普通車床的數(shù)控改造方法及設(shè)計
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發(fā)表時間：2020-09-08 16:15:50
目前機床數(shù)控化改造的市場在我國還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在我國機床數(shù)控化率不到3％。用普通機床加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展，所以必須大力提高機床的數(shù)控化率。本文以車床的數(shù)控改造為例，介紹了機床數(shù)控改造的方法，包括其結(jié)構(gòu)的改造設(shè)計，性能與精度的選擇以及最后改造方案的確定。
關(guān)鍵詞：數(shù)控；改造；車床
機床數(shù)控改造的意義
1）節(jié)省資金。 機床的數(shù)控改造同購置新機床相比一般可節(jié)省60%左右的費用，大型及特殊設(shè)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(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級也只需花費購買新機床60%的費用，并可以利用現(xiàn)有地基。
2）性能穩(wěn)定可靠。因原機床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。
3） 提高生產(chǎn)效率。 機床經(jīng)數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工的自動化效率可比傳統(tǒng)機床提高 3至5倍。對復(fù)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(jié)約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。
1 普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計
機床的數(shù)控改造，主要是對原有機床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計，最終使機床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。數(shù)控車床是機電一體化的典型代表，其機械結(jié)構(gòu)同普通的機床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代的數(shù)控機床不是簡單地將傳統(tǒng)機床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機床的基礎(chǔ)上，僅對局部加以改進(jìn)而成（那些受資金等條件限制，而將傳統(tǒng)機床改裝成建議數(shù)控機床的另當(dāng)別論）。傳統(tǒng)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(shù)控機床對加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求。現(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳動系統(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)控機床的獨特機械結(jié)構(gòu)。因此，我們在對普通機床進(jìn)行數(shù)控改造的過程中，應(yīng)在考慮各種情況下，使普通機床的各項性能指標(biāo)盡可能地與數(shù)控機床相接近。
2 數(shù)控車床的性能和精度的選擇
并不是所有的舊機床都可以進(jìn)行數(shù)控改造，機床的改造主要應(yīng)具備兩個條件：第一，機床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛性。第二，改造的費用要合適，經(jīng)濟(jì)性好。在改裝車床前，要對機床的性能指標(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于機床本身原有水平。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(shù)、轉(zhuǎn)速范圍、功率以及是否需要數(shù)控制動停車等。
2）進(jìn)給運動：
進(jìn)給速度：Z向（通常為8～400mm/min）；X向（通常為2～100 mm/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(dāng)量：在0.025～0.005mm內(nèi)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(shù)、徑節(jié)和錐螺紋等），一般螺距在10mm以內(nèi)都不難達(dá)到。
3）進(jìn)給運動驅(qū)動方式（一般都選用步進(jìn)電機驅(qū)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(zhuǎn)位刀架，若配置需要確定工位數(shù)
關(guān)鍵詞：數(shù)控；改造；車床
機床數(shù)控改造的意義
1）節(jié)省資金。 機床的數(shù)控改造同購置新機床相比一般可節(jié)省60%左右的費用，大型及特殊設(shè)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(jié)構(gòu)進(jìn)行徹底改造升級也只需花費購買新機床60%的費用，并可以利用現(xiàn)有地基。
2）性能穩(wěn)定可靠。因原機床各基礎(chǔ)件經(jīng)過長期時效，幾乎不會產(chǎn)生應(yīng)力變形而影響精度。
3） 提高生產(chǎn)效率。 機床經(jīng)數(shù)控改造后即可實現(xiàn)加工的自動化效率可比傳統(tǒng)機床提高 3至5倍。對復(fù)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(jié)約了費用而且可以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。
1 普通車床的數(shù)控化改造設(shè)計
機床的數(shù)控改造，主要是對原有機床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計，最終使機床達(dá)到比較理想的狀態(tài)。數(shù)控車床是機電一體化的典型代表，其機械結(jié)構(gòu)同普通的機床有諸多相似之處。然而，現(xiàn)代的數(shù)控機床不是簡單地將傳統(tǒng)機床配備上數(shù)控系統(tǒng)即可，也不是在傳統(tǒng)機床的基礎(chǔ)上，僅對局部加以改進(jìn)而成（那些受資金等條件限制，而將傳統(tǒng)機床改裝成建議數(shù)控機床的另當(dāng)別論）。傳統(tǒng)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(shù)控機床對加工精度、表面質(zhì)量、生產(chǎn)率以及使用壽命等要求。現(xiàn)代的數(shù)控技術(shù)，特別是加工中心，無論是其支承部件、主傳動系統(tǒng)、進(jìn)給傳動系統(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)控機床的獨特機械結(jié)構(gòu)。因此，我們在對普通機床進(jìn)行數(shù)控改造的過程中，應(yīng)在考慮各種情況下，使普通機床的各項性能指標(biāo)盡可能地與數(shù)控機床相接近。
2 數(shù)控車床的性能和精度的選擇
并不是所有的舊機床都可以進(jìn)行數(shù)控改造，機床的改造主要應(yīng)具備兩個條件：第一，機床基礎(chǔ)件必須有足夠的剛性。第二，改造的費用要合適，經(jīng)濟(jì)性好。在改裝車床前，要對機床的性能指標(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于機床本身原有水平。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(shù)、轉(zhuǎn)速范圍、功率以及是否需要數(shù)控制動停車等。
2）進(jìn)給運動：
進(jìn)給速度：Z向（通常為8～400mm/min）；X向（通常為2～100 mm/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(dāng)量：在0.025～0.005mm內(nèi)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(shù)、徑節(jié)和錐螺紋等），一般螺距在10mm以內(nèi)都不難達(dá)到。
3）進(jìn)給運動驅(qū)動方式（一般都選用步進(jìn)電機驅(qū)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(zhuǎn)位刀架，若配置需要確定工位數(shù)
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