CA6140车床的数控旋压改造设计.docVIP

CA6140车床的数控旋压改造设计 【摘 要】本文确定了CA6140车床改造成数控旋压机的总体方案设计。还对旋压机床的横向进给、纵向进给方案进行了阐述，对液压系统的方案进行了分析确定，拟定了液压系统的原理图。?　　【关键词】车床；改造；数控旋压?　　1. CA6140车床改造为数控旋压机床可行性分析?　　CA6140车床已入厂5年，一直承担实验任务，未能批量生产过产品，机床本身机械部分的磨损很小，导轨和齿轮等的磨损也很小。原机床的综合精度为0.01mm，根据设备完好标准规定：?　　数控机床的精度=原机床精度×K（ K-机床使用年限系数） （1.1）?　　CA6140车床实际使用年限小于6年，K=1，机床的几何精度仍为0.0lmm，所以原机床从磨损程度角度能够保证对其进行数控化改造在技术上是可行的。对于CA6140车床和数控旋压机床，底座、工作台、床身等基础零部件都是必不可少的，它们的材质都是铸件或焊接钢件，这些零部件占用的原材料多，加工工艺复杂，加工周期长，耗费资金多。依托旧机床进行数控化改造，重复使用这些基础零部件，必然会大大降低制造成本。机床的役龄长，基础零部件的自然时效也长，内应力的消除使得基础零部件的稳定性更好。?　　2.车床旋压改造总体设计?　　卧式旋压机的主要组成是由装卡芯模的主轴箱，安装旋轮的旋轮架，顶紧毛坯的尾座以及床身组成。它与车床的不同之处在于加大了功率，尤其是加大了旋轮对芯模的顶力以及旋轮纵向进给的拖动力。在考虑CA6140车床具体情况的基础上，利用数控系统的强大功能，设计出符合数控系统需要的机械结构。本次改造成的数控旋压机采用步进电机的控制方式来驱动机床进给，可以进行强旋加工，两个旋轮同步工作。旋压出锥形、筒形、曲母线形及葫芦形等特殊形状的零件，是一台自动化程度较高的旋压机床。?　　改造后的机床预达到横向重复定位精度：±0. 01mm，纵向重复定位精度： ±0. 02mm。?　　基于上述设计思想，数控旋压机机床系统包括三个部分：由微机控制的计算机控制系统、由机械部分组成的执行系统以及可使两者相联系的伺服系统组成。我们对机床机械部分进行重新设计，同时要对数控系统和电气控制系统进行开发。?　　机械系统主要由主轴箱、旋轮座横纵向移动装置、旋压轮、尾座、床身等组成。?　　主轴箱仍保留原主轴箱齿轮换档变速机构，由数控系统控制主轴的转动和停止，通过手动改变主轴的转速。旋轮座横纵向移动装置安装在旋轮架及侧床身上，使实现成形进给运动的旋轮拖板作横向、纵向、回转3个坐标位移，使整个旋压机床加工范围扩大，旋压过程在理想位置上工作。旋轮架是用来装卡旋轮的，可以沿横向移动，同时也可随车床拖板作纵向移动，实现旋压过程中的循环工作。并根据所加工零件的实际情况，改变旋轮安装角度（攻角）以适应工艺的要求。尾座通过尾顶油缸前后动作卡紧或松开工件。旋轮头用于滚压毛坯完成对零件的旋压加工。并可以通过更换旋轮头装置来实现不同的旋压加工。?　　本文只对机械传动部分进行设计和受力分析，并根据工艺的要求设计出一套液压系统，以便对实际改造作出很好的理论指导和依据。其总体改造思路示意图如图2.1所示。?　　数控机床的特点是高精度、高效率、高速度、低摩擦。从机床布局，基础件结构设计，轴承的选择与配置，要十分注意提高它们的刚度；零部件的制造精度和精度保持性都比普通机床高很多，基本上要按精密或高精度机床考虑。所以还要对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，以获得预期的改造目的。除了保持原CA6140车床的基础零部件如底座、工作台、床身不作重新设计外，对机床大拖板进行重新设计，在上面放置了一对称的旋轮架装置。在设计上要达到：有高的静动态刚度、运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙、功率大、便于操作和维修。?　　考虑到CA6140车床结构对改造过程的影响，在保证改造后机床性能的基础上，尽量减少原机床的改动量、降低改造难度、减少改造成本。决定采用以下步骤，保证改造过程的顺利进行。?　　（1）导轨?　　为了使改造后的机床有较高的开动率和精度保持性，采用在机床滑板导轨上贴聚四氟乙烯软带的办法，减少摩擦阻力，提高防爬、耐磨、消震吸音的能力。?　　（2）主轴变速箱?　　保留原主轴箱齿轮换档变速机构，由数控系统控制主轴的转动和停止。通过手动改变主轴的转速。?　　（3）床鞍?　　拆除原车床床鞍上的刀架、中拖板部分，在拆除后的床鞍上放置两个对称布置的旋轮架。用于支承旋轮并推动旋轮作进给运动和其他辅助运动。?　　（4）刀架?　　对车床的刀架进行改造，车床床身前后对称设置两个刀架，用一滚珠丝杠实现两个刀架横向相向往复运动。另用一纵向装置的滚珠丝杠实现刀架的纵向往复运动。?　　（5）溜板箱?　　保留溜板箱中丝杠与溜板箱的连接结构，拆