立式车床的数控化设计.pdf

2012年10月
机床与液压
Qct.2012
第40卷第20期
MACHINE TOOL HYDRAULICS
Vo. 40 No 20
DOI:10.3969/j.issn.100-3881.2012.20.053
立式车床的数控化设计
贺平平,邢艳辉
三门峡职业技术学院机电工程系,河南三门峡472000)
摘要:SV630数控立式车床是根据企业的需求对普通立式车床进行数控化改造,为半精、精加工轮毂、制动鼓、制动
盘等盘套类及短轴类零件而设计的数控机床。主要介绍SV630数控立式车床机床整体结构、主传动系统、数控系统以及机
床电气系统等。在花费较低成本的基础上,改造后的该立式车床加工高度高,可满足产品加工需求
关键词:立式车床;数控化设计
中图分类号:T"H16文献标识码:B文章编号:1001-3881(2012)20-173-3
SV630数控立式车床是根据企业的需求对普通立
机床采用整体铸造床身及底座,纵横向导轨均采
式车床进行了数控化改造,为半精、精加工轮毂、制用双矩形导轨,滑动面贴塑,摩擦因数小,运动灵
动鼓、制动盘等盘套类及短轴类零件而设计的数控机活,定位及重复定位精度高;刀架通过伺服电机及滚
床;在该机床上还可以完成外园、端面、园弧面、正珠丝杠驱动,可实现炳坐标联动,具备加工外圆、端
反锥面的加工,适用于各种盘套类及短轴类零件的中面、园維面、圆弧面的功能;主轴采用变频调速,便
小批量生产;如果配上主轴编码器(选配功能),可于用户根据工件直径大小选释相应的主轴转速;纵、
以进行螺纹加工。经运行证明:该机床技术指标完全横向进给采用交流伺服电机驱动的广州数控系统,根
达到商家要求,这为利用新技术改造旧设备、挖掘迓据零件的不同加工工艺要求编制工作程序,实现自动
备能力提供了很好的实践经验。
加工;机床配有磁性排屑器,实现自动排屑;机床防
1机床总体方案的确定
护采用封闭防护,具有较好的安全性及宜人性。
1.1机床的结构与参数
机床整体造型如图1所示。
AK27320x4
烟台产
AK31100x8
烟台产
R
345
1350
945
945
1450
機向行程30过中心SN
图1SV630型立式数控车床外观图
收稿日期:2011-08-31
作者简介:贺平平(1981-),女,硕土,讲师,主要研究方向为机械设计、制造。E-mail:24554100@q9com。
?174?
机床与液压
第40卷
SV630型机床的主参数及动力参数如表1所示。体,增加了主轴箱的刚性。主轴广泛采用变频调速传
表1机床的主参数及动力参数
动,主电机通过三角皮带、减速箱驱动主轴,从而使
最大切削直径
450
主轴旋转,主电机上皮带轮直径为100mm;减速箱I
最大回转旋径
o630 mm
轴上配有直径为200mm的皮带轮A及直径为125mm
主轴转速
变频调速,无级
的皮带轮B;通过更换皮带轮A及皮带轮B,使主传
主轴转速范围
20-800r/min
动系统具有两种传动比:
最大快移速度
纵向:9m/min,横向:9m/min
最大行程
纵向:550m,横向:300+50mm
200X=1/122
2SX=1/7.5
主电机功率
11kW,变频电机
50.Hz时相应的主轴计算转速分别为
主轴头部尺寸
A2-11
1500×=125r/min1500×-=200r/min
伺服电机型号
横向:130SJT-M10025,15N?m
纵向:130ST-10025B(带制动),15N?m
主电机由变频器控制,通过改变变频器的输出频
率,使主轴实现无级变速,且传动链短、传动件少。
粗糙度
Ra1.6
根据SV630数控立式车床主传动系统的要求,设计
经济加工精度
TT6
了主传动系统减速器,把电机的高转速经过二级减
机床外观尺寸1650mmx2100mx2800mm
机床质量
约5.5t
速转化成车床主轴的转速,减速箱经过两对斜焃轮
1.2机床主传动系统的设计
降速,其传动比为56×6。=1/6,其结构图如图2
SV630型立式数控车床的主轴箱与机床底座为
所示。
中200(中125)
凌薯…
いx2
5?×90X21.75302]K)
90X3、ICsI-2A(4)
65×1X186013(2
轴
轴齿轮
B=1151·左旋
图2SV630型立式数控车床主减速器结构图
SV630数控立式车床的刀架带有纵横向驱动电任务控制技术和硬件插补技术,实现微米级精度运动
机,纵横向伺服电机通过滚珠丝杠带动滑板使刀架进控制和PLC逻辑控制,同时具备以下特点
行各种运动;丝杠为垫片式可调整,能有效消除回程
(1)x、z二轴联动、微米级插补精度,最高速
间隙;刀架通过数字控制可实现两个坐标的单动或联度16m/min(可选配30m/min)。
动,实现圆柱面、圆锥面、圆弧面等的切削。
2)内置式PIC,可实现各种自动刀架、主轴
2数控系统的设计
自动换挡等控制,梯形图可编辑、上传、下载;IO
在详细了解国内外数控系统的特点及性能价格比?可扩展(选配功能)
等指标的基础上,根据立式车床的功能要求,选择比
(3)具有螺距误差补偿、反向间隙补偿、刀具
较适合的广州数控系统
长度补偿、刀尖半径补偿功能
广州数控研制的新一代普及型车床CNC
(4)采用S型、指数型加减速控制,适应高速、
CSK980TD是CSK980TA的升级产品,采用了32位高高精加工
性能CPU和超大规模可编程器件FP(GA,运用实时多
(5)具有攻丝功能,可车削公英制单头/多头直