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基于數字環境下的機械結構設計和改造

基于數字環境下的機械結構設計和改造

　　普通機床數控化改造關鍵是數控系統選型，但是為了使數控化改造機床達到加工精度、功能參數、電氣供給系統以及機床安全操作規程等要求，在改造過程中對機床機械結構部分不得不重新設計、改造。搬家機床斷電后電氣拆機首要過程（1）將一切機床部件運轉到可拆方位，經機械擔任人承認后方可斷電拆機。首先，基于數字環境下的機械結構設計要求。必須要對機床傳動軸等機械部件進行受力分析，以確保數控機床能進行較大切削量的強力切削，進行受力分析時依據機床行業標準及國家標準執行。

　　根據受力分析、計算結果，確定為了保證數控化改造機床達到加工精度、功能參數、電氣供給系統以及機床安全操作等要求所需要的主要受力機械零件的大小尺寸以及供給動力裝置，數控化改造機床在對機械結構進行設計和改造時，可參照改造成功案例，查閱相關技術文件資料，到改造成功企業現場實地調研。盡可能在機械構件改造時尺寸不變或者變化不大，并采用理想的機械傳動結構裝置滿足傳動比，以提高生產加工效率。

　　將 CA6140 型普通車床進行數控化改造，在整個設計過程中必須實現如下要求：原車床的主傳動系統予以保留，橫向進給系統由微機實現開環控制，兩軸聯動；刀架采用自動轉位刀架，具有切削螺紋的功能；在 X 向上，進給脈沖當量為 0.005mm / 脈沖；在 3——1000mm/min 進給速度范圍進行無級調速，在X 向、1000——3000mm/min 內任意設定快進速度。當系統發生故障后，采用常規電工檢測儀器，對故障部分的電壓、電源、脈沖信號等進行實測，將正常值與故障時的值相比較，可以分析出故障的原因與所在部位。

　　其次，基于數字環境下的機床機械結構改造要求。國內卡盤方面，煙臺、呼和浩特的眾環(環球)占據著較大部分市場份額，其他主要還包括常州科博爾，常州優比特，常州倍得福，常州名卡等等。盡可能在機械構件改造時尺寸不變或者變化不大，并采用理想的機械傳動結構裝置滿足傳動比，以提高生產加工效率；所需改造的機械零部件必須達到一定的精度要求，如表面粗糙度、形位公差、硬度、強度等以確保運動部件之間光滑，減少摩擦阻力；在不需增加動力的情況下，可保證數控化改造后

　　的機床能夠生產加工更多復雜的零件。

　　將 CA6140 型普通車床改造成經濟型數控車床，橫向進給機構的改造：將小拖板和手動刀架改造成數控刀架；滾珠絲杠螺母副取代溜板箱、光桿進給箱和普通絲桿；調整操作的手動機構保留不變，同時保留支撐結構，齒輪箱體、步進電機安裝在中拖板的后側，齒輪箱采用一級齒輪減速。所以在故障檢修之前，首先應注意排除機械性的故障，這樣往往可以達到事半功倍的效果。

“復雜鑄件無模復合成形制造關鍵技術與裝備”是一種復雜鑄件無模復合成形制造方法，改變傳統模具翻砂造型，大幅度縮短流程，制造出高品質鑄件，提高復雜鑄件制造精度，推動鑄造技術發展。6、伺服電動機不轉數控系統至進給驅動單元除了速度控制信號外，還有使能控制信號，一般為DC24V繼電器線圈電壓。經10年創新研究和上萬小時成形試驗，項目組發明了砂型/芯柔性擠壓及切削/打印一體化復合成形工藝方法、復合鑄型及型砂材料配方、砂型柔性擠壓成形機、無模鑄造精密成形機、砂型/芯與鑄件在線檢測系統等7類15種關鍵裝備及控制軟件系統，創建了數字化無模鑄造島，建成了年產60萬臺發動機缸蓋數字化鑄造車間;突破了高質量復雜鑄件鑄型一體化設計、成形過程自適應性、多工藝工序匹配的無模成形裝備等三大技術難題;實現了鑄鋼/鐵、鋁/鎂/鈦合金等鑄件的高質量制造。與傳統鑄造比，時間縮短50%～80%，成本降低30%～50%，精度提高2～3個等級，減重10%～20%。

、竄動

在進給時出現竄動現象：

①測速信號不穩定，如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等；

②速度控制信號不穩定或受到干擾；

③接線端子接觸不良，如螺釘松動等。

當竄動發生在由正方向運動與反向運動的換向瞬間時，一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統增益過大所致。

4、爬行

發生在起動加速段或低速進給時，一般是由于進給傳動鏈的潤滑狀態不良、伺服系統增益低及外加負載過大等因素所致。生產效率高，數控機床與普通機床相比，與加工中心的刀庫配合零件的輔助時間和加工時間可有效地減少，數控機床允許機床進行較大切削量的強力切削，進給量的范圍擴大。尤其要注意的是：伺服電動機和滾珠絲杠聯接用的聯軸器，由于聯接松動或聯軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉動與伺服電動機的轉動不同步，從而使進給運動忽快忽慢，產生爬行現象。

偏移

　　偏移是指去程和回程兩次測試之間具有不變的垂直偏移。產生偏移曲線的可能原因主要是機床方面的問題，如反向間隙未補償或不當補償、車架與導軌之間存在間隙(松動)等。

　　針對以上問題可采取以下解決措施：絲杠/滾珠絲桿驅動裝置；主機故障的診斷對于常見的主機故障，診斷的方法比較多，如利用先進測試手段的“現代診斷技術”和傳統的“實用診斷技術”等。檢查球狀螺母或絲杠是否磨損；檢查絲杠軸承的端部浮動情況；使用角度光學鏡組檢查軸線反轉時的車架角度間隙；檢查控制器內設置的反向間隙補償是否正確；機架和小齒驅動裝置；檢查牙是否正確嚙合；檢查齒輪箱是否磨損和線性編碼器系統的狀況。