CA6140車床機械部分的數控化改造

摘 要:本文主要介紹普通車床數控化改造的意義、數控化改造的方法以及CA6140車床機械部分數控化改造的具體過程。

關鍵詞:CA6140車床 數控化改造 機械部分

中圖分類號:TG502文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2012)04(a)-0017-02

隨著我國制造技術的發展，產業結構的調整和升級，數控機床大有取代普通車床的趨勢。數控機床具有對加工對象的適應性強、加工精度高、生產效率高、經濟效益好、可靠性高、減輕了操作者的勞動強度、有利于生產管理的現代化、具有很強的通信功能[1]等諸多優點，使得數控機床備受各企業的青睞。但是，數控機床價格比較昂貴，一次性投資較大，一些中小企業心有余而力不足。目前，許多企業都有大量的普通機床，走普通機床的數控化改造之路是實現數控化比較經濟有效途徑。而CA6140在普通機床中比較普遍，所以本文選擇了CA6140車床作為數控化改造的例子。

1 普通車床數控化改造的意義

由于機床技術的不斷進步，普通機床數控化改造是適合我國實際情況的實用性技術，具有重要的意義。目前，各企業一般都有不少普通車床，完全用數控車床加以替換根本不可能。解決這個問題，走普通車床數控改造之路是首選。在美國、日本和德國等發達國家，它們的機床改造作為新的經濟增長行業，生意盎然。美國、日本等國家有許多數控專業化公司為用戶提供數控改造服務[2]。我國擁有300萬臺機床，其中大部分是通用車床。因此，普通車床的數控化改造，大有發展前途。

2 普通機床機械部分數控化改造的要求

數控改造對機械傳動的要求為:

(1)盡量采用摩擦系數小的傳動副以減小摩擦力，如滾動導軌和滾動絲杠螺母副。

(2)選用最佳的降速比。為達到數控機床所要求的脈沖當量，使運動位移盡可能地快速到達跟蹤指令。

(3)盡量縮短傳動鏈以及用預緊的辦法提高傳動系統的剛度。傳動鏈越短，傳動精度越高。傳動系統的剛度越大，傳動越精確。

(4)盡量消除傳動間隙，以減小反向行程誤差，如采用消除間隙的聯軸器和消除傳動齒輪間隙的機構等來盡量減小誤差。

(5)盡量滿足低振動和高可靠性方面的要求。為此應盡量選擇間隙小、傳動精度高、轉動慣量大、效率高以及傳遞轉矩大的傳動元件[3]。

3 CA6140車床機械部分數控化改造

CA6140車床機械部分數控化改造成縱向進給傳動鏈由步進電動機驅動，經齒輪副和滾珠絲杠副傳動。功率步進電動機型號為110BF003，其主要技術參數為最大靜力矩，步距角，轉動慣量4.606×10-4kg·m2，快速空載啟動時電動機轉速r/min;滾珠絲杠直徑=50mm，螺距mm，=400mm，1400mm，支撐距mm。工作臺及刀架質量W=3000N，最大軸向負荷=5000N，導軌靜摩擦力=3000×0.2=600N。

要求:脈沖當量mm，加速時間25m/s，最大進給速度=1.2m/s，定位精度mm。

(1)降速比計算

N/mm

N/mm

其中E為彈性模量

4 小結

針對CA6140車床進行了機械部分的數控化改造，改造后的車床具有數控加工能力，使自動化水平和加工精度有所提高，定位會更加準確、可靠，操作更簡便。既可提高生產率，又可改善加工工藝。但其設計較簡單，當然也是存在一些問題有待進一步解決。隨著科技的發展，無極變速電機性能的提高及價格的降低，有望進一步簡化機械部分的結構。

參考文獻

[1] 陳子銀，陳為華.數控機床結構、原理與應用[M].北京:北京理工大學出版社，2006，8.

[2] 鄭堤，唐可洪.機電一體化設計基礎[M].北京:機械工業出版社，2005，1.

[3] 李勇，李偉光.機械設備數控技術[M].北京:國防工業出版社，2010，1.