基于普通车床的数控化改造设计

    数控车床自改造后投入我校实习工厂以来运行正常，没有出现大的故障，它一方面承担
学生

 数控操作实习，另一方面担任生产加工，对企业普及数控化将具有很大的推动作用。

1 　引言
　　数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造业中发挥着巨大的作用，很好地解
决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题，且能稳定产品的加工质
量，大幅度地提高生产效率。但从目前企业面临的情况看，因数控机床价格较贵，一次性投
资较大使企业心有余而力不足。我国作为机床大国，对普通机床数控化改造不失为一种较好
的良策。本文针对目前国内企业现状，提出简易型经济数控改造思路和设计方法供数控技术
人员参考。
　　

2 　设计任务与总体方案确定

　　

C616 车床主要用于对中小型轴类、盘类以及螺纹零件的加工，这些零件加工工艺要求

机床应完成的工作内容有：控制主轴正反转和实现其不同切削速度的主轴变速；刀架能实
现纵向和横向的进给运动，并具备在换刀点自动改变四个刀位完成选择

刀具

；冷却泵、润滑

泵的启停；加工螺纹时，应保证主轴转一转，刀架移动一个被加工螺纹的螺距或导程。这些
工作内容，就是数控化改造数控系统控制的对象。察看

 C616 车床及有关资料，并且参照数

控车床的改造经验，确定总体改造方案为：
　　①对机床的改造部位是：拆掉手动刀架和小拖板装上数控刀架；拆掉普通丝杆、光杆进
给箱、溜板箱，换上滚珠丝杠螺母副；主轴后端加一光电编码器用波纹管连接，供加工螺纹
使用；
　　②数控系统选用江苏东方数控新技术公司生产的

 NIM-9702 数控系统；

　　③驱动系统的设计。由于改造设计的是简易型经济数控，所以在考虑具体方案时，基本
原则是在满足需要的前提下，对于机床尽可能减小改动量，以降低成本。
　　总体改造如图

 1 所示。

　　图

 1 C616 车床总

体改造图

　　

3 　机械部分设计

　　纵向进给机构的改
造。拆除原机床的进给
箱，利用原机床进给箱
的安装孔和销孔安装齿轮箱体。滚珠丝杠仍安装在原丝杠的位置，两端采用原固定方式，这
样可减小改装现场，并由于滚珠丝杠的摩擦系数小于原丝杠，从而使纵向进给整体刚性略
优于以前。
　　横向进给机构改造。保留原手动机构，用于调整操作，原有的支撑结构也保留，步进电
机、齿轮箱体安装在中拖板的后侧。
　　纵、横向进给机构都采用了一级齿轮减速，并用双片齿轮错齿法消除间隙，双片齿轮间
没有加弹簧自动消除间隙，因为弹簧的弹力很难适应负载的变化情况。当负载较大时，弹簧
弹力显得小，起不到自动消除间隙的作用；当负载较小时，弹簧弹力又显得大，则加速齿