湖北工业大学 湖北 武汉 430000
摘要：随着近几年工业现代化的发展，数控车床越来越多地被应用在机械加工生产领域中，其具有高度柔性、加工精度高、质量稳定、一致性好等特点，能改善操作者的劳动条件。数控车床的主轴、尾座和床身等部件的布局形式与卧式车床基本一致，但刀架和导轨的布局形式发生了根本变化，直接影响了数控车床的使用性能和机床的结构、外观。基于此，本文主要分析了数控化改造技术的简易数控车床。
关键词：数控化；改造技术；数控车床
中图分类号：TG547 文献标识码：A
引言
近年来，随着国内各种类型机床改造需求扩大，机床改造已经逐渐形成了一个产业，其中绝大部分是数控机床的改造，也有一部分来自非数控机床的升级改造。结合我国实际国情，简易数控车床是我国从普通车床向数控车床发展的重要台阶。利用现有的普通车床，对其进行数控化改造是一条低成本、高效率的途径。
1、项目提出的背景
简易数控车床床身门板由螺丝固定在床身上，不便插卸。在产品的大批量生产过程中，排屑槽空间小、排屑不便，导致操作者的劳动强度增加，生产效率低；简易数控车床的冷却液输出管外接，零件在加工过程中需要操作者手工调整冷却液的喷射方向，影响了刀具的使用寿命，且不利于安全生产。
2、改造方案
2.1、数控化改造方案
针对现有技术的缺陷，本文提供的一种基于数控化改造技术的简易数控车床，能够有效地提高普通车床加工效率及精度，降低车床制造成本，发挥普通车床的有效价值。为了达到上述目的，本文改进技术方案如下：
图2 改进前的刀台图3改进后的刀台
2.2、冷却装置的改造
冷却装置系统改进前，由于其冷却液输出口装置外接，冷却液由固定在纵向拖板上的冷却管延伸，并通过蛇皮管连接来实现，刀台在每次换刀后，需要操作者打开数控车床床身车门，根据其刀具的车削位置自行调整冷却接管的方向，以确保冷却液喷射到刀尖位置，这样才能使刀具充分冷却，满足产品的加工精度。此类冷却装置在零件的深孔加工中易出现冷却不充分的现象，进而造成零件的精度和表面粗糙度难以达到工艺要求，使刀具更换频繁、消耗量大。改进前的刀台如图2所示。改进前，该车床刀台上固定有上刀台、下刀台、垫铁，三者通过螺栓连接，是该车床的换刀锁紧机构。通过不断摸索并参照全功能数控车床冷却液输出装置发现，可以利用床身刀台连接冷却液输出管，以实现各刀位的冷却、满足生产需要、节省不必要的刀具浪费。改进后的刀台如图3所示。
改进后的机床附件有上刀台、下刀台、垫铁三处，还包括自制冷却接管（尼龙调整半球、垫片）、密封铜套、接管。
3、改造方案实施
如图1和图4所示，将床身204落在前床腿201及后床腿209上，床头箱202落在床身204的左侧，将床头箱内的一轴改为电磁离合器形式，离合器吸合时带动齿轮旋转，减小主轴启动噪音。主轴的正向、反向旋转靠电机的正反转实现。床头箱202下方的床身上装有Z轴电机座，Z轴伺服电机固定在Z轴电机座上；床身前方装有Z轴滚珠丝杠，通过联轴器与Z轴伺服电机直连，构成进给传动系统203。Z轴丝母固定在床鞍207上，床鞍207落在床身导轨上，通过Z轴滚珠丝杠旋转，带动床鞍移动。滑板205的燕尾槽导轨穿入床鞍燕尾槽中，电动刀架206固定在滑板205上。床鞍207的后方装有X轴电机座，X轴伺服电机固定在X轴电机座上，床鞍内部装有X轴滚珠丝杠，通过联轴器与X轴伺服电机直连，X轴丝母固定在滑板上，通过滚珠丝杠旋转，带动滑板及电动刀架移动。尾台210落在床身后部，加工长棒料时，用于支撑。油盘208放置于床身下部，用于收集加工产生的废料。以上结构构成机床的光机102。在光机外部装有机床防护104，用于防止加工铁屑及冷却液飞溅，也起到美观的作用。自动润滑泵105装在机床右侧，按系统设定时间定时为机床各滑动面自动润滑，其润滑点通过护套软管与分油器及润滑泵相连。电箱101落在床头箱的后方，操作面板103放置在防护门上，便于操作。各轴伺服电机、操作系统及其他电气元件通过电缆与电箱连接。机床由数控系统发出指令，通过电箱使机床各部电气元件运作。
图4 简易数控车床的光机部件结构示意图
结束语
简易数控车床床身的改造加大了排屑空间、降低了操作者的劳动强度、提高了安全性。对冷却液输出方式的改造，改善了深孔加工中零件内孔的精度和表面粗糙度，提高了刀具的使用寿命，适用于所有同类型的塔式刀台类的简易数控冷却液输出装置，具有很高的应用推广价值。
参考文献：
[1]李哲，赵丽，李小明.简易数控车床电动刀架的电路设计[J].科技经济导刊，2016（34）：67+52.
[2]李春荣.简易数控车床中的刀架故障[J].金属加工（冷加工），2009（02）：56.
[3]李丽，王磊，牟明皋.简易对刀仪在数控车床中的应用[J].金属加工（冷加工），2009（01）：36-37.
论文作者:蒋飞
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/27
标签：冷却液论文; 床身论文; 数控车床论文; 简易论文; 车床论文; 机床论文; 操作者论文; 《防护工程》2018年第32期论文;