應用于普通車床數控化改造的數控滑臺設計

何敏佳，王繼武，劉高潔

(廣州數控設備有限公司，廣東廣州510000)

隨著電子信息技術的迅猛發展，機床行業已經進入了以數字化制造技術為核心的機電一體化時代。機床數控化程度也是一個國家工業自動化水平的重要體現，發達國家大都已經完成了數控機床產業化的進程，而中國仍處于機床數控化的發展階段。

提高機床數控化最直接的途徑就是購置新的數控機床，而另一個重要的途徑就是對普通機床進行數控化改造。機床數控化改造一方面可以降低企業的設備采購成本，同時也使舊的機床繼續發揮其使用價值。隨著數控機床需求的不斷擴大及越來越多數控化改造機床在生產中的應用，機床數控化改造逐步形成產業，這其中大部分是對普通車床的數控化改造。

能夠更加便捷地實現車床的數控化改造，并擁有良好的加工精度是研究方向。CT-L 系列數控滑臺是在多年的機床數控化改造經驗的基礎上，設計出的一種模塊化的應用于車床數控化改造的機構，文中主要介紹這種數控滑臺相對以往車床改造方式的優勢和它的主要結構特點。

1 CT-L 系列數控滑臺在車床改造應用中的優勢

普通的數控車床改造，機械結構上需將原機床的進給機構更換為滾珠絲杠，并設計伺服電機與滾珠絲杠的連接和傳動，如果導軌有磨損，還需重新磨削導軌來恢復機床的精度，電氣安裝方面也需重新設計，需要改造和增加的零件比較多，準備完成后整個改造過程也需要4 ～5 天。

CT-L 系列數控滑臺，將整個進給單元和控制部分模塊化、標準化，縮短產品生產周期。數控滑臺和控制柜作為標準部件可提前準備好，只需準備好普通車床的床身便可快速安裝(見圖1) ，整個安裝過程只需要2 天，可節約數控化改造的成本，也可對市場需求做出快速反應。

圖1 CT-L 系列數控滑臺應用于普通車床改造示意圖

CT-L 系列數控滑臺采用斜床身結構設計，改造出的機床也具有斜床身機床所具有的獨特優勢: 斜床身機床在加工零件時刀具是從斜上方向下運動進行切削，切削力的方向與工件的重力方向基本一致，這樣可以減小切削振動，使主軸的運轉更加平穩。而平床身數控車床在加工零件時，切削力的方向與工件的重力方向成90°，這樣會加大切削時的振動。

CT-L 系列數控滑臺的斜床身布局，使X 軸方向滾珠絲桿部件的重力直接作用于絲桿的軸向，傳動時的反向間隙變得很小。而平床身數控車床的X 方向絲桿不受軸向重力影響，間隙無法直接消除。

同時CT-L 系列數控滑臺的結構在加工過程中不易產生纏繞刀具的現象，也利于鐵屑的排出。

2 CT-L 系列數控滑臺主要特點

由人工鏟刮的X 向鑲條面與導軌面充分接觸，且間隙較小，保證了精度，增大了摩擦力，即使加工過程中突然斷電，傾斜60°的上滑臺也不會下滑。

采用雙矩形導軌，導軌接觸面的部分貼上塑料導軌軟帶，減小摩擦因數，增加導軌的耐磨性和抗震性。整體支撐結構采用鑄件支架，剛性好，變形小。

Z 向軸和X 向軸均采用精密滾珠絲杠，用百分表調校絲杠的上母線和側母線，誤差在0.01 mm 內。絲杠兩端選用精密角接觸球軸承和預緊螺母將其固定在軸承座內，機械運動的反向間隙可以通過調節絲杠兩端螺母松緊來實現。手動油泵或自動油泵保證各運動副和滾珠絲杠的潤滑，減小導軌的磨損，延長使用壽命。

中置絲桿和導軌全防護鈑金，可以避免切屑在絲桿和導軌上堆積，對滾珠絲杠和各運動副起到了很好的保護作用 (CT-L 系列數控滑臺結構示意圖見圖2) 。

圖2 CT-L 系列數控滑臺結構示意圖

3 CT-L 系列數控滑臺的應用及性能參數

CT-L 系列數控滑臺在C6132、C0632、C6136、C6140 等普通臥式車床的數控化改造中的應用比較廣泛，特別適合加工法蘭盤、短軸類的零件。完成改造后的機床可用于進行內外圓柱面、圓弧面、圓錐面、球面、錐螺紋、螺紋、端面等比較復雜的回轉體零件的半精加工及精加工，批量生產的效率可以大幅度提高。

CT-L 系列數控滑臺有多種配置可供客戶選擇，數控系統有GSK928 或GSK980 等可供選擇; 驅動單元有GS 系列或DA98 系列交流伺服單元以及DY3 系列三相混合式步進電機驅動器可供選擇; 電機有交流伺服電機或三相混合式步進電機可供選擇; 刀架有四、六、八工位立式、臥式電動刀架或排刀架可供選擇; 潤滑系統有手動油泵或自動油泵可供選擇。性能參數見表1。

表1 CT-L 系列數控滑臺性能參數

4 綠色再制造工程

綠色、環保、可持續發展、循環再利用，已經成為全球共同關注的焦點。對自然資源的過度開發使用已經造成了嚴重的生態破壞和環境污染。這其中機電產品制造業使用了大量的資源，也是環境污染的一個重要源頭。數據統計: 造成全球環境污染70%以上的排放物來自于制造業，每年產生約55 億噸無害工業垃圾和7 億噸有害工業垃圾。在這種大環境下，綠色再制造成為先進制造技術的重要組成部分和發展方向，也是符合國家可持續發展戰略的一項綠色系統工程。

CT-L 系列數控滑臺在普通車床的數控化改造中的應用正是秉承綠色再制造的理念，利用市場上逐漸被淘汰的普通機床和報廢機床(機床的床頭箱和床身等主要零部件可再次利用) ，快速完成對它的改造，使它具有一臺全新數控車床同樣的性能，充分發揮它的剩余價值，最大程度上減少資源的浪費、減少對環境的污染。

5 經濟效益

CT-L 系列數控滑臺不僅減少了資源的浪費，也創造了豐厚的經濟價值，近幾年銷售總量近300 臺，實現產值1 050 萬元。同時CT-L 系列數控滑臺也讓更多的客戶體驗到數控機床的高精、高效。

6 結束語

CT-L 系列數控滑臺采用斜床身結構，整體結構剛性好，零件的加工精度高，特別是模塊化的可快速安裝結構在中小型普通車床的數控化改造市場中得到客戶的認可。CT-L 系列數控滑臺充分利用廢棄資源，再制造出豐厚的經濟價值和社會價值。

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