《数控车技术分册》-第二章

2.1经济型数控车床

经济型数控车床是以配置经济型数控系统为特征，常用于开环或半闭环伺服系统控制，进给采用步进电动机或伺服电动机，主轴调速采用机械变速或变频调速，车床结构与普通车床相似，具有经济实用、结构简单、操作方便、价格低廉的特点。在加工中它既有普通车床的刚性和稳定性，又有数控车床的精度可控制性和持久性，所以日前使用非常广泛。我国经济型数控车床技术可靠、产品成熟。日前，经济型数控车床已经在开始大批量生产。2.1.1CAK6150数控车床CAK6150数控车床为两坐标两轴联动的卧式车床，其外观如图2-1所示。车床采用机械变速，通过操作车床左边的机械手柄，手动换挡共分为高、中、低三挡;选用立式四工位电动刀架，刀架前置;机械手动方式的尾座;选用数控系统为FANUCOi-Male-TB。下一页返回2.1经济型数控车床1.车床技术参数CAK6150数控车床主要技术参数见表2-1。2.车床结构特点(1)床身与导轨。CAK6150数控车床的车床采用卧式平床身，床身采用铸铁材料，整体刚性较高。采用水平导轨，滑动导轨面采用中频淬火，硬度高。床身强度及静刚度较高，抗弯、抗扭性强，适合于重切削。(2)传动系统。CAK6150数控车床的车床传动系统如图2-2所示。主传动采用双速电动机及电磁离合器变速，可实现手动三挡，自动四挡，共十二级转速。它的主电动机仍采用普通三相异步电动机，所以它的显著缺点是没有恒线速度切削功能。车床采用单片式电磁刹车离合器，解决主轴的刹车和离合。车床进给系统采用伺服电动机，X轴电动机与滚珠丝杠连接采用齿轮消除间隙结构，Z轴电动机与精密滚珠丝杠之间直联驭动。返回上一页下一页2.1经济型数控车床（3）其他机构。CAK6150数控车床的车床采用立式电动四工位的前置刀架，刀具安装方便。但由于刀架在加工时挡住了操作者视线，对刀和工件测量有一定影响。机械手动方式的尾座，与普通车床相同，尾座锁紧有两种方式。手动三爪自定心卡盘，半封闭式防护，操作空间比较大。返回上一页下一页2.1经济型数控车床2.1.2CY-K360数控车床CY-K360数控车床为两坐标两轴联动的卧式车床，其外观如图2-3所示。选用数控系统为SIEMEN5802C,具备恒线速度切削和刀尖圆弧半径自动补偿功能。1.车床主要技术参数

CY-K360数控车床主要技术参数见表2-2。2.车床结构特点(1)车床传动系统。CY一K360数控车床的车床传动系统如图2-4所示。主传动结构采用独立式主轴系统，主轴转速30一2OOOr/min，主轴调速方式为变频无级调速，采用变频电动机通过多楔带与主轴连接，减少厂机械传动链，结构简单，维护方便。车床进给系统采用伺服电动机，X轴和Z轴电动机与滚珠丝杠之间用联轴器连接传动，半闭环控制。返回上一页下一页2.1经济型数控车床(2)床身结构。CY一K360数控车床的床身主截面为梯形结构，床身床脚为树脂砂铸造，主导轨采用三角形平面导轨结构。(3)其他机构。CY一K360数控车床的车床采用立式电动卧式六工位刀架，机械手动方式的尾座，手动卡盘，全封闭式防护。返回上一页2.2中档型数控车床CK40数控车床为两坐标两轴联动的卧式斜床身数控车床，其外观如图2-5所示。选用的数控系统为FANUC-Oi-TC，具备恒线速度切削和刀尖圆弧半径自动补偿功能。配有卧式八工位电动刀架、液压卜盘、液压尾座等。车床采用全封闭防滑装置，自动化程度较高。1.车床的主要技术参数CK40数控车床的主要技术参数见表2-3。2.车床结构特点(1)床身与导轨。如图2-6所示，CK40数控车床的床身采用45。斜床身矩形导轨。矩形滑动导轨面采用超音频淬火磨削工艺，硬度高，在床鞍导轨结合面处采用贴防等工艺措施，摩擦阻尼系数等动态特性较好，避免厂低速爬行现象的发生。高刚性及高稳定性的床身为整机的高精度加工提供厂有力保证。斜床身结构使得排屑容易。(2)车床传动系统。CK40数控车床的主轴为独立主轴单元，采用FANUC大功率交调变频主轴电动机驭动，主电动机通过皮带轮变速后直接带动主轴转动，减少厂机械传递的功率损耗，启动快速、平稳。最高转速可达3SOOT/tnin，结构简单，维护方便。主轴卜盘夹紧和松开可以通过脚踏开关控制。下一页返回2.2中档型数控车床车床进给系统全部由伺服电动机直联驭动，精度高，传动准，刚性、动态特性好。滚珠丝杠采用一端固定一端支承的方式，固定端可消除轴向间隙，使丝杠一端能自由延伸，避免厂在工作过程中由于温度升高而引起的丝杠伸长，产生纵向弯曲，保证丝杠使用时的定位精度和滚珠丝杠的系统刚性。控制采用绝对式位置编码器，快速移动速度为X轴l0tn/tnin,Z轴12tn/tnin,整个滑动表面贴塑，消除爬行，大大提高厂工作精度，可完成精密的移动及定位，同时增加厂车床移动部件的耐磨性，增强抗冲击能力，使整机能长久保持导轨精度，提高车床使用寿命。(3)刀架及尾座。CK40数控车床是自动化程度较高的数控机床，配置厂电动卧式八工位刀架和套筒回转式液压尾座。后置刀架使得操作方便，套筒回转式液压尾座在套筒外圆装有四道滚珠轴承，采用液压驭动，省时省力，刚性好，同时带有移动定位的互锁装置，可以防止误操作。尾座移动通过手动插销使床鞍与尾座相连，尾座移动到位后脱开，通过液压缸实现尾座与床身锁紧。返回上一页2.3高精度数控车床2.3.1车削中心功能与配置1.车削中心功能如图2-7所示，车削中心除厂可以车削内外圆柱表面、内外圆锥面，车削螺纹以及钻孔、铰孔、锁孔及各种回转体表面外，还可以完成铣槽，铣多边形、雕刻图形等多种工序。2.车削中心的配置车削中心与数控车床相比，其车床结构的选择配置要复杂。如图2-8所示，车削中心选配件较多，如刀架、工件的装夹机构、对刀仪、送料装置、排屑器、副主轴、工件接收器等，可根据需要进行适当选配。返回下一页2.3高精度数控车床2.3.2CH6145A车削中心CH6145A车削中心外观如图2-9所示。该车床具备如下两种先进功能:一种是动力刀具功能，如铣刀和钻头，通过刀架内部结构可使铣刀、钻头回车么另一种是轴位置控制功能。位置控制原有X,Z坐标，再加上C坐标，就使车床变成三坐标两联动轮廓控制。机床选用数控系统为FANUC-Oi-TC,配有十二工位的动力刀架、机内对刀仪、液压卡盘和液压尾座等。1.车床的主要技术参数CH6145A车削中心主要技术参数见表2-4。

2.车床结构特点(1)床身与导轨。如图2-10所示，CH6145A车削中心采用45斜角整体床身，矩形导轨面宽大，床身整体刚性高。矩形滑动导轨面采用超音频淬火磨削工艺，硬度高，在床鞍导轨结合面处采用贴防等工艺措施，摩擦阻尼系数等动态特性较好。高刚性及高稳定性的床身为整机的高精度加工提供了有力保证。返回上一页下一页2.3高精度数控车床(2)车床传动系统。CH6145A车削中心的主轴为电主轴，无级调速，最高转速达到4000r/min，能很好保证零件的表面质量。车床进给系统全部由伺服电动机直联驱动，精度高，传动准，刚性、动态特性好。控制采用绝对式位置编码器。(3)动力刀架。动力刀架是车削中心的核心配套附件，本车床采用卧式十二工位动力刀架。回转刀盘上的动力头均采用可拆卸更换的结构形式，动力头卸下后即可用于安装车削刀具，动力头刀位只有被转至工作位置处才可获得回转动力。其特点是:多功能刀具系统可大幅增加车床的灵活性，减少工件装夹次数，提高加工精度和生产效率。(4)机内对刀仪。如图2-11所示，车床前端面上安装了对刀仪，用于车床的机内对刀。检测刀具时，对刀仪转臂摆出，其上端的接触式传感器测头对所用刀具进行检测。对刀仪采用可折叠收藏的结构，对完刀后即需翻转折叠牢固收放于主轴旁，测头锁在对刀仪防护罩里。返回上一页2.4数控车床的清洗1.前期准备确定典型零件的工艺要求、加工工件的批量，拟定数控车床应具有的功能是做好前期准备、合理选用数控车床的前提条件。(1)满足典型零件的工艺要求:典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。(2)根据精度要求(工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求)来选择数控车床的控制精度。(3)根据可靠性来选择:可靠性是提高产品质量和生产效率的保证。数控车床的可靠性是指车床在规定条件下执行其功能时，长时间稳定运行而不出故障，即平均无故障时间长，即使出了故障，短时间内也能恢复，重新投入使用。应选择结构合理、制造精良，并已批量生产的车床。一般用户越多，数控系统的可靠性越高。返回下一页2.4数控车床的清洗2.车床附件及刀具选购车床随机附件、备件及其供应能力、刀具等对已投产数控车床、车削中心来说是十分重要的。选择车床时，需仔细考虑刀具和附件的配套性。3.注重控制系统的同一性生产厂家一般选择同一厂商的产品，至少应选购同一厂商的控制系统，这给维修工作带来厂极大的便利。教学单位，由于需要学生见多识广，选用不同的系统，配备各种仿真软件是明智的选择。4.根据性能价格比来选择做到功能、精度不闲置、不浪费，不要选择和自己需要无关的功能。5.车床的防护需要时，车床可配备全封闭或半封闭的防护装置、自动排屑装置。返回上一页图2-1CAK6150数控车床外观图

返回图2-2CAK6150数控车床传动系统图返回图2-3CY-K360数控车床返回图2-4CY-K360车床传动系统

1，3一齿形带轮;2-同步齿形带;4,15—一滚珠红杠螺母副；5,14—一联轴器6,13—伺服电动机；7—螺母；8—丝杠；9,11—多楔带轮；10—多楔带；12—主电动机返回图2-5CK40数控车床返回图2-6CK40数控车床床身返回图2-7车削中心加工零件

返回图2-8车削中心配置图

返回图2-9CH6145A车削中心返回图2-10CH6145A车削中心整体床身返回图2