论文部分内容阅读
[摘 要]随着社会经济发展水平的不断发展进步，数控机床技术得到了巨大发展，在传统的数控机床的基础上，进行了一系列改造，使零件的加工过程变得更加方便、快捷。其中回转刀架的改进能够有效提高数控机床的工作效率，促进了我国数控机床技术的进一步发展。
[关键词]数控机床 改进 回转刀架 提高工作效率
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0215-01
1 数控机床的特点
数控机床是一种高科技的自动化机床，数控加工是把加工零件的全部过程记载在控制介质上，再由控制系统代替人工操作对机床进行控制。在数控机床上如果加工零件改变时，除了装配新零件和更换新刀具外，只需要更换一个新的控制介质，就能加工出所需要的新零件，而不必对机床本身做调整。数控机床在零件的加工过程中，不仅能对加工先后顺序进行控制，而且对辅助功能和机床运动部件的位移量及速度也同样能进行控制。由于数控机床控制系统比较复杂和机床制造成本昂贵，目前适用于零件的加工精度要求高、形式比较复杂的中小批生产中
2 原数控机床结构的概述
传统数控机床中使用比较广泛的一种为六角数控机床，这种数控机床的主要组成部件为以下几种：底座、主轴箱、床身、前刀架、刀夹、回轮刀盘、纵向刀具溜板、辅助轴、横向分配轴、纵向分配轴。机床的纵向刀具溜板上装有一个回轮刀盘，此刀盘有六个孔位，可以安装六个刀夹，故称为六角数控机床。在这种机床上可以完成车、钻、铰、镗、扩、成型切削、滚花及切削螺纹等工件。各刀夹上的刀具按照预定的程序自动进行工作，就可以加工出形状复杂的棒状零件。单轴六角数控机床的四个刀架溜板是通过各自的凸轮及杠杆机构操纵的，故属于机械式凸轮控制的自动机床。由于加工不同的工件时需要专门设计和制造一套凸轮，还需要进行较复杂的调整，因此，此类零件机床适用于大量生产。原六角自动机床在调整完毕后，就不需要工人参与操作，就能连续地自行进行加工。工人的任务只需要周期的添加棒料、检查工件质量及适时更换磨损的刀具，必要时进行一些调整，因此，一个工人可以看管几台机床。可是，这种传统的数控机床技术也存在一定的不足，需要在发展的过程中不断完善。
3 数控机床改进的目的
一般情况下，普通机床技术的加工工艺比较简单，而数控机床技术的加工工艺则更加的复杂，能够完成很多普通机床技术无法完成的工作，生产效率也较高。随着社会的发展与进步，传统的数控机床技术已经无法适应社会的发展需求，这就需要在发展的过程中不断改进，具体内容如下：
第一、数控机床可以实现一机多用，一些数控机床将几种普通机床功能合一，同时刀具自动交换系统构成加工中心，如果能配置数控转台，则可以实现一次安装、多面加工，在这种情况下一台数控机床也代替5～7台普通机床，从而节省了厂房面积。
第二、采用数控机床比普通机床可以提高生产效率2～3倍，由于对某些复杂零件的加工，生产效率可提高十几倍甚至几十倍。
第三、数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量，因为数控机床是按照预定的加工程序自动进行加工，加工过程消除了操作者认为的操作误差，零件加工性好，加工精度可利用软件来校正及补偿。
第四、采用数控机床有利于计算机控制与管理生产发展，为实现生产过程自动化创造了条件。
4 数控机床回转刀架改进
数控机床回转刀架的改进主要包括以下几个方面：第一、回转刀架工作台的横向进给采用步进电机带动滚珠丝杠，使其在导轨上运动，这样可以提高进给精度，且装卸方便、省事省力、方便控制；第二、用液压传动使回转刀架完成转位和定位，比原有的连杆机构结构简单、方便制造。
4.1 电动机的选择
在对数控機床回转到家进行改进的过程中，电动机的选择是非常重要的，需要注意以下几方面的问题：第一、为了满足生产加工的要求，不仅要考虑电动机的以下几种主要性能，包括启动性能、过载性能、调速性能等，还要考虑额定功率的大小以及转速、结构形式等；第二、就是电动机的选择，一般情况下应该优先选择那些价格低廉、安全可靠、结构简单、通用性好、维修便捷的电动机；第三、考虑到是应用于数控机床中，所以比较合适的一种电动机是步进电机。
4.2 丝杠的选择
该数控机床是将直线运动变为旋转运动。丝杠螺母传动机构又称旋转机动机构，它主要用于将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变为旋转运动。丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。滑动丝杠螺母机构结构简单、加工方便、制造成本低，具有自锁功能，但其最大优点是摩擦阻力大、传动效率低（30%～40%）。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，但其最大优点是摩擦阻力小、传动效率高（92%～98%），因此在数控机床中得到广泛应用，而此次改进后的机构便采用滚珠丝杠螺母机构。
4.3 回转刀架的转位和定位
回转刀架的转位和定位都是通过液压传动实现的，而刀架的转位和定位过程则是一次分度过程。分度时，先转动旋钮于分度位置，油缸左腔进压力油，活塞齿条右移，带动分度齿轮逆时针回转，经主轴上单向超越离合器使分度机构复位。同时，压力油进入油孔，将定位销从分度盘的定位槽中拔出。当活塞齿条右移碰到螺母时，压进油换向经进油口入油缸油腔，活塞齿条左移，开始分度，直到碰到滑阀并推动它右移时，立刻切换油路，使油孔接油箱。这时滑阀定位销在弹簧的作用下沿分度盘周边上滑动，直到它重新插入另一个定位销中，分度系统才停止工作。只有在分度过程结束之后，才可以移动工作台。虽然这一结构所选择的定位方式不是很复杂，可是对定位的精度要求却比较高，只有这样才能够有效保证零件在加工过程中的精度。与传统的机构相比，改进后的数控机床具有以下几方面优势，不仅刚性与抗振性较好，能够消除传动中的空程死区，而且在速度大幅提升的同时，灵敏性、功能性、平稳性与精度都有所提高
5 数控机床的发展
近年来，我国的科学技术水平得到了巨大发展，机械生产行业不断壮大，数控机床技术也在发展的过程中不断改进。现阶段，数控机床主要有以下几种发展趋势：第一、自检能力不断增强，目前所使用的数控机床一般都装有先进的监控以及检测装置，能够使其工作变得更加安全可靠；第二、向高速、高精度发展；第三、更高的生产率和利用率。目前我国能够生产多种类型的数控机床，年产几千台，并有向国外出口。但我国生产的数控机床在精度、速度、数控系统的功能及传感元件等方面跟先进国家相比还有一定差距，这就迫使我国的机床质量要有很大的提高，要做好自主研究，紧随发展趋势，积累经验。这样才能够不断提高我国数控机床的技术水平，促进国民经济的发展。
参考文献
[1] 汪淑珍，贾辉.数控机床的发展状况与应对政策[J].重庆文理学院学报（自然科学版）. 2012.01：19-20.
[2] 张锦润.当今机械加工的新趋势——数控技术[J].广东技术师范学院学报.2008.03：33-35.
[3] 毛谦德，李振清.袖珍机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，2006.07：24-26.
[4] 何贤义.数控机床的电气维修技术及发展趋势探讨[J].中国高新技术企业.2011.05：34-35.
[关键词]数控机床 改进 回转刀架 提高工作效率
中图分类号：TB 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）14-0215-01
1 数控机床的特点
数控机床是一种高科技的自动化机床，数控加工是把加工零件的全部过程记载在控制介质上，再由控制系统代替人工操作对机床进行控制。在数控机床上如果加工零件改变时，除了装配新零件和更换新刀具外，只需要更换一个新的控制介质，就能加工出所需要的新零件，而不必对机床本身做调整。数控机床在零件的加工过程中，不仅能对加工先后顺序进行控制，而且对辅助功能和机床运动部件的位移量及速度也同样能进行控制。由于数控机床控制系统比较复杂和机床制造成本昂贵，目前适用于零件的加工精度要求高、形式比较复杂的中小批生产中
2 原数控机床结构的概述
传统数控机床中使用比较广泛的一种为六角数控机床，这种数控机床的主要组成部件为以下几种：底座、主轴箱、床身、前刀架、刀夹、回轮刀盘、纵向刀具溜板、辅助轴、横向分配轴、纵向分配轴。机床的纵向刀具溜板上装有一个回轮刀盘，此刀盘有六个孔位，可以安装六个刀夹，故称为六角数控机床。在这种机床上可以完成车、钻、铰、镗、扩、成型切削、滚花及切削螺纹等工件。各刀夹上的刀具按照预定的程序自动进行工作，就可以加工出形状复杂的棒状零件。单轴六角数控机床的四个刀架溜板是通过各自的凸轮及杠杆机构操纵的，故属于机械式凸轮控制的自动机床。由于加工不同的工件时需要专门设计和制造一套凸轮，还需要进行较复杂的调整，因此，此类零件机床适用于大量生产。原六角自动机床在调整完毕后，就不需要工人参与操作，就能连续地自行进行加工。工人的任务只需要周期的添加棒料、检查工件质量及适时更换磨损的刀具，必要时进行一些调整，因此，一个工人可以看管几台机床。可是，这种传统的数控机床技术也存在一定的不足，需要在发展的过程中不断完善。
3 数控机床改进的目的
一般情况下，普通机床技术的加工工艺比较简单，而数控机床技术的加工工艺则更加的复杂，能够完成很多普通机床技术无法完成的工作，生产效率也较高。随着社会的发展与进步，传统的数控机床技术已经无法适应社会的发展需求，这就需要在发展的过程中不断改进，具体内容如下：
第一、数控机床可以实现一机多用，一些数控机床将几种普通机床功能合一，同时刀具自动交换系统构成加工中心，如果能配置数控转台，则可以实现一次安装、多面加工，在这种情况下一台数控机床也代替5～7台普通机床，从而节省了厂房面积。
第二、采用数控机床比普通机床可以提高生产效率2～3倍，由于对某些复杂零件的加工，生产效率可提高十几倍甚至几十倍。
第三、数控机床可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量，因为数控机床是按照预定的加工程序自动进行加工，加工过程消除了操作者认为的操作误差，零件加工性好，加工精度可利用软件来校正及补偿。
第四、采用数控机床有利于计算机控制与管理生产发展，为实现生产过程自动化创造了条件。
4 数控机床回转刀架改进
数控机床回转刀架的改进主要包括以下几个方面：第一、回转刀架工作台的横向进给采用步进电机带动滚珠丝杠，使其在导轨上运动，这样可以提高进给精度，且装卸方便、省事省力、方便控制；第二、用液压传动使回转刀架完成转位和定位，比原有的连杆机构结构简单、方便制造。
4.1 电动机的选择
在对数控機床回转到家进行改进的过程中，电动机的选择是非常重要的，需要注意以下几方面的问题：第一、为了满足生产加工的要求，不仅要考虑电动机的以下几种主要性能，包括启动性能、过载性能、调速性能等，还要考虑额定功率的大小以及转速、结构形式等；第二、就是电动机的选择，一般情况下应该优先选择那些价格低廉、安全可靠、结构简单、通用性好、维修便捷的电动机；第三、考虑到是应用于数控机床中，所以比较合适的一种电动机是步进电机。
4.2 丝杠的选择
该数控机床是将直线运动变为旋转运动。丝杠螺母传动机构又称旋转机动机构，它主要用于将旋转运动变换为直线运动或将直线运动变为旋转运动。丝杠螺母机构有滑动摩擦机构和滚动摩擦机构之分。滑动丝杠螺母机构结构简单、加工方便、制造成本低，具有自锁功能，但其最大优点是摩擦阻力大、传动效率低（30%～40%）。滚珠丝杠螺母机构虽然结构复杂、制造成本高，但其最大优点是摩擦阻力小、传动效率高（92%～98%），因此在数控机床中得到广泛应用，而此次改进后的机构便采用滚珠丝杠螺母机构。
4.3 回转刀架的转位和定位
回转刀架的转位和定位都是通过液压传动实现的，而刀架的转位和定位过程则是一次分度过程。分度时，先转动旋钮于分度位置，油缸左腔进压力油，活塞齿条右移，带动分度齿轮逆时针回转，经主轴上单向超越离合器使分度机构复位。同时，压力油进入油孔，将定位销从分度盘的定位槽中拔出。当活塞齿条右移碰到螺母时，压进油换向经进油口入油缸油腔，活塞齿条左移，开始分度，直到碰到滑阀并推动它右移时，立刻切换油路，使油孔接油箱。这时滑阀定位销在弹簧的作用下沿分度盘周边上滑动，直到它重新插入另一个定位销中，分度系统才停止工作。只有在分度过程结束之后，才可以移动工作台。虽然这一结构所选择的定位方式不是很复杂，可是对定位的精度要求却比较高，只有这样才能够有效保证零件在加工过程中的精度。与传统的机构相比，改进后的数控机床具有以下几方面优势，不仅刚性与抗振性较好，能够消除传动中的空程死区，而且在速度大幅提升的同时，灵敏性、功能性、平稳性与精度都有所提高
5 数控机床的发展
近年来，我国的科学技术水平得到了巨大发展，机械生产行业不断壮大，数控机床技术也在发展的过程中不断改进。现阶段，数控机床主要有以下几种发展趋势：第一、自检能力不断增强，目前所使用的数控机床一般都装有先进的监控以及检测装置，能够使其工作变得更加安全可靠；第二、向高速、高精度发展；第三、更高的生产率和利用率。目前我国能够生产多种类型的数控机床，年产几千台，并有向国外出口。但我国生产的数控机床在精度、速度、数控系统的功能及传感元件等方面跟先进国家相比还有一定差距，这就迫使我国的机床质量要有很大的提高，要做好自主研究，紧随发展趋势，积累经验。这样才能够不断提高我国数控机床的技术水平，促进国民经济的发展。
参考文献
[1] 汪淑珍，贾辉.数控机床的发展状况与应对政策[J].重庆文理学院学报（自然科学版）. 2012.01：19-20.
[2] 张锦润.当今机械加工的新趋势——数控技术[J].广东技术师范学院学报.2008.03：33-35.
[3] 毛谦德，李振清.袖珍机械设计师手册[M].北京：机械工业出版社，2006.07：24-26.
[4] 何贤义.数控机床的电气维修技术及发展趋势探讨[J].中国高新技术企业.2011.05：34-35.