基于數(shù)字環(huán)境下的機械結構設計和改造

基于數(shù)字環(huán)境下的機械結構設計和改造

　　普通機床數(shù)控化改造關鍵是數(shù)控系統(tǒng)選型，但是為了使數(shù)控化改造機床達到加工精度、功能參數(shù)、電氣供給系統(tǒng)以及機床安全操作規(guī)程等要求，在改造過程中對機床機械結構部分不得不重新設計、改造。搬家機床斷電后電氣拆機首要過程（1）將一切機床部件運轉(zhuǎn)到可拆方位，經(jīng)機械擔任人承認后方可斷電拆機。首先，基于數(shù)字環(huán)境下的機械結構設計要求。必須要對機床傳動軸等機械部件進行受力分析，以確保數(shù)控機床能進行較大切削量的強力切削，進行受力分析時依據(jù)機床行業(yè)標準及國家標準執(zhí)行。

　　根據(jù)受力分析、計算結果，確定為了保證數(shù)控化改造機床達到加工精度、功能參數(shù)、電氣供給系統(tǒng)以及機床安全操作等要求所需要的主要受力機械零件的大小尺寸以及供給動力裝置，數(shù)控化改造機床在對機械結構進行設計和改造時，可參照改造成功案例，查閱相關技術文件資料，到改造成功企業(yè)現(xiàn)場實地調(diào)研。盡可能在機械構件改造時尺寸不變或者變化不大，并采用理想的機械傳動結構裝置滿足傳動比，以提高生產(chǎn)加工效率。

　　將 CA6140 型普通車床進行數(shù)控化改造，在整個設計過程中必須實現(xiàn)如下要求：原車床的主傳動系統(tǒng)予以保留，橫向進給系統(tǒng)由微機實現(xiàn)開環(huán)控制，兩軸聯(lián)動；刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架，具有切削螺紋的功能；在 X 向上，進給脈沖當量為 0.005mm / 脈沖；在 3——1000mm/min 進給速度范圍進行無級調(diào)速，在X 向、1000——3000mm/min 內(nèi)任意設定快進速度。當系統(tǒng)發(fā)生故障后，采用常規(guī)電工檢測儀器，對故障部分的電壓、電源、脈沖信號等進行實測，將正常值與故障時的值相比較，可以分析出故障的原因與所在部位。

　　其次，基于數(shù)字環(huán)境下的機床機械結構改造要求。國內(nèi)卡盤方面，煙臺、呼和浩特的眾環(huán)(環(huán)球)占據(jù)著較大部分市場份額，其他主要還包括常州科博爾，常州優(yōu)比特，常州倍得福，常州名卡等等。盡可能在機械構件改造時尺寸不變或者變化不大，并采用理想的機械傳動結構裝置滿足傳動比，以提高生產(chǎn)加工效率；所需改造的機械零部件必須達到一定的精度要求，如表面粗糙度、形位公差、硬度、強度等以確保運動部件之間光滑，減少摩擦阻力；在不需增加動力的情況下，可保證數(shù)控化改造后

　　的機床能夠生產(chǎn)加工更多復雜的零件。

　　將 CA6140 型普通車床改造成經(jīng)濟型數(shù)控車床，橫向進給機構的改造：將小拖板和手動刀架改造成數(shù)控刀架；滾珠絲杠螺母副取代溜板箱、光桿進給箱和普通絲桿；調(diào)整操作的手動機構保留不變，同時保留支撐結構，齒輪箱體、步進電機安裝在中拖板的后側(cè)，齒輪箱采用一級齒輪減速。所以在故障檢修之前，首先應注意排除機械性的故障，這樣往往可以達到事半功倍的效果。

“復雜鑄件無模復合成形制造關鍵技術與裝備”是一種復雜鑄件無模復合成形制造方法，改變傳統(tǒng)模具翻砂造型，大幅度縮短流程，制造出高品質(zhì)鑄件，提高復雜鑄件制造精度，推動鑄造技術發(fā)展。6、伺服電動機不轉(zhuǎn)數(shù)控系統(tǒng)至進給驅(qū)動單元除了速度控制信號外，還有使能控制信號，一般為DC24V繼電器線圈電壓。經(jīng)10年創(chuàng)新研究和上萬小時成形試驗，項目組發(fā)明了砂型/芯柔性擠壓及切削/打印一體化復合成形工藝方法、復合鑄型及型砂材料配方、砂型柔性擠壓成形機、無模鑄造精密成形機、砂型/芯與鑄件在線檢測系統(tǒng)等7類15種關鍵裝備及控制軟件系統(tǒng)，創(chuàng)建了數(shù)字化無模鑄造島，建成了年產(chǎn)60萬臺發(fā)動機缸蓋數(shù)字化鑄造車間;突破了高質(zhì)量復雜鑄件鑄型一體化設計、成形過程自適應性、多工藝工序匹配的無模成形裝備等三大技術難題;實現(xiàn)了鑄鋼/鐵、鋁/鎂/鈦合金等鑄件的高質(zhì)量制造。與傳統(tǒng)鑄造比，時間縮短50%～80%，成本降低30%～50%，精度提高2～3個等級，減重10%～20%。

、竄動

在進給時出現(xiàn)竄動現(xiàn)象：

①測速信號不穩(wěn)定，如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等；

②速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾；

③接線端子接觸不良，如螺釘松動等。

當竄動發(fā)生在由正方向運動與反向運動的換向瞬間時，一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。

4、爬行

發(fā)生在起動加速段或低速進給時，一般是由于進給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低及外加負載過大等因素所致。生產(chǎn)效率高，數(shù)控機床與普通機床相比，與加工中心的刀庫配合零件的輔助時間和加工時間可有效地減少，數(shù)控機床允許機床進行較大切削量的強力切削，進給量的范圍擴大。尤其要注意的是：伺服電動機和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于聯(lián)接松動或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動與伺服電動機的轉(zhuǎn)動不同步，從而使進給運動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。

偏移

　　偏移是指去程和回程兩次測試之間具有不變的垂直偏移。產(chǎn)生偏移曲線的可能原因主要是機床方面的問題，如反向間隙未補償或不當補償、車架與導軌之間存在間隙(松動)等。

　　針對以上問題可采取以下解決措施：絲杠/滾珠絲桿驅(qū)動裝置；主機故障的診斷對于常見的主機故障，診斷的方法比較多，如利用先進測試手段的“現(xiàn)代診斷技術”和傳統(tǒng)的“實用診斷技術”等。檢查球狀螺母或絲杠是否磨損；檢查絲杠軸承的端部浮動情況；使用角度光學鏡組檢查軸線反轉(zhuǎn)時的車架角度間隙；檢查控制器內(nèi)設置的反向間隙補償是否正確；機架和小齒驅(qū)動裝置；檢查牙是否正確嚙合；檢查齒輪箱是否磨損和線性編碼器系統(tǒng)的狀況。