李建

（張家界航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院 湖南張家界 427000）

普通車床加工在高速發(fā)展工業(yè)中可進一步提高零部件加工質(zhì)量及效率，有助于促進工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。但是，在數(shù)控技術(shù)、信息技術(shù)的應(yīng)用下，普通車床在工業(yè)加工中的應(yīng)用有一定的局限性，所以，通過對普通車床加工工藝進行革新與優(yōu)化，對提高工業(yè)加工工藝水平有促進作用。結(jié)合CQ6123 車床的應(yīng)用特點與工業(yè)加工的技術(shù)要求，在合理優(yōu)化機床機械結(jié)構(gòu)的視角下，提高普通車床在工業(yè)加工中的應(yīng)用價值［1-3］。

1 普通車床在工業(yè)加工中的作用

1.1 工藝作用

普通車床在工業(yè)加工中的應(yīng)用，則是通過機械結(jié)構(gòu)，對螺紋零件、回轉(zhuǎn)類零件等進行加工，可根據(jù)不同零部件的差異化加工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進行生產(chǎn)，所以普通車床的應(yīng)用價值比較高。從工藝作用的角度分析，普通車床的加工方式具有針對性以及個體化，在加工生產(chǎn)中，整體的工藝技術(shù)需要對普通車床的切削力、切削功率等進行控制，在分析進給系統(tǒng)與普通車床車軸等參數(shù)指標(biāo)的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)普通車床的工業(yè)加工水平提升，可提高普通車床的工業(yè)生產(chǎn)效果。

1.2 數(shù)據(jù)作用

從數(shù)據(jù)作用的角度分析，工業(yè)零部件加工中，加工精度是影響加工質(zhì)量的關(guān)鍵性指標(biāo)，所以在工業(yè)加工中，分析車床的加工數(shù)據(jù)，并通過技術(shù)加工與生產(chǎn)工藝分析，滿足零部件的生產(chǎn)加工要求。但是，在數(shù)據(jù)分析過程中，由于零部件加工精度與質(zhì)量要求越來越高，普通車床的手動設(shè)置極易出現(xiàn)數(shù)據(jù)偏差問題，部分高精度的零部件加工只能依靠高水平加工師傅進行車床操作，增加零部件加工成本的同時，也影響零部件加工的量化生產(chǎn)水平。所以，為解決這一問題，對普通車床進行技術(shù)改造，并對關(guān)聯(lián)零件的尺寸、連接方式等方面進行優(yōu)化，有助于提高普通車床的綜合應(yīng)用水平。此外，在普通車床的改造中，對載荷、整機剛度、設(shè)備特征等方面進行數(shù)據(jù)設(shè)置，可改進普通車床的工藝水平，并提高普通車床的性能與精確度。

1.3 通過技術(shù)改進實現(xiàn)普通車床的作用最大化

為進一步提高普通車床在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用作用，則需要結(jié)合普通車床現(xiàn)有工藝技術(shù)，對普通車床進行技術(shù)改造，通過對普通車床整機結(jié)構(gòu)、技術(shù)應(yīng)用、工藝參數(shù)等進行改造與優(yōu)化，可提高零部件的生產(chǎn)加工水平。在普通車床的改造過程中，對刀架、軸承、絲母、絲杠以及電元器件、變頻器、驅(qū)動電機等進行綜合設(shè)計，提高普通車床技術(shù)改造的實用性。

2 普通車床數(shù)控改造中的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方案

2.1 改造目標(biāo)

研究普通車床數(shù)控改造需求，從機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的角度著手。本次研究以CQ6123 車床數(shù)控改造為研究對象，對CQ6123 車床的機械傳動結(jié)構(gòu)、機械數(shù)據(jù)分析等進行優(yōu)化，以此提高數(shù)控改造水平。在CQ6123車床的數(shù)控改造中，對機械傳動部件進行調(diào)整，對表面平整度、車床加工參數(shù)等進行優(yōu)化，對改造技術(shù)的相關(guān)參數(shù)進行整合，提高CQ6123車床的機械結(jié)構(gòu)改造合理性與有效性。為提高CQ6123車床的數(shù)控改造水平，第一，維持主傳動系統(tǒng)在不變的狀態(tài)下，可以將螺紋加工系統(tǒng)拆除，并通過改造車床，去除螺紋加工；第二，進給系統(tǒng)的開環(huán)控制中，為保證縱向進給模式的應(yīng)用，可通過滾珠絲杠傳動的方式，提高橫向進給控制水平；第三，為實現(xiàn)自動轉(zhuǎn)位，通過微機技術(shù)的應(yīng)用，對刀架進給與轉(zhuǎn)位進行精準(zhǔn)控制。

2.2 改造方案設(shè)計

（1）CQ6123 車床的改造中，對縱向進給系統(tǒng)進行改造，拆除原有的溜板箱以及進給箱中的傳動機構(gòu)、操作機構(gòu)等，保留箱體結(jié)構(gòu)。一級齒輪減速后，步進電機可以驅(qū)動絲杠，并通過縱托板的方式轉(zhuǎn)動，達(dá)到縱向進給運動的目的。在實際改造的過程中，將進給箱轉(zhuǎn)化為一級齒輪減速箱，不改變滾珠絲杠部位的基礎(chǔ)上，可以建立手輪設(shè)施，對轉(zhuǎn)刀的靈活操作進行控制，滿足CQ6123車床的改造控制需求。在實際應(yīng)用中，通過螺母對車床的拖板進行控制，并通過定位稍、螺釘?shù)?，提高軸承支架的穩(wěn)定性，避免出現(xiàn)軸承錯位的情況出現(xiàn)。

（2）CQ6123車床橫向進給系統(tǒng)的搭建則需要對橫向進給系統(tǒng)的傳動過程、性能、傳動參數(shù)等進行綜合控制，提高橫向進給的綜合控制效果。進給系統(tǒng)手動機構(gòu)設(shè)計下，可利用步進電機，對縱向滾珠絲杠傳動過程進行優(yōu)化，提高橫向進給系統(tǒng)的性能控制水平。在絲杠后段部位，可利用步進電機，對橫向推進方向以及支撐結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，與此同時，聯(lián)合小托班，對刀架運動過程以及步進電機轉(zhuǎn)動頻率等進行優(yōu)化，以此提高橫向進給系統(tǒng)的搭建與應(yīng)用。橫向進給系統(tǒng)是利用蓋板與床體進行連接，利用減速齒輪達(dá)到速度控制的目的。

（3）刀架設(shè)計。在CQ6123 車床中，改造車架以自動傳位、多到挾持為主要目標(biāo)，利用LD4-1型自動刀架取代原刀架，利用LD4-1型自動刀架的剛性性能，并通過微機控制，實現(xiàn)精準(zhǔn)定位，提高刀架的應(yīng)用效果。結(jié)合橫向、縱向系統(tǒng)中的減速機構(gòu)設(shè)計，可安裝玻璃罩殼，達(dá)到清除灰塵的目的。之所以選擇玻璃罩殼，可以在CQ6123 車床運行中，對齒輪嚙合狀態(tài)進行監(jiān)控，通過齒輪傳動比控制，提高齒輪傳動的綜合控制效果。根據(jù)齒輪傳動角度，按照步距角、脈沖當(dāng)量之間的關(guān)系，對自動傳位過程以及刀架的定位等進行綜合控制，滿足CQ6123車床的運行控制需求，表達(dá)公式如下：

i=360δp∕θb·L0

在上述公式中，i為齒輪傳動比，θb為步距角，δp、L0分別代表脈沖當(dāng)量、滾珠絲杠導(dǎo)程。完成刀架改造后，可利用齒輪減速箱，對輸出軸的轉(zhuǎn)速進行控制，并對扭矩以及轉(zhuǎn)速控制等進行合理化控制，提高傳動的綜合控制水平。結(jié)合CQ6123車床的運行特性，對輸出軸的扭矩進行控制，并對扭矩及減速等進行綜合控制，與此同時，通過轉(zhuǎn)矩的調(diào)整，對刀架的轉(zhuǎn)動過程、刀架定位，提高精準(zhǔn)定位效果。

2.3 主傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計

CQ6123車床的主傳動結(jié)構(gòu)改造與設(shè)計，可在傳動機構(gòu)的基礎(chǔ)上，通過數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用，對主傳動結(jié)構(gòu)進行改造，以此提高主傳動結(jié)構(gòu)的綜合控制效果。為保證進給過程的速度可進行精準(zhǔn)控制，可利用多速電機改造的方式，對主軸傳動過程以及變頻調(diào)速控制過程進行優(yōu)化，提高CQ6123 車床主傳動的綜合控制效果。電機主軸可通過脈沖編碼器進行調(diào)控，對電機變速系統(tǒng)進行調(diào)整，更換主電機，替換變頻調(diào)速裝置，提高主控傳動效果。根據(jù)CQ6123車床的運行狀態(tài)，對傳輸反饋的信息數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析，并提高加工控制精度。在對電機型號進行選擇中，可通過負(fù)載力矩對電機在不同工況下的等效力矩進行控制，保證主軸電機可平穩(wěn)轉(zhuǎn)速。在調(diào)速控制的過程中，可對數(shù)控加工狀態(tài)與加工性能等進行優(yōu)化，在控制轉(zhuǎn)速波動變化的前提下，提高電機運行的散熱效果，滿足負(fù)載控制的綜合需求。負(fù)載力矩等相關(guān)參數(shù)的調(diào)整，設(shè)置調(diào)速區(qū)間，根據(jù)主傳動的速度，對調(diào)速波動變化進行控制，提高CQ6123 車床的主傳動機構(gòu)的控制效果。

2.4 傳動結(jié)構(gòu)設(shè)計

普通車床的傳動結(jié)構(gòu)對零部件加工精度會產(chǎn)生直接的影響，所以在實際改進的過程中，則需要對機床操縱、傳動過程等進行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而滿足普通車床創(chuàng)新設(shè)計與改造的發(fā)展需求。設(shè)計進給傳動結(jié)構(gòu)過程中，拆除掉傳動裝置、操縱結(jié)構(gòu)，同時，將電機進行安裝至不同的轉(zhuǎn)動方向，達(dá)到自動化控制電機的目標(biāo)，促進將車床的生產(chǎn)效率有效的提升。機床操縱方面，Z軸縱向上，把齒輪箱體安裝到原本絲杠安裝的部位，之后嚴(yán)密地固定好滾珠絲杠。X軸方向上，先展開相應(yīng)的改造拖板的操作，對于結(jié)構(gòu)精度嚴(yán)格地管控［4-5］。

3 普通機床加工改造的發(fā)展趨勢

提高普通車床在工業(yè)加工中的應(yīng)用，重視技術(shù)改造已經(jīng)成為主流發(fā)展趨勢，所以將數(shù)控技術(shù)、信息技術(shù)等應(yīng)用到普通車床的工藝改造中，可提高普通車床的自動化生產(chǎn)水平，也可以降低工業(yè)企業(yè)更換機床設(shè)備的成本。一方面，在普通車床加工中，從機械結(jié)構(gòu)的角度，對普通車床的零部件進行改進與完善，并對普通車床的表面磨損進行優(yōu)化，可實現(xiàn)普通車床的結(jié)構(gòu)改進水平提升。另一方面，將數(shù)控技術(shù)以及信息技術(shù)應(yīng)用到普通車床技術(shù)改造中，則可以通過機床自動化設(shè)計，實現(xiàn)工業(yè)加工控制精度提升。例如，在普通車床中，添加信息控制系統(tǒng)以及故障報警裝置，在數(shù)控參數(shù)設(shè)置下，可對普通車床的運行狀態(tài)、運行參數(shù)與機械進給參數(shù)等進行設(shè)定，提高工業(yè)零部件加工的綜合水平。在未來發(fā)展中，普通車床本身的作用提升需要在現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用下逐漸提升，所以本著經(jīng)濟效益與成本控制的基本原則，對普通車床的技術(shù)改造方式進行優(yōu)化，利用數(shù)控技術(shù)以及信息技術(shù)，提高普通車床的自動化程度水平，提高工業(yè)零部件加工精度。普通車床的技術(shù)改造與升級，則是在技術(shù)生產(chǎn)與應(yīng)用的視角下，可通過技術(shù)改造實現(xiàn)普通車床的應(yīng)用價值提升［6-7］。

4 結(jié)語

綜上所述，在普通車床技術(shù)改造視角下，通過整機結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，可提高工業(yè)加工的綜合水平。傳統(tǒng)普通車床已經(jīng)無法滿足工業(yè)零部件的加工需求，所以為提高普通車床在工業(yè)加工中的作用，結(jié)合零部件加工的技術(shù)要求，對普通車床的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)、進給結(jié)構(gòu)等進行技術(shù)改造，可實現(xiàn)工業(yè)加工生產(chǎn)水平提升。通過普通車床的技術(shù)改造，可降低工業(yè)加工的生產(chǎn)成本，并節(jié)省員工勞動成本，提高工業(yè)加工的生產(chǎn)效率，以及工業(yè)加工生產(chǎn)的整體經(jīng)濟效益。