动。大托板是纵向车削用的；中拖板是横向车削和控制被吃刀量；小托板是纵向车削较短工件或角度工件。
CA6132机床的传动系统由CA6132车床主运动传动链和进给运动传动链组成。主运动传动链是由主电动机经三角皮带传至主轴箱中的轴I，轴I上装有一个双向多片式摩擦离合器M1，用以控制主轴的启动停止和换向。轴I的运动经离合器M1和轴II--III间变速齿轮传至轴III，然后分两路传递给主轴。CA6132型卧式车床进给运动传动链，一般包括纵向和横向进给传动链，由主轴至进给箱中轴XVII的传动路线与车公制或英制常用螺纹的传动路线相同，其后运动经齿轮副传至光杠XIX（此时离合器M5脱开，齿轮Z28与轴XIX 齿轮Z56 啮合)，再由光杠经溜板箱中的传动机构，分别传至光杠齿轮齿条机构和横向进给丝杠XXVII。溜板箱中的双向牙嵌式离合器M8、M9和齿轮传副组成的两个换向机构，分别用于变换纵向和横向进给运动的方向。利用进给箱中的基本螺距机构和增倍机构，以及进给传动链的不同传动路线，可获得纵向和横向进给量各64种。
CA6132卧式车床的主要技术参数如下表： 序名称 摘要 号 1 在车床身上 工件最大直径 2 载刀架上 3 顶尖最大距离 4 宋制螺纹1-12mm 5 英制螺纹2-24t/m 加工螺纹范围 6 模数螺纹0.25-3mm 7 径节螺纹7-96t/m 8 最大通过直径 9 孔锥度 10 正转转速级数 主轴 11 正转转速范围 12 反转转速级数 13 反转转速范围 14 纵向级数 15 纵向范围 进给量 16 横向级数 17 横向范围 18 横向 滑板行程 19 纵向 20 最大行程 刀架 21 最大回转角 单位 mm mm mm 种 种 种 种 mm 莫氏 r/min r/min r/min r/min mm/r mm/r mm/r mm/r mm mm mm 度 参数 400 210 650-1900 20 20 11种 26种 48 6# 24 10-1400 12 14-1580 64 0.028-6.33 64 0.014-6.16 320 650-1900 140 90 第 6 页 共 23 页
22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 刀杠支承面至中心的距离 刀杠截面B×H 顶尖套莫氏锥度 尾座 横向最大移动量(正负） 外形尺寸 长×宽×高 圆度 圆柱度 工作精度 平面度 表面粗糙度Ra 主电动机 电动机功率 总功率 mm mm 度 mm mm mm mm mm mm KW KW 26 25*25 5 10 2418×1000×1267 0.01 20:00. 0.02/￠300 0.16-0.32 7.5 7.84 表2-1 CA6132卧式车床的技术参数
2.2 拟定总体改造方案
在对普通车床进行数控化改造时，需要遵循以下原则：
1、普通车床数控化改造后应具有定位、纵向和横向的直线插补、圆弧插补功能，还要求能暂停，进行循环加工和螺纹加工等，因此，数控系统选连续控制系统。
2、车床数控化改装后属于经济型数控机床，在保证一定加工精度的前提下应简化结构、降低成本，因此，进给伺服系统采用步进电机开环控制系统。
3、根据普通车床最大的加工尺寸、加工精度、控制速度以及经济性要求，经济型数控机床一般采用8位微机。在8位微机中，MCS—51系列单片机具有集成度高、可靠性好、功能强、速度快、抗干扰能力强、具有很高的性价比，因此，可选 MCS—51系列单片机扩展系统。
4、根据系统的功能要求，微机数控系统中除了CPU外，还包括扩展程序存储器，扩展数据存储器、I/O接口电路；包括能输入加工程序和控制命令的键盘，能显示加工数据和机床状态信息的显示器，包括光电隔离电路和步进电机驱动电路，此外，系统中还应包括螺纹加工中用的光电脉冲发生器和其他辅助电路。
5、设计自动回转刀架及其控制电路。
6、纵向和横向进给是两套独立的传动链，它们由步进电机、齿轮副、丝杠螺母副组成，其传动比应满足机床所要求的分辨率。
7、为了保证进给伺服系统的传动精度和平稳性，选用摩擦小、传动效率高的滚珠丝杠螺母副，并应有预紧机构，以提高传动刚度和消除间隙，齿轮副也应有消除齿侧间隙的机构。
8、采用贴塑导轨，以减小导轨的摩擦力。
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总体方案设计图如下图所示：
图1
取消原进给箱，将原丝杠换成滚珠丝杠，并在其尾端联结一对齿轮进行减速, 然后与步进电机相联。普通车床的进给传动多半为齿轮传动，随着进给变换级数的增多，齿轮对数和操纵机构显著增加。传动链的增长，不仅使进给箱结构复杂，还因齿轮间隙的多个累积，反向间隙增大，急骤地降低了反向定位精度。进给系统的改造主要是减少进给箱内的齿轮对数，缩短进给传动链。所以一般改造时，是去掉进给箱。 用滚珠丝杠副代替普通丝杠副是因为滚珠丝杠副具有传动精度高、效率高、运动平稳、寿命长以及可以预紧以消除间隙并提高系统刚度，反向定位精度高等特点。
CA6132车床的刀架不能满足数改后的车床的性能和精度的要求。所以，必须要换成数控自动刀架。
初步拟定CA6132车床改造后的设计参数如下表2-2: 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 名称 工件最大直径 顶尖最大距离 快进速度 最大进刀量 溜板及刀重量 尾座 摘要 在车床身上 载刀架上 纵向 横向 横向 纵向 横向 纵向 顶尖套莫氏锥度 横向最大移动量(正第 8 页 共 23 页
单位 mm mm mm m/min m/min m/min m/min N N 度 mm 参数 400 210 1000 2.4 1.2 0.25 0.5 600 800 5 10
12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 外形尺寸 工作精度 电动机功率 代码 脉冲分配方式 输入方式 控制坐标数 溜板及刀重量 机床定位精度 刀具补偿量 进给传动链间隙补偿量 自动升降速性能 负） 长×宽×高 圆度 圆柱度 平面度 表面粗糙度Ra 主电动机 总功率 ISO 逐点比较法 增量值、绝对值通用 2 横向 纵向 正负 横向 纵向 有 mm mm mm mm mm KW KW mm/脉冲 mm/脉冲 mm mm mm mm 2418×1000×1267 0.01 20:00. 0.02/￠300 0.16-0.32 7.5 7.84 0.05 0.1 0.015 99-99 0.075 0.15 表2-2改造设计后参数
数控系统的改造选用广州数控设备有限公司生产的GSK928TE 型数控系统，该系统用于一般小型化的数控机床改造，采用开环控制方式，具有操作简便、成本低廉、安装调试方便等特点。经过改装后的数控机床工作原理框图如图2-3所示。
图2-3 数控机床工作原理图
广州数控GSK 928TE数控系统是一款用于小型化数控机床改造的成熟产品，功能强大，性能稳定，且能与交流伺服驱动单元、交流伺服电动机等匹配使用。该系统采用了
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量片51系列单片机为核心，电气控制部分由步进驱动单元、专用控制程序、功率驱动装置组成，机械部分由步进电机、步进电机减速装置或转位机构和丝杠等组成。在加工零件时, 编制的数控程序数据输入单片机的存储器件中，专用控制程序在中央处理单元的支持下,按照所输入的加工程序数据, 经过计算处理, 发出一系列的组合脉冲,经过驱动功放,驱动步进电动机,拖动机械负载分别控制纵、横两个方向的运动方向、运动速度、位移长度,实现车床的微机控制。当程序执行到换刀指令时,指令只给四个霍尔元件中的一个提供电源, 并同时接通电机电源使电机正转;当转位完成,霍尔元件反馈, 控制电机反转,夹紧完成;然后执行下面的加工程序。
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