普通臥式車床改造為數控深孔鏜床

■ 宜昌五環鉆機具有限公司 （湖北 443005） 陳全波

目前，各機械制造企業有大量普通車床被閑置，造成了資源浪費。為了更好地利用閑置設備，根據公司產品加工特性，決定將現有的兩臺CW6163×3000普通車床改造為數控深孔鏜床，用于外套管產品的鏜孔加工，旨在降低操作者的勞動強度，提高工作效率，實現一人操作多臺設備的目的。

1.硬件配置

該方案采用性價比較高的GSK96單軸數控系統，伺服驅動型號為DA98A-50（50A模塊，帶風扇），伺服電動機參數為額定轉矩18N·m，額定轉速1 500r/min；滾珠絲杠采用國產精密滾珠絲杠，精度P4級，絲杠直徑φ50mm，螺距為8mm；軸承采用哈爾濱精密軸承。絲杠座、螺母座、電動機安裝座及鏜刀桿座等機械部件全部按照設計圖樣加工安裝。

2.電氣部分改造

（1）增加數控系統，通過程序代碼控制機床的工作，完成工件加工。查閱數控系統相關選型資料，摒棄不需要的附加功能，最終選定性價比高的GSK96多功能位置控制系統，分辨率為800×480的液晶顯示器，可以實現位置定位和進給、攻螺紋車螺紋及回轉分度等運動功能。具有μm級精度控制功能，同時具有豐富的輸入/輸出信號控制功能，可以實現多種信號檢測和輸出的復雜控制。采用國際標準數控語言ISO代碼編寫零件程序，支持U盤導入導出加工程序，全屏幕編輯程序，中文操作界面等功能。

（2）Z軸進給機構更換為伺服電動機＋聯軸器＋滾珠絲杠的傳動方式。根據機床結構、負載大小和加工工件的要求，選定額定轉矩為18N·m，額定轉速1 500r/min的伺服電動機，以及配套的驅動、伺服變壓器等其他附件。

（3）電氣控制柜的制作與安裝。拆除原機床所有的線路及控制元件，舍棄不用，根據實際需要增加相關的控制元件，比如冷卻泵控制、照明燈控制、主軸正反轉和主軸點動等控制功能。

（4）操作控制箱除具有數控系統的基本功能外，通過修改內部PLC程序實現對冷卻泵、照明燈、自動潤滑泵和系統起停等功能控制。

（5）所有外露的控制電路需安裝防護軟管，數控系統與電柜間的連接電路需經過拖鏈進入操作控制箱。

（6）加裝手持單元，通過倍率選擇和旋轉碼盤的快慢來調整軸的移動速度，以便于長管件的對刀操作。

（7）新的配電柜放置于主軸箱后面，操作箱安裝于床鞍上，隨床鞍移動，方便操作及對刀。

（8）機床功能調試及相關參數的設置，如傳動比、軸運行速度、反向間隙補償和正負極限位等相關參數的設置。

3.機械部分改造

（1）拆除原車床進給箱的傳動機構，溜板箱內的快速移動傳動機構等部件。加裝滾珠絲杠、滾珠絲杠安裝座、滾珠絲杠螺母座、電動機安裝座和聯軸器等部件，將滾珠絲杠與原機床床鞍連接起來，實現滾珠絲杠直接驅動床鞍的縱向移動。

（2）拆除原車床的中托板、小托板及刀架等機械部分，重新設計、制作和安裝鏜桿尾座套筒、鏜桿中心座。采用改造后的機床自我精鏜，實現鏜桿尾座套筒、鏜桿中心座的中心高與主軸中心高一致。鏜桿尾座套筒設計如附圖所示。要求焊后精加工φ95mm孔、底座表面淬火處理。

（3）拆除主軸正反轉操作桿以及相關傳動組件，避免誤操作引起人身傷害和設備損壞。

（4）增加自動潤滑泵，改造原潤滑油路。各潤滑點采用強制自動潤滑裝置進行定點定量潤滑滾珠絲杠、軸承和導軌滑動面等部位。當有異常狀態或油量不足時，自動產生警告訊號，從而延長機床使用壽命。

（5）機床需設計、制作和安裝防護罩，避免冷卻液四處飛濺。增加滾珠絲杠防護裝置，防止絲杠被鐵屑劃傷和被冷卻液腐蝕，保證機床定位精度的穩定性。

4.結語

改造后的設備，經過幾個月的實踐檢驗，完全滿足外套管的精鏜加工要求。通過標準的G代碼編程實現了多種型號的外套管加工，有效解決原普通設備加工此工序時存在鏜孔深度不一致的問題。通過M代碼實現了冷卻泵起停、主軸起停等輔助功能的自動控制。改造后的設備運行穩定可靠，有效降低了操作者的勞動強度，提高了產品質量穩定性，實現了一人操作多臺設備，有效降低了公司的綜合成本。

鏜桿尾座套筒設計圖