【正文】 業(yè)對(duì)現(xiàn)有設(shè)備改造換代的首選辦法，也是提高機(jī)床數(shù)控化率的一條有效途徑，減少投資、提升產(chǎn)品加工質(zhì)量及精度，提高生產(chǎn)效率，不失為企業(yè)提升競爭力，使我國成為世界制造強(qiáng)國的一條有效的策略。 進(jìn)給箱：又稱走刀箱，進(jìn)給箱中裝有進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的變速機(jī)構(gòu)， 其作用是把從主軸經(jīng)掛輪機(jī)構(gòu)傳來的運(yùn)動(dòng)傳給光杠或絲杠，取得不同的進(jìn)給量和螺距。軸 I 的運(yùn)動(dòng)經(jīng)離合器 M1 和軸 IIIII 間變速齒輪傳至軸 III，然后分兩路傳遞給主軸。無論車削哪一種螺紋，都必須在加工中保證主軸每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，刀具準(zhǔn)確地移動(dòng)被加工螺紋一個(gè)導(dǎo)程的距離。因?yàn)樵摽刂品绞酵顿Y少，安裝調(diào)試方便。當(dāng)轉(zhuǎn)位完成 ,霍爾元件反饋 , 控制電機(jī)反轉(zhuǎn) ,夾緊完成 。主軸與脈沖發(fā)生器同步旋轉(zhuǎn)，發(fā)出兩路 信號(hào)：每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖個(gè)數(shù)和一個(gè)同步信號(hào)，經(jīng)隔離電路以及 I/O 接口送給數(shù)控裝置（ CNC），脈沖發(fā)生器及光柵編碼器安裝位置如圖 22： 8 光柵編碼器安裝位置 主軸脈沖發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及原理 : 脈沖發(fā)生器的組成部分包括白熾燈、聚光鏡、光柵盤、光闌板、光敏管及其光電整形放大電路組成，如圖 23 所示。進(jìn)給系統(tǒng)的改造主要是減少進(jìn)給箱內(nèi)的齒輪對(duì)數(shù)，縮短進(jìn)給傳動(dòng)鏈。在原移動(dòng)部件的導(dǎo)軌 L 粘接聚四氟乙烯軟帶，該軟帶具有下述優(yōu)點(diǎn)：摩擦因數(shù)小，動(dòng)、靜摩擦因數(shù)差別小，部件運(yùn)行平穩(wěn) ，無爬行現(xiàn)象，定位精度高。發(fā)信轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)位采用霍爾元件，使用壽命長。 縱向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載分析 步進(jìn)電機(jī)的負(fù)載有外力負(fù)載 (切削力 )、摩擦負(fù)載和慣性負(fù)載，所選步進(jìn)電機(jī)必須克服這些負(fù)載才能作正常的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。 (3)等效轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)量計(jì)算?，F(xiàn)預(yù)選電機(jī)為 110BF003，其電機(jī)轉(zhuǎn)子軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 104 (Kgm2)* 根據(jù)文獻(xiàn) 【 1】 式 (6— 4)可知 [J]k=1/4? 2 1mj M?? i(Vi/nk)2+ 1nj J?? j(nj/nk)2 式中 Vi 采用最不利于機(jī)床起動(dòng)時(shí)速度，這里選用快進(jìn)給速度 V 溜＝ 2m／min； 則 nk=nm(電機(jī) )＝ V 溜 ? ／ (360δ )＝ 4l (r／ min)； Mi＝ 400Kg(全部直線運(yùn)動(dòng)部件的總質(zhì)量 )； nz1＝ nm； nz2＝ nz1/i＝ (r／ min)。如果取安全系數(shù)尺＝ ，則步進(jìn)電機(jī)可按以下總負(fù)載轉(zhuǎn)矩選取 T2∑＝ K T1∑＝ ＝ (Nm) 若選用上述預(yù)選的電機(jī) 110BF003，其最大靜轉(zhuǎn)矩 Tjmax＝ 。fH= （ HRC 為 58 時(shí) ),fw＝ (平穩(wěn)或輕度沖擊時(shí) )， Pmax＝ Fx十 F 摩＝ 1800+700＝ 2500(N) 則 Q＝ 3L fH fw Pmax=20212(N) 查有關(guān)滾珠絲杠額定載荷 C0＝ 79339＞ Q。 1．墊片調(diào)隙式 圖 3— 1 所示結(jié)構(gòu)。但調(diào)整位移量不易精確控制，因此，預(yù)緊力也不能準(zhǔn)確控制。這種調(diào)整方式的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但調(diào)整準(zhǔn)確可靠，精度較高。（安裝見總裝配圖） 縱向附加配件圖 21 22 23 進(jìn)給系統(tǒng)找正 Z 軸支撐找正 將 10040 支架把合在床身上，裝檢 套。數(shù)控機(jī)床中采用的功率步進(jìn)電機(jī)有三相、四相、五相、和六相等。 步進(jìn)電機(jī)的選擇 步進(jìn)電機(jī)選用的基本原則 合 理選用步進(jìn)電機(jī)是比較復(fù)雜的問題，需要根據(jù)電機(jī) 在整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)際工作情況，經(jīng)過分析后才能正確選擇。 ?t op mff?????opmf????0 9 3 8 . 0 7 8 1 8 7 6 . 1 60 . 5 0 . 5Lq MM N c m? ? ?1 8 7 6 . 1 6 2 1 6 6 . 4 60 . 8 6 6 0 . 8 6 6qjm MM N c m? ? ?m a xm a x 4000 6 6 6 6 .66 0 6 0 0 .0 1pvf H z?? ? ??? ?Qi?? ? ? 28 CA6132 橫向進(jìn)給系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)的確定 為了滿足最小步距要求，電動(dòng)機(jī)選用三相六拍工作方式，查表知：； 所以，步進(jìn)電機(jī)最大靜轉(zhuǎn)距 jmM 為： 步進(jìn)電機(jī)最高工作頻率： 綜合考慮，查表選用 110BF003 型直流步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，能滿足要求。加工螺紋時(shí)，刀架移動(dòng)和主軸轉(zhuǎn)動(dòng)有固定的比例關(guān)系。 CA6132 車床主電路設(shè)計(jì) 由下圖可知 CA6140 車床主電路共有三臺(tái)電動(dòng)機(jī)： M1 為主軸電動(dòng)機(jī)，帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn) 30 圖 61 CA6136 車床電路 和刀架作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)； M2 為冷卻泵電動(dòng)機(jī)，用來輸送切削液； M3 為刀架快速移動(dòng)電 動(dòng)機(jī)。正常工作時(shí)，鑰匙 31 開關(guān) SB 和位置開關(guān) SQ2 正常工作時(shí)是斷開的， QF 線圈不通電，斷路器 QF 能合閘。 （ 1）主軸電動(dòng)機(jī) M1 的正反轉(zhuǎn)控制 KM 1 起動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)： 按 下 啟 動(dòng) 按 鈕 SB 、 數(shù) 控 裝 置 發(fā) 出 指 令 → KM1 線 圈 得 電 → 主軸電 動(dòng)機(jī) M1 啟動(dòng)正轉(zhuǎn)。 33 結(jié)束語 改造此種車床的目的 ： 一是提高原車床的精度和自動(dòng)化程度 , 達(dá)到快速調(diào)整而且仍能保持車床的通用性 ； 二是提高原車床的功能 ， 利用數(shù)控方法準(zhǔn)確地加工任意面的旋轉(zhuǎn)體。 三 年多來， 張老師 不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想、生活上給我以無微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向 張 老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 隨著自動(dòng)控制技 術(shù)，計(jì)算機(jī)及集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，普通車床的改造將進(jìn)一步完善，加工范圍將進(jìn)一步擴(kuò)展。 （ 3）進(jìn)給系統(tǒng)的控制 縱 (Z)向進(jìn)給系統(tǒng)的控制 : 32 （ 4）自動(dòng)回轉(zhuǎn)刀架的控制 （ 5）照明、信號(hào)電路控制 控制變壓器 TC1 的二次側(cè)分別輸出 24V 和 6V 電壓，作為車床低壓照明燈和信號(hào)燈的電源。刀架控制由數(shù)控裝置系統(tǒng)、自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架以及電機(jī)組成。主軸電動(dòng)機(jī) M1 由接觸器 KM 1, KM2 控制，由數(shù)控裝置發(fā)出指令，接觸器 KM1 得電，主軸電動(dòng)機(jī) M1 正轉(zhuǎn) ，接觸器 KM2 得電，主軸電動(dòng)機(jī)M1 反轉(zhuǎn)；當(dāng)數(shù)控裝置發(fā)出指令，中間繼電器 KA4 得電，主軸電動(dòng)機(jī) M1 制動(dòng)，達(dá)到快速停車，提高效率的目的。 CA6136 車床電路如圖 61 所示。 電力拖動(dòng)特點(diǎn)和控制電路 主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)一般選用三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，不進(jìn)行電氣調(diào)速。所選用的步進(jìn)電機(jī)應(yīng)滿足： mnai?? 27 式中： m?? —— 步進(jìn)電機(jī)的積累誤差； ? ?s?? —— 系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)部分允許的角度誤差。 由步距角計(jì)算可知，循環(huán)拍數(shù)越多，步距角越小，因此定位精度越高。 26 第五章 CA6132 改造步進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì) 步進(jìn) 電機(jī)是受脈沖信號(hào)控制的，脈沖信號(hào)的產(chǎn)生和分配由軟件編程來完成，而信號(hào)的放大由放大電路來完成。后端裝軸承一套，裝 55014 壓蓋用 M6 螺釘緊固在支架上，絲杠上隔熱，用 M14 螺母緊固。兩螺線的軸向相對(duì)位置發(fā)生變化從而實(shí)現(xiàn)間隙的調(diào)整和施加預(yù)緊力。用兩個(gè)鎖緊螺帽 2 能使螺母相 對(duì)絲杠作軸向移動(dòng)。滾珠絲杠副的軸向間隙直接影響其傳動(dòng)剛度和傳動(dòng)精度，尤其是反向傳動(dòng)精度。 由于在選擇絲杠時(shí)，是根據(jù)類比法選的，故應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)項(xiàng)目的進(jìn)一步校核。 (5)等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 [T] m。δ = 6/360 = 故可取 Z1＝ Z 2＝ 25。但這樣計(jì)算， Fzmax 往往很大，因原機(jī)床主電機(jī)功率是按最大原則選取的。系統(tǒng)分辨率縱向： ，橫向： 。 刀架的選型 采用 南京大地?cái)?shù)控有限公司 生產(chǎn)的 LD4－ ck0620 四方刀架 , 安裝在原機(jī)床小刀架的位置上較為合適。 CA6132 車床的刀架不能滿足數(shù)改后的車床的性能和精度的要求。單條紋的一