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摇臂钻床数控化改造以加工大型管板类零件

文章出处:【山东乐动体育app重工】人气: 发表时间:2016-06-02 15:30【

1 数控改造的目的

随着火油化工、热能工程等行业的生长,管板类零件的加工需求越来越多,要求越来越高。如换热器管板和折流板上钻有大年夜大量的孔(管板的最大年夜大直径约2m,孔数约3000个,典型工件),以便穿过换热管。为了使换热管能顺利地插入管板,不仅要求每个孔有一定的尺寸精度,更首要的是孔间的相互位置精度(误差一样寻常要求为0.05mm旁边)。以往加工管板、折流板的工艺流程为:划线—打洋冲—打中心孔—考验钻孔。这种步伐不仅劳动强度大年夜大、工序多、每件加工需要百余个工时,而且加工精度低,经常出晚换热管插不进管板、折流板,造成工件报废和返工。因此利用高精度、高自动化的数控机床加工已势在必行。但是购置专用大年夜大型数控机床或加工中心价洛昂贵,如将工厂现有的普通摇臂钻床(如Z3063型)进行数控化改造,则是一项费用低、奏效快、切实可行的筹划。

2 改造筹划切实实在定

根据摇臂钻床布局,欲加工此类管板零件,只要控制钻床主轴走出每个加工孔的点位即可,为此有直角坐标控制方法和极坐标控制方法两种改造筹划。后一种筹划结构紧凑,加工范围能充分应用(由于数控转台的回转,其加工范围扩大年夜大为Y向行程的一倍)。只要将图纸中孔的尺寸标注从直角坐标转化为极坐标即可,这对现今利用计算机来说是极其简单的事,因而被采用。经确定的摇臂钻床数控化改造筹划) 。具体改造方式如下:

改主轴箱在摇臂上移动方法为滚珠丝杠传动,由伺服电动机驱动(X轴);

增加一个数控回转工作台(C轴);

锁紧摇臂,使得钻床主轴轴心线和数控回转台轴心线在同一平面上。

3 改造后数控摇臂钻床的结构特性

大年夜大型数控回转工作台(C轴)的设计

数控回转工作台的台面直径为2m,由交流伺服电动机驱动经同步带轮和一对细密蜗轮蜗杆副传动,使工作台可以绕自己轴线精确地回转。为了担保数控工作台较高的传动精度和刚度,在设计制造中采取如下技术方式。

导轨与支承 回转工作台体积大年夜大(直径2m), 重量大年夜大(转台转动部分重约2t),其蒙受的钻削轴向力大年夜大,摩擦压力也大年夜大。为包督工作台回转精确、灵敏、平稳,其圆导轨上粘贴YT 聚四氟乙烯导轨软带,径向轴承采用了细密的型双列滚柱轴承及7000型圆锥滚子轴承。经实践利用效果良好,切合设计要求。

传动元件的选择 工作台传动系统的关键是精确地传递运动,而不是传递动力。因此传动系统采用同步带和大年夜大型细密蜗轮蜗杆副传动,并用调度垫片来调度蜗轮蜗杆的中心距,从而排除蜗轮蜗杆的传动问隙。伺服电动机及驱动器的选择 由于工作台直径大年夜大,重量大年夜大,不仅要求工作台的伺服驱动电动机要有足够大年夜大的转矩,更首要的是要有高的伺服精度及刚度,这样才能担保转台的分度精度及被加工孔的定位精度。经设计谋略确定采用日本三菱公司分娩的SF352(B型)高性能、宽调速半闭环大年夜大功率交流伺服电动机驱动。其技术参数如下:所匹配的驱动器型号为MR-J2-350A,额定输出功率为3.5kW额定输出转矩为167N·m,最大年夜大转矩50.1N·m,最大年夜大转速为2500r/min。编码器的分辨率为16384脉冲/r。该伺服系统能实时地白动调度系统的增益,从而自动合营电动机及负载使系统达到最优化的设定。

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