數(shù)控機(jī)床概述精選(九篇)

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第1篇：數(shù)控機(jī)床概述范文

數(shù)控機(jī)床改造概述

數(shù)控系統(tǒng)分經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)，和經(jīng)濟(jì)性數(shù)控系統(tǒng)比較，標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)是建立在微機(jī)基礎(chǔ)上，因此得到越來越廣泛的應(yīng)用。其功能齊全并可構(gòu)成全閉環(huán)、后半閉環(huán)的位置控制系統(tǒng)，使交流伺服電機(jī)的工作性能得到充分發(fā)揮。1.數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式按運(yùn)動(dòng)軌跡可分為點(diǎn)位控制系統(tǒng)與連續(xù)控制系統(tǒng)，對(duì)機(jī)床電氣系統(tǒng)進(jìn)行改造設(shè)計(jì)離不開對(duì)數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的分析。選擇電機(jī)參數(shù)時(shí)，當(dāng)工件相對(duì)于刀具移動(dòng)過程中不進(jìn)行切削則選用點(diǎn)位控制系統(tǒng)。通過對(duì)機(jī)床數(shù)控化改造進(jìn)行歸納總結(jié)和分析，這類控制系統(tǒng)要求刀具從一點(diǎn)快速移動(dòng)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確位置。數(shù)控系統(tǒng)類型和功能選擇不合理，會(huì)無法保證其定位精度。這為普通機(jī)床數(shù)控化改造中的電氣設(shè)計(jì)提供依據(jù)，從而減少了誤差的可能性。2.由于普通機(jī)床的這些缺點(diǎn)越來越使之在當(dāng)今日益競爭的社會(huì)中處于劣勢(shì)，體積大、啟動(dòng)特性欠佳直接影響了機(jī)床的加工精度。普通機(jī)床經(jīng)過數(shù)控化改造后，控制電路和強(qiáng)電路的設(shè)計(jì)也隨之變得重要。大大地提高傳動(dòng)進(jìn)給精度，使系統(tǒng)工作變得穩(wěn)定。設(shè)計(jì)電路的時(shí)候應(yīng)該拋開原先機(jī)床的電路按照標(biāo)準(zhǔn)重新繪制電路圖，也可在一定程度上提高機(jī)床的加工精度。注意各個(gè)元器件額定電流及額定電壓要滿足要求，拓寬普通機(jī)床的加工范圍。適當(dāng)拉開與強(qiáng)電線的距離，延長機(jī)床的役齡。3.普通機(jī)床傳動(dòng)鏈復(fù)雜從而導(dǎo)致傳動(dòng)精度低，因此在普通機(jī)床的數(shù)控化改造中一般采用步進(jìn)電機(jī)和交流伺服電機(jī)。避免產(chǎn)品的加工精度降低與產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性不是很高的現(xiàn)象發(fā)生，且結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行可靠、效率高。改善一個(gè)零件需要多道工序，在選擇電機(jī)時(shí)要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的電機(jī)。普通機(jī)床對(duì)工人的熟練程度要求高且加工工序簡單，數(shù)控機(jī)床改造可大大提高表面精度及機(jī)床的快速反應(yīng)性。因此可以加工較復(fù)雜的零件，易于控制。改善生產(chǎn)效率較低、工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長等問題，帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

數(shù)控機(jī)床改造中的電氣設(shè)計(jì)分析

第2篇：數(shù)控機(jī)床概述范文

關(guān)鍵詞：普通車床；改造；經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床；硬件

目前，我國的很多車床生產(chǎn)已經(jīng)與我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略不相符，因此很多研究人員以目前我國的普通車床作為基礎(chǔ)，對(duì)普通車床中機(jī)械部分作了改造和完善，并讓其與數(shù)控系統(tǒng)相配合，因此普通車床就可以被用作于經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控車床。在使用數(shù)控車床對(duì)零件進(jìn)行加工時(shí)，需要全面地分析零件圖，詳細(xì)的了解零件的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求以及尺寸大小，并以此為依據(jù)，制定出零件加工所需的工藝流程和路線，隨后進(jìn)行零件加工的編程，數(shù)控車床通過計(jì)算機(jī)的控制就可以自動(dòng)完成對(duì)零件的加工了。

1.普通車床改造成成數(shù)控車床的設(shè)計(jì)方案

1.1.設(shè)計(jì)內(nèi)容

以型號(hào)為C616的普通車床為例，將其改造成經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控車床，并通過型號(hào)是MCS—51的單片機(jī)進(jìn)行控制。普通車床在改造的過程中要有具備切削螺紋功能的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，不僅要在縱向上具備直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的功能，而且還要在橫向上具備這兩個(gè)功能。

1.2.總體改造方案的確定

1.2.1.確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式

數(shù)控系統(tǒng)以運(yùn)動(dòng)方式作為分類原則的話，可以分為：連續(xù)控制系統(tǒng)、點(diǎn)位/直線控制系統(tǒng)和點(diǎn)位控制系統(tǒng)三種，改造后的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床要具有多種功能，例如定位、暫停、公英制螺紋加工、循環(huán)加工以及直線插補(bǔ)等。

1.2.2.伺服系統(tǒng)的選擇

在數(shù)控車床中，伺服系統(tǒng)又可以分為：閉環(huán)控制系統(tǒng)、半閉環(huán)控制系統(tǒng)以及開環(huán)控制系統(tǒng)三種，在開環(huán)控制系統(tǒng)中不存在著反饋電路，也沒有檢測(cè)裝置，指令信號(hào)都只是單方向的進(jìn)行傳送，開環(huán)伺服系統(tǒng)是通過步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的。由于開環(huán)伺服系統(tǒng)在應(yīng)用的過程中，結(jié)構(gòu)較為簡單，需要的資金成本投入較少，調(diào)試和維修的程序都較為簡單，因此開環(huán)伺服系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床中的應(yīng)用較為普遍。

1.2.3.確定執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)方式

為了保證數(shù)控系統(tǒng)具備良好的分辨率，在數(shù)控機(jī)床中一般都使用步進(jìn)電機(jī)，通過齒輪減速之后，再傳到絲杠。一般情況下，都會(huì)在數(shù)控車床中，使用滾珠絲杠螺母副，以盡量減少摩擦力的產(chǎn)生，保證數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)精度，從而提高數(shù)控機(jī)床工作時(shí)的平穩(wěn)性。在數(shù)控機(jī)床中使用預(yù)加負(fù)荷型的結(jié)構(gòu)，主要是為了能夠提高傳動(dòng)的剛度，消除車床內(nèi)部的間隙，并且齒輪的傳動(dòng)過程中，也要注意使用可以減小齒側(cè)間隙的結(jié)構(gòu)類型。

1.2.4.確定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的總體方案

在數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)中，主要是由微機(jī)、顯示器、鍵盤、步進(jìn)電機(jī)、光電隔離電路以及功率放大電路等組成的，通過鍵盤操作可以實(shí)現(xiàn)對(duì)加工程序以及控制命令的執(zhí)行和傳達(dá)，顯示器可以實(shí)時(shí)顯示出數(shù)控機(jī)床的加工數(shù)據(jù)和機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)等方面的信息。

2.微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容

使用微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，主要是由硬件和軟件兩部分控制的。硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，嚴(yán)重影響著數(shù)控系統(tǒng)中的個(gè)性能指標(biāo)，主要包括：總線、接口、主控制器、設(shè)備、存儲(chǔ)器五部分。

此次改造的經(jīng)濟(jì)型微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是通過步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的，微機(jī)要發(fā)出驅(qū)動(dòng)脈沖的命令就必須通過I/O接口，然后在通過光電隔離就可以傳送到步進(jìn)電機(jī)中，步進(jìn)電機(jī)中的驅(qū)動(dòng)控制線路負(fù)責(zé)接收數(shù)控車床中控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成對(duì)步進(jìn)電機(jī)控制時(shí)所需的通電和斷電信號(hào)，保證步進(jìn)電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。絲杠是在步進(jìn)電機(jī)中的轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)的帶動(dòng)下正常運(yùn)轉(zhuǎn)的，絲杠正常轉(zhuǎn)動(dòng)下，就可以帶動(dòng)工作臺(tái)發(fā)生位移。步進(jìn)電機(jī)在正常驅(qū)動(dòng)時(shí)，所需的電壓和電流都較大，I/O接口輸出信號(hào)與功率放大器直接相連接的話，會(huì)對(duì)步進(jìn)電機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)電干擾，從而影響計(jì)算機(jī)程序的正常運(yùn)行，嚴(yán)重時(shí)將損壞計(jì)算機(jī)的接口電路，因此要在兩者之間安裝上隔離電路，通常情況下，都是使用光電耦合隔離電路，來保證將電氣進(jìn)行隔離處理。

2.1.控制系統(tǒng)的總功能

在在數(shù)控車床的控制系統(tǒng)中，不僅存在著Z向的自動(dòng)轉(zhuǎn)刀架控制、控制面板控制、鍵盤顯示、螺紋加工、行程控制、伺服運(yùn)行、復(fù)位電路、功放電路、報(bào)警電路、隔離電路以及急停電路，還存在X向的。

2.2.CPU和存儲(chǔ)器

在數(shù)控車床控制系統(tǒng)中，微機(jī)的CPU使用的是8031的芯片，8031芯片中沒有片內(nèi)程序存儲(chǔ)器的存在，因此需要對(duì)外部程序的存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展，以滿足對(duì)數(shù)控車床控制的需要。而8031芯片中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器也只有128字節(jié)，也與控制系統(tǒng)的要求相差甚遠(yuǎn)，因此，不僅對(duì)兩片2764的程序存儲(chǔ)器進(jìn)行擴(kuò)展，而且還對(duì)1片6264的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行了擴(kuò)展，以滿足控制系統(tǒng)的需要。8031芯片中的 是對(duì)外部存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)和地址進(jìn)行傳送的，且 是負(fù)責(zé)對(duì)高八位的地址進(jìn)行傳送的， 是對(duì)低八位的數(shù)據(jù)和地址進(jìn)行傳送的，因此要通過74LS373地址鎖存器對(duì)低八位的地址進(jìn)行鎖存，ALE可以被當(dāng)做選通信號(hào)使用。

2.3.I/O接口電路

8031中的接口只用部分可以供用戶使用， 就可以作為I/O接口被用戶使用，但是卻不具備輸入輸出口的功能，不能滿足客戶對(duì)輸入輸出口的要求，因此，在數(shù)控車床的控制系統(tǒng)中，對(duì)兩片8155的可編程的輸入輸出接口進(jìn)行了擴(kuò)展，且8155中的片選信號(hào) 分別于74LS138中的 相連接，以保證控制系統(tǒng)的正常運(yùn)行。74LS138中的編碼器輸入端A、B、C分別與8031中的 相連接。

結(jié)語：

綜上所述，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速增長，普通的機(jī)床已經(jīng)與目前工業(yè)領(lǐng)域自動(dòng)化發(fā)展的趨勢(shì)不相符，且經(jīng)濟(jì)性不好，因此需要對(duì)普通車床進(jìn)行改造，將其改造成經(jīng)濟(jì)型的數(shù)控車床，以提高車床加工領(lǐng)域的自動(dòng)化水平，促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳艷紅.普通車床數(shù)控改造及精度分析[D].鄭州大學(xué)，2009

[2]李明山.基于細(xì)長軸類零件加工的普通車床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造[D].西安工業(yè)大學(xué)，2012

第3篇：數(shù)控機(jī)床概述范文

關(guān)鍵詞：電動(dòng)刀架 數(shù)字化改造

中圖分類號(hào)：TG519.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-9082（2013）07-0102-02

一、數(shù)控機(jī)床刀架改造及方案

數(shù)控車床電動(dòng)刀架是數(shù)控車床的重要功能部件，主要完成零件加工過程中的自動(dòng)換刀。使機(jī)床在一次裝夾中完成多工序的加工，有效的減少刀具多次裝夾帶來的加工誤差，刀架用于夾持切削用的刀具，其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和切削效率。因此數(shù)控車床的刀架選擇的好與壞、效率高與低將直接影響到產(chǎn)品的加工時(shí)間和質(zhì)量，隨著制造業(yè)的不斷發(fā)展，對(duì)自動(dòng)刀架的功能及性能要求也越來越高，原有的四工位刀架常常不能滿足盤式零件加工要求。本篇主要介紹如何用臥式六工位電動(dòng)刀架取代立式四工位刀架，以提高數(shù)控機(jī)床使用性能。

圖 1-1 所示為數(shù)控車床自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架機(jī)電系統(tǒng)，其中包括控制元件、動(dòng)力源、傳動(dòng)裝置、刀架體與檢測(cè)裝置。PMC作為控制裝置，通過程序控制電機(jī)的起停與正反轉(zhuǎn)，電機(jī)作為動(dòng)力源，通過傳動(dòng)裝置控制上刀體的抬起、下降與轉(zhuǎn)動(dòng)，霍爾元件作為檢測(cè)元件，檢測(cè)上刀體是否到位，到位信號(hào)反饋給PMC，共同控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。

下面從機(jī)械與電氣兩方面做一說明。

二、刀架選擇及安裝

1.刀架選擇

數(shù)控刀架開始向快速換刀、電液組合驅(qū)動(dòng)和伺服驅(qū)動(dòng)方向發(fā)展。目前國內(nèi)數(shù)控刀架以電動(dòng)為主，分為立式和臥式兩種。立式刀架有四、六工位兩種形式，主要用于簡易數(shù)控車床；臥式刀架有八、十、十二等工位，可正、反方向旋轉(zhuǎn)，就近選刀，用于全功能數(shù)控車床。另外臥式刀架還有液動(dòng)刀架和伺服驅(qū)動(dòng)刀架。電動(dòng)刀架是數(shù)控車床重要的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，合理地選配電動(dòng)刀架，并正確實(shí)施控制，能夠有效的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，消除人為誤差，提高加工精度與加工精度的一致性等等。另外，加工工藝適應(yīng)性和連續(xù)穩(wěn)定的工作能力也明顯提高：尤其是在加工幾何形狀較復(fù)雜的零件時(shí)，除了控制系統(tǒng)能提供相應(yīng)的控制指令外，很重要的一點(diǎn)是數(shù)控車床需配備易于控制的自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架，以便一次裝夾所需的各種刀具，靈活方便地完成各種幾何形狀的加工。

電動(dòng)刀架已經(jīng)形成了系列產(chǎn)品，國內(nèi)許多廠家已有定型產(chǎn)品，如：立式四工位刀架、臥式六工位刀架、八工位刀架、十工位、十二工位刀架等，我們?cè)诟脑鞎r(shí)只需要根據(jù)產(chǎn)品加工的工藝要求，選用臥式六工位刀架，如下圖（b）。

2.刀架安裝

與原刀架高度及尺寸相近視，刀架電控系統(tǒng)與原刀架電控系統(tǒng)電平一致，機(jī)械參數(shù)可以參考同類機(jī)床進(jìn)行類比，中心高不能過高，低了可以用墊板墊；安裝尺寸也要合適，可以采用過渡件安裝。

3.電氣改造及調(diào)試

電氣控制部分改造分兩步，線路改造和刀架控制梯形圖的編寫。

3.1電氣部分改造

電氣部分，刀架電機(jī)主電路不變，原刀架四個(gè)刀位輸入信號(hào)地址X2.1、X2.2、X2.3、X2.4中，前三個(gè)可作為六工位刀位信號(hào)使用，刀架的分度由刀架電動(dòng)機(jī)后端的角度編碼器進(jìn)行檢測(cè)和控制，信號(hào)是BCD碼，X2.4可作為刀架加緊信號(hào)輸入，需增加X2.6、X2.5兩個(gè)輸入點(diǎn)作為刀位選通信號(hào)及刀架電機(jī)過載保護(hù)輸入端，系統(tǒng)其它電氣控制部分不再改動(dòng)，下圖為改裝后的原理接線圖。

3.2刀架結(jié)構(gòu)及動(dòng)作分析

經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床刀架式在普通車床六方位刀架的基礎(chǔ)上發(fā)展的一種自動(dòng)換刀裝置，其功能和普通六方位刀架一樣：有6個(gè)刀位，能夾持六把不同功能的刀具，方刀架回轉(zhuǎn)60°時(shí)，刀架交換一個(gè)刀位，但方刀架回轉(zhuǎn)和刀位號(hào)的選擇是由加工程序指令控制的。下面就以六工位刀架為例來說明其結(jié)構(gòu)與原理，如下圖3.2所示。

3.3刀位信號(hào)

3.4自動(dòng)刀架控制涉及到的I/O信號(hào)

PLC輸入信號(hào)： X2.1～X2.3：1～6號(hào)刀到位信號(hào)輸入；X2.4：熱繼電器信號(hào)輸入；

X2.5：行程到達(dá)信號(hào)輸入； X2.6：角度編碼器位置選通信號(hào)輸入；

X2.7：電源空開信號(hào)輸入； PLC輸出信號(hào)： Y2.4：刀架正轉(zhuǎn)繼電器控制輸出；

Y2.5：刀架反轉(zhuǎn)繼電器控制輸出。

電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)由接觸器KM6、KM7控制，刀架的松開和鎖緊靠微動(dòng)行程開關(guān)SQ1進(jìn)行檢測(cè)，地址為X2.5。刀架的分度由刀架電動(dòng)機(jī)后端的角度編碼器進(jìn)行檢測(cè)和控制，信號(hào)是BCD碼，分別是X2.1、X2.2、X2.3。刀具位置選通脈沖信號(hào)為X2.6。電動(dòng)刀塔過載保護(hù)輸入信號(hào)為X2.4。選通信號(hào)X2.6為1時(shí)表示刀架已經(jīng)旋轉(zhuǎn)到某個(gè)刀位位置，這時(shí)的具體刀位號(hào)由X2.1、X2.2、X2.3來確定。

3.5電氣設(shè)計(jì)要求

機(jī)床接收到換刀指令（程序的T碼指令）后，刀架電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)進(jìn)行松開并分度控制，分度過程中要有轉(zhuǎn)位時(shí)間的檢測(cè)，檢測(cè)時(shí)間設(shè)定為10s，每次分度時(shí)間超過10s系統(tǒng)就發(fā)出分度故障報(bào)警。刀架分度并到位后，通過電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)進(jìn)行鎖緊和定位控制，為了防止反轉(zhuǎn)時(shí)間過長導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱，要求電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)控制時(shí)間不得超過0.7s。電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)控制過程中，還要求有正轉(zhuǎn)停止延時(shí)時(shí)間控制和反轉(zhuǎn)開始的延時(shí)時(shí)間控制。自動(dòng)換刀指令執(zhí)行后，要進(jìn)行刀架鎖緊到位信號(hào)的檢測(cè)，只有檢測(cè)到該信號(hào)，才能完成T代碼功能。自動(dòng)換刀過程中，要求有電動(dòng)機(jī)過載、短路及溫度過高保護(hù)，并有相應(yīng)的報(bào)警信息顯示。自動(dòng)運(yùn)行中，程序的T代碼錯(cuò)誤（T=0或T>7）時(shí)相應(yīng)有報(bào)警信息顯示。

3.6控制軟件的設(shè)計(jì)

電動(dòng)刀架控制系統(tǒng)軟件執(zhí)行過程為：換刀系統(tǒng)接收到換刀指令后，系統(tǒng)首先讀取刀號(hào)存儲(chǔ)單元中存儲(chǔ)的當(dāng)前刀位號(hào)碼，并將該存儲(chǔ)單元中的刀位號(hào)與換刀指令給出的刀位號(hào)比較，如果相同，則不需換刀，系統(tǒng)繼續(xù)向下執(zhí)行程序；如果當(dāng)前刀位號(hào)碼與換刀指令給出的刀位號(hào)不相同，則PMC的Y2.4腳輸出高電平控制刀架電機(jī)正轉(zhuǎn)，并不斷檢測(cè)刀位到位信號(hào)，當(dāng)檢測(cè)到刀位到位信號(hào)后，PMC的Y2.4腳輸出低電平，停止刀架運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)在Y2.5腳輸出高電平，電機(jī)反轉(zhuǎn)，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器（電機(jī)反轉(zhuǎn)的時(shí)間必須嚴(yán)格控制，時(shí)間過短，刀架無法鎖緊，時(shí)間過長，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)過載而燒毀），延時(shí)時(shí)間一到， Y2.5腳輸出低電平，電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，完成換刀過程。

接下來就要完成FANUC系統(tǒng)PMC刀架控制梯形圖的編制，根據(jù)刀架換刀流程及I/O分配地址，完成刀架控制梯形圖的編寫。

對(duì)一臺(tái)特定的數(shù)控機(jī)床，只要能滿足控制要求，對(duì)梯形圖的結(jié)構(gòu)、規(guī)模并沒有硬性的規(guī)定，我們可以按思路和邏輯方案進(jìn)行編程。但理想的梯形圖程序除能滿足機(jī)床的控制要求外，還應(yīng)具有最少的步數(shù)、最短的處理時(shí)間和易于理解的邏輯關(guān)系。

3.7調(diào)試

3.7.1順序程序的輸入、調(diào)試

第4篇：數(shù)控機(jī)床概述范文

關(guān)鍵詞 機(jī)械精度；舊機(jī)床；機(jī)床改造；數(shù)控機(jī)床

中圖分類號(hào)：TG659 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0043-01

隨著我國加入世界貿(mào)易組織后，與世界各國的交流日益增加，對(duì)資源的重視程度也不斷提升。在工業(yè)生產(chǎn)中，如果能夠?qū)U舊機(jī)床實(shí)現(xiàn)成功的改造意味著能夠大幅度的降低生產(chǎn)成本，創(chuàng)造更加豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。為了保證改造后的機(jī)床與一般機(jī)床生產(chǎn)的零部件在質(zhì)量上盡可能的相同，以實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的成功改造，提高機(jī)床的精準(zhǔn)度是關(guān)鍵，主要是要提高機(jī)床在機(jī)械精度、運(yùn)動(dòng)精度、和控制精度三個(gè)方面的品質(zhì)和質(zhì)量。因此，在改造和翻修舊機(jī)床時(shí)，必須重點(diǎn)恢復(fù)舊機(jī)床的機(jī)械加工精準(zhǔn)度。機(jī)床軌、小滑板，主軸組件以及主傳動(dòng)機(jī)械部分是機(jī)床的關(guān)鍵部分，為了提高舊機(jī)床加工的精度，必須重點(diǎn)關(guān)注這三個(gè)部分的加工修復(fù)和維修改進(jìn)。

1 對(duì)機(jī)床軌、小滑板的加工修復(fù)

在機(jī)床的工作過程中，機(jī)床導(dǎo)軌和小滑板的磨損程度較高，是影響機(jī)床使用壽命及精準(zhǔn)度的一個(gè)重要原因，因此最大程度的修復(fù)機(jī)床軌和小滑板是在舊機(jī)床數(shù)控改造中提高機(jī)械精度工作的重點(diǎn)。

1.1 傳統(tǒng)修復(fù)方法

數(shù)控機(jī)床的軌道的材質(zhì)一般為鑄鐵，傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床改造時(shí)為了恢復(fù)機(jī)床的精度往往采用重新打磨的方式。然而由于在機(jī)床原始加工過程中，為了增加機(jī)床軌道的耐磨性和堅(jiān)硬程度，主要采取的方式是淬火處理。當(dāng)機(jī)床二次加工時(shí)，淬火過后的表面被打磨掉，機(jī)床軌的堅(jiān)硬度也隨之而降低。為了重新恢復(fù)硬度，需要重新進(jìn)行淬火處理，但是淬火設(shè)備體積較大，成本較高，一般使用機(jī)床的生產(chǎn)廠家難以提供這樣的裝置，因此傳統(tǒng)的修復(fù)方法難以滿足大范圍舊機(jī)床改造后提高其機(jī)械精度的要求。

1.2 新的修復(fù)方案

如何采用一種新的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)打磨、重新淬火的改造方式成為了近些年來機(jī)床改造領(lǐng)域?qū)＜液凸ぷ魅藛T的目標(biāo)。在經(jīng)過大量的工藝研究、實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)及實(shí)際生產(chǎn)操作后，納米復(fù)合電刷鍍技術(shù)的效果凸現(xiàn)出來，成功的修復(fù)了數(shù)以百臺(tái)的舊數(shù)控機(jī)床，并大幅度的提高了其機(jī)械精度。納米復(fù)合電刷鍍技術(shù)是使用脈沖電刷焊技術(shù)，并結(jié)合粘結(jié)工藝，通過修復(fù)機(jī)床導(dǎo)軌和小滑板上的舊劃痕來恢復(fù)其光滑程度，并且增強(qiáng)了耐磨程度。其中脈沖電刷焊技術(shù)的主要作用是增強(qiáng)改造后機(jī)床的耐磨性。

2 主軸組件旋轉(zhuǎn)精度調(diào)整與維修

當(dāng)主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于種種原因，其旋轉(zhuǎn)中心線位置隨時(shí)間而變化，若用一條直線代表主軸理想的旋轉(zhuǎn)中心線，實(shí)際旋轉(zhuǎn)中心線與理想旋轉(zhuǎn)中心線的偏移量，稱為主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度，亦可指機(jī)床在空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，主軸前端的徑向跳動(dòng)、端面跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)的大小。主軸組件的旋轉(zhuǎn)精度主要取決于主軸、軸承和軸承鎖緊螺母的制造精度及裝配品質(zhì)。在維修時(shí)，主軸及軸承鎖緊螺母主要采用修復(fù)恢復(fù)其精度，而正確的裝配方式是提高主軸旋轉(zhuǎn)精度的重要環(huán)節(jié)。

2.1 主軸錐孔中心線的測(cè)量

在加工過程中必然存在一定的修復(fù)誤差，加工主軸時(shí)的精準(zhǔn)程度直接形象到主軸相關(guān)組件的精度?？梢圆捎脤?shí)時(shí)測(cè)量的方法，即測(cè)量并記錄出軸維修時(shí)的偏差值，并及時(shí)調(diào)整，確保主軸相關(guān)組件維修過程中的誤差值降低至最小程度。

2.2 軸承的定向裝配

軸承是機(jī)床的最重要的元件之一，是主軸的重要組成部分。軸承關(guān)系著旋轉(zhuǎn)軸的徑向跳動(dòng)和軸向竄動(dòng)的誤差值。正確的主軸裝配方式是確保舊機(jī)床數(shù)控改造后的機(jī)械精度的關(guān)鍵步驟。軸承的裝配要按照一定的順序進(jìn)行。首先是要將主軸鏈孔中心線和前后軸承內(nèi)環(huán)安裝至同一個(gè)水平線上，確保其橫截面位于同一個(gè)軸向，減少誤差值；其次是要在裝配主軸前，測(cè)量好軸承內(nèi)外的跳動(dòng)量，并及時(shí)記錄在案，為接下來的安裝奠定基礎(chǔ)；最后要根據(jù)主軸軸承不同的裝配需要確定不容的徑向跳動(dòng)量數(shù)值。由于機(jī)床在運(yùn)行過程中存在一定的跳動(dòng)，因此以上所述的步驟在安裝過程中還要根據(jù)不同的變化做出調(diào)整，根據(jù)主軸各個(gè)元件跳動(dòng)的最高值和最低值、最高點(diǎn)和最低點(diǎn)確定出一個(gè)平均值，以此作為基數(shù)定向裝配。

2.3 軸承鎖緊螺母的調(diào)整

矯正螺母的差值是提高機(jī)床改造精度的又一方面。由于螺母內(nèi)圈存在螺紋，因此每個(gè)螺母在擰緊后會(huì)存在一定的差值，可能會(huì)造成軸承存在些許傾斜和誤差。矯正這個(gè)差值可以通過擰緊螺母后修正偏差值的方式將誤差值降至最小。具體的操作方法是，首先將主軸軸承的螺母擰緊，測(cè)量是其偏轉(zhuǎn)的差值，并在螺母上標(biāo)記出偏差的具置；其次將螺母擰下，在做出標(biāo)記的位置按照記錄的偏差值打磨修正；然后再將螺母擰緊重新測(cè)量偏差值。通過反復(fù)重復(fù)這個(gè)過程直至主軸的旋轉(zhuǎn)精度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。

3 主傳動(dòng)機(jī)械部分的改進(jìn)

機(jī)床的速度控制一般通過主軸齒輪箱和手工拉動(dòng)撥叉來實(shí)現(xiàn)。主軸齒輪箱能夠?qū)崿F(xiàn)普通速度的控制，手工拉動(dòng)撥叉控制的是變速。不同的加工零件對(duì)機(jī)床主軸的速度有著不同的要求，因此在改進(jìn)舊機(jī)床時(shí)需要保證機(jī)床的主軸能夠滿足不同轉(zhuǎn)速的要求。一般情況下，機(jī)械齒輪是控制機(jī)床變速的重要零件，由于機(jī)械齒輪的檔數(shù)數(shù)量很大，因此變速箱的體積也相應(yīng)的十分龐大，在加工的過程中，齒輪由速的旋轉(zhuǎn)在產(chǎn)生巨大工業(yè)噪音的同時(shí)，也由于其體積和質(zhì)量過于龐大，使得運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的偏移很大，對(duì)機(jī)床整體偏移產(chǎn)生很大的影響。在改造過程中可以通過改變電流控制的方式增大輸出的轉(zhuǎn)矩，如采用交流或者直流電動(dòng)機(jī)來控制機(jī)床的變速。

另外還可以考慮在使用原有主軸交流電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)變頻器，通過交流變頻的方式調(diào)節(jié)速度。針對(duì)機(jī)床的齒輪箱，可以根據(jù)齒輪的磨損程度來判定是否需要更換齒輪來提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度。如無需更換，可以考慮減少需要變換的檔數(shù)，并將手動(dòng)變速的設(shè)備更換為電氣自動(dòng)換擋的設(shè)備。

4 結(jié)束語

提高舊機(jī)床數(shù)控改造后的機(jī)械精度過程中需要面臨的問題千變?nèi)f化，改造方式也是多種多樣，具體采用何種方式一方面需要操作人員不斷學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)知識(shí)、積累相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)，另一方面還要根據(jù)具體的情況靈活判斷，通過綜合應(yīng)用多種技術(shù)手段，達(dá)到數(shù)控機(jī)床改造的精度標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)

第5篇：數(shù)控機(jī)床概述范文

【關(guān)鍵詞】普通車床 數(shù)控改造 步進(jìn)電機(jī) 數(shù)控刀架

一、改造要求

CA6140車床主要用于對(duì)中小型軸類、盤類及螺紋零件的加工，加工這些零件工藝上要求機(jī)床應(yīng)該滿足以下要求：（一）能夠控制主軸正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)不同切削速度的主軸變速；（二）刀架能夠?qū)崿F(xiàn)縱向和橫向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，并具有在換刀點(diǎn)自動(dòng)改變四個(gè)刀位完成選擇刀具的功能；（三）加工螺紋時(shí)，應(yīng)保證主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀架移動(dòng)一個(gè)加工螺紋的螺距或?qū)С獭?/p>

二、機(jī)械部分的改造

（一）降速比計(jì)算

（二）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算

（三）剛度計(jì)算

三、安裝調(diào)試

安裝調(diào)試必須按照事先確定好步驟和要求進(jìn)行，調(diào)試中首先測(cè)試安全哦保護(hù)系統(tǒng)的靈敏度，以防止人身和設(shè)備事故發(fā)生，調(diào)試現(xiàn)場必須要清理干凈，各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)拖板處于全行程的中心位置，先空載實(shí)驗(yàn)，然后加載實(shí)驗(yàn)。

四、結(jié)語

經(jīng)過大量的實(shí)踐證明，普通數(shù)控機(jī)床改造具有一定的可行性、實(shí)用性和穩(wěn)定性，企業(yè)要在激烈的市場競爭中獲得生存、得到發(fā)展，它必須在最短的時(shí)間內(nèi)以優(yōu)異的質(zhì)量、低廉的成本，制造出合乎市場需要的、性能合適的產(chǎn)品，而產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣，制造周期的快慢，生產(chǎn)成本的高低，又往往受工廠現(xiàn)有加工設(shè)備的直接影響。目前，采用先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床，已成為我國制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)。購買新的數(shù)控機(jī)床是提高數(shù)控化率的主要途徑，而改造舊機(jī)床、配備數(shù)控系統(tǒng)把普通機(jī)床改裝成數(shù)控機(jī)床也是提高機(jī)床數(shù)控化率的一條有效途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]余良英編著.床數(shù)控改造設(shè)計(jì)與實(shí)例.京：機(jī)械工業(yè)出版社；1998

第6篇：數(shù)控機(jī)床概述范文

關(guān)鍵詞：普通機(jī)床；數(shù)控機(jī)床；改造設(shè)計(jì)

Abstract: NC machine tools are in now science and technology development situation, to promote productivity, has great role in promoting the development of machinery. This paper mainly analyses the common machine tool (C618) to the design steps of CNC machine tools, and the design of special knuckle CNC vertical lathe parts is introduced, with important implications for machinery industry!

Key words: general machine tools; NC machine tool; design

中圖分類號(hào)：TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：文章編號(hào)

一、數(shù)控機(jī)床與應(yīng)用

機(jī)床作為機(jī)械制造業(yè)的重要基礎(chǔ)裝備，它的發(fā)展一直引起人們的關(guān)注，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起，促使機(jī)床的控制信息出現(xiàn)了質(zhì)的突破，導(dǎo)致了應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行柔性自動(dòng)化控制的新一代機(jī)床－數(shù)控機(jī)床的誕生和發(fā)展。計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和應(yīng)用，為人類提供了實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工工藝過程自動(dòng)化的理想手段。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也得到迅速的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，同時(shí)使人們對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)床傳動(dòng)及結(jié)構(gòu)的概念發(fā)生了根本的轉(zhuǎn)變。數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字化的信息實(shí)現(xiàn)機(jī)床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品，它把刀具和工件之間的相對(duì)位置，機(jī)床電機(jī)的啟動(dòng)和停止，主軸變速，工件松開和夾緊，刀具的選擇，冷卻泵的起停等各種操作和順序動(dòng)作等信息用代碼化的數(shù)字記錄在控制介質(zhì)上，然后將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置或計(jì)算機(jī)，經(jīng)過譯碼，運(yùn)算，發(fā)出各種指令控制機(jī)床伺服系統(tǒng)或其它的執(zhí)行元件，加工出所需的工件。

二、普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì)

機(jī)床的數(shù)控改造，主要是對(duì)原有機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，最終使機(jī)床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。數(shù)控車床是機(jī)電一體化的典型代表，其機(jī)械結(jié)構(gòu)同普通的機(jī)床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床不是簡單地將傳統(tǒng)機(jī)床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機(jī)床的基礎(chǔ)上，僅對(duì)局部加以改進(jìn)而成(那些受資金等條件限制，而將傳統(tǒng)機(jī)床改裝成建議數(shù)控機(jī)床的另當(dāng)別論）。傳統(tǒng)機(jī)床存在著一些弱點(diǎn)，如剛性不足、抗振性差、熱變形大、滑動(dòng)面的摩擦阻力大及傳動(dòng)元件之間存在間隙等，難以勝任數(shù)控機(jī)床對(duì)加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求?，F(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結(jié)構(gòu)，還是整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化，已經(jīng)形成了數(shù)控機(jī)床的獨(dú)特機(jī)械結(jié)構(gòu)。因此，我們?cè)趯?duì)普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造的過程中，應(yīng)在考慮各種情況下，使普通機(jī)床的各項(xiàng)性能指標(biāo)盡可能地與數(shù)控機(jī)床相接近。

2.1設(shè)計(jì)內(nèi)容及任務(wù)。普通車床（C618）的數(shù)控改造設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：總體方案的確定和驗(yàn)證、機(jī)械改造部分的設(shè)計(jì)計(jì)算（包括縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算）、主運(yùn)動(dòng)自動(dòng)變速原理及改造后的機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)、機(jī)床調(diào)速電動(dòng)機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)、電磁離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算。本設(shè)計(jì)任務(wù)是對(duì)C618臥式車床進(jìn)行數(shù)控化改造，實(shí)現(xiàn)微機(jī)對(duì)車床的數(shù)控化控制。利用微機(jī)對(duì)車床的縱向、橫向進(jìn)給系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)字控制，并要達(dá)到縱向最小運(yùn)動(dòng)單位為0.01 /脈沖，橫向最小運(yùn)動(dòng)單位0.005 /脈沖，主運(yùn)動(dòng)要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，刀架要改造成自動(dòng)控制的自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，要能自動(dòng)的切削螺紋。

2.2數(shù)控部分的設(shè)計(jì)改造。（1）數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式的確定。數(shù)控系統(tǒng)按其運(yùn)動(dòng)軌跡可分為：點(diǎn)位控制系統(tǒng)、連續(xù)控制系統(tǒng)。點(diǎn)位控制系統(tǒng)只要求控制刀具從一點(diǎn)移到另外一點(diǎn)的位置，而對(duì)于運(yùn)動(dòng)軌跡原則上不加控制。連續(xù)控制系統(tǒng)能對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上坐標(biāo)方向的位移進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷的控制。由于C618車床要加工復(fù)雜輪廓零件，所以本微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)采用連續(xù)控制系統(tǒng)。（2）伺服進(jìn)給系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改造。數(shù)控機(jī)床的伺服進(jìn)給系統(tǒng)按有無位置檢測(cè)和反饋可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)。閉環(huán)控制方案的優(yōu)點(diǎn)是可以達(dá)到和好的機(jī)床精度，能補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中的各種誤差，消除間隙、干擾等對(duì)加工精度的影響。但他結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)難度大、調(diào)式和維修困難、造價(jià)高。半閉環(huán)控制系統(tǒng)由于調(diào)速范圍寬，過載能力強(qiáng)，又采用反饋控制，因此性能遠(yuǎn)優(yōu)于以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的開環(huán)控制系統(tǒng)。但是，采用半閉環(huán)控制其調(diào)式比開環(huán)要復(fù)雜，設(shè)計(jì)上也要有其自身的特點(diǎn)，技術(shù)難度較大。開環(huán)控制系統(tǒng)中沒有位置控制器及反饋線路，因此開環(huán)系統(tǒng)的精度較差，但其結(jié)構(gòu)簡單，易于調(diào)整，所以常用于精度要求不高的場合。經(jīng)過上述比較，由于所改造的C618車床的目標(biāo)加工精度要求不高，所以決定采用開環(huán)控制系統(tǒng)。

2.3數(shù)控系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)。數(shù)控系統(tǒng)都是由硬件和軟件兩部分組成，硬件是控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)，性能的好壞直接影響整體數(shù)控系統(tǒng)的工作性能。

數(shù)控裝置的設(shè)計(jì)方案通常有：

(1) 可以全部自己設(shè)計(jì)制作

(2)可以采用單板機(jī)或STD模塊或工控機(jī)改制

(3)可以選用現(xiàn)成的數(shù)控裝置作少量的適應(yīng)化改動(dòng)

在普通機(jī)床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造中，由于第一種設(shè)計(jì)周期較長且不經(jīng)濟(jì)，同時(shí)質(zhì)量也難于保證。第二種則更加不經(jīng)濟(jì)。所以設(shè)計(jì)將采取第三種方案。

2.4機(jī)械改造部分的設(shè)計(jì)。(1)主傳動(dòng)部分的改造設(shè)計(jì)。將原機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī)換成變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)，無級(jí)調(diào)速部分由變頻器控制。將原機(jī)床的主軸手動(dòng)變速換成有電磁離合器控制的主軸變速機(jī)構(gòu)。改造后使其主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分離，主軸電動(dòng)機(jī)的作用只是帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。（2）進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造。將原機(jī)床的掛輪機(jī)構(gòu)、進(jìn)給箱、溜板箱、滑動(dòng)絲杠、光杠等全部拆除?？v向、橫向進(jìn)給以步進(jìn)電動(dòng)機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件經(jīng)一級(jí)齒輪減速后，由滾珠絲杠傳動(dòng)。（3）其它部件的改造。刀架部分：拆除原手動(dòng)刀架和小拖板，安裝由微機(jī)控制的四工位電動(dòng)機(jī)刀架，該刀架具有重復(fù)定位精度高、剛性好、使用壽命長、工藝性好等優(yōu)點(diǎn)。

三、轉(zhuǎn)向節(jié)專用立式數(shù)控車床部件設(shè)計(jì)

3.1 主軸箱設(shè)計(jì)。（1）主軸箱結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本機(jī)床為立式結(jié)構(gòu)，主軸箱就是傳統(tǒng)意義上的床身 ，其作用一是安裝主軸及其傳動(dòng)系統(tǒng)，二是支撐立柱即在其上安裝的縱橫滑板和電動(dòng)刀架。因此要求主軸箱具有據(jù)夠的剛性，結(jié)構(gòu)必須合理，長期使用不變形。（2）主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)比確定：機(jī)床主要加工轉(zhuǎn)向節(jié)，兼顧通用數(shù)控立車功能，傳動(dòng)比為1:10，最低轉(zhuǎn)速為63轉(zhuǎn)每分鐘，最高轉(zhuǎn)速為1000轉(zhuǎn)每分鐘；轉(zhuǎn)動(dòng)路線確定：傳動(dòng)路線采用伺服電機(jī)通過行星減速箱、皮帶輪驅(qū)動(dòng)主軸單元使主軸旋轉(zhuǎn)；主軸單元結(jié)構(gòu)：采用主軸單元結(jié)構(gòu)目的是方便制造、安裝、維修。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適合加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要。選用主軸單元結(jié)構(gòu)要適應(yīng)加工轉(zhuǎn)向節(jié)特殊件的需要，第一滿足剛性要求，旋轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性；第二要有夾緊油缸及分油裝置；第三動(dòng)力卡盤和專用車具可快速切換，實(shí)現(xiàn)通用立式數(shù)控車床功能和專用轉(zhuǎn)向節(jié)數(shù)控加工的切換。據(jù)此，選用的主軸單元為標(biāo)準(zhǔn)50規(guī)格的車主軸支撐形式，具有高剛性、高精度的特點(diǎn)。

3.2 進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（1）縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。縱向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)主要有縱向滑板和縱向滾珠絲杠傳動(dòng)副組成。其縱向滑板安裝在立柱的縱向滾動(dòng)導(dǎo)軌上，它可以沿立柱導(dǎo)軌做縱向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動(dòng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強(qiáng)?？v向伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副，帶動(dòng)縱向滑板沿立柱導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。（2）橫向進(jìn)給系統(tǒng)設(shè)計(jì)。橫向進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)主要由橫向滑板和橫向滾珠絲杠傳動(dòng)副組成。其橫向滑板安裝在縱向護(hù)板的橫向滾動(dòng)導(dǎo)軌上，它可沿著縱向滑板向滑板橫向?qū)к壸鰴M向運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)軌采用重載型滾珠滾動(dòng)導(dǎo)軌，導(dǎo)軌承載能力大，剛性強(qiáng)。橫向伺服電機(jī)經(jīng)聯(lián)軸器直接驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副，帶動(dòng)橫向滑板沿縱向滑板橫向?qū)к夁\(yùn)動(dòng)。

3.3 轉(zhuǎn)向節(jié)工裝夾具設(shè)計(jì)。（1）頂尖部件設(shè)計(jì)。頂尖是機(jī)床的重要定位機(jī)構(gòu)，其功用：定位功能、回轉(zhuǎn)功能、夾緊功能，其動(dòng)作：安裝工件時(shí)，頂尖部件處于上部，當(dāng)工件在專用車具的正確位置上時(shí)，頂尖在油缸的作用下向下移動(dòng)，使上頂尖頂緊工件桿部上頂尖孔，完成工件的定位夾緊。主軸旋轉(zhuǎn)時(shí)頂尖也隨著旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)。設(shè)計(jì)此部件首先確定夾緊力，設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)油缸的規(guī)格，確保夾緊可靠；轉(zhuǎn)向節(jié)是不平衡件，頂尖主軸及頂尖要有足夠的剛性，以保證回轉(zhuǎn)精度的長久穩(wěn)定性。（2）轉(zhuǎn)向節(jié)車具設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)向節(jié)是異形件，非常的不平衡，其車具設(shè)計(jì)有一定難度，第一是定位采用頂尖孔，其剛性不好，需要上下頂尖定位夾緊，下頂尖固定在主軸上，上頂尖單獨(dú)設(shè)計(jì)移動(dòng)部件；第二是夾緊，沒有規(guī)則的夾緊面，同時(shí)不同的頂尖形狀各異，要使車具具有通用性，車具必須具有適應(yīng)不同工件的柔性；第三是工件的不平衡性，在設(shè)計(jì)車具時(shí)必須有可調(diào)整的配置設(shè)置；第四是在旋轉(zhuǎn)的主軸上采用液壓自動(dòng)夾緊，主軸設(shè)置旋轉(zhuǎn)編碼器，以適應(yīng)車螺紋功能，車具設(shè)置夾緊油缸。

第7篇：數(shù)控機(jī)床概述范文

關(guān)鍵詞： 數(shù)控 改造 機(jī)床

一、機(jī)床數(shù)控改造的意義

1.節(jié)省資金

機(jī)床的數(shù)控改造同購置新機(jī)床相比一般可節(jié)省60%左右的費(fèi)用，大型及特殊設(shè)備尤為明顯。一般大型機(jī)床改造只需花新機(jī)床購置費(fèi)的1/3。即使將原機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級(jí)只需花費(fèi)購買新機(jī)床60%的費(fèi)用，并可以利用現(xiàn)有地基。

2.性能穩(wěn)定可靠

因原機(jī)床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時(shí)效，幾乎不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。

3.提高生產(chǎn)效率

機(jī)床經(jīng)數(shù)控改造后即可實(shí)現(xiàn)加工的自動(dòng)化效率比傳統(tǒng)機(jī)床提高3至5倍。對(duì)復(fù)雜零件而言難度越高功效提高得越多。

二、普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計(jì)

機(jī)床的數(shù)控改造，主要是對(duì)原有機(jī)床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)，最終使機(jī)床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。

數(shù)控車床是機(jī)電一體化的典型代表，其機(jī)械結(jié)構(gòu)同普通的機(jī)床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床不是簡單地將傳統(tǒng)機(jī)床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機(jī)床的基礎(chǔ)上，僅對(duì)局部加以改進(jìn)而成（那些受資金等條件限制，而將傳統(tǒng)機(jī)床改裝成建議數(shù)控機(jī)床的另當(dāng)別論）。

傳統(tǒng)機(jī)床存在一些弱點(diǎn)，如剛性不足、抗震性差、熱變形大、滑動(dòng)面的摩擦阻力大及傳動(dòng)元件之間存在間隙等，難以勝任數(shù)控機(jī)床對(duì)加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率和使用壽命等要求?，F(xiàn)代數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)、輔助功能等部件結(jié)構(gòu)，還是整體布局、外部造型等都已經(jīng)發(fā)生了很大變化，已經(jīng)形成了數(shù)控機(jī)床的獨(dú)特機(jī)械結(jié)構(gòu)。因此，我們?cè)趯?duì)普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造的過程中，應(yīng)在考慮各種情況下，使普通機(jī)床的各項(xiàng)性能指標(biāo)盡可能地與數(shù)控機(jī)床相接近。

三、數(shù)控車床的性能和精度的選擇

并不是所有舊機(jī)床都可以進(jìn)行數(shù)控改造，機(jī)床改造主要應(yīng)具備兩個(gè)條件：第一，機(jī)床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛性。第二，改造的費(fèi)用要合適，經(jīng)濟(jì)性好。在改裝車床前，要對(duì)機(jī)床的性能指標(biāo)做出決定。改裝后的車床能加工工件的最大回轉(zhuǎn)直徑和最大長度、主電動(dòng)機(jī)功率等一般都不會(huì)改變。加工工件的平面度、直線度、圓柱度和粗糙度等基本上仍決定于機(jī)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。

軸變速方法、級(jí)數(shù)、轉(zhuǎn)速范圍、功率及是否需要數(shù)控制動(dòng)停車等。

進(jìn)給速度：Z向（通常為8～400mm/min）；X向（通常為2～100mm/min）。

快速移動(dòng)：Z向（通常為1.2～4m/min）；X向（通常為1.2～3m/min）。

脈沖當(dāng)量：在0.025～0.005mm內(nèi)選取，通常Z向?yàn)閄向的2倍。

加工螺距范圍：包括能加工螺距類型（公制、英制、模數(shù)、徑節(jié)和錐螺紋等），一般螺距在10mm以內(nèi)都不難達(dá)到。

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式（一般都選用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)）。

進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)是否需要改裝成滾珠絲杠傳動(dòng)。

刀架是否需要配置自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架，若配置需要確定工位數(shù)。

以上是車床數(shù)控改造時(shí)需要考慮的一些通用性能指標(biāo)，有的車床改造根據(jù)需要還會(huì)有些專門要求，如車削大螺距螺紋、在惡劣的環(huán)境下工作的防塵干擾、車刀高精度對(duì)刀等，應(yīng)有針對(duì)性地專門設(shè)計(jì)。

四、車床數(shù)控改造方案選擇

當(dāng)數(shù)控車床的性能和精度等內(nèi)容基本選定后，可據(jù)此確定改造方案。目前機(jī)床數(shù)控改造技術(shù)已經(jīng)日趨成熟，專用化的機(jī)床數(shù)控改造系統(tǒng)所具備的性能和功能一般均能滿足車床的常規(guī)加工要求。因此，較典型的車床數(shù)控改造方案可選擇為：配置專用車床數(shù)控改造系統(tǒng)，更換進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的滑動(dòng)絲杠傳動(dòng)為滾珠絲杠傳動(dòng)、采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、配置脈沖發(fā)生器實(shí)現(xiàn)螺紋加工功能、配置自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架實(shí)現(xiàn)自動(dòng)換刀功能。

目前較典型的經(jīng)濟(jì)型專用車床數(shù)控改造系統(tǒng)具有下列基本配置和功能：

1.采用單片微機(jī)為主控CPU，具有直線和圓弧插補(bǔ)、代碼編程、刀具補(bǔ)償和間隙補(bǔ)償功能、數(shù)碼管二坐標(biāo)同時(shí)顯示、自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架控制、螺紋加工等控制功能。

2.配有步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，脈沖當(dāng)量或控制精度一般為：Z為0.01mm，X向?yàn)?.005mm（要與相應(yīng)導(dǎo)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(dòng)保護(hù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)；可以對(duì)程序進(jìn)行現(xiàn)場編輯修改和試運(yùn)行操作。

4.具有單步或連續(xù)執(zhí)行程序、循環(huán)執(zhí)行程序、機(jī)械極限位置自動(dòng)限位、超程報(bào)警，以及進(jìn)給速度程序自動(dòng)終止等各類數(shù)控基本功能。

五、車床數(shù)控改造實(shí)例

CA6140型普通車床的數(shù)控化改造主要采用了一種比較簡單但是較為典型的改裝方案，改造后的車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)由步進(jìn)電機(jī)A和B驅(qū)動(dòng)，它們分別安裝在床頭箱內(nèi)（或床身尾部）和拖板后方，通過減速齒輪和縱橫向絲杠帶動(dòng)車床的縱橫進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。

為使改造后的車床能充分發(fā)揮數(shù)控車床的效能，縱橫向絲杠螺母副一般需要調(diào)換成滾珠絲杠螺母副。當(dāng)利用原絲杠螺母副時(shí)，為了減少改造工作量，縱向驅(qū)動(dòng)電機(jī)及減速箱一般裝在床身尾部，這時(shí)連接車床原傳動(dòng)系統(tǒng)（主軸系統(tǒng)）和縱向絲杠傳動(dòng)的離合器尚未拆除，工作時(shí)應(yīng)使其處于脫開位置。同理，脫落蝸桿等原橫向自動(dòng)進(jìn)給機(jī)構(gòu)若未拆除，工作時(shí)也應(yīng)使其處于空檔位置。改造后的進(jìn)給脈沖當(dāng)量的量值靠步進(jìn)電機(jī)步距角、減速齒輪比、絲杠導(dǎo)程三者協(xié)調(diào)確定。三者之間換算關(guān)系可以以下式表示：

（θ/360）×（ac/bd）×T=δ

式中θ――步進(jìn)電機(jī)步聚角（度）；

T――所驅(qū)動(dòng)絲杠導(dǎo)程（mm）；

a，b，c，d――齒輪齒數(shù)，當(dāng)單級(jí)減數(shù)時(shí)，令c、d等于1；

δ――脈沖當(dāng)量值（mm）。

步進(jìn)電機(jī)的參數(shù)根據(jù)阻力矩及切屑用量的大小和機(jī)床型號(hào)來選擇，普通車床（如C6140、C620等）的數(shù)控改造中多采用0.08――0.15（N?m）靜力矩的步進(jìn)電機(jī)，如選0.08（N?m）的作為橫向進(jìn)給電機(jī)；選0.15（N?m）的作為縱向進(jìn)給電機(jī)。

第8篇：數(shù)控機(jī)床概述范文

關(guān)鍵詞：普通車床；數(shù)控車床；發(fā)展趨勢(shì)；技術(shù)改造

前言

現(xiàn)階段，在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中，故障機(jī)床、閑置普通機(jī)床的數(shù)量均比較大，一定程度上造成了資源的浪費(fèi)，且影響工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。隨著工業(yè)生產(chǎn)的進(jìn)一步發(fā)展，必然要采取相應(yīng)的技術(shù)手段改造、升級(jí)這些機(jī)床，尤其是閑置普通機(jī)床，以提升資源利用效率，減少投入，獲得更多的產(chǎn)出。

1 普通車床改成數(shù)控車床的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，關(guān)鍵技術(shù)之一即為數(shù)控技術(shù)，屬于高新技術(shù)，精度、效率均比較高，且柔性自動(dòng)化，利用數(shù)控技術(shù)改造普通車床為制造領(lǐng)域必然的發(fā)展趨勢(shì)，而此種趨勢(shì)在性能及功能方面良好地體現(xiàn)出來。

1.1 性能發(fā)展趨勢(shì)

第一，高速、高精、高效化，普通車床改成數(shù)控車床后，控制系統(tǒng)多CPU，且CPU芯片采用高速類型，交流數(shù)字伺服系統(tǒng)的絕對(duì)式檢測(cè)元件分辨率非常高，同時(shí)，對(duì)機(jī)床的動(dòng)態(tài)與靜態(tài)特性做出有效的改善，會(huì)逐漸的提升機(jī)床的速度、精度及效率；第二，柔性化，柔性既包含數(shù)控系統(tǒng)自身，也包含群控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，采取模塊化方式，具有較大的功能覆蓋面，對(duì)于不同用戶，其需求可被有效滿足，而群控系統(tǒng)中，即使生產(chǎn)流程要求不同，同一系統(tǒng)也可以此為依據(jù)，自動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整物料流、信息流，促進(jìn)群控系統(tǒng)效能最大化的發(fā)揮；第三，工藝復(fù)合性與多軸化，復(fù)合加工的主要目的為促進(jìn)工序、輔助時(shí)間減少，其發(fā)展方向中越來越呈現(xiàn)出多軸、多系列控制功能[1]。

1.2 功能發(fā)展趨勢(shì)

第一，用戶界面圖形化，使用者操作數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，與其對(duì)話接口為用戶界面，用戶界面圖形化發(fā)展后，使用者為非專業(yè)人員時(shí)，操作也可順利的進(jìn)行，使用者操作時(shí)，通過相應(yīng)的窗口與菜單來實(shí)現(xiàn)；第二，科學(xué)計(jì)算可視化，數(shù)據(jù)的高效處理與解釋時(shí)，即可采用科學(xué)計(jì)算可視化，此種功能實(shí)現(xiàn)了直接利用可視信息進(jìn)行信息交流，可視化技術(shù)結(jié)合虛擬環(huán)境技術(shù)后，應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)一步的拓寬，而且在產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期縮短、產(chǎn)品重量提升等方面的意義重大；第三，插補(bǔ)與補(bǔ)償方式多樣化，插補(bǔ)時(shí)，可采用的方式逐漸增多，如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)等，而且補(bǔ)償方式也越來越多樣化，間隙補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償?shù)染鶠榭梢圆捎玫姆绞?；第四，?nèi)裝高性能PLC，高性能PLC控制模塊置入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部后，梯形圖或高級(jí)語言編程均可直接進(jìn)行，編程工具中，針對(duì)車床銑床，標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗渲?，用戶編輯修改操作均支持，便于用舾?jù)自身需求構(gòu)建應(yīng)用程序；第五，應(yīng)用多媒體技術(shù)，將多媒體技術(shù)應(yīng)用到數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域后，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合化、智能化處理信息，并可對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控，監(jiān)測(cè)生產(chǎn)相關(guān)參數(shù)，提升生產(chǎn)效率[2]。

2 普通車床改成數(shù)控車床的技術(shù)改造方法

改造普通車床時(shí)，需大范圍整改車床，滾柱鋼絲、伺服電機(jī)需要取代普通車床的絲桿、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)部件，之后利用數(shù)控技術(shù)升級(jí)車床配置，改造、升級(jí)過程的復(fù)雜性比較高，需科學(xué)的開展，本節(jié)以CY6140普通車床為例，分析具體的技術(shù)改造方法。

2.1 確定具體改造方案

改造之前，確定具體的、可行的改造方案為必須開展的工作。設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)對(duì)用戶需求充分考慮，并使改動(dòng)部件盡量減少，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益最大化的實(shí)現(xiàn)。首先，確定電氣控制系統(tǒng)的數(shù)控改造方案，關(guān)鍵部分包含四個(gè)，一為主軸部分，控制要求的達(dá)到為該部分主要的改造需要，控制要求為點(diǎn)動(dòng)控制正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、調(diào)整對(duì)刀，點(diǎn)動(dòng)控制完成和停車時(shí)反接制動(dòng)需要開展，避免點(diǎn)動(dòng)多次開展，保護(hù)主軸電機(jī)過程中應(yīng)監(jiān)視主軸電機(jī)運(yùn)行情況，并在電流表中接入傳感器，以保護(hù)主軸電路，基于上述要求，控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)通過KM1、KM2實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，光電解碼器安裝在主軸電機(jī)末端，保證螺紋自動(dòng)加工功能被車床獲得；二為進(jìn)給部分，改造內(nèi)容包含電氣部分及機(jī)械部分，方法為改變X軸原來的手動(dòng)進(jìn)給，變?yōu)樽詣?dòng)進(jìn)給；三是刀架部分，改造此部分時(shí)，需要聯(lián)系實(shí)際生產(chǎn)情況，保證選擇的系統(tǒng)性能適合，之后拆除原刀架部分、托板，將四位刀架安裝上；四是PLC系統(tǒng)程序，設(shè)計(jì)、安裝及調(diào)試該系統(tǒng)時(shí)，控制方式包含三種，分別為手動(dòng)、自動(dòng)、半自動(dòng)，根據(jù)不同控制方式，設(shè)計(jì)相應(yīng)程序，編譯程序后調(diào)試工作開展，設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)后，方可在實(shí)踐中應(yīng)用[3]。其次，確定機(jī)械部分改造方案，改造CY6140普通車床時(shí)，原則上大修車床，但原主軸、尾座及導(dǎo)軌均保留，大修后即改造機(jī)械部分，大拖板、中拖板的驅(qū)動(dòng)脫離進(jìn)給箱傳動(dòng)，取代的為兩個(gè)伺服驅(qū)動(dòng)[4]。

2.2 按照步驟實(shí)施改造

具體改造方案確定之后，需按照步驟實(shí)施數(shù)控車床的改造：第一，機(jī)械維修、電氣改造，開始電氣改造時(shí)，應(yīng)先檢測(cè)、維修車床，因此將這兩項(xiàng)工作放置在改造第一步，檢測(cè)車床后，對(duì)維修內(nèi)容作出確定，結(jié)合方案，與電氣改造順利銜接，并將改造的內(nèi)容完成；第二，實(shí)施改造程序，原則上，實(shí)施過程應(yīng)為先部分后整體、先簡單后困難，第一步完成后，電氣改造開展時(shí)，劃分此項(xiàng)改造工作，變?yōu)槿舾蓚€(gè)小部分，按照原則逐個(gè)完成小部分改造，之后互聯(lián)各個(gè)小部分，完成整體改造；第三，確定改造周期與范圍，利用數(shù)控技術(shù)改造普通車床時(shí)，由于車床并不具備相同的具體情況，因此也不具備一致的改造范圍，某些車床需改造整個(gè)電氣系統(tǒng)，而有些車床并不需要改造整個(gè)，因此，應(yīng)在科學(xué)檢測(cè)分析的基礎(chǔ)上，確定改造范圍，改造周期確定時(shí)，同樣需要與實(shí)際情況相結(jié)合，同時(shí)，技術(shù)人員技能水平、改造系統(tǒng)難易程度均會(huì)對(duì)改造周期的確定產(chǎn)生影響，綜合分析后再確定，保證確定的準(zhǔn)確性；第四，技術(shù)準(zhǔn)備工作，大體上，準(zhǔn)備工作包含機(jī)械部分、新數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)資料兩個(gè)方面，機(jī)械部分中，機(jī)械大修檢測(cè)、準(zhǔn)備改造零部件等均為準(zhǔn)備內(nèi)容之一，而準(zhǔn)備新數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)資料的工作主要是學(xué)習(xí)其原理、安裝調(diào)試等，保證順利的完成改造工作[5]。

2.3 改造后性能及效益分析

CY6140普通車床改成數(shù)控車床后，曲線、曲面等零部件加工可以完成，自動(dòng)化功能的加入在技術(shù)上為無人值守的實(shí)現(xiàn)成為可能，生產(chǎn)效率、經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。與新購設(shè)備成本相比，數(shù)控技術(shù)改造成本更低。

3 結(jié)束語

普通車床改造為數(shù)控車床為制造領(lǐng)域必然的發(fā)展趨勢(shì)之一，在數(shù)控改造過程中，應(yīng)充分的利用數(shù)控技術(shù)，按照改造方案有步驟的完成改造，促進(jìn)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量及生產(chǎn)效益的提升。

參考文獻(xiàn)

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[3]鄭東梅.實(shí)例分析普通車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控改造[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2015（30）：21-22.

第9篇：數(shù)控機(jī)床概述范文

關(guān)鍵詞：非標(biāo)軸承 車銑復(fù)合加工 車削裝置 夾持裝置 自動(dòng)化生產(chǎn)

軸承工業(yè)迅速發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，軸承類型、品種越來越多，其中非標(biāo)軸承（圖1）的產(chǎn)量越來越大，已成為應(yīng)用最廣泛的軸承類型之一，約占滾動(dòng)軸承總量的20%。該類軸承和標(biāo)準(zhǔn)軸承的不同之處在于，其外圈表面上或者內(nèi)孔表面上設(shè)有特殊的8字形油槽、偏心油槽等異形結(jié)構(gòu)，增加了加工的難度。國內(nèi)現(xiàn)有技術(shù)通常是各8字形油槽、偏心油槽、注油孔和銷孔等異形結(jié)構(gòu)分步加工，由于裝夾次數(shù)增加，基準(zhǔn)一致性差，很難保證非標(biāo)軸承的車削加工精度，效率低、成本高，已成為制約該類軸承生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)瓶頸。

本技術(shù)針對(duì)以上問題，設(shè)計(jì)開發(fā)了一款全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床。

圖1 非標(biāo)軸承

一、非標(biāo)軸承數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案

圖2 非標(biāo)軸承數(shù)控車床總體設(shè)計(jì)方案

利用專用的生產(chǎn)夾具，采用機(jī)械設(shè)備車銑復(fù)合加工原理，通過數(shù)控系統(tǒng)控制刀具進(jìn)行車削、鉆削、銑削加工，實(shí)現(xiàn)工件的一次裝夾加工成型。

二、非標(biāo)軸承數(shù)控車床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床，包括機(jī)架、自動(dòng)上料裝置、夾持裝置、車削裝置、自動(dòng)下料裝置、電氣控制系統(tǒng)如圖3所示。

圖3 全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床結(jié)構(gòu)框圖

1.自動(dòng)上料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

自動(dòng)上料裝置包括安裝于主軸座上方的斜向進(jìn)料道和上料機(jī)械手，上料機(jī)械手包括推料桿、推料汽缸。非標(biāo)軸承外圈基本為圓環(huán)料體，沒有什么位置要求，將其放入斜向進(jìn)料道即可。工件自斜向進(jìn)料道上的滑動(dòng)斜面自動(dòng)滾至出料口，感應(yīng)器觸發(fā)上料機(jī)械手中的汽缸運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手夾持工件到主軸的正前方，由氣動(dòng)推料桿推動(dòng)工件進(jìn)入夾持裝置中的夾頭上，感應(yīng)器觸發(fā)夾持裝置動(dòng)作，完成工件自動(dòng)上料。

2.夾持裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

非標(biāo)軸承外圈內(nèi)表面為圓環(huán)體內(nèi)表面，夾持裝置采用圓環(huán)體內(nèi)表面點(diǎn)接觸定位夾緊。夾持裝置包括動(dòng)夾頭、氣動(dòng)拉桿、頂桿、感應(yīng)器。

動(dòng)夾頭設(shè)置在主軸孔內(nèi)，氣動(dòng)拉桿安裝在夾持汽缸上并由汽缸驅(qū)動(dòng)直線移動(dòng)，兩者之間采用螺紋配合。工件夾緊時(shí)，氣動(dòng)拉桿拉動(dòng)動(dòng)夾頭漲緊工件，完成工件自動(dòng)夾緊。車削完成后，汽缸復(fù)位，動(dòng)夾頭在彈性變形的作用下復(fù)位到原始狀態(tài)。夾緊過程平穩(wěn)、勻速，且采用圓形凸臺(tái)內(nèi)撐于軸承外圈內(nèi)壁，減少了車削過程中的零件變形。

3.車削裝置設(shè)計(jì)

針對(duì)此類非標(biāo)軸承常見的徑向定位孔和8字油槽等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在車削裝置上設(shè)計(jì)安裝了包括車刀和伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的銑削裝置。在車床的拖板上設(shè)置車刀安裝座，根據(jù)車刀的中心高低不同，刀座可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)整，刀座安裝在橫向拖板上，根據(jù)需要安裝1～6把數(shù)控車刀，進(jìn)行車削加工。拖板的另一側(cè)安裝銑削裝置，由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，銑削裝置可以根據(jù)加工方向需要進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)徑向或者周向銑削加工。

4.自動(dòng)下料裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

自動(dòng)下料裝置包括出料道、推料汽缸。加工完成后，動(dòng)夾頭復(fù)位松開工件，工件自動(dòng)落入出料道，由推料汽缸推動(dòng)至出料道出口，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下料。

5.電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

電氣控制系統(tǒng)包括機(jī)床控制面板、PLC控制系統(tǒng)、伺服電動(dòng)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)通過編寫的數(shù)控程序，控制PLC系統(tǒng)動(dòng)作，PLC控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制自動(dòng)上下料、裝夾、車削、銑削進(jìn)給等機(jī)械部件的自動(dòng)化運(yùn)行。

6.數(shù)控系統(tǒng)型號(hào)選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，本機(jī)控制系統(tǒng)采用廣州數(shù)控GSK990MC數(shù)控系統(tǒng)，最多可以控制3個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)。系統(tǒng)采用8.4英寸彩色高分辨率LCD顯示屏，支持B類宏程序（語句式），開放式PLC支持在線編輯、編譯，使邏輯控制功能更加方便、靈活。

三、非標(biāo)軸承數(shù)控車床工作過程

非標(biāo)軸承數(shù)控車床工作時(shí)，由進(jìn)料道向機(jī)械手輸送毛坯，落到機(jī)械手的夾持位置后，機(jī)械手夾持工件移動(dòng)到和主軸同一軸線上，推料汽缸推動(dòng)工件平移到動(dòng)夾頭的圓柱凸臺(tái)上，感應(yīng)器觸動(dòng)夾持汽缸運(yùn)動(dòng)，汽缸活塞拉動(dòng)動(dòng)夾頭直線運(yùn)動(dòng)，動(dòng)夾頭受力漲開定位夾緊工件，車削裝置進(jìn)刀車削內(nèi)外形及鉆孔等銑削加工。加工完畢，車削裝置退刀，汽缸復(fù)位，動(dòng)夾頭在彈性力的作用下自動(dòng)復(fù)位、松開，工件掉入出料道，完成自動(dòng)零件的自動(dòng)加工。

四、非標(biāo)軸承數(shù)控車床生產(chǎn)驗(yàn)證

上述全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床交付軸承生產(chǎn)廠家使用后，產(chǎn)品加工合格率大幅上升，加工效率是傳統(tǒng)工藝的6倍以上，有效地提高了生產(chǎn)效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。相關(guān)對(duì)比數(shù)據(jù)見下表。

表 全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床與傳統(tǒng)鉆孔工藝試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比

采用工藝 日產(chǎn)量（件） 產(chǎn)品合格率 勞動(dòng)強(qiáng)度 生產(chǎn)成本

自動(dòng)化數(shù)控車床 1200件 100% 低 低

傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝 200件 85% 高 高

五、小結(jié)

我們利用全自動(dòng)非標(biāo)軸承數(shù)控車床，通過自主研發(fā)設(shè)計(jì)的自動(dòng)上料裝置、裝夾裝置及車削裝置，成功地解決了非標(biāo)軸承套圈自動(dòng)化車削技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)了非標(biāo)軸承套圈的全自動(dòng)車銑復(fù)合加工，大幅提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量水平，降低了生產(chǎn)成本。該設(shè)備通用性強(qiáng)，適合于圓環(huán)類產(chǎn)品自動(dòng)化車銑復(fù)合加工，市場前景廣闊。

參考文獻(xiàn)：

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