普通机床的数控化改造

1、普通机床的数控化改造西安航空职业技术学院 张俊一、机床改造的一般步骤1.明确机床数控化改造的任务和目标 阐述改造的原因、意义，原来机床的功能，改造后机床应具备的功能。2.总体方案设计 包括数控系统的选型、依据；机械部分总体改造思路、电气部分总体改造思路。3.设计计算及结构改装 具体部件和结构的设计计算依据、结果；选用部件的具体型号、图。4.制造、安装、调试 机械连接件、电气控制柜的制作、安装、调试二、普通机床数控化改造实例1.卧式车床的数控化改造(1)总体方案设计1)设计任务：利用微机对C616型卧式车床的纵、横向进给系统进行开环控制，纵向脉冲当量为0.01mm脉冲，横向脉冲当量为0.005m

2、m脉冲，驱动元件采用步进电动机。图7-14改造后的车床传动系统1纵向滚珠丝杠副2横向滚珠丝杠副3、4步进电动机5自动刀架2)总体方案确定：根据设计任务，系统应采用轮廓控制形式。(2)机械部分改造设计与计算机械部分设计内容包括：传动元件的设计计算及选用，运动部件的惯性计算，步进电动机的选择等。1)纵向进给系统的设计计算。2)滚珠丝杠设计计算。 计算作用在丝杠上的最大动负荷FQ。首先根据切削力和运动部件的重量引起的进给力，计算出丝杠的轴向载荷，再根据要求的寿命值计算出丝杠副应能承受的最大动载荷FQ。 效率计算。根据机械原理课程中的公式，丝杠副的传动效率 刚度验算。滚珠丝杠工作时受轴向力和扭矩的作用

3、，它将引起导程L0发生变化，因滚珠丝杠受扭时引起的导程变化量很小，可忽略不计，故工作负载引起的导程变化量L为3)确定齿轮传动比。4)步进电动机的选择。 负载转动惯量估算。折算到步进电动机轴上的转动惯量可按下式估算 负载转矩计算及最大静转矩选择。根据能量守恒原理，电动机等效负载转矩 步进电动机的最高工作频率(3)横向进给系统的设计计算(4)车床数控化改造的机械结构特点1)纵向滚珠丝杠。图2车床纵向传动的支承结构1、4推力球轴承2、10径向滑动轴承3左端轴承座5左接杆6、9联轴套7滚珠丝杠副8螺母座11丝杠托架12消隙变速箱13步进电动机2)横向滚珠丝杠。图3车床横向传动的支承结构1步进电动机2消

4、隙变速箱3支承架4、5、8联轴套6滚珠丝杠副7螺母座9支承短轴3)导轨副。4)主轴脉冲发生器。5)安装电动卡盘或液压卡盘。(5)安装调整中应注意的问题1)利用螺母的间隙调整装置调整丝杠副间隙时，应使调整后产生的预紧力为丝杠副最大负载的 13 为宜。2)传动丝杠轴线上各联轴套上的锥销孔应按十字分布方式进行配作。3)消除齿轮间隙的方法很多，调整中心距的方法是最简便的一种。4)滚珠丝杠副的制造精度要求较高，加工工艺比较复杂，都是由专业工厂按系列化进行生产。5)主轴脉冲发生器的引出轴与车床主轴按1 1无间隙柔性连接传动，连接后应保证两者有很好的同步性。2.铣床的数控化改造(1)工作台的进给运动因为改造

5、后的机床主要加工圆弧、凸轮一类平面曲线轮廓，所以采用微机数控系统实现三坐标两轴联动控制，工作台纵向(轴)、横向(轴)及垂直方向(轴)的运动分别由步进电动机经过一级齿轮减速后由滚珠丝杠副拖动。(2)结构设计1)应尽量消除齿轮副和丝杠副的间隙，齿轮采用双片薄齿轮错齿法消除间隙。2)若采用直流伺服电动机作驱动元件，伺服电动机的轴端为光轴，齿轮与电动机轴、电动机轴与传动轴采用锥环无键连接较方便。图7-5消隙联轴器1套筒2、3锥环4压盖5轴6螺钉图7-5消隙联轴器1套筒2、3锥环4压盖5轴6螺钉图7工作台加平衡液压缸或配重3)升降台式铣床工作台重，而且铣削力也较大，垂直丝杠要配备功率较大的驱动电动机，且