1 改造的意義
制造技術和自動化水平的高低已成為一個國家或地區經濟發展水平的重要標志,而其中最具代表性的就是數控機床。我國現正處于從以勞動密集性產業為主向以技術密集性產業為主的發展階段,對自動化設備的需求會越來越大、越來越積極。利用現有普通車床,通過數控化改造,使其成為一臺高效、多功能的數控車床,是一種盤活存量資金的有效途徑,也是低成本實現自動化的行之有效的方法。因為一方面我國普通車床保有量大,要將普通車床淘汰掉是不經濟的,也是不現實的;另一方面,從我國目前生產狀況來看,仍然以生產普通車床為主。普通車床的數控化改造將會長期存在,并會不斷的發展。
2 普通車床數控化改造的類型
普通車床數控化改造大致可分為下列三種類型:
2.1 普通車床所有功能部件保留型
這種結構是由數控系統、伺服驅動、伺服電機、原有普通車床各功能部件及電動刀架等組成。該結構橫向、縱向均采用伺服電機驅動。橫向的伺服電機用電機座固定在床鞍的后端面上,通過一對同步帶輪將運動傳給普車原有橫向絲桿副, 實現橫向快移和進給。縱向的伺服電機用電機座固定在進給箱的左端,通過聯軸器將運動傳給普通車床進給箱,變換普車進給箱上的手柄,使運動傳給普車原有縱向絲桿,這時閉合開合螺母,實現縱向快移和進給。
這種數控化改造結構保留了原普通車床的所有功能。如要還原普通車床,只須拆下縱向電機座和電動刀架,裝上掛輪部件和普通刀架即可。此結構因利用了普車原有功能部件,新增零件較少,改造費用低廉,改機工作量較小。改造后,不僅能保持原有機床的精度,而且能大大提高所加工零件尺寸的一致性。因未更換絲桿,車床的各項精度取決于原有車床的精度,適用于對零件進行粗加工。這種改造型式在普車數控化改造初期曾被采用,現因精度難以保證,較少采用。
2.2 普通車床部分功能部件保留型
這種普車數控化改造是將普車的掛輪、進給箱、溜板箱、三桿、托架及橫向絲桿副等盡皆拆除,然后安裝縱向、橫向滾珠絲桿組件、數控系統、驅動裝置和驅動電機,根據用戶要求可以加裝全防護或半防護裝置。因更換了滾珠絲桿,如果床身導軌磨損了必須重新磨削導軌,這樣才能保證縱向絲桿與導軌的平行以及縱向滑板運動的順暢。但因為每臺機床外形各異,在改造時,要對每臺機床的有關尺寸仔細測量,然后才能設計橫向、縱向絲桿裝配圖以及防護裝配圖。這樣改機,機床的精度可以得到保證。但設計工作量較大,改機周期較長。適合于距離較近、能較長時間停機的用戶改造。
2.3 采用GSK-CTL系列數控滑臺機構改造型
GSK-CTL系列數控滑臺,是廣州數控針對多種規格的臥式車床,在積累了多年的機床數控化改造的基礎上,設計出的一種新型的用于車床數控化改造的機構,并經過多次改進,追求精益求精的設計及工藝方案。并申請了國家專利,受專利法保護。該機構只需借助原機床導軌作為基礎,配上廣州數控生產的數控系統、驅動裝置及電機便可方便地完成機床的數控化改造工作。它的主要持點是:積多年數控機床改造之經驗,突破了傳統機床改造之觀念,方便、快捷、可靠。吸收了斜床身式數控車床的優點,并采用貼塑導軌,Z向導軌全防護,進一步提高了機床的精度保持性及剛性。克服了傳統機床改造精度較低、可靠性較差、不耐用、周期相對較長的缺點;能快速、大規模地到現場改造,且不受距離遠近的限制。適合于對盤、套類零件進行加工。
3 GSK-CTL系列數控滑臺主要技術參數
4 GSK-CTL系列數控滑臺主要結構、特點
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圖1 GSK-CTL系列滑臺主要結構圖[/align]
如圖1所示,是GSK-CTL系列滑臺主要結構圖。
從圖中大致可以看出本滑臺具有以下一些主要特點及性能:
4.1 主導軌采用雙矩形導軌,并經高頻淬火處理;接觸面積大,強度高。各導軌運動副貼合面均貼有耐磨塑料,摩擦系數小,且靜、動摩擦系數差異小;無論是工進,還是快移,均無丟步、失步、爬行等現象。縱向絲桿安裝于縱向滑板的中間,使得縱向滑板在運行時不偏不倚,力矩平衡,精度得以充分保證。縱向導軌用鋼制伸縮式導軌防護罩全防護,使鐵屑、粉塵遠離導軌、絲桿運動副,很好地保護了各運動副。這樣各運動副貼合面磨損少、壽命長,精度保持性好。
4.2 橫向、縱向絲桿均采用漢江精密滾珠絲桿,絲桿兩端各有兩個NSK精密角接觸球軸承,兩個軸承在訂購時已配對成套。在兩端鎖緊螺母的作用下,絲桿工作時處于拉伸狀態。通過計算,給絲桿、軸承一個恰當的軸向預緊力,這樣不但提高了絲桿、軸承、軸承座的剛度,而且補償了絲桿由于受熱產生的變形。
4.3 本滑臺有手動油泵和自動油泵可供選擇;在油泵的作用下,將潤滑油送到各運動副,保證各運動副有充足的潤滑。
5 GSK-CTL系列數控滑臺主要用途
GSK-CT系列數控滑臺主要適用于C0632、C6132、C6136、C6140、C6150系列普通臥式車床的數控化改造,也可用于其它閑置的舊機床。改造后的機床可以加工內外圓柱面、內外圓錐面、內外螺紋、內外錐螺紋、端面及端面螺紋、內外圓弧面、球面等形狀復雜的回轉體的半精加工及精加工,也可用于粗加工,可大大提高生產效率。
6 GSK-CTL系列數控滑臺的安裝及服務
先將要改造的機床清理干凈;如果是普通機床,要將掛輪部件、進刀箱部件、溜板箱部件、三桿及齒條盡皆拆除。恢復床頭箱和尾座精度,將床身水平調好。
當滑臺裝在機床上后,整個機床的重心會后移,因此我們要預先在前、后床腳上安裝床腳支架,保證改造后機床的穩定性。床腳支架用螺釘固定在床腳的后側面。
然后將鑄鐵支架按圖示安裝在床身的后部,通過下部的調整螺釘調整支架上平面水平。把主軸檢棒插入主軸錐孔內,滑臺放在支架上,配鏟支架上平面;通過主軸檢棒檢測,保證縱向運動與主軸中心平行。
調整滑臺在支架上的前后位置,保證刀尖過主軸中心。配作滑臺與支架的螺釘連接孔,將滑臺固定在支架上。精密校正且試切工件合格后,用錐銷將滑臺與支架定位固定。
電氣箱用角鐵支架固定在床頭箱后部,電腦箱通過支臂吊于床頭箱之上,電腦箱可繞兩個軸旋轉,操作十分方便。最后將事先組裝好的安全小防護門裝于床身的前部,遮擋飛濺的鐵屑和冷卻液。
滑臺部件在公司裝配好后,就是一個完整的功能部件。電氣箱則按數控整機的配制預先作好。因此可以快速、大規模、遠距離現場改造,且改造周期短,每臺機床改造只須兩天。另外,我公司能免費為用戶培訓操作人員2-3名,且在全國各地設有多家辦事處,可方便、快捷地為用戶提供服務,省內24小時,省外48小時即可到位服務。
7 結束語
機床數控化改造,是一個長期的工作,也是一個大有可為的行業。于國,可以節省原材料、能源的消耗,減少廢物的排放;于企業,可以用較少的投入達到提高設備自動化水平的目的。 它將隨著制造業的發展而不但發展、完善,為中國的制造業作出應有的貢獻。