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一般機(jī)床是能完成車、銑、刨、磨、鏜、鉆、電火花、剪板、折彎、激光切割等等機(jī)械加工的方法的設(shè)備，它能把金屬毛坯零件加工成所需要的形狀，其中包括尺寸精度和幾何精度兩個(gè)方面。
數(shù)控機(jī)床則是從普通機(jī)床的基礎(chǔ)上發(fā)展過(guò)來(lái)的，它是一種裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)則是采用了自動(dòng)控制技術(shù)，能用數(shù)控指令來(lái)控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)（稱之為數(shù)控控制技術(shù)）的自動(dòng)控制系統(tǒng)。
二、機(jī)床的雛形、誕生及發(fā)展
機(jī)床是人類進(jìn)行生產(chǎn)勞動(dòng)的重要工具，也是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展水平的重要標(biāo)志。
1、數(shù)控車床的雛形
機(jī)床最早的雛形是于公元前2000多年出現(xiàn)的樹木車床。當(dāng)時(shí)，工作時(shí)腳踏繩索下端的套圈，利用樹枝的彈性使工作由繩索帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，中世紀(jì)的彈性棒車床運(yùn)用的仍是這一原理。1500年左右，意大利人達(dá)芬奇曾繪制過(guò)車床、鏜床、螺紋加工機(jī)床的構(gòu)想革圖。中國(guó)明朝出版的《天工開物》中載有磨床的結(jié)構(gòu)，用腳踏的方法使鐵盤旋轉(zhuǎn)，加上沙子和水剖切玉石。18世紀(jì)的工業(yè)革命推動(dòng)了機(jī)床的發(fā)展。
1774年，英國(guó)人威爾金發(fā)明較精密的炮筒鏜床，他用這臺(tái)炮鏜床鏜出的汽缸，滿足了瓦特蒸汽機(jī)的發(fā)展。1770年威爾金森制造了一臺(tái)水輪驅(qū)動(dòng)的鏜床。1797年英國(guó)人莫利茲創(chuàng)造的車床能實(shí)現(xiàn)機(jī)動(dòng)進(jìn)給和車削螺紋，這是機(jī)床結(jié)構(gòu)的一大變革。19世紀(jì)以后，由于紡織、動(dòng)力、交通運(yùn)輸機(jī)械和軍火生產(chǎn)的推動(dòng)，各種基本類型的機(jī)床相繼出現(xiàn)。
2、機(jī)床的誕生及發(fā)展
普通機(jī)床經(jīng)經(jīng)歷了近兩百年的歷史。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及自動(dòng)化，精密機(jī)械與測(cè)量等技術(shù)的發(fā)展與綜合應(yīng)用，生產(chǎn)了機(jī)電一體化的新型機(jī)床一一數(shù)控機(jī)床。
在20世紀(jì)40年代，飛機(jī)和導(dǎo)彈制造業(yè)發(fā)展迅速，原來(lái)的加工設(shè)備已無(wú)能力加工航工業(yè)需要的高精度的復(fù)雜型面零件。1948年，美國(guó)PARSONS公司在加工直升機(jī)葉片輪廓檢驗(yàn)樣板的機(jī)床時(shí)，首先提出了數(shù)控機(jī)床的設(shè)想，在麻省理工學(xué)院（MIT）伺服機(jī)構(gòu)研究所的協(xié)助下，于1952年成功研制了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)銑床樣機(jī)。后又經(jīng)過(guò)三年時(shí)間的改造和自動(dòng)程序編制的研究，數(shù)控機(jī)床進(jìn)入了實(shí)用階段。于1958年，美國(guó)的KEANEY&TRECKER公司在世界上首先研制成功了帶有自動(dòng)換刀裝置的加工中心。
可以說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的誕生為人類帶來(lái)了不同凡響的意義。于此同時(shí)，數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性也著重的體現(xiàn)出來(lái)了，在國(guó)際的競(jìng)爭(zhēng)日益劇烈、產(chǎn)品品種變化頻繁的形勢(shì)下，各國(guó)也開始研究各種不同類型的數(shù)控機(jī)床，新品種的機(jī)床也隨之增長(zhǎng)。在這樣的條件下，數(shù)控機(jī)床也經(jīng)歷了幾代變化：
1952-1959年采用的是電子管構(gòu)成的專用數(shù)控（NC）系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，這是第一代。
1959年由于在計(jì)算機(jī)行業(yè)中研制出晶體管元件，因而便出現(xiàn)了采用晶體管電路NC系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，從而跨入了第二代。
1965年出現(xiàn)了開始采用小、中規(guī)模集成的NC系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的第三代。
1970年為數(shù)控機(jī)床發(fā)展的第四代，此時(shí)采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床。
1974年開始采用微型電子計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（MNC）數(shù)控機(jī)床，此時(shí)為第五代。
在經(jīng)歷不同的年代的發(fā)展，機(jī)床的數(shù)控化率不斷提高，也使數(shù)控機(jī)床加工對(duì)象改型的適應(yīng)性加強(qiáng)，加工精度提高，大大的提高了生產(chǎn)效率，為制造業(yè)提供了良好的經(jīng)濟(jì)效益，且數(shù)控機(jī)床由于自動(dòng)化程度很高，很利用現(xiàn)在化的生產(chǎn)管理，使其成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)發(fā)展的重要裝備。
三、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向
數(shù)控機(jī)床一經(jīng)使用就了其獨(dú)特的優(yōu)越性和強(qiáng)大生命力，使原來(lái)大量不能解決的問(wèn)題，找到了科學(xué)解決的途徑。然而，隨著制造業(yè)對(duì)數(shù)控機(jī)床的大量需求以及計(jì)算機(jī)技術(shù)和現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的飛速進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床必須不斷發(fā)展以更適應(yīng)生產(chǎn)加工的需要，以達(dá)更高更好的效果。
隨著數(shù)控機(jī)床的不斷發(fā)展，不斷提高，同時(shí)隨著當(dāng)今世界的快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床也將會(huì)有不同的發(fā)展方向：
1、迎合制造業(yè)的個(gè)性需求。
2、不斷提高加工精度、加工效率，減少加工輔助時(shí)間，強(qiáng)調(diào)柔性化來(lái)滿足生產(chǎn)和組織及管理的需要。
3、強(qiáng)調(diào)功能復(fù)合化。
4、5軸（坐標(biāo)）聯(lián)動(dòng)控制技術(shù)及5軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床成為世界機(jī)床制造業(yè)中的一個(gè)技術(shù)制高點(diǎn)。CIMT2007上共展出了70多臺(tái)五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，其中有40多臺(tái)是中國(guó)自主開發(fā)的。
5、注重環(huán)保，涉及避免油污污染，以及機(jī)床再生、回收等方面。
6、智能化發(fā)展，即數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)逐步具備自診斷、自適應(yīng)控制、邏輯分析判斷等功能。最近，日本的山崎馬扎克公司陸續(xù)開發(fā)了主動(dòng)振動(dòng)控制、智能熱屏障、智能防撞屏障、語(yǔ)言提示；日本大隈公司開發(fā)了Thinc智能數(shù)字控制系統(tǒng)等等。
7、在并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床方面，哈爾濱量具刃具集團(tuán)數(shù)控設(shè)備公司在CIMT2007上展出的并聯(lián)結(jié)構(gòu)機(jī)床LINKS-EXE700具有新的突破意義，不單結(jié)構(gòu)進(jìn)一步簡(jiǎn)化，而且加工范圍增大、動(dòng)作快速、剛性和精度提高；五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控編程與使用常規(guī)化，可以加工五面體，在工件特別裝夾的情況下，還可作六面加工，這是目前任何機(jī)床結(jié)構(gòu)都做不到的。
8、從零件加工方法上來(lái)說(shuō)，稱得上革命性發(fā)展是出現(xiàn)了實(shí)現(xiàn)快速成型技術(shù)原理的機(jī)床新品種，它采用電熱、激光束、離子束、電子束作為能量源，以復(fù)合紙、高聚物、金屬粉末、高溫合金、復(fù)合陶瓷、鑄造型砂等作為加工材料，一改現(xiàn)有金屬切削機(jī)床和金屬成型機(jī)床“材料去除”加工方法，而采用“材料累加”的方法或稱“增材制造”方法進(jìn)行機(jī)械零件原型制造。
9、水切割已經(jīng)與激光切割并駕齊驅(qū)成為一門嶄新的技術(shù)和新的機(jī)床門類，中國(guó)目前有三、四個(gè)單位從事這方面開發(fā)，產(chǎn)品已上市。
數(shù)控機(jī)床的發(fā)展方向是多元化的，也可以使其向信息化發(fā)展，產(chǎn)生其聯(lián)網(wǎng)效應(yīng)，在數(shù)控機(jī)床工作時(shí)，工人和技術(shù)師之間有著短距離的聯(lián)系，以確保加工過(guò)程的順利，在任何一個(gè)環(huán)節(jié)中如若出現(xiàn)問(wèn)題，可以不須遠(yuǎn)距離就可以解決。
四、中國(guó)的數(shù)控
我國(guó)的數(shù)控機(jī)床從20世紀(jì)80年代開始起步，2003年我國(guó)就成了全球最大的機(jī)床消費(fèi)國(guó)，也是世界上最大的數(shù)控機(jī)床進(jìn)口國(guó)。在“十五”期間，我國(guó)數(shù)控機(jī)床行業(yè)實(shí)現(xiàn)了超高速發(fā)展。其產(chǎn)量2001年為17521臺(tái)，2002年24803臺(tái)，2003年36813臺(tái)，2004年51861臺(tái)，是2001年的3.7倍，平均年增長(zhǎng)39％；2005年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量59639萬(wàn)臺(tái)，接近6萬(wàn)臺(tái)大關(guān)，是“九五”末期的424倍。中國(guó)機(jī)床行業(yè)在“十五”期間發(fā)展迅猛的主要原因是市場(chǎng)需求旺盛。固定資產(chǎn)投資增速快、汽車和機(jī)械制造行業(yè)發(fā)展迅猛、外商投資企業(yè)增長(zhǎng)速度加快所致。
經(jīng)過(guò)不斷的發(fā)展，市場(chǎng)上的需求，近幾年我國(guó)機(jī)床工業(yè)正處在黃金發(fā)展時(shí)期：機(jī)床工具行業(yè)連續(xù)8年快速增長(zhǎng)，連續(xù)6年成為世界第一機(jī)床消費(fèi)國(guó)、進(jìn)口國(guó)。雖然我國(guó)的機(jī)床發(fā)展水平和國(guó)際還有一定的差距，但是部分產(chǎn)品已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平。
在2008年4月21~25日的中國(guó)第五屆中國(guó)國(guó)際數(shù)控展覽會(huì)就體現(xiàn)了我國(guó)數(shù)控機(jī)床的發(fā)展，是我國(guó)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床自主創(chuàng)新20年的成果的全面展示。此次國(guó)展會(huì)就展示出我國(guó)的高檔數(shù)控機(jī)床可謂是遍地開花，其中多家企業(yè)也展出了大規(guī)模系列產(chǎn)品，柔性制造系統(tǒng)成套的靚麗登場(chǎng)，而數(shù)控機(jī)床的整體水平也進(jìn)行了全面的提升，以往的加工中心也從立式脫穎成臥式，這次展會(huì)也展示出了許多前所聲譽(yù)鵲起有的大型、重型數(shù)控機(jī)床等。
這次展會(huì)也體現(xiàn)我國(guó)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、性能優(yōu)越；體現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展和國(guó)家政策的大力支持下，機(jī)床工業(yè)連續(xù)六年取得快速增長(zhǎng)；體現(xiàn)數(shù)控機(jī)床在我國(guó)的市場(chǎng)的廣闊，我國(guó)的能力之強(qiáng)大。
五、數(shù)控機(jī)床的接觸
在學(xué)校實(shí)習(xí)時(shí)，我也曾經(jīng)接觸過(guò)機(jī)床與數(shù)控機(jī)床，感覺(jué)好對(duì)機(jī)床的調(diào)整，例如：對(duì)一段圓柱進(jìn)行車圓錐面的時(shí)候，根據(jù)要求進(jìn)行計(jì)算，將小滑板法轉(zhuǎn)到計(jì)算出的角度；而數(shù)控機(jī)床只要根據(jù)技術(shù)員所編程序進(jìn)行車削，自動(dòng)調(diào)整，無(wú)須人力。從而看出數(shù)控機(jī)床比一般機(jī)床的高技術(shù)性、高效率等，體現(xiàn)了數(shù)控機(jī)床的優(yōu)越性、高性能。
數(shù)控機(jī)床根據(jù)所實(shí)現(xiàn)加工的情況不同，也有不同的型號(hào)。我們剛開始接觸數(shù)控機(jī)床，使用的是模擬型，在廠里所接觸的就屬于實(shí)用型，在這兩者之間，也有不同的區(qū)別：程序所須代碼的意思不同、系統(tǒng)不同、機(jī)床按鍵不同等。同時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況所需，數(shù)控機(jī)床上的功能也隨之變動(dòng)：有的適用于加工普通零件，有的適用于加工高精度的零件。模型弄數(shù)控機(jī)床，是根據(jù)你所編的程度進(jìn)行操作，沒(méi)有任何的變動(dòng)，相當(dāng)于執(zhí)行你的指令，不會(huì)自我完善；實(shí)用型數(shù)控機(jī)床則相反，它會(huì)根據(jù)所出現(xiàn)的情況，辨別進(jìn)行完善，例如：機(jī)床用麻花鉆進(jìn)行鉆孔，如果你沒(méi)有設(shè)置退刀程序，模擬機(jī)床會(huì)根據(jù)你的程序，一直到鉆孔結(jié)束；而廠里的機(jī)床，可以根據(jù)你設(shè)置的程序，進(jìn)行完善，在鉆孔時(shí)，會(huì)自動(dòng)退一點(diǎn)點(diǎn)，讓孔內(nèi)的鐵屑隨著退刀出來(lái)，再繼續(xù)鉆孔。
在這樣的對(duì)比之下，可以看出數(shù)控機(jī)床在向著人類所期待完美狀態(tài)前進(jìn)，它的“成長(zhǎng)”標(biāo)志著社會(huì)生產(chǎn)水平的發(fā)展，是我們?nèi)祟惖闹匾獦?biāo)志之一。
本文作者研究的主要是數(shù)控車床的主傳動(dòng)系統(tǒng)，這類主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)可用于對(duì)普通車床的改造，以適應(yīng)當(dāng)前我國(guó)機(jī)床工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀，具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本文作者完成的設(shè)計(jì)主要包括根據(jù)一些原始數(shù)據(jù)（其中包括機(jī)床的類型、規(guī)格等）結(jié)合實(shí)際條件和情況對(duì)車床一些參數(shù)進(jìn)行擬定，再根據(jù)擬定的參數(shù)，進(jìn)行傳動(dòng)方案的比較，確定傳動(dòng)方案。然后計(jì)算各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比及齒輪齒數(shù)，再估算齒輪的模數(shù)和各軸的軸徑，并對(duì)齒輪和軸的強(qiáng)度、剛度進(jìn)行校核。除此之外，還要對(duì)箱體內(nèi)的主要結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一些零件的選型，如電磁離合器的選擇等，從而完成對(duì)整個(gè)主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞：數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
Abstract
Whatauthorofthistextstudynumericalcontrolmaintransmissionoflathemainly,themaindesignoftransmissioncanusefortoordinarytransformationoflathe,Inordertoadapttothecurrentsituationofthepresentindustrialdevelopmentoflatheofourcountry,havecertaineconomicbenefitsandsocialbenefit.
Thedesignthattheauthorofthistextfinishedincludesaccordingtosomeinitialdatamainly(type,specificationofincludingthelathe,etc.)Combineactualconditionandsituationdrafttosomeparametersoflathe,andthenaccordingtotheparameterdrafted,Carryonthecomparisonofthetransmissionscheme,confirmthetransmissionscheme.Itthencan''''tcalculateeverytransmissiontransmissionofthepacksthanandgearwheeltoothcount,estimatemodulusandtheeveryaxlefoot-pathsofaxleofgearwheelmore,Andchecktheintensity,rigidityofgearwheelandaxle.Inaddition,willdesignthemainstructureinthebodyofthecase,theselectingtypesofsomeparts,Electromagneticchoiceofclutch,etc.,finishtowholemaindesignoftransmissionforinstance.
Keywords：NCmachinetool;maindrivingsystem;design
這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中,我所從事設(shè)計(jì)的課題是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床主傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)。此類數(shù)控車床屬于經(jīng)濟(jì)型中檔精度機(jī)床，這類機(jī)床的傳動(dòng)要求采用手動(dòng)與電控雙操縱方式，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電控變速?？傮w的設(shè)計(jì)方案就是對(duì)傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對(duì)箱體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括軸和齒輪的設(shè)計(jì)、校核等。
為什么要設(shè)計(jì)此類數(shù)控車床呢？因?yàn)殡S著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)制造業(yè)領(lǐng)域涌現(xiàn)出了許多私營(yíng)企業(yè)，這些企業(yè)的規(guī)模普遍不大，沒(méi)有太多的資本。一些全功能數(shù)控系統(tǒng)，其功能雖然豐富，但成本高，對(duì)于這些中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)購(gòu)置困難，但是中小型企業(yè)為了發(fā)展生產(chǎn)，希望對(duì)原有機(jī)床進(jìn)行改造，進(jìn)行數(shù)控化、自動(dòng)化，以提高生產(chǎn)效率。我國(guó)機(jī)床工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀是機(jī)床擁有量大、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，突出的任務(wù)就是用較少的資金迅速改變機(jī)械工業(yè)落后的生產(chǎn)面貌，使之盡可能提高自動(dòng)化程度，保證加工質(zhì)量，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效益。我國(guó)是擁有300多萬(wàn)臺(tái)機(jī)床的國(guó)家，而這些機(jī)床又大量是多年累積生產(chǎn)的通用機(jī)床，自動(dòng)化程度低，要想在近幾年內(nèi)用自動(dòng)和精密設(shè)備更新現(xiàn)有機(jī)床，不論是資金還是我國(guó)機(jī)床廠的能力都是辦不到的。因此，普通機(jī)床的數(shù)控改造，大有可為。它適合我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平、教育水平和生產(chǎn)水平，已成為我國(guó)設(shè)備技術(shù)改造主要方法之一。目前，我國(guó)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展迅速，研制了幾十種簡(jiǎn)易數(shù)控系統(tǒng)，有力地促進(jìn)了我國(guó)數(shù)控事業(yè)的發(fā)展。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)就是結(jié)合現(xiàn)實(shí)的生產(chǎn)實(shí)際，我國(guó)的國(guó)情，在滿足系統(tǒng)基本功能的前提下，盡可能地降低價(jià)格。
經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床有許多優(yōu)點(diǎn)。1）其降格便宜，且性能價(jià)格比適中，與進(jìn)口標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控車床相比，前者只需一萬(wàn)元左右，后者則需十萬(wàn)甚至幾十萬(wàn)元。因此，它特別適合于改造在設(shè)備中占有較大比重的普通車床，適合在生產(chǎn)第一線大面積推廣。從提高資本效率出發(fā)，改造閑置設(shè)備，能發(fā)揮機(jī)床的原有功能和改造后的新增功能，提高機(jī)床的使用價(jià)值。2）適用于多品種、中小批量產(chǎn)品的適應(yīng)性強(qiáng)。在普通車床上加工的產(chǎn)品，大都可在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床上進(jìn)行。加工不同零件，只要改變加工程序，很快適應(yīng)和達(dá)到批量生產(chǎn)的要求。3）相對(duì)于普通車床，經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床能提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低廢品損失。數(shù)控有較高的加工精度，加工出的產(chǎn)品尺寸一致性好，合格率高。4）采用數(shù)控車床，能解決復(fù)雜的加工精度，還能節(jié)約大量工裝費(fèi)用，降低生產(chǎn)成本。5）采用此類車床，還能減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度將工人從緊張、繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)。6）可以提高工人素質(zhì)，促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)擴(kuò)大了工人的視野，帶動(dòng)了學(xué)習(xí)微電子技術(shù)的熱潮，為工人由“體力型”向“智力型”過(guò)渡創(chuàng)造了條件，促進(jìn)了工廠的技術(shù)進(jìn)步。7）增強(qiáng)了企業(yè)應(yīng)變能力，為提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)能力創(chuàng)造了條件。企業(yè)應(yīng)用經(jīng)濟(jì)型數(shù)控設(shè)備對(duì)設(shè)備進(jìn)行改造后，提高了加工精度和批量生產(chǎn)的能力，同時(shí)又保持“萬(wàn)能加工”和“專用高效”這兩種屬性，提高設(shè)備自身對(duì)產(chǎn)品更新?lián)Q代所需要的應(yīng)變能力，增強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。
本設(shè)計(jì)中的數(shù)控車床主傳動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)就是主電機(jī)采用雙速電機(jī)，這樣可以簡(jiǎn)化箱體內(nèi)的結(jié)構(gòu)。操縱方式并非是完全數(shù)控，而是采用采用手動(dòng)與電控雙操縱方式，在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電控變速。本設(shè)計(jì)就是對(duì)在我國(guó)應(yīng)用非常廣泛的C6型數(shù)控車床進(jìn)行的改造，具有廣泛的適應(yīng)性。C6型車床是一種加工效率高，操作性能好，社會(huì)擁有量大的普通車床。實(shí)踐證明，把這種車床改造為數(shù)控車床，已經(jīng)收到了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
總體的設(shè)計(jì)方案就是對(duì)傳動(dòng)方案進(jìn)行比較，繪出轉(zhuǎn)速圖，對(duì)箱體及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，包括軸和齒輪的設(shè)計(jì)、校核等。設(shè)計(jì)時(shí)一要注意設(shè)計(jì)的科學(xué)性和條理性，另一點(diǎn)就是要注意和實(shí)際的結(jié)合。設(shè)計(jì)的依據(jù)主要是以經(jīng)驗(yàn)或類比為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)(經(jīng)驗(yàn))設(shè)計(jì)方法。作為一名尚未畢業(yè)的大學(xué)生，經(jīng)驗(yàn)自然是我們所欠缺的，所以除了老師的指導(dǎo)，最主要的就是借鑒書上的設(shè)計(jì)方法。書上雖然不會(huì)有完全相同的示例，但一些其他類型的主軸箱設(shè)計(jì)方法在這個(gè)課題上同樣適用，適用也只是大體上的適用，具體到一些細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)就需我們自己查設(shè)計(jì)手冊(cè)了。比如說(shuō)其中涉及到電磁離合器的設(shè)計(jì)就需自己解決。雖然我們很缺乏設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，但還應(yīng)處處從實(shí)際出發(fā)。從大處講，聯(lián)系實(shí)際是指在進(jìn)行機(jī)床工藝可能性的分析、參數(shù)擬定和方案確定中，既要了解當(dāng)今的先進(jìn)生產(chǎn)水平和可能趨勢(shì)，更應(yīng)了解我國(guó)實(shí)際生產(chǎn)水平，使設(shè)計(jì)的機(jī)床、機(jī)器在四化建設(shè)中發(fā)揮最佳的效益。從小處講，指對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)床零部件的制造、裝配和維修要進(jìn)行認(rèn)真的、切實(shí)的考慮和分析，對(duì)推薦的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和資料要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行取舍。通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)踐，了解和掌握結(jié)合實(shí)際、綜合思考的設(shè)計(jì)方法。
總體設(shè)計(jì)方案擬定
1．1擬定主運(yùn)動(dòng)參數(shù)
機(jī)床設(shè)計(jì)的初始，首先需要確定有關(guān)參數(shù)，它們是傳動(dòng)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的依據(jù)，影響到產(chǎn)品是否能滿足所需要的功能要求。根據(jù)擬定的參數(shù)、規(guī)格和其他特點(diǎn)，了解典型工藝的切削用量，了解極限轉(zhuǎn)速、和級(jí)數(shù)Z、主傳動(dòng)電機(jī)功率N。
1．2運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)
根據(jù)擬定的參數(shù)，通過(guò)結(jié)構(gòu)網(wǎng)和轉(zhuǎn)速圖的分析，確定傳動(dòng)結(jié)構(gòu)方案和傳動(dòng)系統(tǒng)圖。傳動(dòng)方案有多種，傳動(dòng)型式更是式樣眾多，比如：傳動(dòng)型式上有集中傳動(dòng)的主軸變速箱。分離傳動(dòng)的主軸箱與變速箱；擴(kuò)大變速范圍可以用增加傳動(dòng)組數(shù)，也可用背輪機(jī)構(gòu)、分支傳動(dòng)等型式；變速型式上既可用多速電機(jī)，也可用交換齒輪、滑移齒輪、公用齒輪等。然后計(jì)算各傳動(dòng)比及齒輪的齒數(shù)。
1．3動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)
估算齒輪模數(shù)m和軸頸d，選擇和計(jì)算離合器。
將各傳動(dòng)件及其它零件在展開圖和剖面圖上做初步的安排、布置和設(shè)計(jì)。
1．4軸和齒輪的驗(yàn)算
在結(jié)構(gòu)草圖的基礎(chǔ)上，對(duì)一根傳動(dòng)軸和齒輪的剛度、強(qiáng)度進(jìn)行校核。
1．5主軸變速箱裝配設(shè)計(jì)
主軸變速箱裝配圖是以結(jié)構(gòu)草圖為“底稿”，進(jìn)行設(shè)計(jì)和繪制的。圖上各零部件要表達(dá)清楚，并標(biāo)明尺寸和配合。
目錄
0引言1
1總體設(shè)計(jì)方案擬定3
1．1擬定主運(yùn)動(dòng)參數(shù)(、、Z)3
1．2運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)3
1．3動(dòng)力計(jì)算和結(jié)構(gòu)草圖設(shè)計(jì)3
1．4軸和齒輪的驗(yàn)算3
1．5主軸變速箱裝配設(shè)計(jì)3
2參數(shù)擬定4
2.1車床主參數(shù)(規(guī)格尺寸)和基本參數(shù)4
2.2各級(jí)轉(zhuǎn)速的確定4
3．運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)5
3．1主擬定傳動(dòng)方案5
3．2傳動(dòng)方案的比較5
3．2．1采用單速電機(jī)5
3．2．2采用雙速電機(jī)6
3．3各級(jí)傳動(dòng)比的計(jì)算7
3．4各軸轉(zhuǎn)速的確定方法9
3．4．1Ⅰ軸的轉(zhuǎn)速9
3．4．2中間傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速9
3．5轉(zhuǎn)速圖擬定10
4動(dòng)力計(jì)算11
4.1齒輪的計(jì)算11
4.1.1確定齒輪齒數(shù)和模數(shù)（查表法）11
4．1.2確定齒輪的齒數(shù)和模數(shù)（計(jì)算法）并校核12
4．1.3齒輪的精度設(shè)計(jì)；15
4.2電磁離合器的選擇和使用19
5軸的設(shè)計(jì)和驗(yàn)算21
5.1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21
5.2軸的強(qiáng)度校核(以Ⅰ軸為例)21
5.2.1選擇軸的材料22
5.2.2初估軸徑22
5.2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)22
5．2.4軸的受力分析23
5.3軸的剛度校核(以Ⅰ軸為例)25
6主軸變速箱的裝配設(shè)計(jì)28
6.1箱體內(nèi)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的特點(diǎn)28
6.2設(shè)計(jì)的方法(以軸的布置為例)28
7結(jié)論31
致謝32
參考文獻(xiàn)33
附件清單34
附件清單
1數(shù)控車床總裝圖CK-000A3一張
2主傳動(dòng)系統(tǒng)裝配圖CK-001A0一張
3內(nèi)隔套零件圖CK-101A4一張
4齒輪零件圖CK-102A3一張
5齒輪零件圖CK-103A3一張
6齒輪零件圖CK-108A3一張
7擋油環(huán)零件圖CK-114A4一張
8擋油環(huán)零件圖CK-115A3一張
9主軸零件圖CK-116A1一張
10軸承透蓋零件圖CK-117A3一張
11齒輪零件圖CK-118A3一張
12齒輪零件圖CK-120A3一張
13Ⅰ軸零件圖CK-121A3一張
14內(nèi)隔套零件圖CK-122A4一張
15內(nèi)隔套零件圖CK-123A4一張
16帶輪零件圖CK-124A3一張
17軸承透蓋零件圖CK-125A4一張
18外隔套零件圖CK-126A4一張
19齒輪零件圖CK-127A4一張
20內(nèi)隔套零件圖CK-129A4一張
21齒輪零件圖CK-131A3一張
22內(nèi)隔套零件圖CK-132A4一張
23齒輪零件圖CK-133A3一張
24外隔套零件圖CK-134A4一張
25內(nèi)隔套零件圖CK-135A4一張
26床頭箱零件圖CK-139A0一張
27端蓋零件圖CK-140A4一張
28外隔套零件圖CK-143A4一張
29軸承透蓋零件圖CK-146A3一張
30傳動(dòng)鍵零件圖CK-147A4一張
31卡口墊零件圖CK-148A3一張
油管在石油工業(yè)中被廣泛應(yīng)用。它是用于油井內(nèi)輸送石油和天然氣的鋼管，安裝于套管內(nèi)，油氣從油管內(nèi)流升至井口。油管一般都用接箍連接，接箍?jī)啥擞新菁y，因此油管螺紋是油管間連接的重要環(huán)節(jié)。
油管螺紋牙型尺寸有兩種，一種為每英寸8牙的圓頂圓底的V形錐管螺紋，一種為每英寸10牙的圓頂圓底的V形錐管螺紋。
油管扣與普通螺紋相比具有許多特點(diǎn)，它可拆性好，連接強(qiáng)度高，它的牙型分布在1:16的圓錐體上，技術(shù)要求高。油管螺紋加工完后應(yīng)試壓，試壓要求用規(guī)定的螺紋脂(絲扣油)并經(jīng)過(guò)機(jī)緊后在規(guī)定的最小靜水壓試驗(yàn)壓力下不出現(xiàn)滲漏(并保持規(guī)定的時(shí)間)。一般為25MPa～45MPa,保壓5分鐘左右。
下面介紹的是在數(shù)控車床上用梳刀加工油管螺紋的實(shí)例，圖1是泄油體零件圖，加工設(shè)備是濟(jì)南機(jī)床一廠生產(chǎn)的JICNC-IV數(shù)控車床，數(shù)控系統(tǒng)是航空航天部七六所生產(chǎn)的MNC826。
2成形梳刀車削油管螺紋的加工原理
我們知道，數(shù)控車床加工的基本原理就是插補(bǔ)原理。無(wú)論機(jī)床是作直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)還是螺紋插補(bǔ)，刀具實(shí)際的軌跡都是折線。即機(jī)床X軸走1步，Z軸走1步，刀具始終是圍繞著理論軌跡作階梯運(yùn)行。利用插補(bǔ)原理，我們用梳刀對(duì)油管螺紋進(jìn)行成形加工。所不同的是，機(jī)床的插補(bǔ)功能是數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定的，只要給其坐標(biāo)值后，系統(tǒng)既能自動(dòng)進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，使刀具走出理想軌跡。而梳刀的插補(bǔ)運(yùn)行是靠程序編制完成的，通過(guò)程序的計(jì)算和運(yùn)行，不斷改變刀具的起刀位置，從而能做到直接用梳刀加工出油管螺紋。這種加工方法尤其能達(dá)到油管螺紋的技術(shù)要求，保證精度，密封性好。
3對(duì)油管扣加工進(jìn)行分析、計(jì)算
我們從零件圖1中可知，這是一個(gè)兩頭對(duì)稱的27/8TBG油管螺紋，固其加工工藝分為在普通車床上加工外圓、內(nèi)孔至尺寸，1:16外錐留適量余量；然后在數(shù)控車床上用油管螺紋梳刀分六次車削油管螺紋。圖2為用2齒梳刀車削27/8TBG螺紋的切削圖形。計(jì)算尺寸如圖3。
4編制加工程序
27/8TBG油管螺紋分六刀車削完畢，其中每一刀的程序編制除尺寸有所變化外，其它基本一樣，也可編成一個(gè)車螺紋的子程序。其循環(huán)過(guò)程為：
每次切削余量有所變化，呈逐漸減少趨勢(shì)，最后一刀為精車油管螺紋，余量最小。
關(guān)鍵詞：改造；數(shù)控車床；質(zhì)量控制
如果對(duì)所用的普通車床和長(zhǎng)時(shí)間使用的車床不進(jìn)行改造，僅購(gòu)買新的數(shù)控車床，則會(huì)增加許多生產(chǎn)廠家設(shè)備方面的成本。所以生產(chǎn)廠家對(duì)普通車床及長(zhǎng)時(shí)間使用的車床進(jìn)行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。
由于進(jìn)行數(shù)控化改造對(duì)于改造廠家來(lái)說(shuō)，較雜又亂，但如何對(duì)改造的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行質(zhì)量控制則是我們一直以來(lái)需要探討的問(wèn)題，在此談一下如何進(jìn)行改造數(shù)控車床的質(zhì)量控制。
普通車床數(shù)控改造分為新機(jī)改造和舊機(jī)改造，新機(jī)改造是用戶購(gòu)買普通車床或普通光機(jī)（指僅帶床頭箱和縱、橫向?qū)к壍能嚧玻?，改造廠家根據(jù)其要求進(jìn)行數(shù)控化改造。舊機(jī)改造是指用戶將已經(jīng)使用過(guò)的普通車床或數(shù)控車床進(jìn)行翻新并進(jìn)行數(shù)控化改造。其中舊機(jī)改造包括大修車床改造和用戶舊機(jī)部件改造。在此淺談改造數(shù)控車床在機(jī)械方面的質(zhì)量控制方法、著重控制點(diǎn)和檢驗(yàn)過(guò)程。
1新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造都必須經(jīng)過(guò)如下相同改造
(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機(jī)。
(2)增加電動(dòng)刀架和主軸編碼器。
(3)增加軸向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，限制運(yùn)行超程的行程開關(guān)，加裝變頻器（客戶需要）以及為了加工和安全所需的電氣部分。
(4)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的配刮、滾珠絲桿副托架與床鞍的配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮。
(5)據(jù)需要增加防護(hù)設(shè)施，如各向絲桿的防護(hù)罩，安全防護(hù)門，行程開關(guān)的防護(hù)裝置。
2新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造的不同點(diǎn)
(1)新機(jī)改造的主軸和尾座部分未進(jìn)行改動(dòng)，主軸部分和尾座部分無(wú)須進(jìn)行再改造。
(2)舊機(jī)大修車床由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，導(dǎo)軌已磨損，為了保證大修后，能繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用而不變形，必須經(jīng)過(guò)淬火工序，然后磨導(dǎo)軌，且磨導(dǎo)軌后必須保證導(dǎo)軌硬度≥HRC47。
(3)舊機(jī)大修車床應(yīng)根據(jù)客戶需要對(duì)主軸部分和尾座部分進(jìn)行改造和調(diào)整。
3新機(jī)改造和大修機(jī)床改造的精度檢驗(yàn)是檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目
精度檢驗(yàn)執(zhí)行JB/T8324.1-1996《簡(jiǎn)式數(shù)控臥式車床精度》。
4新車床改造的精度質(zhì)量控制如下
(1)鏟刮檢驗(yàn)。新車床改造經(jīng)過(guò)對(duì)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進(jìn)行配刮、對(duì)滾珠絲桿副托架與床鞍進(jìn)行配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮等。車床的主軸、尾座部分未拆動(dòng)。檢驗(yàn)方法如下：用配合面進(jìn)行涂色，相互配合面進(jìn)行結(jié)合，并相對(duì)摩擦，然后對(duì)鏟刮面進(jìn)行鏟刮點(diǎn)數(shù)檢驗(yàn)，并對(duì)結(jié)合處用塞尺進(jìn)行結(jié)合程度檢驗(yàn)，其中刮研點(diǎn)不得低于6點(diǎn)/25*25mm，0.03mm的塞尺塞結(jié)合處，不入。
(2)絲桿與導(dǎo)軌平行度檢驗(yàn)：裝配絲桿時(shí)，絲桿與導(dǎo)軌的平行度必須≤0.02mm。
(3)精度檢驗(yàn)的G1項(xiàng)中導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度(只許凸)應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(4)精度檢驗(yàn)中的主軸部分精度G4、G5、G6項(xiàng)也應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(5)G11項(xiàng)床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為改造廠家質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目。5用戶大修車床改造的精度檢驗(yàn)
由于進(jìn)行了磨導(dǎo)軌，基準(zhǔn)面已變動(dòng)，所以精度檢驗(yàn)中的所有項(xiàng)目必須進(jìn)行檢驗(yàn)，且應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，以保證改造后的使用性能。
6大修車床改造和新機(jī)改造的其它質(zhì)量重要控制點(diǎn)
(1)銹蝕檢查：各橫、縱向?qū)к壝?，主軸、主軸法蘭盤，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必須采取防銹措施，如清洗干凈后，用脂等進(jìn)行防銹檢查：鏟刮面、絲桿和軸承在進(jìn)行裝配前必須清洗干凈，不得留有紅丹粉、鐵削和其它臟物質(zhì)；電箱內(nèi)側(cè)、防護(hù)罩內(nèi)側(cè)無(wú)灰塵、臟物。
(3)滲漏檢查：大修車床改造的主軸軸承和齒輪等必須保持，大修車床改造和新車床改造的軸向絲桿和軸承必須有，必須有冷卻裝置，且以上和冷卻中接頭處，油、水箱等處都不得有滲漏現(xiàn)象。
(4)機(jī)床噪聲、溫升、轉(zhuǎn)速、空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)：
①主軸在各種轉(zhuǎn)速下連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)4min，其中最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不小于2小時(shí)。整機(jī)空運(yùn)行時(shí)間≥16h，對(duì)圓弧、螺紋、外圓、端面等循環(huán)車削進(jìn)行模擬空運(yùn)行試驗(yàn)。
②主軸軸承溫度穩(wěn)定后，測(cè)軸承溫度及溫升滾動(dòng)軸承：溫度≤70℃，溫升≤40℃；滑動(dòng)軸承：溫度≤60℃，溫升≤30℃。
③機(jī)床噪聲聲壓級(jí)空運(yùn)轉(zhuǎn)條件下≤83dB(A)，且機(jī)床有無(wú)不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)明顯振動(dòng)、顫動(dòng)和爬行現(xiàn)象。
④機(jī)床連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)在規(guī)定連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，無(wú)故障，運(yùn)行可靠，穩(wěn)定。
(5)用戶更換部件（包括機(jī)床部分的維修）的改造：由于車床更換部件的改造項(xiàng)目較多，主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機(jī)、軸向軸承和系統(tǒng)。
①更換主軸軸承：由于更換主軸軸承是為了保證加工外圓和端面的精度，必須在更換軸承后，先行檢驗(yàn)主軸的噪聲在無(wú)異常的情況下，整機(jī)噪聲聲壓級(jí)不得超過(guò)83dB（A），然后進(jìn)行加工精度檢驗(yàn)，并檢驗(yàn)加工工件的表面粗糙度。
②更換軸向絲桿檢驗(yàn)：檢驗(yàn)各向位置精度，確保在規(guī)定范圍內(nèi)，跑機(jī)運(yùn)行達(dá)到軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。更換軸向電機(jī)：由于其它項(xiàng)目未進(jìn)行改造，則檢驗(yàn)僅對(duì)跑機(jī)運(yùn)行的噪聲進(jìn)行檢驗(yàn)，軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。檢驗(yàn)其軸向反向間隙，以防在裝配中由于裝配引起反向差值不符合要求。
關(guān)鍵詞：改造；數(shù)控車床；質(zhì)量控制
如果對(duì)所用的普通車床和長(zhǎng)時(shí)間使用的車床不進(jìn)行改造，僅購(gòu)買新的數(shù)控車床，則會(huì)增加許多生產(chǎn)廠家設(shè)備方面的成本。所以生產(chǎn)廠家對(duì)普通車床及長(zhǎng)時(shí)間使用的車床進(jìn)行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。
由于進(jìn)行數(shù)控化改造對(duì)于改造廠家來(lái)說(shuō)，較雜又亂，但如何對(duì)改造的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行質(zhì)量控制則是我們一直以來(lái)需要探討的問(wèn)題，在此談一下如何進(jìn)行改造數(shù)控車床的質(zhì)量控制。
普通車床數(shù)控改造分為新機(jī)改造和舊機(jī)改造，新機(jī)改造是用戶購(gòu)買普通車床或普通光機(jī)（指僅帶床頭箱和縱、橫向?qū)к壍能嚧玻?，改造廠家根據(jù)其要求進(jìn)行數(shù)控化改造。舊機(jī)改造是指用戶將已經(jīng)使用過(guò)的普通車床或數(shù)控車床進(jìn)行翻新并進(jìn)行數(shù)控化改造。其中舊機(jī)改造包括大修車床改造和用戶舊機(jī)部件改造。在此淺談改造數(shù)控車床在機(jī)械方面的質(zhì)量控制方法、著重控制點(diǎn)和檢驗(yàn)過(guò)程。
1新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造都必須經(jīng)過(guò)如下相同改造
(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機(jī)。
(2)增加電動(dòng)刀架和主軸編碼器。
(3)增加軸向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，限制運(yùn)行超程的行程開關(guān)，加裝變頻器（客戶需要）以及為了加工和安全所需的電氣部分。
(4)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的配刮、滾珠絲桿副托架與床鞍的配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮。
(5)據(jù)需要增加防護(hù)設(shè)施，如各向絲桿的防護(hù)罩，安全防護(hù)門，行程開關(guān)的防護(hù)裝置。
2新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造的不同點(diǎn)
(1)新機(jī)改造的主軸和尾座部分未進(jìn)行改動(dòng)，主軸部分和尾座部分無(wú)須進(jìn)行再改造。
(2)舊機(jī)大修車床由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，導(dǎo)軌已磨損，為了保證大修后，能繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用而不變形，必須經(jīng)過(guò)淬火工序，然后磨導(dǎo)軌，且磨導(dǎo)軌后必須保證導(dǎo)軌硬度≥HRC47。
(3)舊機(jī)大修車床應(yīng)根據(jù)客戶需要對(duì)主軸部分和尾座部分進(jìn)行改造和調(diào)整。
3新機(jī)改造和大修機(jī)床改造的精度檢驗(yàn)是檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目
精度檢驗(yàn)執(zhí)行JB/T8324.1-1996《簡(jiǎn)式數(shù)控臥式車床精度》。
4新車床改造的精度質(zhì)量控制如下
(1)鏟刮檢驗(yàn)。新車床改造經(jīng)過(guò)對(duì)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進(jìn)行配刮、對(duì)滾珠絲桿副托架與床鞍進(jìn)行配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮等。車床的主軸、尾座部分未拆動(dòng)。檢驗(yàn)方法如下：用配合面進(jìn)行涂色，相互配合面進(jìn)行結(jié)合，并相對(duì)摩擦，然后對(duì)鏟刮面進(jìn)行鏟刮點(diǎn)數(shù)檢驗(yàn)，并對(duì)結(jié)合處用塞尺進(jìn)行結(jié)合程度檢驗(yàn)，其中刮研點(diǎn)不得低于6點(diǎn)/25*25mm，0.03mm的塞尺塞結(jié)合處，不入。
(2)絲桿與導(dǎo)軌平行度檢驗(yàn)：裝配絲桿時(shí)，絲桿與導(dǎo)軌的平行度必須≤0.02mm。
(3)精度檢驗(yàn)的G1項(xiàng)中導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度(只許凸)應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(4)精度檢驗(yàn)中的主軸部分精度G4、G5、G6項(xiàng)也應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(5)G11項(xiàng)床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為改造廠家質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目。
5用戶大修車床改造的精度檢驗(yàn)
由于進(jìn)行了磨導(dǎo)軌，基準(zhǔn)面已變動(dòng)，所以精度檢驗(yàn)中的所有項(xiàng)目必須進(jìn)行檢驗(yàn)，且應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，以保證改造后的使用性能。
6大修車床改造和新機(jī)改造的其它質(zhì)量重要控制點(diǎn)
(1)銹蝕檢查：各橫、縱向?qū)к壝妫鬏S、主軸法蘭盤，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必須采取防銹措施，如清洗干凈后，用脂等進(jìn)行防銹檢查：鏟刮面、絲桿和軸承在進(jìn)行裝配前必須清洗干凈，不得留有紅丹粉、鐵削和其它臟物質(zhì)；電箱內(nèi)側(cè)、防護(hù)罩內(nèi)側(cè)無(wú)灰塵、臟物。
(3)滲漏檢查：大修車床改造的主軸軸承和齒輪等必須保持，大修車床改造和新車床改造的軸向絲桿和軸承必須有，必須有冷卻裝置，且以上和冷卻中接頭處，油、水箱等處都不得有滲漏現(xiàn)象。
(4)機(jī)床噪聲、溫升、轉(zhuǎn)速、空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)：
①主軸在各種轉(zhuǎn)速下連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)4min，其中最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不小于2小時(shí)。整機(jī)空運(yùn)行時(shí)間≥16h，對(duì)圓弧、螺紋、外圓、端面等循環(huán)車削進(jìn)行模擬空運(yùn)行試驗(yàn)。
②主軸軸承溫度穩(wěn)定后，測(cè)軸承溫度及溫升滾動(dòng)軸承：溫度≤70℃，溫升≤40℃；滑動(dòng)軸承：溫度≤60℃，溫升≤30℃。
③機(jī)床噪聲聲壓級(jí)空運(yùn)轉(zhuǎn)條件下≤83dB(A)，且機(jī)床有無(wú)不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)明顯振動(dòng)、顫動(dòng)和爬行現(xiàn)象。
④機(jī)床連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)在規(guī)定連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，無(wú)故障，運(yùn)行可靠，穩(wěn)定。
(5)用戶更換部件（包括機(jī)床部分的維修）的改造：由于車床更換部件的改造項(xiàng)目較多，主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機(jī)、軸向軸承和系統(tǒng)。
①更換主軸軸承：由于更換主軸軸承是為了保證加工外圓和端面的精度，必須在更換軸承后，先行檢驗(yàn)主軸的噪聲在無(wú)異常的情況下，整機(jī)噪聲聲壓級(jí)不得超過(guò)83dB（A），然后進(jìn)行加工精度檢驗(yàn)，并檢驗(yàn)加工工件的表面粗糙度。
②更換軸向絲桿檢驗(yàn)：檢驗(yàn)各向位置精度，確保在規(guī)定范圍內(nèi)，跑機(jī)運(yùn)行達(dá)到軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。更換軸向電機(jī)：由于其它項(xiàng)目未進(jìn)行改造，則檢驗(yàn)僅對(duì)跑機(jī)運(yùn)行的噪聲進(jìn)行檢驗(yàn)，軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。檢驗(yàn)其軸向反向間隙，以防在裝配中由于裝配引起反向差值不符合要求。
關(guān)鍵詞：改造；數(shù)控車床；質(zhì)量控制
如果對(duì)所用的普通車床和長(zhǎng)時(shí)間使用的車床不進(jìn)行改造，僅購(gòu)買新的數(shù)控車床，則會(huì)增加許多生產(chǎn)廠家設(shè)備方面的成本。所以生產(chǎn)廠家對(duì)普通車床及長(zhǎng)時(shí)間使用的車床進(jìn)行數(shù)控化改造是必經(jīng)之路。
由于進(jìn)行數(shù)控化改造對(duì)于改造廠家來(lái)說(shuō)，較雜又亂，但如何對(duì)改造的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行質(zhì)量控制則是我們一直以來(lái)需要探討的問(wèn)題，在此談一下如何進(jìn)行改造數(shù)控車床的質(zhì)量控制。
普通車床數(shù)控改造分為新機(jī)改造和舊機(jī)改造，新機(jī)改造是用戶購(gòu)買普通車床或普通光機(jī)（指僅帶床頭箱和縱、橫向?qū)к壍能嚧玻?，改造廠家根據(jù)其要求進(jìn)行數(shù)控化改造。舊機(jī)改造是指用戶將已經(jīng)使用過(guò)的普通車床或數(shù)控車床進(jìn)行翻新并進(jìn)行數(shù)控化改造。其中舊機(jī)改造包括大修車床改造和用戶舊機(jī)部件改造。在此淺談改造數(shù)控車床在機(jī)械方面的質(zhì)量控制方法、著重控制點(diǎn)和檢驗(yàn)過(guò)程。
1新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造都必須經(jīng)過(guò)如下相同改造
(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機(jī)。
(2)增加電動(dòng)刀架和主軸編碼器。
(3)增加軸向電機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，限制運(yùn)行超程的行程開關(guān)，加裝變頻器（客戶需要）以及為了加工和安全所需的電氣部分。
(4)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的配刮、滾珠絲桿副托架與床鞍的配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮。
(5)據(jù)需要增加防護(hù)設(shè)施，如各向絲桿的防護(hù)罩，安全防護(hù)門，行程開關(guān)的防護(hù)裝置。
2新機(jī)改造和舊機(jī)大修車床改造的不同點(diǎn)
(1)新機(jī)改造的主軸和尾座部分未進(jìn)行改動(dòng)，主軸部分和尾座部分無(wú)須進(jìn)行再改造。
(2)舊機(jī)大修車床由于經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間使用，導(dǎo)軌已磨損，為了保證大修后，能繼續(xù)長(zhǎng)時(shí)間使用而不變形，必須經(jīng)過(guò)淬火工序，然后磨導(dǎo)軌，且磨導(dǎo)軌后必須保證導(dǎo)軌硬度≥HRC47。
(3)舊機(jī)大修車床應(yīng)根據(jù)客戶需要對(duì)主軸部分和尾座部分進(jìn)行改造和調(diào)整。
3新機(jī)改造和大修機(jī)床改造的精度檢驗(yàn)是檢驗(yàn)的重要項(xiàng)目
精度檢驗(yàn)執(zhí)行JB/T8324.1-1996《簡(jiǎn)式數(shù)控臥式車床精度》。
4新車床改造的精度質(zhì)量控制如下
(1)鏟刮檢驗(yàn)。新車床改造經(jīng)過(guò)對(duì)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進(jìn)行配刮、對(duì)滾珠絲桿副托架與床鞍進(jìn)行配刮、床身與床鞍導(dǎo)軌副進(jìn)行配刮等。車床的主軸、尾座部分未拆動(dòng)。檢驗(yàn)方法如下：用配合面進(jìn)行涂色，相互配合面進(jìn)行結(jié)合，并相對(duì)摩擦，然后對(duì)鏟刮面進(jìn)行鏟刮點(diǎn)數(shù)檢驗(yàn)，并對(duì)結(jié)合處用塞尺進(jìn)行結(jié)合程度檢驗(yàn)，其中刮研點(diǎn)不得低于6點(diǎn)/25*25mm，0.03mm的塞尺塞結(jié)合處，不入。
(2)絲桿與導(dǎo)軌平行度檢驗(yàn)：裝配絲桿時(shí)，絲桿與導(dǎo)軌的平行度必須≤0.02mm。
(3)精度檢驗(yàn)的G1項(xiàng)中導(dǎo)軌在垂直平面內(nèi)的直線度(只許凸)應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(4)精度檢驗(yàn)中的主軸部分精度G4、G5、G6項(xiàng)也應(yīng)由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為重點(diǎn)檢驗(yàn)項(xiàng)目。
(5)G11項(xiàng)床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車床廠家進(jìn)行保證，不作為改造廠家質(zhì)量控制的重點(diǎn)項(xiàng)目。5用戶大修車床改造的精度檢驗(yàn)
由于進(jìn)行了磨導(dǎo)軌，基準(zhǔn)面已變動(dòng)，所以精度檢驗(yàn)中的所有項(xiàng)目必須進(jìn)行檢驗(yàn)，且應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行控制，以保證改造后的使用性能。
6大修車床改造和新機(jī)改造的其它質(zhì)量重要控制點(diǎn)
(1)銹蝕檢查：各橫、縱向?qū)к壝妫鬏S、主軸法蘭盤，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必須采取防銹措施，如清洗干凈后，用脂等進(jìn)行防銹檢查：鏟刮面、絲桿和軸承在進(jìn)行裝配前必須清洗干凈，不得留有紅丹粉、鐵削和其它臟物質(zhì)；電箱內(nèi)側(cè)、防護(hù)罩內(nèi)側(cè)無(wú)灰塵、臟物。
(3)滲漏檢查：大修車床改造的主軸軸承和齒輪等必須保持，大修車床改造和新車床改造的軸向絲桿和軸承必須有，必須有冷卻裝置，且以上和冷卻中接頭處，油、水箱等處都不得有滲漏現(xiàn)象。
(4)機(jī)床噪聲、溫升、轉(zhuǎn)速、空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)：
①主軸在各種轉(zhuǎn)速下連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)4min，其中最高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間不小于2小時(shí)。整機(jī)空運(yùn)行時(shí)間≥16h，對(duì)圓弧、螺紋、外圓、端面等循環(huán)車削進(jìn)行模擬空運(yùn)行試驗(yàn)。
②主軸軸承溫度穩(wěn)定后，測(cè)軸承溫度及溫升滾動(dòng)軸承：溫度≤70℃，溫升≤40℃；滑動(dòng)軸承：溫度≤60℃，溫升≤30℃。
③機(jī)床噪聲聲壓級(jí)空運(yùn)轉(zhuǎn)條件下≤83dB(A)，且機(jī)床有無(wú)不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)進(jìn)行應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)明顯振動(dòng)、顫動(dòng)和爬行現(xiàn)象。
④機(jī)床連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)在規(guī)定連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間內(nèi)，無(wú)故障，運(yùn)行可靠，穩(wěn)定。
(5)用戶更換部件（包括機(jī)床部分的維修）的改造：由于車床更換部件的改造項(xiàng)目較多，主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機(jī)、軸向軸承和系統(tǒng)。
①更換主軸軸承：由于更換主軸軸承是為了保證加工外圓和端面的精度，必須在更換軸承后，先行檢驗(yàn)主軸的噪聲在無(wú)異常的情況下，整機(jī)噪聲聲壓級(jí)不得超過(guò)83dB（A），然后進(jìn)行加工精度檢驗(yàn)，并檢驗(yàn)加工工件的表面粗糙度。
②更換軸向絲桿檢驗(yàn)：檢驗(yàn)各向位置精度，確保在規(guī)定范圍內(nèi)，跑機(jī)運(yùn)行達(dá)到軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。更換軸向電機(jī)：由于其它項(xiàng)目未進(jìn)行改造，則檢驗(yàn)僅對(duì)跑機(jī)運(yùn)行的噪聲進(jìn)行檢驗(yàn)，軸向運(yùn)行無(wú)不正常的沖擊聲和雜音。檢驗(yàn)其軸向反向間隙，以防在裝配中由于裝配引起反向差值不符合要求。
