【導(dǎo)讀】機(jī)械制造業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中具有十分重要的地位和作用。備水平對國民經(jīng)濟(jì)各部門的技術(shù)進(jìn)步有著很大的和直接的影響。模的水平是反映國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因而，世界各地都把。發(fā)展機(jī)械制造業(yè)作為振興和發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。精密、批量小、零件多變的加工問題、且產(chǎn)品加工質(zhì)量穩(wěn)定，生產(chǎn)效率較高。造周期的快慢，生產(chǎn)成本的高低，又往往受工廠現(xiàn)有加工設(shè)備的直接影響。采用先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床，已成為我國制造技術(shù)發(fā)展的總趨勢。在短期內(nèi)無法有如此多的資金，這嚴(yán)重阻礙企業(yè)的設(shè)備更新和設(shè)備改造的步伐；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。動(dòng)床鞍和中/小托板及刀架實(shí)現(xiàn)車刀的縱/橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。該機(jī)床的傳動(dòng)系統(tǒng)可以分解為主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈。分別用于變換縱向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向。數(shù)控系統(tǒng)多數(shù)為以單板機(jī)為主控制單元的簡易數(shù)控系。928TE車床數(shù)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上推出的一款新的成熟產(chǎn)品。

　　

【正文】 主軸變速是由主軸電動(dòng)機(jī)經(jīng) V帶傳遞到主軸變速箱實(shí)現(xiàn)的 . 車床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是刀架帶動(dòng)刀具的直線運(yùn)動(dòng)。車床的輔助運(yùn)動(dòng)是車床上除切削運(yùn)動(dòng)以外的其它一切必需的運(yùn)動(dòng)。如尾架的縱向移動(dòng)，工件的夾緊與放松等。 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。采用齒輪箱進(jìn)行機(jī)械有級調(diào)速 。主軸正反轉(zhuǎn)由主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)或采用機(jī)械方法實(shí)現(xiàn)。主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)、停止采用按鈕操作。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。車削加工時(shí)，由于刀具及工件溫度過高，因而應(yīng)配有冷卻泵電動(dòng)機(jī)，且要求在主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，方可決定冷卻泵開動(dòng)與否，而當(dāng)主拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)停止時(shí)，冷卻泵應(yīng)立即停止。必須有過載、短路、欠壓、失壓保護(hù)。具有安全的局部照明裝置。 CA6136 車床電路如圖 61 所示。 CA6132 車床電氣控制設(shè)計(jì) 根據(jù) CA6132 車床數(shù)控化改造（ CAK6136— 數(shù)控車床）方案，去掉現(xiàn)有車床進(jìn)給箱、溜 板箱、刀架等，只保留主軸箱、床身導(dǎo)軌、溜板、尾座等。進(jìn)給運(yùn)動(dòng)變?yōu)榭v向、橫向兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)支撐件、聯(lián)接件，兩絲杠支撐與溜板聯(lián)接件，電動(dòng)刀架聯(lián)接件、電氣柜、防護(hù)等主要部件與制作，各主要部件裝配、聯(lián)接與調(diào)整。因此需從新設(shè)計(jì)它的電氣控制電路。 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)。主軸的正反轉(zhuǎn)由電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，而 CJK6136 數(shù)控車床主軸的正反轉(zhuǎn)則由數(shù)控系統(tǒng)控制主軸電動(dòng)機(jī) M1 在交流接觸器 KM1 和 KM2的通斷狀態(tài)下來實(shí)現(xiàn)正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)，主軸電動(dòng)機(jī) M1 的制動(dòng)由中間繼電器 KA4 控制；去掉電動(dòng)機(jī) M3，刀架快速移動(dòng)由縱向進(jìn)給步進(jìn)電機(jī)完成；卻泵電動(dòng)機(jī) M2 由中間繼電器 KA3 控制。見附件 5— 車床改造電氣原理圖。 主電路的工作原理是將鑰匙開關(guān)向右旋轉(zhuǎn)，再扳動(dòng)斷路器 QF 以及空氣開關(guān)，將三相電源引入。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。熱繼電器 FR1 作過載保護(hù)，熔斷器 FU 作短路保護(hù)。冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 由中間繼電器 KM3 控制，與主軸電動(dòng)機(jī) Ml 控制電路構(gòu)成順序控制，熱繼電器 FR2 作過載保護(hù)。 CA61432 車床控制電路設(shè)計(jì) 控制電路的電源由控制變壓器 TC1 輸出 110V 電壓提供。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。打開配電柜門時(shí)， SQZ 閉合， QF 線 圈得電，斷路器 QF 自動(dòng)斷開。行程開關(guān) SA（ NPN 型）控制縱向進(jìn)給系統(tǒng)超過規(guī)定位置時(shí)停止運(yùn)動(dòng)，得到安全保護(hù)（此時(shí)需用手動(dòng)進(jìn)給，讓步進(jìn)電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，控制縱向進(jìn)給系統(tǒng)向左運(yùn)動(dòng)）。進(jìn)給系統(tǒng)的控制，由數(shù)控裝置系統(tǒng)、環(huán)形分配器、步進(jìn)電機(jī)功率放大器、步進(jìn)電機(jī)組成。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。照明和信號電路由控制變壓器 TCI 的二次則分別輸出 24V, 6V，作為車床低壓照明和信號燈電源。數(shù)控裝置、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電路由控制變壓器 TC2 輸出 220V，作為它們的電源。以上電氣控制電路及工作原理詳見附件 5— 車 床改造電氣原理圖。 （ 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)。 KM2 起動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)的反轉(zhuǎn)： KM2 線圈得電→ →主軸電動(dòng)機(jī) M1 啟動(dòng)反轉(zhuǎn)。 （ 2）冷卻泵電動(dòng)機(jī) M2 的控制 當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī) M1 重起動(dòng)后，即 KM1 或 KM2 動(dòng)合觸點(diǎn)（ 5 區(qū)）閉合，數(shù)控裝置系統(tǒng)發(fā)出指令，冷卻泵電動(dòng)機(jī)才能起動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī) M1 停止運(yùn)行時(shí)， 電動(dòng)機(jī)M2 自動(dòng)停止。 （ 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燈的電源。 EL1 作為車床的低壓照明燈，由開關(guān) SA 控制； HI1， HI2 為電源信號燈，合上電源總開關(guān) QF ， HI2 亮，主軸電機(jī)啟動(dòng)時(shí)， HI1 亮，表示機(jī)床控制線路電源正常。它們分別由 FU4 和 FU3 作短路保護(hù)。 （ 6）其它電路控制 手輪的電路控制、光柵編碼器的電路控制詳見附件車床改 造電氣原理圖。 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。 本設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于改造成本相對較低，操控起來相對比較簡便，并且在精度上已能滿足普通車床改造后加工零件的精度要求。不足之出在于： 分不是很全面，比如主軸箱就沒進(jìn)行改造； 開環(huán)步進(jìn)控制系統(tǒng)，功率步進(jìn)電機(jī)為驅(qū)動(dòng)元件，無檢測反饋機(jī)構(gòu) 。這樣就使得在精度上沒能更進(jìn)一步。 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。 34 參考文獻(xiàn) 【 1】張建民 機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì) 北京：北京理工出版社 256～ 264 【 2】陳立德 機(jī)械制造裝備設(shè)計(jì) 北京：高等教育出版社 98～ 112 【 3】張新義 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)設(shè)計(jì) [M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1994 【 4】王潤孝 機(jī)床數(shù)控原理與系統(tǒng) [M] 西安：西北工業(yè)出版社 1993 77～ 85 【 5】中華人民共和國云南機(jī)床廠編 CA6140 使用說明書 220～ 261 【 6】王愛玲 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) [M] 北京：兵器工業(yè)出版社 1999 【 7】王文熙主編 機(jī)床數(shù)字調(diào)節(jié)技術(shù) 【 8】機(jī)械工業(yè)出版社編 機(jī)床設(shè)計(jì)手冊 【 9】上海機(jī)械學(xué)院主編 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 【 10】化學(xué)工業(yè)出版社主編 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 【 11】機(jī)械工業(yè)出版社主編 金屬切削原理 8～ 12 【 12】丁明軍 CA6132 普通車床的數(shù)控化改造 [J] 機(jī)電一體化 2021 152～ 174 35 【 13】許鎮(zhèn)宇等編 .機(jī)械零件 .人民教育出版社 11～ 21 【 14】唐寶寧 高滿編 機(jī)械設(shè)計(jì) 與制造簡明手冊 163～ 191 【 15】唐宗軍 機(jī)械制造基礎(chǔ) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 57～ 62 致謝 本研究及學(xué)位論文是在我的導(dǎo)師 張洪強(qiáng)老師 的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。從課題的選擇到項(xiàng)目的最終完成， 張 老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。 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。 在此，我還要感謝在一起愉快 的度過 大學(xué) 生活各位同 學(xué)們 ，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑惑，直至本文的順利完成。 在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意 ， 謝謝你們 !