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C630A臥式車床改造為數控圓弧磨（mó）床

2016-9-23 來源：山（shān）東（dōng）礦機集團（tuán）股份有限公司作者（zhě）：張金峰

摘要：在沒有圓弧磨削機床的情況下，通過對C630A臥式車（chē）床的改造，運用GSK980TDc數（shù）控車床控製係（xì）統中的（de）C軸功能，實現了對雙圓弧銷零件上的圓弧的磨削，投入較少（shǎo）的設備改造費用，保證了產品的設計要（yào）求。

1. 問題的提出

圖1所示是雙圓（yuán）弧銷的零（líng）件簡圖。它的（de）兩端各有一個±130°的圓弧，表麵粗糙度值Ra=0.8μm，圓度0.015mm，圓柱度0.02mm。采用銑削方法加工兩端圓弧達不到設計要求（qiú），磨削加工比較（jiào）合理，但是在國產標準配置的設備中（zhōng）沒有（yǒu）能夠磨削該零件兩端圓弧的機床。

圖1 雙圓弧銷

2. 改（gǎi）造方案

經過（guò）分（fèn）析論證，我們決定將一台報廢的C630A臥式車床改造為數控圓弧磨床，具體（tǐ）的改造（zào）方（fāng）案如圖2所示。

圖2 圓弧磨床示意圖

1.同步帶（dài） 2.主軸伺服電動機 3.主軸箱 4.花盤 5.工件 6.砂輪

7.砂輪電（diàn）動機 8.X向伺服電動機 9.Z向滑板 10.平帶

11.X向滑板 12.床身導軌 13.Z向伺服電動機

3. 改造與實施

（1）修磨（mó）C630A床身（shēn）導軌12、Z向滑板9和X向滑（huá）板（bǎn）11，使其達到精密車床的精度等級。

（2）拆除掛輪箱、進給箱、滑板箱、絲杠、光杠（gàng）和（hé）開關（guān）杠，將縱（zòng）向進給係統改造為Z向伺服電（diàn）動機13和滾珠絲杠（gàng）驅動，橫向（xiàng）進給係統（tǒng）改造為X向伺服電（diàn）動機8和滾珠絲（sī）杠驅（qū）動。

（3）拆除主（zhǔ）軸箱（xiāng）3中所有齒輪、傳動軸及帶輪，僅留下一根主軸。將主軸前後軸承更換為P4精（jīng）度等級（jí）。維修後主軸精度要求：軸線靠近主軸端麵的徑向圓跳動0.005mm；主軸軸向竄動0.005mm；主軸軸線對滑板縱向移動的平（píng）行度（300mm測量長度內）水平麵（miàn）0.01mm，垂直麵0.02mm。

（4）在主軸的後端安（ān）裝一個（gè）大同步帶輪（lún），前端安裝花盤4。花盤4上有定位銷和菱形銷，將工件5安裝在定位銷和菱形銷中，用壓板和螺母壓緊。砂輪修整（zhěng）器可安（ān）裝在工件5對麵的花盤4上。

（5）將原有機（jī）床的主電動機更換為（wéi）廣州數控設備有限公司（sī）生產的主軸伺服電動機2，其規格型號（hào）為ZJY265—11BM—B3，在主軸伺服電動機2的輸出軸上安裝小同（tóng）步帶輪，用同步帶1聯接大、小同步帶輪，使主軸伺服電動（dòng）機2與主軸實現（xiàn）無（wú）間隙傳動。

（6）拆除原機床上的小（xiǎo）滑板和刀架（jià），在X向滑板11上安裝一台2極1.5kW砂輪電動（dòng）機7、砂輪軸和砂輪6，用平帶10將砂輪電動機7上的大帶輪和砂輪軸上的（de）小（xiǎo）帶輪聯接起來，使砂輪6及其軸線與主（zhǔ）軸軸線平行，並（bìng）且在同一個水平麵內。

（7）在主軸箱3的下麵（miàn）安裝油箱和齒輪液壓泵，對主軸軸承進行潤滑，後下部安裝集中潤滑（huá）泵，對X、Z向的導軌、滑板和滾珠絲杠及軸承等進行潤滑（huá）。

（8）數控係統采用廣州數控設備有限公司製造的GSK980TDc車床CNC，它具有5個進給軸（包括C軸）、2個模擬主軸（zhóu），最小（xiǎo）控製精度0.1μm。我們將主軸箱3中的（de）主軸（zhóu）設（shè）置為第一（yī）主軸，具有位置和速度（dù）控製（zhì）功（gōng）能。代碼M14指令主軸從速（sù）度控製方式切換（huàn）到（dào）位置控製方式；代碼M15指令主軸從位置控製方式切換到速度控製方式；代碼C及其後麵的數（shù）字，指令（lìng）主軸位移的角度，移動速度用（yòng）F指令。我（wǒ）們將砂輪軸設置為第二主軸，旋轉速度用代碼SC指令；代碼M63指令第二主軸順時針旋轉；代碼M64指令第二主軸逆時針旋（xuán）轉；代碼M65指令第（dì）二主（zhǔ）軸停止旋轉。

4. 加工驗證

至此機床（chuáng）的改造和設置全部完成，下麵我們來敘述雙圓弧銷的磨削加工和程序編製。

如（rú）圖1所示，2個（gè）φ 180 0-0.025mm圓弧在（zài）磨削前，單（dān）邊預留0.2mm磨削餘量，其餘各部均加工到圖1所示尺寸。按圖2所示，將（jiāng）雙圓弧銷（xiāo）其中一（yī）個φ 60+0.030 mm孔安（ān）裝（zhuāng）在與主軸同軸的定位銷中，用（yòng）壓板和螺母壓緊（jǐn），另一（yī）個φ 60+0.030 mm的孔安裝在菱形（xíng）銷中。

設雙圓弧銷的右端麵為Z向0點，主軸軸線為（wéi）X向0點，砂輪外圓和左端（duān）麵為對刀刀尖。砂輪軸轉（zhuǎn）速SC為6 688r/min。當砂輪直徑最（zuì）大（dà）為φ 100mm時，線速度為35m/s；當砂輪直徑修整到最小為60mm時，線速度為21m/s。當雙圓弧銷兩個φ 60+0.030 mm孔的（de）圓心（xīn）連線處（chù）於水平位置時，設為C軸的0點，如圖2所示。C軸進（jìn）給範圍為±132°，X、Z和C三軸磨削（xuē）進給速度（dù）均為1 200mm/min。磨削前圓弧直徑為180.4mm。

數控（kòng）磨削加工程序如下：

…

G00 X180.38 Z5 ；

M14 C-132 ；

M63 SC6688 M08 ；

G01 Z-5 F1200 ；

C132 ；

X180.34 ；

Z-10 ；

C-132 ；

…

X179.988 ；