1、 X5230普通铣床数控化改造摘 要数控机床以它生产效率高、可加工零件多样化的特点，越来越显示出它的优越性，然而，很多资深的老企业还存在着许多原有的普通机床，如何将普通机床改造成数控机床，已成为机械加工设备改造工作的重点。本文以X5230普通铣床为例阐述了对普通机床进行技术改造的必要性，提出了该机床数控化改造的方案并实施了改造。机械部分改造主要做了以下工作：将三个进给方向的滑动丝杠改为滚珠丝杠，用伺服步进电机和减速齿轮来实现进给部分的调速，这样不仅提高了传动效率而且可以实现快速定位和准确的启、停；数字控制系统选用南京华兴数控设备有限责任公司生产的WA310M，该系统达到数字化控制各部件协调工作
2、，而且成本低；电气改造中取消原机床强电柜中的大量电气元件，改用继电器、接触器以及伺服驱动器来实现电路的控制。对改造后的机床进行了几何精度和工作精度测试，测试结果满足机床的精度要求，根据测试结果验证了机床改造的可行性和可靠性，不仅加工范围增大，同时降低了劳动强度，提高了加工效率。 与改造前相比，该机床的操作更加方便，大大降低了劳动者的劳动强度，提高了生产效率，改造后的铣床可提高生产效率，保证产品质量和减轻工人的劳动强度,该方案具有投资少、见效快的优点，值得推广。关键词：数控机床；数控化改造；数控系统AbstractBased on its high production efficiency,
3、machinable parts diversification, CNC machine has increasingly shown its superiority. However, many senior enterprises still have large amount of original general-purpose machine tools, how to transform the ordinary tools into CNC machine tools has became the focus of the mechanical processing equip
4、ment modification. Based on X5230 general milling machines, this paper expounds the necessity of the technological transformation to general-purpose machine tools, and purposed transformation of the CNC program and implemented a transformation. Mechanical parts reconstruction made the following job:
5、 taking the three feeding direction of sliding screw instead of ball screw, servo stepping motor and reduction gear to realize the speed regulation of the feed part, this works not only improve the transmission efficiency ,but also achieve rapid positioning and accurate start , stop. Digital control
6、 system chooses WA310M NC system which produced by Nanjing Huaxing NC equipment ll cLimited liabiility company. This system chieves the digital control components coordinate work, and the cost is low. Electric system transformation cancelled a large number of electronic components in high electrical
7、 cabinet; achieve the control circuit by switch relays, contactors, and servo drive. Then, testing precision and geometry accuracy of the machine after transformation, the test results meet the machines accuracy. The test results verified the feasibility and reliability of machine tools, not only th
8、e processing expanded, and the labor intensity reduce, the machining efficiency improved. Compared with before modification, the machines operations are more convenient, and greatly reduce the laborer labor intensity, improve the production efficiency and product quality. This scheme has advantage o
9、f little investment and instant effect, which is worth popularizing.Keywords: NC machine tool，modifieation of machinetool，NC system目 录1 绪论111 课题的研究目的和意义112 本文的选题及主要研究内容2111主要研究内容2112数控化改造的主要环节22 X5230普通铣床数控化改造方案的设计521 设计要求5211总体改造方案5212数控铣床改造后技术参数822 传动系统改装设计与计算9221纵向进给系统的设计与计算9222横向进给系统的改造设计与计算2022
10、3垂向进给系统的改造设计与计算2523 步进电机的选择31231纵向进给系统步进电机的确定31232横向进给系统步进电机的确定32233垂向进给系统步进电机的确定333 X5230铣床数控化改造的数控系统3531 数控系统选型3532 步进电动机的驱动器选型37321驱动器选型37322分配器39323放大器41324系统连接4233 驱动器信号输入输出43331信号输入输出43332面板开关说明454 XK5230电气系统数控改造设计4641 概述4642 电气系统数控改造设计4643 强电柜的安装与连接47结 论53参考文献54致谢48- III -第一章 绪论第一节 课题的研究目的和意义
11、机械制造行业是国民经济发展的重要基础，是其发展的先导。历史的实践已证明：先进的制造装备与先进的制造技术在国民经济中起着重要的作用；而先进的装备与先进的制造技术则正是由先进的机械工业来提供的。随着消费向个性化发展，单件小批量多品种产品占到70%80%，这类产品的零件一般采用通用机床来加工。当产品改变时，机床与工艺装备均需作相应的变换和调整，而通用机床的自动化程度不高，基本上是由人工操作，难于进一步提高生产效率和保证质量。特别是一些曲线、曲面组成的复杂零件，只能借助靠模和仿形机床或者借助划线和样板，用手工操作的方法来完成，其加工精度和生产效率会受到极大的影响。产品结构越来越合理，性能、精度和效率日
12、趋提高，因此对产品零部件的生产设备（机床）也相应提出了高性能、高精度与高自动化的要求。为了解决单件小批量多品种产品在生产中日愈增加的质量与效益矛盾，特别是复杂型面零件的加工生产问题，数控机床的应用在机械加工中得到了广泛的应用。我国是制造大国，但不是制造强国。制造业水平的相对落后，设备陈旧，技术水平差距大，国际竞争力弱，直接影响了生产力的发展。大批量生产的产品，如汽车、拖拉机与家用电器的零件，为了提高产量和品质，广泛采用了组合机床、专用机床、自动化生产线和自动化车间来组织生产，但是这类专用机床和生产设备生产加工出来的产品普遍存在质量差、准备周期长，更新产品和修改生产工艺不易、档次低、成本高、供货
13、期长等缺点制约了产品的更新换代。我国现正处于从以劳动密集型产业为主向以技术密集型产业为主的发展阶段，对自动化设备的需求会越来越大、越来越积极。尽管数控机床可以较好地解决形状复杂、精密、小批量多品种零件的加工问题，能够稳定加工质量和提高生产率但从我国机械加工行业来看，机床总量约 400万台，其中数控机床总数只有 12万多台，数控机床占有率不足 3，而一些工业发达国家早已达到30以上。逐步提高数控机床的占有率，已经成为我国制造技术发展的总趋势也是我国制造业发展所需要解决的一个现实问题。提高机床数控率有两个途径：一是增加新的数控机床。从目前企业面临的情况看各企业均有大量的普通机床，数控机床价格昂贵，
14、一次性投资较大，企业完全用数控机床替代是根本不可能的；二是对旧机床进行数控化改造。我国是一个机床拥有量极大的国家，而且约有半数以上是役龄在10年以上的旧机床，采取对旧机床进行改造来提高设备的先进性和数控化率，投入少、收效大，是一个极其有效和实用的途径，而且符合中国的国情，是企业必走之路。第二节 本文的选题及主要研究内容一、主要研究内容为了使X5230普通铣床满足加工小批量、精度高、形状复杂的零件，同时在加工过程中不仅可以减轻劳动强度，而且保证加工质量以及从经济方面考虑，本次设计对X5230进行数控化改造，节约资金的同时，又能够满足生产需求。设计的目的主要是以下几个方面：1、节约资源，降低数控化
15、成本。利用原来的普通机床进行数控化改造，提高机械设备的数控化率。2、实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬动，从而可以提高零件加工精度，减小尺寸分散度，使装配容易，不需再“修配”。3、实现加工的自动化，效率可比传统机床提高三到七倍。4、数控加工降低工人的劳动强度，节省劳动力，减少工装缩短新试品试制周期和生产周期，并对市场作出快速反应。 X5230普通铣床进行数控改造后，系统应能控制主轴转速并实现其正反转；控制工作台实现纵向、横向和垂直方向的进给运动；控制冷却和润滑；通过键盘输入加工程序；由显示器显示加工状态等。 数控部分：机床中的主轴、冷却、润滑和进给等均需系统自动控制，为此需设计接口转换电路和强电控制电路。电器元件可保留使用原机床中的变压器、自动断路器、接触器等。拆除原电控箱，原位安装改制后的电控箱。机械部分：X5230型铣床主要用于对中小型轴类、盘类及箱体类零件的加工，改造后的机床可进行铣、钻等工序，可以加工各种斜面、沟槽。可适用于企业的机械设备生产，特别适用于工夹模具的制造。二、数控化改造的主要环节普通机床数控化改造主要从主传动部分、进给传动部分、数控系统三个环节进行方案制定和改造实施。
