摘要针对大多数企业,具有数量众多和较长使用寿命的普通机床,其加工精度较低、不能批量生产,自动化程度不高,自适应性差,但考虑投资成本,产业的连续性,又不能马上被淘汰。
数控机床作为机电液气一体化的典型产品,能解决机械制造中结构复杂、精密、批量、零件多变的问题,加工质量稳定,生产效率较高。
购买新的数控机床是提高产品质量和效率的重要途径,但是成本高,许多企业在短时间内无法实现,这严重阻碍企业设备更新的步伐。
为此把普通机床数控化改造,不失为一条投资少、提升产品质量及生产效率的捷径,提升企业竞争力,在我国成为制造强国的进程中,占有一席之地。
本文的主要内容有:1.对普通车床数控化改造经济性评价详细论证,确定普通车床数控化改造方案;2.对进给系统的滚珠丝杠型号选择与装配设计,支承方式的设计与轴承型号选择,步进电机选择等进行了详细研究;3.对常用进口数控装置系统和国产数控装置系统进行仔细比较,根据所改造的性能和精度指标来选配数控装置系统和自动刀架型号,提出选择方法;4.根据普通车床CA6140电气控制系统和原理图与普通车床数控化改造CJK6140-A的数控系统对比分析,形成普通车床数控化改造完整的电气控制技术图;5.为保持切削螺纹的功能,仔细研究了在主轴上安装脉冲发生器的选型,脉冲发生器直接与主轴间连接方法,并形成了相应的技术图;6.拆卸普通机床,甩掉原有进给箱等,对主传动系统的进行大修,滑板贴塑与铲刮调试,对机床相关部件和参数进行测绘、测量;7.绘出相应的零件图和装备图;8.给出普通车床数控化改造的安装、调试方法。
关键词:普通车床、数控、改造ABSTRACTMost enterprises still have large amounts general-purpose machine tools which have longevity of service, low precision, can not adapt to mass production, low automatization and adaptability, but can not be washed out because of its low cost and continuity of enterprise’s production.As a representative production of mechanical, electronic, hydraulic and pneumatic integration, numerically controlled machines have a stabilization quality and high efficiency, and can solve problems such as complex structure, high precision, mass production, part variety in machining.Purchasing new numerically controlled machines is an important way to improve production precision and efficiency, but it may not come true to many enterprises because it cost much. Enterprises’equipment updating step are counteracted severly. So General lathe's numerically controlled reforming is a quick way that costs less, improve production precision and efficiency, and it can improve enterprises’competitive power. So it can takes its place in our way to a powerful manufacturing country.The main contents is:1. The economical efficiency of the reform is evaluated in detail and the reforming scheme is maked according to misty optimum’s synthesize adjudicate principle.2. The ball screw’s type, assembling, supporting, bearing type, and stepping motorof feeding system is designed.3. The import and domestic NC systems were compared carefully, brought up a choose method and selected the NC system and automatic tool rest according to the function and accuracy index of reforming.4. The complete electricity control diagram was drawn out according to the result of comparing CA6140’s electricity control system and principle with the reforming CJK6140-A’s NC system.5. In order to protect the function of cutting a screw ,we carefully studied the impulse regulator and its connection with the principal axis, and draw out a techniquediagram.6. Disassembled the lathe, throw away the old feeding system, repaired the main driving system ,covered plastics on sliding surface, shoveling or scraping and testing, counted or measured the parts of the lathe.7. Draw out parts diagrams and assemble diagram.8 .Methods of installing and testing of general purpose lathe’s numerically controlled reforming were put forward.Key words: General purpose lathe、 Numerical control(NC)、Reform目录1.1.1国内外数控系统发展概况 (5)1.1.2数控技术发展趋势 (6)1性能发展方向 (6)1.1.3智能化新一代PCNC数控系统 (6)1.2.1微观看改造的必要性 (7)1.2.2宏观看改造的必要性 (7)1.3 普通机床数控化改造市场 (8)1.3.1改造的市场 (8)1.3.2进口设备和生产线的数控化改造市场 (8)2.3主传动系统和进给系统的改造 (10)主轴脉冲发生器的结构及原理: (11)(1)滚珠丝杠螺母副 (13)3.3.1横向进给系统的设计计算 (16)3.3.2滚珠丝杠设计计算 (17)3.3.3齿轮及转矩有关计算 (18)3.5滚珠丝杠副轴向间隙的调整和预紧方法 (20)3.6进给系统传动齿轮间隙的消除 (22)3.6.1采用减速箱的目的及注意事项 (22)3.6.2减少或消除空程的必要性和方法 (22)4.2步进电机的选择 (23)4.2.1步进电机选用的基本原则 (23)4.4.2 CA6140纵向进给系统步进电机的确定 (24)4.2.3 CA6140横向进给系统步进电机的确定 (24)6.3 单板机控制系统的设计 (28)第一章前言1.1问题提出数控车床作为机电液气一体化的典型产品,是现代机械制造业中不可缺少的加工设备,在机械制造业中发挥着重要的作用,能解决机械制造中结构复杂、精密、批量小、零件多变的加工问题,且产品加工质量稳定,生产效率较高。
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、求得发展,就必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。
购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,但是成本太高,很多工厂在短时间内都无法有那么多的资金,这严重阻碍企业的设备更新和设备改造的步伐;同时目前大多数企业还有数量众多,而且还具有较长使用寿命的普通机床,由于普通机床加工精度相对较低、不能批量生产,生产的自动化程度不高,生产自适应性差,但考虑投资成本,产业的连续性和转型周期,又不能马上淘汰。
而改造现有旧机床、配备与之相适应的数控系统,把普通机床改装成数控机床,是当前许多企业对现有设备改造换代的首选办法,也是提高机床数控化率的一条有效途径,不失为一条投资少、提升产品加工精度及质量,提高生产效率的捷径,使企业提升竞争力,在我国成为世界制造业中心及制造强国的进程中,占有一席之地。
1.1.1国内外数控系统发展概况机床作为机械制造业的重要基础装备,它的发展一直引起人们的关注,由于计算机技术的兴起,促使机床的控制信息出现了质的突破,导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床-数控机床的诞生和发展。
随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术进行研究开发,提出了全新的制造模式。
在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。
目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。
在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理;在网络化基础上,CAD/CAM与数控系统集成为一体,机床联网,实现了中央集中控制的群控加工。