普通CA6140車床的經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造設(shè)計(jì)

王濤 王保濤 周秀麗

摘要：隨著工業(yè)水平的不斷提高，數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中得到快速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及其不斷擴(kuò)展的應(yīng)用領(lǐng)域，數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)在各行各業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，數(shù)控機(jī)械技術(shù)一直在不斷地進(jìn)行完善。通過(guò)對(duì)我國(guó)現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)械技術(shù)進(jìn)行分析，探討了經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造，對(duì)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控需要有?；脑斓男ЧM(jìn)行分析以促進(jìn)新型數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：CA6140車床;經(jīng)濟(jì)型;設(shè)計(jì)

在工業(yè)制造過(guò)程中，數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)的地位非常重要，通過(guò)數(shù)字信息可以控制機(jī)床的操作，通過(guò)數(shù)字方式控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，在程序界面上顯示相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，并輸入信息。在控制系統(tǒng)中，在進(jìn)行編碼和代碼轉(zhuǎn)換操作之后，執(zhí)行數(shù)據(jù)計(jì)算和集成，發(fā)布機(jī)械指令，按照指示實(shí)現(xiàn)相對(duì)刀具和工具移動(dòng)，以及處理符合標(biāo)準(zhǔn)和要求的零件和組件。加強(qiáng)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控化改造升級(jí)，可以有效地提高零部件的精密度。

1數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀

數(shù)控機(jī)械技術(shù)在工業(yè)制造過(guò)程中得到了充分的體驗(yàn)，也是工業(yè)現(xiàn)代性的重要體現(xiàn)。數(shù)控簡(jiǎn)單來(lái)講就是利用數(shù)字化進(jìn)行控制。與手動(dòng)控制相比，數(shù)控已實(shí)現(xiàn)了高速，高精度的方向發(fā)展。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行完美融合，在一定程度上反映了國(guó)家的工業(yè)化水平。經(jīng)過(guò)綜合分析，目前我國(guó)的數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)已經(jīng)可以滿足一般的生產(chǎn)加工水平。對(duì)于高性能產(chǎn)品，很難滿足，需要利用國(guó)外或進(jìn)口技術(shù)的機(jī)械產(chǎn)品。對(duì)于研究部門來(lái)說(shuō)，對(duì)高端產(chǎn)品的需求更高，我國(guó)的立式車床加工技術(shù)比較完備，技術(shù)水平已達(dá)到國(guó)際主要水平，許多產(chǎn)品可以銷往海外。與臥式相比，立式車床技術(shù)含量相對(duì)較低，成本較低，后續(xù)維護(hù)簡(jiǎn)單。因此，其出口主要針對(duì)世界欠發(fā)達(dá)地區(qū)，而自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)是中國(guó)數(shù)控車床發(fā)展的未來(lái)方向。數(shù)控機(jī)床還包括精密加工和精密加工，這也實(shí)現(xiàn)了自給自足。但是，隨著數(shù)控機(jī)床水平地提高，家用電器制造的產(chǎn)品表面粗糙且尺寸誤差很大，而且精度不高，通常用于冶金，重工業(yè)和發(fā)電領(lǐng)域。

數(shù)控技術(shù)在加工中是一種比較先進(jìn)的技術(shù)，雖然利用數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)加工和普通機(jī)床生產(chǎn)出的零部件從表面看似相同，其實(shí)存在很多差異，傳統(tǒng)機(jī)床加工雖然比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)質(zhì)量的要求比較低。數(shù)控機(jī)械加工過(guò)程對(duì)質(zhì)量要求比較高，當(dāng)時(shí)工作效率比較慢，所以需要提高進(jìn)刀工藝，才能有效提升加工質(zhì)量和效率。

2經(jīng)濟(jì)視角下CA6140車床數(shù)控化改造路徑

2.1總體改造設(shè)計(jì)框架

針對(duì)普通的CA6140車床操作過(guò)程中，為了能夠有效滿足相應(yīng)的生產(chǎn)條件，需要在生產(chǎn)期間利用數(shù)控系統(tǒng)對(duì)相應(yīng)的加工程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后結(jié)合相應(yīng)的運(yùn)算結(jié)果發(fā)出指令，將指令信息傳輸至X軸和Z軸步進(jìn)電機(jī)，從而帶動(dòng)滾輪絲桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化產(chǎn)品的生產(chǎn)目標(biāo)。為了能夠有效滿足經(jīng)濟(jì)型精確型的功能要求，在進(jìn)行CA6140機(jī)床改造過(guò)程中，首先應(yīng)當(dāng)選擇半閉環(huán)控制方法，利用先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行控制。另外，為了更好地執(zhí)行指令信息，在進(jìn)行設(shè)計(jì)改造過(guò)程中，需要將X軸和Y軸之間需要選擇混合型步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，才能夠有效增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)效果，并且需要優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)都沒(méi)關(guān)系。同時(shí)，在進(jìn)行CA6140機(jī)床改造過(guò)程中應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)配置電子手輪設(shè)備，擬定相應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)控制方案。

2.2滾珠絲杠的選擇

經(jīng)過(guò)合理的計(jì)算對(duì)比結(jié)果以后，針對(duì)CA6140車床的外循環(huán)型滾珠絲杠，需要計(jì)算出最大的荷載，包括走刀抗力以及相關(guān)的工作摩擦力，因此該計(jì)算結(jié)果是設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，縱向和橫向的滾珠絲桿校驗(yàn)方式需要依靠傳動(dòng)效率計(jì)算、絲桿高度驗(yàn)算和壓桿穩(wěn)定性驗(yàn)算三步，才能夠選擇最佳的滾珠絲杠，當(dāng)然在選擇過(guò)程中還需要考慮到最大工作負(fù)載能力。

2.3減速器箱體的選擇

結(jié)合CA6140車床的設(shè)計(jì)文檔，在進(jìn)行機(jī)床改造過(guò)程中脈沖的量值是固定的，當(dāng)?shù)玫饺我赓u充值時(shí)，需要在步進(jìn)電動(dòng)機(jī)與滾珠絲桿之間設(shè)立一臺(tái)減速裝置，并且對(duì)該減速裝置進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)工作，通過(guò)對(duì)縱向和橫向輸入軸的計(jì)算可以看出，減速器箱體的縱向和橫向能夠使用一臺(tái)減速裝置，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)當(dāng)合理選擇減速器箱體的尺寸，在進(jìn)行設(shè)計(jì)過(guò)程中，減速箱的壁厚設(shè)計(jì)是非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，同時(shí)要考慮到齒輪的精度，需要設(shè)定在一定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。同時(shí)針對(duì)減速器的設(shè)計(jì)要保持高效率性。

2.4滾珠絲杠軸承的選擇

針對(duì)滾珠絲杠軸承的選擇型號(hào)較多，但是在選擇過(guò)程中要結(jié)合相應(yīng)的功能需求，車床在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生滾動(dòng)軸承失效的原因是由于疲勞點(diǎn)服飾所引起的，從而會(huì)降低軸承的使用壽命。因此針對(duì)滾珠絲杠的軸承要選擇耐摩擦型、壽命較長(zhǎng)的軸承。同時(shí)在進(jìn)行軸承選擇過(guò)程中，按照可靠度進(jìn)行選擇也是非常重要的因素。

2.5電機(jī)選型設(shè)計(jì)

在進(jìn)行CA6140機(jī)床數(shù)字化改造過(guò)程中，加強(qiáng)電機(jī)型號(hào)的選擇非常重要。在針對(duì)縱向進(jìn)給系統(tǒng)電機(jī)選擇過(guò)程中，為了能夠有效滿足系統(tǒng)縱向運(yùn)行的要求，應(yīng)當(dāng)按照機(jī)床定位精度的標(biāo)準(zhǔn)選擇脈沖為0.01mm的脈沖電機(jī).在針對(duì)電機(jī)步進(jìn)角參數(shù)選擇過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)充分考慮電機(jī)的步距角、脈沖當(dāng)量等參數(shù)之間的關(guān)系，依靠參數(shù)關(guān)系選擇電機(jī)型號(hào)。為了能夠有效滿足ca6140車床改造的需求，在進(jìn)行經(jīng)濟(jì)型車床數(shù)字化改造過(guò)程中，應(yīng)將加強(qiáng)對(duì)電機(jī)型號(hào)的合理采用，不僅可以達(dá)到經(jīng)濟(jì)型車床的目的，才能夠有效提高車床的工作效率，為企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)帶來(lái)較高的經(jīng)濟(jì)收益。

3結(jié)束語(yǔ)

隨著工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高，很多行業(yè)對(duì)機(jī)械加工的精度和質(zhì)量提出了更高的要求。因此更多制造業(yè)會(huì)對(duì)相應(yīng)的機(jī)床自動(dòng)化要求升高。傳統(tǒng)的手工式操作機(jī)床，已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的需求，因此必須要對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造升級(jí)。通過(guò)分析普通CA6140機(jī)床的數(shù)控化改造，使該機(jī)場(chǎng)具有數(shù)控機(jī)床的基本功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。具體的改動(dòng)方向?yàn)榻?jīng)濟(jì)型機(jī)床，因此在配件和系統(tǒng)的選擇上，必須要考慮到改造升級(jí)的成本，提高該車床的經(jīng)濟(jì)性數(shù)控化改造。

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