普車改數(shù)車的方法

1、CA6140 普通車床改數(shù)控車床方法1.1.3 普通車床改數(shù)控車床的內(nèi)容 普通車床改數(shù)控車床的主要內(nèi)容和主要結(jié)構(gòu)形式如下：1、進給軸的改造 普通車床的 X 軸和 Z 軸均由同一電機驅(qū)動，走刀運動經(jīng)走刀箱傳動絲杠及溜板 箱，獲得不同的工件螺距即 Z 軸運動；走刀運動經(jīng)走刀箱傳動光桿及溜板箱， 獲得不同的進刀量即 X 軸運動。普通車床數(shù)控化改造時一般都去掉走刀箱及溜 板箱，改用進給伺服（或步進）傳動鏈分別代替，具體體現(xiàn)為：Z軸：縱向電機減速箱（或聯(lián)軸器）縱向滾珠絲杠大拖板，縱向按數(shù)控指 令獲得不同的走刀量和螺距。X 軸：橫向電機減速箱（或聯(lián)軸器） 橫向滾珠絲杠 橫滑板，橫向按數(shù)控指 令獲得不同的走

2、刀量。改造后整個傳動鏈的傳動精度在保證機床剛性的前提下， 與滾珠絲杠副的選擇和 布置結(jié)構(gòu)形式、機床導(dǎo)軌的精度情況等有很大的關(guān)系。（1）滾珠絲杠副的選擇和布置結(jié)構(gòu)形式 普通車床大多采用的是 T 型絲杠等滑動絲杠副，與滾珠絲杠副相比摩擦阻力大、 傳動效率低， 不能適應(yīng)于高速運動。 另外由于磨損快， 造成其精度保持性和壽命 低等等，在進行普通機床數(shù)控化改造時往往都將其更換為滾珠絲杠副。 滾珠絲杠 副有以下一些特點：摩擦損失小，傳動效率高，可達 0.900.96;若使用的絲杠 螺母預(yù)緊后，可以完全消除間隙，提高傳動剛度；摩擦阻力小， 幾乎與運動速度 無關(guān)，動靜摩擦力之差極小， 能保證運動平穩(wěn)， 不易產(chǎn)

3、生低速爬行現(xiàn)象; 磨損小、 壽命長、精度保持性好。但應(yīng)注意，由于滾珠絲杠副不能自鎖，有可逆性，即能 將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動， 或?qū)⒅本€運動轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動， 因此絲杠立式和傾 斜使用時，應(yīng)增加制動裝置或平衡裝置。 滾珠絲杠副根據(jù)其滾珠的回轉(zhuǎn)方式可以分為外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種， 根據(jù)螺母的結(jié) 構(gòu)形式又可以分為雙螺母和單螺母。 在進行改造時應(yīng)根據(jù)具體情況和結(jié)構(gòu)形式來 定，由于外循環(huán)式絲杠副螺母回珠器在螺母外邊， 所以很容易損壞而出現(xiàn)卡死現(xiàn) 象，而內(nèi)循環(huán)式的回珠器在螺母副內(nèi)部， 不存在卡死和脫落現(xiàn)象。 由于雙螺母不 僅裝配、預(yù)緊調(diào)整等比單螺母方便， 而且其傳動剛性比單螺母也好， 所以只要結(jié) 構(gòu)和機床空間

4、滿足要求，在普通機床數(shù)控化改造中多選內(nèi)循環(huán)式雙螺母結(jié)構(gòu)。 改造時各軸滾珠絲杠的直徑一般都是與原 T 型絲杠直徑相近，對有特殊要求的 機床還應(yīng)根據(jù)桿系的穩(wěn)定性計算其臨界轉(zhuǎn)速， 最終確定滾珠絲杠的直徑。 絲杠導(dǎo) 程在滿足機床改造后性能的前提下越小， 對機床的傳動精度越有利。 機床的傳動 精度在保證機床剛性的情況下， 與絲杠副本身的精度和軸承布置形式有很大的關(guān) 系，一般在普通機床改造中絲杠副選 P4級即可滿足要求，特殊精密機床選 P3 級甚至更高。絲杠副軸承常見的布置形式根據(jù)不同的需要可以分為以下幾種，如圖 1。圖 1 絲杠副軸承的布置 .圖1-a中為一端固定，一端懸空的布置方式。這種安裝方式的承載

5、能力小，軸向剛度低， 僅適應(yīng)于短絲杠， 如數(shù)控機床的調(diào)整環(huán)節(jié)或升降臺式數(shù)控銑床的垂 直坐標(biāo)中。.圖1-b中為一端固定，一端支承的布置方式。這種安裝方式多在絲杠較長， 轉(zhuǎn)速較高的場合， 在受力較大時還得增加角接觸球軸承得數(shù)量， 轉(zhuǎn)速不高時多用 更經(jīng)濟的推力球軸承代替角接觸球軸承。1-d中為兩端固定的布置方式。這種布置方式絲杠副得支承剛性最好，通過軸 承的預(yù)緊力預(yù)拉伸絲杠， 以減少絲杠熱變形的影響。 這種方式多用在絲杠長度不 大得情況， 但設(shè)計時要注意提高平面球軸承的承載能力、 支承剛度以及絲杠裝配 時的預(yù)拉伸量， 否則會影響軸承壽命， 同時也會因為預(yù)加負(fù)載得不易控制而增加 電機的附加扭矩。(2)

6、 機床導(dǎo)軌 普通車床導(dǎo)軌大多采用的是滑動導(dǎo)軌， 其動、靜摩擦系數(shù)大， 在使用一段時間后 都會有不同程度的磨損， 對機床傳動精度和其保持性帶來很大的影響。 因此在對 其進行數(shù)控化改造的同時必須針對機床導(dǎo)軌狀況進行必要的檢修處理， 對于磨損 較嚴(yán)重的更要進行大修，即進行磨削、淬火、貼塑、配刮等處理，同時采用合理 的潤滑，充分保證其精度。(3) 電機與絲杠的聯(lián)接 在滿足機床要求的前提下， 為減少中間環(huán)節(jié)帶來的傳動誤差， 我們多將電機與絲 杠副通過聯(lián)軸器直接聯(lián)接， 這要根據(jù)改造中實際情況來定。 一般對于小型車床如 C6116型，由于空間尺寸有限，特別是 X軸，電機與絲杠副不能直聯(lián)，多采用 齒輪副或同步

7、帶論來傳動；對于大型車床如C6150，床身長5米的車床，由于絲 杠較長，直徑較大， 除了要考慮傳動力的問題， 還要考慮其低速性能及加減速慣 量匹配的問題， 往往電機都要通過幾級減速來傳動。 無論是采用齒輪還是同步帶 論來傳動， 其傳動間隙的消除是比較關(guān)鍵的。 齒輪傳動中常用的方法有錯齒消隙 法、偏心軸調(diào)整法等等，同步帶論傳動中多采用調(diào)整中心距或張緊輪消隙法。2、主軸部分的改造 車床主軸帶動工件以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)是車削加工中的主運動，消耗機床大部分動 力。普通車床由主電動機經(jīng)皮帶傳動， 經(jīng)主軸變速箱帶動主軸旋轉(zhuǎn)， 主軸箱經(jīng)手 動或自動變速獲得(924)級轉(zhuǎn)速，通過電磁或液壓離合器操縱主軸的變速和 正

8、反轉(zhuǎn)；而數(shù)控車床主軸箱由電主軸或傳統(tǒng)機械主軸單元加變頻電機和變頻器組 成。普通車床在數(shù)控化改造時大部分情況下保留原主軸箱， 不做改動或少做改動。 如需改動則要注意以下幾點： 如原主軸含液壓操縱主軸的變速、 正反轉(zhuǎn)和潤滑功能， 則需對其增裝單獨普通電 機加以驅(qū)動，避免液壓系統(tǒng)受到主電機正反轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)速變換而失靈。如不需要原有機械變速換擋時，則需將主軸箱內(nèi)齒輪組固定在一恒定的速度鏈 上，摩擦片也應(yīng)焊死以免因為誤操作出現(xiàn)事故。機床能否進行螺紋加工是主軸部分?jǐn)?shù)控化改造的另一重要部分， 傳統(tǒng)車床加工螺 紋時往往是通過掛輪組來完成， 加工不同的螺紋則需不同的掛輪組， 操作起來十 分麻煩。改造時如圖 2，我們通

9、常在主軸末端或掛輪架處增裝一光電編碼器，其 轉(zhuǎn)速與主軸轉(zhuǎn)速一致， 主軸轉(zhuǎn)一周，光電碼盤轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)， 通過反饋給系統(tǒng)控制進給 軸與主軸的同步性， 從而加工出理想螺距的螺紋。 根據(jù)其編碼方式的不同， 光電 碼盤可分為增量式光電碼盤和絕對式光電碼盤， 目前國內(nèi)常用的為增量式光電碼 盤。根據(jù)光電碼盤上刻線條數(shù)可分為 1024線、 2048 線等，我們常用的為 1024 線即可滿足要求。3、刀架部分的改造 目前數(shù)控車床刀架基本為電動刀架， 其特點是定位更準(zhǔn)確、 迅速。老式傳統(tǒng)車床 刀架多為手動、液壓驅(qū)動或少部分的電動，改造時可以根據(jù)需要對其加以更換。電動刀架可分為臥式轉(zhuǎn)塔刀架（一般安裝812把刀）和立式電動

10、刀架，立式電 動刀架有四工位（或六工位），其中每一種刀架又有抬刀刀架（兩端齒盤）和免 抬刀刀架（三端齒盤）之分。臥式轉(zhuǎn)塔刀架價格相對較貴， 改造中常用立式四工 位電動刀架。4、潤滑部分的改造老式傳統(tǒng)車床除主軸箱外， 導(dǎo)軌、絲杠副、 光桿等多用油槍定期注油潤滑和油脂 潤滑，這對機床的導(dǎo)軌、 絲杠副等的精度保持很不利， 在同等驅(qū)動下機床運動的 穩(wěn)定性、靈活性也差一些。在對這些機床改造時一般都要對其潤滑部分進行相應(yīng)的改動，采用稀油集中定 量、定時供油潤滑的方式，可分為手控潤滑和編程自動潤化兩種，在機床導(dǎo)軌、 絲杠副布置好油路后可根據(jù)需要任選一種。絲杠支承軸承一般采用油脂潤滑， 如特殊需要和供油充分的

11、條件下也可采用稀油 潤滑。5、機床防護 機床改造后整個防護分局部防護、半防護和全防護三種。 局部防護只對絲杠副、 電機、走線等采取防護措施。 半防護是在局部防護的基礎(chǔ) 上增加切削的保護， 即增加擋屑裝置。 全防護即在局部防護的基礎(chǔ)上對整個機床 加以封閉，此種防護最難處理，考慮的因素也很多如安裝位、防水、美觀等。實 際操作起來以前兩種最多，也最易操作。在整個機床的改造過程中涉及到許多測試、 調(diào)試問題，在硬件設(shè)備改造安裝好好， 需對機床的機械部分進行調(diào)整，對插補（直線、圓?。?，反向間隙補償參考點， 螺紋加工等參數(shù)進行反復(fù)調(diào)試， 試切工件對參數(shù)進行整體優(yōu)化完全滿足生產(chǎn)質(zhì)量 與精度要求生產(chǎn)穩(wěn)定運行。通過上述方案改造的普通車床，加工精度明顯提高，定位準(zhǔn)確可靠，操作方便。 與購買相同配置的數(shù)控車床相比， 性能價格比高， 改造的費用近 2 萬元（不含機 床的費用） ，而購置同類型的普通數(shù)控機床的價格近 5 萬元。本次改造最大的收 獲是：通過老師的指導(dǎo)，鞏固了理