原机床各基础件经过长期时效,几乎不会产生应力变形而影响精度。
3)提高生产效率。机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装,不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。
1、普通车床的数控化改造设计
机床的数控改造,主要是对原有机床的结构进行创造性的设计,最终使机床达到比较理想的状态。数控车床是机电一体化的典型代表,其机械结构同普通的机床有诸多相似之处。然而,现代的数控机床不是简单地将传统机床配备上数控系统即可,也不是在传统机床的基础上,仅对局部加以改进而成(那些受资金等条件限制,而将传统机床改装成建议数控机床的另当别论)。传统机床存在着一些弱点,如刚性不足、抗振性差、热变形大、滑动面的摩擦阻力大及传动元件之间存在间隙等,难以胜任数控机床对加工精度、表面质量、生产率以及使用寿命等要求。现代的数控技术,特别是加工中心,无论是其支承部件、主传动系统、进给传动系统、刀具系统、辅助功能等部件结构,还是整体布局、外部造型等都已经发生了很大变化,已经形成了数控机床的独特机械结构。因此,我们在对普通机床进行数控改造的过程中,应在考虑各种情况下,使普通机床的各项性能指标尽可能地与数控机床相接近。
2、数控车床的性能和精度的选择
并不是所有的旧机床都可以进行数控改造,机床的改造主要应具备两个条件:第一,机床基础件必须有足够的刚性。第二,改造的费用要合适,经济性好。在改装车床前,要对机床的性能指标做出决定。改装后的车床能加工工件的最大回转直径以及最大长度、主电动机功率等一般都不会改变。加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。主要有下述性能和精度的选择需要在改装前确定。
1)轴变速方法、级数、转速范围、功率以及是否需要数控制动停车等。
2)进给运动:
进给速度:Z向(通常为8~400mm/min);X向(通常为2~100mm/min)。
快速移动:Z向(通常为1.2~4m/min);X向(通常为1.2~3m/min)。
脉冲当量:在0.025~0.005mm内选取,通常Z向为X向的2倍。
加工螺距范围:包括能加工螺距类型(公制、英制、模数、径节和锥螺纹等),一般螺距在10mm以内都不难达到。
3)进给运动驱动方式(一般都选用步进电机驱动)。
4)给运动传动是否需要改装成滚珠丝杠传动。
5)刀架是否需要配置自动转位刀架,若配置需要确定工位数。
6)其他性能指标选择:
插补功能:车床加工需具备直线和圆弧插补功能。
刀具补偿和间隙补偿:为了保证一定的加工精度,一般需考虑设置刀补和间隙补偿功能。
显示:采用数码管还是液晶或者显示器显示,显示的位数多少等问题要根据车床加工功能实际需要确定,一般来说,显示越简单成本越低,也容易实现。
诊断功能:为防止操作者输入的程序有错和随之出现的错误动作,可在数控改造系统设计时加入必要的器件和软件,使其能指示出机床出现故障或者功能失效的部分等,实现有限的诊断功能。
以上是车床数控改造时需要考虑的一些通用性能指标,有的车床改造根据需要还会有些专门的要求,如车削大螺距螺纹、在恶劣的环境下工作的防尘干扰、车刀高精度对刀等,这个时候应有针对性的专门设计。
3、车床数控改造方案选择
当数控车床的性能和精度等内容基本选定后,可根据此来确定改造方案。目前机床数控改造技术已经日趋成熟,专用化的机床数控改造系统所具备的性能和功能一般均能满足车床的常规加工要求。因此,较典型的车床数控改造方案可选择为:配置专用车床数控改造系统,更换进给运动的滑动丝杠传动为滚珠丝杠传动、采用步进电机驱动进给运动、配置脉冲发生器实现螺纹加工功能、配置自动转位刀架实现自动换刀功能。
目前较典型的经济型专用车床数控改造系统具有下列基本配置和功能:
1)采用单片微机为主控CPU,具有直线和圆弧插补、代码编程、刀具补偿和间隙补偿功能、数码管二坐标同时显示、自动转位刀架控制、螺纹加工等控制功能。
2)配有步进电机驱动系统,脉冲当量或控制精度一般为:Z为0.01mm,X向为0.005mm(要与相应导程的丝杠相配套)。
3)加工程序大多靠面板按键输入,代码编制,掉电自动保护存储器存储;可以对程序进行现场编辑修改和试运行操作。
4)具有单步或连续执行程序、循环执行程序、机械极限位置自动限位、超程报警,以及进给速度程序自动终止等各类数控基本功能。
4、车床数控改造实例
以CA6140型普通车床数控化改造为例,它采用了一种比较简单但是较为典型的改装方案,改造后的车床进给运动由步进电机A和B驱动,它们分别安装在床头箱内(或床身尾部)和拖板后方,通过减速齿轮和纵横向丝杠带动车床的纵横进给运动。
为使改造后的车床能充分发挥数控车床的效能,纵横向丝杠螺母副一般需要调换成滚珠丝杠螺母副。当利用原丝杠螺母副时,为了减少改造工作量,纵向驱动电机及减速箱一般装在床身尾部,这时连接车床原传动系统(主轴系统)和纵向丝杠传动的离合器尚未拆除,工作时应使处于脱开位置。同理,脱落蜗杆等原横向自动进给机构若未拆除,工作时也应使其处于空档(空挡)位置。改造后的进给脉冲当量的量值靠步进电机步距角、减速齿轮比、丝杠导程三者协调确定。三者之间换算关系可以以下式表示:
(θ/360)×(ac/bd)×T=δ
式中θ——步进电机步聚角(度);
T——所驱动丝杠导程(mm);
a,b,c,d——齿轮齿数,当单级减数时,令c、d等于1;
δ——脉冲当量值(mm)。
步进电机的参数根据阻力矩及切屑用量的大小和机床型号来选择,普通车床(如C6140、C620等)的数控改造中多采用0.08——0.15(N·m)静力矩的步进电机,如选0.08(N·m)的作为横向进给电机;选0.15(N·m)的作为纵向进给电机。
若需要,可将原刀架换成自动转位刀架,则可以用程序数控转换刀具进行切屑加工。当数控系统发出换刀信号时,首先继电器K1动作,换刀电动机正转驱动蜗轮蜗杆机构,使上刀体上升。当上刀体上升到一定的高度时,离合转盘起作用,带动上刀体旋转进行选刀。刀架上方的发信盘中对应每个刀位都安有一个传感器,当上刀体旋转到某个刀位时,该刀位的传感器向数控系统输出信号,数控系统将刀位信号与指令刀位信号进行比较,当两信号相同时,说明上刀体已旋转到所选刀位。此时数控系统控制继电器K1释放,继电器K2吸合,换刀电动机反转,活动销在反靠盘上初定位。在活动销反靠的作用下,螺杆带动上刀体下降,直到齿牙盘咬合,完成精定位,并通过蜗轮蜗杆锁紧螺母,使刀架紧固。此时数控系统控制继电器K2释放,换刀电动机停转,完成换刀动作。也可以保留原刀架仍采用手动转换刀具,但在换刀时必须设置程序暂停。如果需要加工螺纹,则要在主轴外端或其他适当部位装上一个脉冲发生器C,用它发出脉冲使步进电机准确地配合主轴的旋转而产生相应的进给运动,即保证主轴每转一转,车刀移动一个导程。
上述改造方案中,不更换丝杠方法当数控系统出现故障时,仍可以加工,但滑动丝杠螺母副容易磨损故需要经常检修,而且功率和加工精度均不如滚珠丝杠螺母副驱动方式。另外,拖板与床身的导轨不够平行或垂直,以及两者之间摩擦力过大,丝杠轴线与导轨间存在平行度误差等问题均会使驱动阻力增加。为了减阻力以提高步进电机的力矩有效率和加工精度。
机床改造完毕后,还应该对其进行安装调试及验收。一般来说,应特别注意安装的位置和基础,使机床处于良好稳定的工作环境。其次是全面检查各器件、插件的连接情况以及各油路、电路的情况,再进行数控系统的连接。当完成数控系统的调整,具备了机床联机通电试车的条件,可切断数控系统的电源,连接电动机的动力线,恢复报警设定,准备通电试车。试车的目的是考核机床的安装是否稳固,各传动、操纵、控制、润滑、液压、气动等系统是否正常和灵敏可靠。改造后的数控机床的验收是和安装调试工作同步进行的。一台机床数控改造完好后的检测验收工作是一项复杂的工作,其试验检测手段及技术要求也很高,它需要使用各种高精度的仪器,对机床的机、电、液、气各部分及整机进行单项性能综合性能检测,包括运行刚度和热变形等一系列试验,其中应特别注意机床数控功能的检验,最后得出该机床的综合评价。
经过大量实践证明普通机床数控化改造具有一定经济性、实用性和稳定性。其改造涉及到机械、电气、计算机等领域,是一项理论深、实践强的系统工程。在进行数控改造时,应该做好改造前的技术准备。改造过程中,机械修理与电气改造相结合,先易后难、先局部后全局。