产品与技术
一次性咖啡杯钟山职业技术学院 徐留明
摘要：车床改造过程中，机械结构属于不可缺少的内容，其设计的科学性密切关联于车床的总体质量以及运行水平。本文分析普通车床在数控化改造中机械结构的设计情况，带给实践工作有价值的借鉴。
车床属于机械加工中的关键工具，可以加工多种多样的工件。当前在不断提升机械加工技术的情况下，数控车床已经逐渐取代了传统车床。所以，面对此发展形势，很多的加工企业开始着手于革新机械加工工艺。为了充分地运用好普通机床，就要做到科学的数控化机床改造。但是为了提升改造机床的数控加工效果，必须要合理的设计机床机械结构，达到普及运用数控机床的目标。 一、普通车床机械结构改造的总体方案分析
1.做好工艺分析
对于普通车床来说，其主要产生的作用就是，进行加工螺纹零件以及回转类零件等，而且零件的种类繁杂，不同的零件，需要各具差异性的形状以及技术等标准，加工的方式要具备针对性、个体化，而且也在车床改造后的要求上出现一定的差异。所以，进行机械结构改造之前，应该科学分析整体的工艺，准确计算出切削力、切削功率，了解到进给系统、主轴需要的相应参数指标。 2.掌握原始车床数据
进行车床改造期间，可能会拆掉一些零件，同时也往往需要相应增添新的零件，所以应该掌握住有关联零件的尺寸、连接的方式。正式改造车床以前，要全面了解相应的参数指标，考虑到目前车床的缺陷问题，就可以在以后的改造操作中，及时的解决问题。另外，其他需要明确的指标还包括车床实际载荷、部件刚度、整机刚度等，确保车床改造以后有效的增强性能、精确度。
3.制定总体改造设计方案
全面分析掌握住车床现状，以及技术工艺以后，需要按照车床已有的规格，对改造期间需要应用到的零件型号、数量进行确定。进行改造机械结构期间，主要会运用到刀架、轴承、丝母、丝杠等。电气改造期间，需要应用到强电元器件、变频器以及驱动电机等。例如，数控改造普通车床时，要分析关键的技术参数，对步进电动机以及滚珠丝杠副等科学的选择，提出实用性较高的改造方案。 二、普通车床数控改造中的机械结构设计方案
1.改造目标
案例以CQ6123车床数控改造为例，机械传动部件设计质量水平，密切的关联于工件的表面平整度、车床加工精度等。普通车床数控改造期间，需要全面的分析各方面的因素，诸如资金投入以及改造技术等，充分确保被改造以后的车床系统能够具备以下几方面标准。
（1）维持主传动系统处于不变的状态中，将螺纹加工系统进行拆除，并且经过改造之后的车床，不再在螺纹加工中应用。
（2）进给系统为开环控制，为了达到纵向进给的模式，主要是落实滚珠丝杠传动举措实现，为了实现横向进给，通常以普通螺纹传动模式实现。
（3）为达到自动转位的效果，主要是采取微机控制
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刀架。
2.改造方案设计
（1）设计纵向进给系统。改装CQ6123车床中进给系统期间，需要进行拆除掉原本系统中的溜板箱，以及拆除进给箱中传动件、操作件等，将箱体进行保留即可。
一级齿轮减速后，步进电机会驱动丝杠，在溜板箱中严密的固定螺母，促进移动刀架、小拖板以带动纵拖板的转动，实现纵向进给运动。为节约成本支出，把原始车床内进给箱进行转化，发展为一级齿轮减速箱，保障不改变滚珠丝杠部位，并且在丝杠的右方建立手轮设施，便捷手动与对刀的灵活操作。运用时，将其安装，结束以后及时的拆卸。
毛刷制作固定原始车床中的拖板，保持部位不改变，将螺母座架架设其中，连接起螺母。在丝杠的左端进给箱部位，给步进电机安置丝杠，固定于电机止口的部位，并且通过定位稍、螺钉，紧密的连接起床体。丝杠的两侧建立起支架、轴承支架，以向心球在一端做好严格的固定，避免移动，轴承支撑另一端。静压试验
（2）设计横向进给系统。改造纵向系统以后，步进电机能够基于减速齿轮作用下，对于丝杠螺母产生驱动的效果，这时可以让刀架拖板出现相应的横向运动。
针对小型台式车床而言，丝杠本身具备较小的直径，成品丝杠定价过高就不利于购买，可以运用普通的螺纹螺母取代。尽管具有不同的传动效果，但是可以良好的适应于纵向滚珠丝杠传动，得到横向传动性能、纵向传动性能信息，展开比较，同时良好的符合改造设计标准。
横向进给系统改造实际上比较相近于纵向系统，改造期间，也要保障不改变进给系统手动机构，方便进行手动与对刀。在丝杠后段部位，安装相应的步进电机，并且定位于电机中止口，通过盖板严密的固定于床体。基于减速齿轮产生的作用，电机推动丝杠运动，同时联合小拖板，使得刀架运动，面向横向的方向，方便进行安装步进电机。定制横向丝杠中，为加强支撑效果，主要是采取支架延伸拖板实现。
（3）刀架设计。在车床中，不可缺少的部件就是刀架。通过科学的改造刀架，能够达到的目标就是多刀挟持、自动传位。
改造环节，换下原始车床中刀架，用LD4-1型自动刀架对其取代，此产品具备的主要特点就是刚性较强，拥有较优的工艺性能，而且可以精准的定位，增加应用的年限等。
改造横向与纵向系统减速机构过程中，应用有机玻璃罩壳，可以达到更好地清除灰尘的效果，而且有助于试验环节及时的观察了解齿轮啮合状态。按照以下的公式进行计算齿轮传动比
i=360 p/θb·L0
公式中，i、θb、δp、L0分别代表的是齿轮传动比、步距角、脉冲当量、滚珠丝杠导程。改造以后，可以将齿轮减速箱的输出轴转速明显的减小，增加输出轴的扭矩，发挥出良好的减速增扭效果。
三、普通车床数控化改造中机械结构设计要点
1.主传动结构设计
数控化改造期间，应该科学合理的设计好主传动结构，保障车床改造后，可以进行速度的自动化改变，同时具备较宽泛的速度变化区间。以多速电机改造传统结构，可以达到此标准。为维护正常的运行电动机，设置电机变速系统，把原主轴传动链等结构拆除掉，换掉主电机，即以变频调速装置替换。电机主轴上展开确认主轴部位，应用脉冲编码器明确，向控制中心及时的传输反馈的信息数据，考虑到机床的运转状态，进行加工控制零件。
选取电机的过程中，应该展开合理的分析各种各样工况下的电机等效力矩，这样可以保障所选电机满足系统加工精度等。按照负载力矩对于电机启动频率合理的明确，让电机可以对负载进行直接的带动。基于能够调速的区间之内，需要保障主轴电机转速平稳，避免数控加工时产生不均匀的速度问题。持续负载状态中，主轴电机应该保障转速是平稳的，让电机具备尽可能较小的转速波动范围。所用电机需要散热性能优越，防范长期的工作振动过大，或者是形成高分贝噪声。
2.传动结构设计
设计进给传动结构过程中，拆除掉传动装置、操纵结构，同时将电机进行安装至不同的转动方向，达到自动化的控制电机的目标，促进将车床的生产效率有效的提升。
机床操纵方面，Z轴纵向上，把齿轮箱体安装到原本丝杠安装的部位，之后严密的固定好滚珠丝杠。X轴方向上，先展开相应的改造拖板的操作，对于结构精度严格的管控。
在拖板、重点的传动齿轮方面，应该做好双方之间的间隙控制工作，一般的需要对间隙进行有效的缩小，可以采取的方法就是柔性调整、刚度调整，将齿轮传动灵敏性
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WMEM·2020年 第6期
污染处理
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电线固定座
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提升，并且增强其精度。对于原有导轨，为了将摩擦阻力降低，采取刮研以及修磨等方式实现，也可以明显的降低磨损齿轮的几率。
3.其他结构设计
刀架的改造方面，需要刀架提供给复杂元件加工关键的支撑，以安装丰富类型的刀具。将手动刀架进行拆除掉以后，也要联系实际的数控车床生产需要，安装相应的自动回转数控刀架，充分的保障刀架定位自动化，而且可以多次的定位，切实的增强零件加工精准度。
溜板箱结构方面，原本结构拆除以后，方可将新的结构在滚珠丝杠安装。加工作业环节，结构产生的功效就是将主轴转动进行暂停，维护顺利的交换刀具。改造结
参考文献：
幼儿园门禁
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数控化改造的探索研究[J].山东工业技术,2018,(18):37.
构的操作结束以后，展开检测整体机械结构，应该严格的检测掌握住车床传动性能、主轴进给性能情况，同时掌握住运行噪声状态等，让车床运行性能满足数控加工提出的标准。
四、结束语
本文主要进行探究普通车数控改造工作的设计方案，在步进电动机、滚珠丝杠副选择和应用方面展开相应的探究，同时阐述了纵向进给系统以及横向进给系统、刀架改造设计的方法，保障关键的部件能够有效的运行于设备之中，实现运动性能充分的发挥，并且保障设备具备可靠的精度，推动数控行业稳定向前发展。□
南京工大数控4项齿轮加工新产品通过鉴定
日前，南京工大数控科技有限公司（简称“工大数控”）完成的4项新产品通过了专家鉴定，鉴定会由江苏省工业和信息化厅组织行业专家和重点用户代表参加，4项产品分别是：SKXC-5000 数控成形铣齿机、SKXC-6000数控成形铣齿机、SKDL-1600 数控齿轮复合倒角机和SKDL-2500数控齿轮复合倒角机。
本次通过鉴定的大型数控成形铣齿机，适用于各类直径达6000mm的圆柱齿轮的齿加工工序，进给速度可达400 mm/min，加工精度达到GB8级，实现了精度和效率的双重提升；数控齿轮复合倒角机，采用径向进给轴与转台分度轴联动插补组成极坐标控制系统，通过专用软件生成加工程序，沿齿廓线做平面内曲线轮廓插补。
据了解，工大数控所产数控成形铣齿机克服了传统设备在加工大齿轮时的不足，加工精度和效率有所提升，可满足超大齿轮加工范围，助力海上风力发电、大型工程机械和盾构机等领域对国产关键基础件的加工需求。而数控齿轮复合倒角机可实现齿形齿向倒角，提升倒角精度，有效降低淬火裂痕，减小齿轮边缘接触效应，提
高了齿轮的啮合质量和使用寿命。同时，工大数控还开发了用于超大主轴测试的试验台装置，可以对回转支承件的动静态能力、疲劳寿命、磨损、齿轮弯曲疲劳等性能进行测试。
资料显示，南京工大数控科技有限公司于2008年创办，集产品设计研发、制造与销售于一体，现有员工100多人，其中科研人员占比达45%以上，与南京工业大学、重庆大学、东南大学、天津大学等10多所高校紧密合作，组建了江苏省级重点实验室、江苏省级工程技术研究中心等平台。现已形成数控制齿机床、数字化综合性能试验台、智能制造装备等三大系列产品，产品先后获得了国家重点新产品、江苏省首台（套）重大装备、江苏省优秀新产品、江苏省高新技术产品等30多项称号，广泛应用
于工程机械、风电、锻压机械、冶金机械、矿山机械等行业。产品销往全国20多个省份，合作客户达200多家。其中数控成形铣齿机累计销售400多台，实现进口替代。在进行产品研发的同时，工大数控一直注重知识产权建设，目前已获得授权发明专利近50件，软件著作权30多项。 （来源：工大数控）
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