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基于數(shù)字環(huán)境下的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和改造

基于數(shù)字環(huán)境下的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和改造

　　普通機床數(shù)控化改造關(guān)鍵是數(shù)控系統(tǒng)選型，但是為了使數(shù)控化改造機床達(dá)到加工精度、功能參數(shù)、電氣供給系統(tǒng)以及機床安全操作規(guī)程等要求，在改造過程中對機床機械結(jié)構(gòu)部分不得不重新設(shè)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(zhuǎn)到可拆方位，經(jīng)機械擔(dān)任人承認(rèn)后方可斷電拆機。首先，基于數(shù)字環(huán)境下的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。必須要對機床傳動軸等機械部件進(jìn)行受力分析，以確保數(shù)控機床能進(jìn)行較大切削量的強力切削，進(jìn)行受力分析時依據(jù)機床行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　根據(jù)受力分析、計算結(jié)果，確定為了保證數(shù)控化改造機床達(dá)到加工精度、功能參數(shù)、電氣供給系統(tǒng)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(shù)控化改造機床在對機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和改造時，可參照改造成功案例，查閱相關(guān)技術(shù)文件資料，到改造成功企業(yè)現(xiàn)場實地調(diào)研。盡可能在機械構(gòu)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(jié)構(gòu)裝置滿足傳動比，以提高生產(chǎn)加工效率。

　　將 CA6140 型普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造，在整個設(shè)計過程中必須實現(xiàn)如下要求：原車床的主傳動系統(tǒng)予以保留，橫向進(jìn)給系統(tǒng)由微機實現(xiàn)開環(huán)控制，兩軸聯(lián)動；刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架，具有切削螺紋的功能；在 X 向上，進(jìn)給脈沖當(dāng)量為 0.005mm / 脈沖；在 3——1000mm/min 進(jìn)給速度范圍進(jìn)行無級調(diào)速，在X 向、1000——3000mm/min 內(nèi)任意設(shè)定快進(jìn)速度。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后，采用常規(guī)電工檢測儀器，對故障部分的電壓、電源、脈沖信號等進(jìn)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(shù)字環(huán)境下的機床機械結(jié)構(gòu)改造要求。國內(nèi)卡盤方面，煙臺、呼和浩特的眾環(huán)(環(huán)球)占據(jù)著較大部分市場份額，其他主要還包括常州科博爾，常州優(yōu)比特，常州倍得福，常州名卡等等。盡可能在機械構(gòu)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(jié)構(gòu)裝置滿足傳動比，以提高生產(chǎn)加工效率；所需改造的機械零部件必須達(dá)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(shù)控化改造后

　　的機床能夠生產(chǎn)加工更多復(fù)雜的零件。

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

“復(fù)雜鑄件無模復(fù)合成形制造關(guān)鍵技術(shù)與裝備”是一種復(fù)雜鑄件無模復(fù)合成形制造方法，改變傳統(tǒng)模具翻砂造型，大幅度縮短流程，制造出高品質(zhì)鑄件，提高復(fù)雜鑄件制造精度，推動鑄造技術(shù)發(fā)展。6、伺服電動機不轉(zhuǎn)數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)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(jīng)10年創(chuàng)新研究和上萬小時成形試驗，項目組發(fā)明了砂型/芯柔性擠壓及切削/打印一體化復(fù)合成形工藝方法、復(fù)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(tǒng)等7類15種關(guān)鍵裝備及控制軟件系統(tǒng)，創(chuàng)建了數(shù)字化無模鑄造島，建成了年產(chǎn)60萬臺發(fā)動機缸蓋數(shù)字化鑄造車間;突破了高質(zhì)量復(fù)雜鑄件鑄型一體化設(shè)計、成形過程自適應(yīng)性、多工藝工序匹配的無模成形裝備等三大技術(shù)難題;實現(xiàn)了鑄鋼/鐵、鋁/鎂/鈦合金等鑄件的高質(zhì)量制造。與傳統(tǒng)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(jìn)給時出現(xiàn)竄動現(xiàn)象：

①測速信號不穩(wěn)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(wěn)定或受到干擾；

③接線端子接觸不良，如螺釘松動等。

當(dāng)竄動發(fā)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(jìn)給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。

4、爬行

發(fā)生在起動加速段或低速進(jìn)給時，一般是由于進(jìn)給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低及外加負(fù)載過大等因素所致。生產(chǎn)效率高，數(shù)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(shù)控機床允許機床進(jìn)行較大切削量的強力切削，進(jìn)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(lián)接用的聯(lián)軸器，由于聯(lián)接松動或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動與伺服電動機的轉(zhuǎn)動不同步，從而使進(jìn)給運動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)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(chǎn)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(dāng)補償、車架與導(dǎo)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(qū)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(jìn)測試手段的“現(xiàn)代診斷技術(shù)”和傳統(tǒng)的“實用診斷技術(shù)”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(xué)鏡組檢查軸線反轉(zhuǎn)時的車架角度間隙；檢查控制器內(nèi)設(shè)置的反向間隙補償是否正確；機架和小齒驅(qū)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(tǒng)的狀況。