CA6140车床机械部分的数控化改造分析

优胜编程龚老师

CA6140车床机械部分的数控化改造分析




由于数控机床价格比较昂贵,一次性投资较大,一些中小企业心有余而力不足。
目前,许多企业都有大量的普通机床,走普通机床的数控化改造之路是实现数控化比较经济有效途径。而CA6140在普通机床中比较普遍,所以本文选择了CA6140车床作为数控化改造的例子。

1 普通车床数控化改造的意义 由于机床技术的不断进步,普通机床数控化改造是适合我国实际情况的实用性技术,具有重要的意义。金机通提示，目前,各企业一般都有不少普通车床,完全用数控车床加以替换根本不可能。解决这个问题,走普通车床数控改造之路是首选。
在美国、日本和德国等发达国家,它们的机床改造作为新的经济增长行业,生意盎然。美国、日本等国家有许多数控专业化公司为用户提供数控改造服务。我国拥有300万台机床,其中大部分是通用车床。因此,普通车床的数控化改造,大有发展前途。

2 普通机床机械部分数控化改造的要求 数控改造对机械传动的要求为:
(1)尽量采用摩擦系数小的传动副以减小摩擦力,如滚动导轨和滚动丝杠螺母副。

(2)选用最佳的降速比。为达到数控机床所要求的脉冲当量,使运动位移尽可能地快速到达跟踪指令。

(3)尽量缩短传动链以及用预紧的办法提高传动系统的刚度。传动链越短,传动精度越高。传动系统的刚度越大,传动越精确。

(4)尽量消除传动间隙,以减小反向行程误差,如采用消除间隙的联轴器和消除传动齿轮间隙的机构等来尽量减小误差。

(5)尽量满足低振动和高可靠性方面的要求。为此应尽量选择间隙小、传动精度高、转动惯量大、效率高以及传递转矩大的传动元件。







3 CA6140车床机械部分数控化改造 CA6140车床机械部分数控化改造成纵向进给传动链由步进电动机驱动,经齿轮副和滚珠丝杠副传动。金机通提示，功率步进电动机型号为110BF003,其主要技术参数为最大静力矩,步距角,转动惯量4.606×10-4kg·m2,快速空载启动时电动机转速r/min;滚珠丝杠直径=50mm,螺距mm,=400mm,1400mm,支撑距mm。工作台及刀架质量W=3000N,最大轴向负荷=5000N,导轨静摩擦力=3000×0.2=600N。 要求:脉冲当量mm,加速时间25m/s,最大进给速度=1.2m/s,定位精度mm。

(1)降速比计算 N/mm N/mm 其中E为弹性模量 针对CA6140车床进行了机械部分的数控化改造,改造后的车床具有数控加工能力,使自动化水平和加工精度有所提高,定位会更加准确、可靠,操作更简便。既可提高生产率,又可改善加工工艺。但其设计较简单,当然也是存在一些问题有待进一步解决。随着科技的发展,无极变速电机性能的提高及价格的降低,有望进一步简化机械部分的结构。