【正文】 是那種焊接構(gòu)件，改造后的機(jī)床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。 關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；滾珠絲杠；數(shù)控系統(tǒng) AbstractAt present,Machine tools made in China is aging and can not meet the requirements of new technologies and new processes of production. This paper focuses on the NC Z5140Atype drill press conversion programs and MCU system design. Combining the traditional machines with the CNC technology, it can realize automatically feed function and provides a feasible and effective way for the enterprise of equipment39。 Ball Screw。也分為排式立鉆，多軸立式鉆床，坐標(biāo)立式鉆床，轉(zhuǎn)塔立式鉆等。在加工工件前要調(diào)整工件在工作臺(tái)上的位置，使被加工孔中心線對準(zhǔn)刀具軸線。由于立式鉆床的主軸不能在垂直其軸線的平面內(nèi)移動(dòng)，轉(zhuǎn)孔時(shí)要使鉆頭與工件孔的中心重合，就必須移動(dòng)工件。 數(shù)控立式鉆床的發(fā)展 隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和工業(yè)現(xiàn)代化的需要，各種自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)用而生，鉆床廣泛地在我國紡織機(jī)械、石油機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、醫(yī)療器械、航空航天、汽車拖拉機(jī)、橡塑模具以及發(fā)電機(jī)制造、機(jī)床制造等行業(yè)有關(guān)零件的鉆孔加工得到應(yīng)用。 近些年來為了加工某些零件上的相互交叉或任意角度、或與加工零件中心線成一定角度的斜孔，垂直孔或平行孔等需要，各個(gè)國家而專門開發(fā)研制多種專用深孔鉆床。如：TBT公司生產(chǎn)的特別適用于加工摩托車到輕型卡車的各種中小型曲軸油孔的BW200KW深孔鉆床；特別適用于大中型卡車曲軸油孔的BW250KW深孔鉆床，它們均具有X、Y、Z、W四軸數(shù)控。英國MOLLART公司生產(chǎn)制造的專為加工顆粒擠出模具而開發(fā)的具有六等分六根主軸同時(shí)加工同一工件上六個(gè)孔的專用深孔鉆床。全都是數(shù)控系統(tǒng)控制的。由過去的單一座標(biāo)軸的深孔鉆床加工發(fā)展到需要加工座標(biāo)孔系的多孔加工而開發(fā)的三座標(biāo)數(shù)控深孔鉆床近些年來發(fā)展很快。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械產(chǎn)品日趨精密、復(fù)雜，改型也日益頻繁，對機(jī)床的性能、精度、自動(dòng)化程度等提出了越來越高的要求。為此，許多企業(yè)采用自動(dòng)機(jī)床、組合機(jī)床和專用機(jī)床組成自動(dòng)或半自動(dòng)生產(chǎn)線。 立式鉆床數(shù)控化改造的市場 機(jī)床的數(shù)控化改造，顧名思義就是在機(jī)床上增加微型計(jì)算機(jī)控制裝置，使其具有一定的自動(dòng)化能力，以實(shí)現(xiàn)預(yù)訂的加工工藝目標(biāo)。當(dāng)變更加工對象時(shí)只需要更換零件加工程序，無需對機(jī)床作任何調(diào)整，所以能很好地滿足產(chǎn)品頻繁變化的加工要求。雖然數(shù)控機(jī)床的優(yōu)勢很大，但是對于制造企業(yè)，單純地靠購買數(shù)控機(jī)床來解決現(xiàn)狀，一方面需要大量的資金投人，另一方面，將原有的普通機(jī)床閑置，勢必造成一種浪費(fèi)。我國制造業(yè)水平與西方發(fā)達(dá)國家相比，總體水平偏低，企業(yè)經(jīng)濟(jì)實(shí)力有待進(jìn)一步提高。 機(jī)床數(shù)控化改造的市場 我國目前機(jī)床總量約為400萬臺(tái)，即我國機(jī)床數(shù)控化率不到4％。機(jī)床的年產(chǎn)量數(shù)控化率為6％。裝備水平不高，更新速度低是制約我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要原因之一。用這種裝備加工出來的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、檔次低、成本高、供貨期長等缺點(diǎn)，從而在國際、國內(nèi)市場上缺乏競爭力，直接影響一個(gè)企業(yè)的產(chǎn)品、市場、效益，影響企業(yè)的生存和發(fā)展。 立式鉆床簡介 Z5140A鉆床（）是由遼寧省丹東市機(jī)床有限責(zé)任公司研發(fā)、生產(chǎn)幷銷售的立式鉆床，具有精度高，剛性好，扭矩大，噪聲低，變速范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，操作集中，使用維修方便。 多年來Z5140A型立式鉆床憑借其極高的適用范圍和性價(jià)比，在國內(nèi)鉆床銷售市場占有很大的比例。 立式鉆床數(shù)控化改造的優(yōu)缺點(diǎn) （1）減少投資額、交貨期短 同購置新機(jī)床相比，一般可以節(jié)省60％～80％的費(fèi)用，改造費(fèi)用低。 （2）機(jī)械性能穩(wěn)定可靠，結(jié)構(gòu)受限 所利用的立式鉆床床身、立柱等基礎(chǔ)件都是重而堅(jiān)固的鑄造構(gòu)件，而不是那種焊接構(gòu)件，改造后的鉆床性能高、質(zhì)量好，可以作為新設(shè)備繼續(xù)使用多年。 （3）對設(shè)備掌握熟悉、便于操作維修購買新設(shè)備時(shí)，不了解新設(shè)備是否能滿足其加工要求。改造的機(jī)床一安裝好，就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。 2主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)一般鉆床數(shù)控系統(tǒng)改造的總體方案的應(yīng)包括以下內(nèi)容：Z向步進(jìn)電機(jī)與進(jìn)給滾珠絲杠的聯(lián)結(jié)，滾珠絲杠支承結(jié)構(gòu)選擇等；電主軸選用，冷卻與潤滑；Z向進(jìn)給滾珠絲杠副的計(jì)算與校核。 立式鉆床數(shù)控化改造設(shè)計(jì)任務(wù)立式鉆床進(jìn)給伺服系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算： 此處為數(shù)控鉆床機(jī)械部分改造設(shè)計(jì)，包括脈沖當(dāng)量的確定、滾珠絲杠螺母副的設(shè)計(jì)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的傳動(dòng)計(jì)算；伺服電機(jī)的計(jì)算和選用；設(shè)計(jì)并繪制床示意圖，還有數(shù)控化改造的裝配圖。工作臺(tái)進(jìn)給速度: 1～400mm/min工作最快移動(dòng)速度: 10m/min X軸行程: 600mmY軸行程: 600mmZ軸行程：500mm工作臺(tái)尺寸為：1200600 鉆孔直徑d=Φ20mm；進(jìn)給量f=；主軸行程L=1200mm。 (2)機(jī)床坐標(biāo)設(shè)定 本機(jī)床使用X軸、Y軸和Z軸組成的直角坐標(biāo)系進(jìn)行定位和插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)。 總體方案的確定 Z向步進(jìn)電機(jī)與進(jìn)給滾珠絲杠的聯(lián)結(jié) 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)，采用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)與滾珠絲桿連接。在許多場合，因結(jié)構(gòu)上的限制。) F3 M3 d F% G4 x7 \。連軸器承受的瞬間沖擊較大，容易引起連軸器松動(dòng)和扭轉(zhuǎn)，隨使用時(shí)間的增長，其松動(dòng)和扭轉(zhuǎn)的情況加劇。出現(xiàn)這種情況時(shí)，建議檢查一下連軸器。 連軸器按結(jié)構(gòu)可分為剛性連軸器和繞性連軸器兩種形式，可按其結(jié)構(gòu)分別加以處理。這種連接經(jīng)過一段時(shí)間使用圓錐銷開始松動(dòng)，鍵槽側(cè)面的間隙逐漸增大，有時(shí)甚至引起錐銷脫落，造成加工零件尺寸不穩(wěn)定，解決的方法有兩種： ! J ?) u S3 g2 y1 ①采用特制的小頭帶有螺紋的圓錐銷，用螺母加彈性墊片鎖緊，防止圓錐銷因快速轉(zhuǎn)換而引起的松動(dòng)。彈性銷具有一定的彈性，能分解部分平鍵承受的餓的扭矩。 ②采用一大一小的彈性銷取代圓錐銷連接，這種方法雖沒有用圓錐銷的連接的精度高，但能很好的解決圓錐銷松動(dòng)問題，彈性銷具有一定的彈性，能分解部分平鍵的扭矩，而且結(jié)構(gòu)緊湊，裝配也十分方便。 % T% m4 t% X1 N c（2）繞性連軸器 繞性連軸器是數(shù)控機(jī)床廣泛采用的連軸器，它能補(bǔ)償因同軸度及垂直度誤差引起的“干涉”現(xiàn)象。但繞性連軸器裝配是很難把握錐套的松緊，如果錐形套漲開后的摩擦力不足，就使絲桿軸頭與電機(jī)軸頭之間產(chǎn)生相對的滑移扭轉(zhuǎn)，造成數(shù)控機(jī)床工作運(yùn)行中，被加工零件的尺寸呈現(xiàn)有規(guī)律的逐漸變化（有大變小或由小變大——，每次的變化基本是恒定的。一旦機(jī)床出現(xiàn)這種情況，單純靠擰緊兩端螺釘?shù)姆椒ú灰欢ㄗ嘈А? 綜上，連軸器直連便成為電機(jī)與滾珠絲桿最為常見的的連接方法。因此應(yīng)選擇傳動(dòng)間隙小、精度高、體積小、重量輕運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩大的傳動(dòng)部件。它主要用來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。（1）滑動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單；制造成本低；具有自瑣功能。（2）滾動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：摩擦阻力?。粋鲃?dòng)效率高。綜上結(jié)合本設(shè)計(jì)的實(shí)際情況選用滾動(dòng)摩擦機(jī)構(gòu)。適用范圍：工作行程較小的場合。 ③螺母轉(zhuǎn)動(dòng)、絲杠移動(dòng) 它需要限制螺母移動(dòng)個(gè)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)其結(jié)構(gòu)復(fù)雜切占用軸向空間較大 故很少使用。缺點(diǎn)：使用不方便 一般也很少使用。 滾珠絲杠副的參數(shù)（1）螺距t 根據(jù)本設(shè)計(jì)的實(shí)際要求 選擇t=10。（3）滾珠直徑d0 滾珠絲杠副的滾珠直徑d0是按軸承廠家制造的滾珠尺寸來選用，從承載能力而言，滾珠直徑盡可能選大一點(diǎn)。一般而言，本設(shè)計(jì)選取d0=3毫米（4）滾珠的工作圈數(shù)j和工作滾珠總數(shù)N 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)滾珠第一圈所受的軸向負(fù)載約占總負(fù)載的50%，第二圈約30%，第三圈約20%。關(guān)于滾珠總數(shù)N，一般不超過150個(gè)，做到分布均勻且能承受足夠的負(fù)載。當(dāng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)滾珠沿螺紋滾道滾動(dòng)，為防止?jié)L珠從滾道端面掉出，在螺母的螺旋槽兩端設(shè)有滾珠回程引導(dǎo)裝置構(gòu)成滾珠的循環(huán)返回通道，從而形成滾珠流動(dòng)的逼和通路。 滾珠絲杠副的典型結(jié)構(gòu)類型（1）螺紋滾道型面（法向）的形狀及主要尺寸我國生產(chǎn)的滾珠絲杠副的螺紋滾道有單圓弧型和雙圓弧型。單圓弧型的螺紋滾道的接觸角隨軸向載荷大小的變化而變化，主要由軸向在乎所引起的接觸變形的大小而定。由于單圓弧型滾道加工用砂輪成型較簡單，故容易得到較高的加工精度。 螺紋滾道法向截面形狀雙圓弧型的螺紋滾道的接觸角 β在工作過程中基本保持不變?？墒?jié)L道