CA6140车床的数控化改造.doc

CA6140车床的数控化改造 摘要：数控化加工是机械行业向着高质量、高精度和高效率发展的必然趋势对现有CA6140车床进行数控化改造能够在满足生产需要的基础上降低新设备的购置成本提高企业的经济效益本文就其改造过程进行了论述 关键词：CA6140车床改造 数控机床是典型的机电一体化产品在机械制造业中发挥着巨大的作用解决了机械制造过程中对精密件和复杂结构件的加工就我们企业目前面临的现状来说大部分工厂在其生产过程中使用的还是CA6140等普通车床如果一次性购备数控机床所需要的资金较多企业心有余而力不足为此对普通车床进行数控化改造解决企业生产过程中遇到的技术和经济问题为技术人员提供参考依据是非常必要的 1数控机床改造的必要性 数控机床是利用数字化信息对机床的运动和加工过程进行控制的一种设备主要由机床主机、驱动装置、辅助装置、CNC装置和编程装置等部分组成按照加工工艺的不同可以分为金属切削类数控机床、特种加工类数控机床以及板材加工各类数控机床;按照控制运动轨迹的不同可以分为点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制数控机床;按照驱动装置的不同分为开环控制数控机床、闭环控制数控机床、半闭环控制数控机床和混合控制数控机床随着科学技术的不断进步数控机床越来越受到企业的青睐跟普通车床相比数控机床的优点主要有： (1)加工精度高质量稳定数控机床的定位精度为0.01mm重复定位精度为0.005mm特别适用于加工精度较高的产品 (2)数控机床的主传动和进给传动采用了独立的电机二者能够单独运动也可以多坐标联动在加工复杂曲面和形状复杂的零件过程中具有较高的精度 (3)数控车床采用了自动回转刀架在加工过程中能够实现自动换刀和一次换刀完成多道工序的加工 (4)数据机床在加工过程中预先将程序输入机床其加工过程无需人工操作大大降低了工人的劳动强度提高了生产效率 (5)数控机床上设置了自动监控和补偿装置机床的安全系数较高 但是数控机床的价格比较昂贵一般在几万到几十万对于普通中小型企业来全部购置是不可能实现的而将普通车床进行数控化改造不仅能够实现上述优点还能够为企业节省60%80%的费用特别是在大型机床改造中的优势更加明显 目前我国机床的总量大概在400余万台其中数控机床的数量仅为20余万台机床的数控化率为5%左右就普通机床来说在10年以上役龄的占到了60%对普通车床进行数控化改造具有非常重要的现实意义 2普通车床数控化改造的基本类型 2.1保留普通车床所有功能部件 该类型的车床改造完成后由数控系统、伺服驱动、伺服电机、原有普通车床各功能部件以及电动刀架等几部分组成横向和纵向采用伺服电机驱动其中横向的伺服电机固定在床鞍的后端面上通过一对同步带轮将运动传送到普通车床原有的横向丝杆副实现横向的快进和快移;纵向伺服电机则固定在进给箱的左端通过联轴器将运动传递到普通车床的进给箱在纵向丝杆的带动下实现纵向快移和进给该类型的车床数控化改造保留了普车大部分的功能部件改造后车床的精度不受影响适用于零件的粗加工过程中 2.2保留普通车床功能部件 该类型车床在改造过程中要拆除原有车床的挂轮、进给箱、溜板箱、三杆、托架以及横向丝杆副安装相应的纵向和横向滚珠丝杆组件、数控系统、驱动装置以及驱动电机该类型的车床数控化改造后能够保证其加工精度但是改造设计过程中的工作量较大周期较长适用于距离较近能够长时间停机的用户 2.3采用相关系列数控滑台机构 该类型车床改造过程中只借助原有车床的导轨安装新的数控系统、驱动装置以及电机即可改造后的机床克服了原来机床的精度低、可靠性差以及改造周期长的缺点实现了对车床快速、大规模的改造适用于对盘、套类零件的加工 3对CA6140改造的总体方案 CA6140车床(图1所示为其结构简图)主要用来完成对小型轴类、盘类以及螺纹类零件的加工要求机床能够控制其主轴的正反转以适应零件对切削速度的要求;刀架要能够在横向和纵向完成进给运动并且在换刀点能够完成四个到位的自动改变;加工螺纹时还要保证刀架移动一个逻辑或导程时主轴能够转一圈在对CA6140进行改造的过程中首先要解决的问题就是要实现对机械传动进给和手动控制转位刀架的数控化改造使其能够实现自动转位刀架和自动进给 根据CA6140车床的主要性能指标和工作状况其改造方案如图2所示 (1)拆除原有车床的横向和纵向丝杠光杠、溜板箱以及挂轮箱中的齿轮增加滚珠丝杠其中滚珠丝杠采用分体方式用套筒联轴器连接在一起横向滚珠丝杠的两端采用原有的固定和支承方式纵向滚珠丝杠通过托架安装在原来溜板箱跟床鞍连接的部位上 (2)横向驱动电机及齿轮减速器相对于操作者来说安装在床鞍的后部纵向驱动电机及齿轮减速器安装在机床右端靠近尾座的位置 (3)拆除原有手动刀架在小托板上安装数控转位刀架 (4)在挂轮箱内加装主轴脉冲编码器实现对主轴转速的同步检测来完成对螺纹类零件的加工 (5)在纵向和横向安装行程限位开关保证加工过程中不超程 (6)在横向安装接近开关保证零件在加工过程中能够返回参考点 (7)纵向和横向齿轮箱和丝杠要加装防护罩防止油污和切屑等赃物的进入 (8)根据机床的使用要求和改造成本加装合适的数控系统 4结论 随着数控技术的发展CA6140车床已经不能满足对零件加工的要求数控机床作为机电一体化产品在机械制造业中发挥着非常重要的作用解决了目前零件形状结构复杂精度要求高以及小批量生产的问题在改造过程中拆除了原有车床上的挂轮、进给箱、溜板箱等部件实现了其数控化改造确定了其数控化改造的基本方案其中传动系统采用了滚珠丝杠副刀架采用的自动转位刀架采用伺服电机对其进行驱动实现了机床主轴的快进和快移 参考文献 1龚仲华.数控机床维修技术与典型实例M.北京：人民邮电