【正文】 ?？v向和橫向進(jìn)給采用伺服電動(dòng)機(jī)及同步齒形帶驅(qū)動(dòng)，螺紋加工的部分采用主軸脈沖編碼器同步檢測(cè)主軸轉(zhuǎn)速進(jìn)行螺紋加工控制，機(jī)床編程和運(yùn)動(dòng)的操作由數(shù)控系統(tǒng)面板和機(jī)床面板完成。橫向伺服電動(dòng)機(jī)及減速裝置同步齒形帶安裝在機(jī)床床鞍的后部，縱向的伺服電動(dòng)機(jī)安裝在機(jī)床的右端，主軸脈沖編碼器安裝在掛輪箱內(nèi)。改造后的機(jī)床主要用于對(duì)中小型軸類、盤類、螺紋及成形零件的加工，要求具有自動(dòng)和手動(dòng)(對(duì)刀、簡(jiǎn)單零件的加工)加工方式。為滿足以上功能，對(duì)機(jī)床具體改造如下： （1）機(jī)械部分：主傳動(dòng)系統(tǒng)不變，主軸加裝光電編碼器供加工螺紋用；進(jìn)給傳動(dòng)系統(tǒng)采用滾珠絲杠螺母副代替原有普通絲杠螺母副。 （2）主傳動(dòng)系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)主軸自動(dòng)無級(jí)變速，在主軸上增加了交流異步電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)，從而不需進(jìn)行機(jī)械換檔。改造后使其主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)分離，主電機(jī)的作用僅為帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。增加一只電磁離合器，用以接收數(shù)控系統(tǒng)的停機(jī)制動(dòng)信號(hào)以控制原制動(dòng)裝置制動(dòng)停車。（3）進(jìn)給系統(tǒng)：原機(jī)床的掛輪機(jī)構(gòu)、進(jìn)給箱、溜板箱、滑動(dòng)絲杠、光杠等全部拆除，縱向進(jìn)給系統(tǒng)以伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)元件，由滾珠絲杠傳動(dòng)。滾珠絲杠仍利用原絲杠位置，其螺母副通過托架安裝在床鞍底部，滾珠絲杠兩端加裝接套、接桿及支承，與床身尾部伺服電機(jī)相聯(lián)接。伺服電機(jī)和滾珠絲杠用套筒聯(lián)軸器連接。橫向進(jìn)給系統(tǒng)中保留原手動(dòng)機(jī)構(gòu)，在原支承部位安裝滾珠絲杠螺母副后，伺服電機(jī)及同步帶安裝在橫向溜板后方。（4）刀架部分：根據(jù)實(shí)際機(jī)床的加工切削需要和系統(tǒng)的T功能控制性能。拆除原刀架和小拖板，換上煙臺(tái)環(huán)球刀架AK211904型四工位自動(dòng)刀架。該刀架內(nèi)帶小容量交流電動(dòng)機(jī)，控制正轉(zhuǎn)選刀，內(nèi)置的4只霍爾元件檢測(cè)刀位位置，電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)完成刀具定位。 CA6140車床的X和Z進(jìn)給軸機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)部分的改造改造后的數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)要求:進(jìn)給調(diào)速范圍大、定位準(zhǔn)確、無間隙誤差、有較高的傳動(dòng)效率。所以,為滿足低摩擦要求,選用滾珠絲杠、螺母?jìng)鲃?dòng)副做傳動(dòng)和導(dǎo)向元件,伺服電機(jī)與絲杠間采用齒形帶連接,以縮小傳動(dòng)鏈,提高系統(tǒng)剛度,并減少傳動(dòng)鏈誤差。絲杠、電機(jī)與聯(lián)軸器之間采用膜片彈性聯(lián)軸器連接，采用兩臺(tái)伺服電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)縱向(z 軸)和橫向(x 軸)的滾珠絲杠帶動(dòng)刀架完成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。進(jìn)給系統(tǒng)是采用交流伺服電機(jī)經(jīng)滾珠絲杠傳到滑板和刀架，實(shí)現(xiàn)縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 CA6140改造后數(shù)控機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)圖5為軸承 6縱向進(jìn)給絲杠 7橫向進(jìn)給絲杠橫向滑板通過導(dǎo)軌安裝在縱向滑板的上面，作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。在床鞍中部裝有與橫向?qū)к壠叫械耐庋h(huán)滾珠絲杠，滾珠絲杠支承在兩個(gè)角接觸球軸承和一個(gè)推力球軸承上，精度為P5級(jí)，兩端采用固定的布置方式，絲杠的導(dǎo)程為6mm。由伺服電動(dòng)機(jī)通過一對(duì)齒形帶輪和同步齒形帶帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，帶輪與電動(dòng)機(jī)軸用錐環(huán)無鍵連接。橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)是由橫向交流伺服電機(jī)通過同步齒形帶，經(jīng)安全聯(lián)軸器驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠螺母副，使橫向滑板實(shí)現(xiàn)橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠的傳動(dòng)連接，為了消除同步齒形帶傳動(dòng)對(duì)精度的影響，將脈沖編碼器安裝在滾珠絲杠的端部，以便直接對(duì)滾珠絲杠的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)。這種結(jié)構(gòu)允許伺服電動(dòng)機(jī)的軸端朝外安裝。床鞍上與縱向?qū)к壟浜系谋砻婢捎觅N塑導(dǎo)軌，并用了鑲條調(diào)整間隙。橫向運(yùn)動(dòng)的機(jī)械原點(diǎn)、加工原點(diǎn)和超程限位點(diǎn)由三個(gè)可存槽內(nèi)滑動(dòng)的擋塊來調(diào)整，X軸向改造裝配圖。 X軸向改造裝配圖1伺服電機(jī) 2同步齒型帶 3軸承 4滾珠絲杠 5軸承 6四工位自動(dòng)刀架橫向的滾珠絲杠采用兩點(diǎn)支承形式，且兩端固定。橫向進(jìn)給絲杠采用兩個(gè)角接觸球軸承作為徑向支承，兩側(cè)分別安裝一對(duì)推力軸承承受兩個(gè)方向的軸向力，并用螺母調(diào)整其間隙。伺服電動(dòng)機(jī)及齒形帶安裝在床鞍的后部，并通過聯(lián)軸套與滾珠絲杠聯(lián)接在一起。為使?jié)L珠螺母座與滾珠絲杠兩端支承同心，利用墊片調(diào)整等高，利用螺釘微調(diào)水平方向的同軸度，調(diào)整好后用銷釘鎖定。 床鞍的縱向移動(dòng)由伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)滾珠絲杠來實(shí)現(xiàn)。絲杠的前后端支承用成對(duì)的P5級(jí)角接觸球軸承和一個(gè)推力球軸承，前后軸承均由螺母鎖緊，兩端采用固定的布置方式。這種布置方式絲杠副的支承剛性最好，通過軸承的預(yù)緊力預(yù)拉伸絲杠，以減少絲杠熱變形的影響。滾珠絲杠螺母副為外循環(huán)式，可以消除間隙的雙螺母結(jié)構(gòu)。絲杠前端與交流伺服電動(dòng)機(jī)之間用精密聯(lián)軸器連接，可以消除電動(dòng)機(jī)軸與絲杠的不同軸度的影響。伺服電動(dòng)機(jī)軸與膜片彈性聯(lián)軸器也采用錐環(huán)連接?？v向滾珠絲杠的導(dǎo)程為6mm，當(dāng)伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1500r／min時(shí)，快速進(jìn)給可達(dá)12m／min。Z軸向改造裝配圖。 Z軸向改造裝配圖1伺服電機(jī) 2聯(lián)軸器 3滾珠絲杠 縱向滾珠絲杠的兩端采用角接觸球軸承作為徑向支承，兩側(cè)分別安裝一對(duì)推力軸承，承受軸向力。兩端軸承支架是采用原有的支承及軸承，僅在原輸出軸處通過聯(lián)軸器聯(lián)接即可，支撐軸與滾珠絲杠通過聯(lián)軸套聯(lián)接起來，并用銷釘固定。滾珠絲杠的中間支承為滾珠螺母，螺母支架固定在床鞍上。 主軸系統(tǒng)是數(shù)控車床的基本配置，通常工件卡裝在主軸上，主軸卡盤帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)。然后伺服軸帶動(dòng)滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)，刀塔固定在滑臺(tái)上，利用刀塔的車刀進(jìn)行切削加工。數(shù)控車床主軸的支承配置形式主要用三種:176。角接觸雙列球軸承組合，后支承采用成對(duì)安裝的角接觸軸承。這種配置形式使主軸的綜合剛度大幅度提高，普遍應(yīng)用于各類數(shù)控機(jī)床主軸。(或三列)角接觸球軸承，后支承采用單列 (或雙列)角接觸球軸承，這種配置適用于高速、輕載和精密的數(shù)控機(jī)床主軸。，適用于中等精度、低速與重載的數(shù)控機(jī)床主軸。我們采用第一種形式的主軸的支承。，主軸內(nèi)孔是用于通過長(zhǎng)的棒料，也可用于通過氣動(dòng)、液壓夾緊裝置 (動(dòng)力夾盤)。主軸前端的短圓錐面及其端面用于安裝卡盤或撥盤。主軸前支承采用雙列圓柱滾子軸承，后支承采用兩個(gè)角接觸球軸承。主軸軸承的潤(rùn)滑采用油脂潤(rùn)滑，迷宮式密封。為了保證潤(rùn)滑可靠性，常裝有壓力繼電器作為失壓報(bào)警裝置。 改造后CA6140主軸結(jié)構(gòu)圖主軸編碼器采用與主軸同步的光電脈沖發(fā)生器。該裝置通過彈性聯(lián)軸器與主軸同軸安裝。利用主軸編碼器檢測(cè)主軸的運(yùn)動(dòng)信號(hào)，一方面可實(shí)現(xiàn)主軸調(diào)速的數(shù)字反饋，另一方面可用于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制，例如車螺紋時(shí)，控制主軸與刀架之間的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。數(shù)控車床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)與進(jìn)給運(yùn)動(dòng)之間沒有機(jī)械方面的直接聯(lián)系，為了加工螺紋，要求輸給進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)的脈沖數(shù)與主軸的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)有相位關(guān)系，主軸脈沖發(fā)生器起到了主軸傳動(dòng)與進(jìn)給傳動(dòng)的聯(lián)系作用。在螺紋加工中必須知道主軸轉(zhuǎn)速，根據(jù)主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算進(jìn)給速度，為此，在主軸上安裝了主軸編碼器用來檢測(cè)主軸的轉(zhuǎn)速，按照加工精度要求，最后將編碼器的每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)填入機(jī)床數(shù)據(jù)庫(kù)中。1 長(zhǎng)春光儀編碼器（LSC100BMG05P）2長(zhǎng)春光儀聯(lián)軸器（BL2￠5￠10）3原機(jī)床主軸掛輪輸出CA6140普通車床數(shù)控改造后，加工的有效行程 X／Z軸分別為390／1400mm；最大速度X／Z軸分別為1200／3000 mm／min；手動(dòng)速度為400mm／min；手動(dòng)快速為X／Z軸分別為1200／3000mm/min；／p，／p，數(shù)控刀架可進(jìn)行4個(gè)方位的轉(zhuǎn)換選擇，夾緊力在4000N以上，實(shí)現(xiàn)了開環(huán)數(shù)控自動(dòng)化加工，大大提高了加工工效，增強(qiáng)了其適用性，穩(wěn)定了零件的加工質(zhì)量，并保留了原機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)和部分工作性能，節(jié)約資金縮短生產(chǎn)周期。 CA6140車床刀架部分的改造刀架是車床的一個(gè)重要組成部分。刀架用于夾持切削用的刀具，其結(jié)構(gòu)直接影響機(jī)床的切削性能和效率。臥式車床數(shù)控改造應(yīng)將原機(jī)床的普通手動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架替換成自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架。在車床數(shù)控改造安裝自動(dòng)刀架時(shí)，拆除原機(jī)床的普通刀架，在原位置安裝能自動(dòng)回轉(zhuǎn)的電動(dòng)刀架，具體步驟是：先從床鞍上拆除中滑板，再置刀架于中滑板上，要注意根據(jù)刀架的行程確定安裝位置。此時(shí)，刀架高度應(yīng)使車刀上刀面基本通過車床主軸軸心線(略低于軸線)，可通過調(diào)整刀架下面墊板的厚度，調(diào)整其高度。然后，卸掉電動(dòng)機(jī)風(fēng)扇，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(或調(diào)整螺桿)，使上刀體相對(duì)下刀體轉(zhuǎn)動(dòng)45176。左右。打裝螺孔，用螺釘將刀架固定于中滑板上即可數(shù)控車床方刀架結(jié)構(gòu)，該刀架可以安裝四把不同的刀具，轉(zhuǎn)位信號(hào)由加工程序指定。l電動(dòng)機(jī) 2聯(lián)軸器 3蝸桿軸 4蝸輪絲杠 5刀架底座 6粗定位盤 7刀架體8球頭銷 9轉(zhuǎn)位套 10電刷座 11發(fā)信體 12螺母 114電刷 15粗定位銷 電動(dòng)刀架安裝圖28 / 2