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机床数控化改造的内容


责任编辑:admin 发表时间:2017/9/4 16:03:11

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机床数控化改造包括进给轴的改造、主轴部分的改造、刀架部分的改造、润滑部分的改造等。二手机床改造后的性能也更加稳定,使用起来更加顺手。

1、进给轴的改造

普通机床的X轴和Z轴均由同一电机驱动,走刀运动经走刀箱传动丝杠及溜板箱,获得不同的工件螺距即Z轴运动;走刀运动经走刀箱传动光杆及溜板箱,获得不同的进刀量即X轴运动。普通机床数控化改造时一般都往掉走刀箱及溜板箱,改用进给伺服(或步进)传动链分别代替,具体体现为:

Z轴:纵向电机→减速箱(或联轴器)→纵向滚珠丝杠→大拖板,纵向按数控指令获得不同的走刀量和螺距。

X轴:横向电机→减速箱(或联轴器)→横向滚珠丝杠→横滑板,横向按数控指令获得不同的走刀量。

改造后整个传动链的传动精度在保证机床刚性的条件下,与滚珠丝杠副的选择和布置结构形式、机床导轨的精度情况等有很大的关系。


1)、滚珠丝杠副的选择和布置结构形式

普通机床大多采用的是T型丝杠等滑动丝杠副,与滚珠丝杠副相比摩擦阻力大、传动效率低,不能适应于高速运动。另外由于磨损快,造成其精度保持性和寿命低等等,在进行普通机床数控化改造时往往都将其更换为滚珠丝杠副。滚珠丝杠副有以下一些特点:摩擦损失小,传动效率高,可达0.90~0.96;若使用的丝杠螺母预紧后,可以完全消除间隙,进步传动刚度;摩擦阻力小,几乎与运动速度无关,消息摩擦力之差极小,能保证运动平稳,不易产生低速爬行现象;磨损小、寿 命长、精度保持性好。但应留意,由于滚珠丝杠副不能自锁,有可逆性,即能将旋转运动转换为直线运动,或将直线运动转换为旋转运动,因此丝杠立式和倾斜使用时,应增加制动装置或平衡装置。


2)、机床导轨

普通机床导轨大多采用的是滑动导轨,其动、静摩擦系数大,在使用一段时间后都会有不同程度的磨损,对机床传动精度和其保持性带来很大的影响。因此在对其进行数控化改造的同时必须针对机床导轨状况进行必要的检验处理,对于磨损较严重的更要进行大修,即进行磨削、淬火、贴塑、配刮等处理,同时采用公道的润滑,充分保证其精度。


3)、电机与丝杠的联接

在满足机床要求的条件下,为减少中间环节带来的传动误差,我们多将电机与丝杠副通过联轴器直接联接,这要根据改造中实际情况来定。一般对于小型机床如 C6116型,由于空间尺寸有限,特别是X轴,电机与丝杠副不能直联,多采用齿轮副或同步带论来传动;对于大型机床如C6150,床身长5米的机床,由于 丝杠较长,直径较大,除了要考虑传动力的题目,还要考虑其低速性能及加减速惯量匹配的题目,往往电机都要通过几级减速来传动。无论是采用齿轮还是同步带论 来传动,其传动间隙的消除是比较关键的。齿轮传动中常用的方法有错齿消隙法、偏心轴调整法等等,同步带论传动中多采用调整中心距或张紧轮消隙法。


2、主轴部分的改造

机床主轴带动工件以不同转速旋转是车削加工中的主运动,消耗机床大部分动力。普通机床由主电动机经皮带传动,经主轴变速箱带动主轴旋转,主轴箱经手动或自动变速获得(9~24)级转速,通过电磁或液压离合器操纵主轴的变速和正反转;而数控机床主轴箱由电主轴或传统机械主轴单元加变频电机和变频器组成。普通机床在数控化改造时大部分情况下保存原主轴箱,不做改动或少做改动。


3、刀架部分的改造

目前数控机床刀架基本为电动刀架,其特点是定位更正确、迅速。老式传统机床刀架多为手动、液压驱动或少部分的电动,改造时可以根据需要对其加以更换。

电动刀架可分为卧式转塔刀架(一般安装8~12把刀)和立式电动刀架,立式电动刀架有四工位(或六工位),其中每一种刀架又有抬刀刀架(两端齿盘)和免抬刀刀架(三端齿盘)之分。卧式转塔刀架价格相对较贵,改造中常用立式四工位电动刀架。


4、润滑部分的改造

老式传统机床除主轴箱外,导轨、丝杠副、光杆等多用油枪定期注油润滑和油脂润滑,这对机床的导轨、丝杠副等的精度保持很不利,在同等驱动下机床运动的稳定性、灵活性也差一些。


5、机床防护

机床改造后整个防护分局部防护、半防护和全防护三种。



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