数控车床主轴变速的自动化太原第一机床厂刘晓村，余为民，杨美英王志勇，郭卫德太原工业大学古 纯效摘要对ＮＣ４０Ａ和ＮＣ４０Ｂ经济型数控车床的主轴变速系统进行了改进设计，使其３６级 和２４级转速均靠程序指令及电控信号实现自动化变速，提高了非主轴电机驱动的经济型数控车床 的技术性能和经济效益。关键词经济型数控车床，主轴变速，自动化，变速箱经济型数控车床的主 轴转速，多数为分级变速；如果将其手动分级变速改造为自动分级变速，就能提高其技术经济指标 。太原第一机床厂生产的ＮＣ４０Ａ和ＮＣ４０Ｂ数控车床的主轴变速系统，正是经历了这种技改 过程，简要介绍如下。１．传动系统图ｌａ为ＮＣ４０Ｂ数控车床的主传动系统图，采用双速电动 机驱动。它的床头箱内具有１２级的齿轮变速装置，可使其主轴获得２４级转速的变换，转速范围 ２３～１６００ｒ／ｍｉｎ。图ｆｏ为ＮＣ４０Ａ数控车床的主传动系统图，采用双速电动机驱动 。它的变速箱内具有６级的齿轮变速装置，床头箱内具有３级的齿轮变速装置，可使其主轴获得３ ６级转速的变换，转速范围为３２。１８００ｒ／ｍｉｎｏ２．控制系统图１中主轴转速的变换， 在改进设计之前是双速电动机和电磁离合器的工作状态，可由电器系统自动控制；所剩传动主轴的 三联滑移齿轮块的工作位置，则由操作工人手动变换。按照机床用户和市场调查的信息，普遍要求 将手动变换部分改进为由电器系统自动变换。据此，我们进行了改进设计。改进设计后，图１中三 联滑移齿轮块的位置变换，靠三位油缸中柱塞杆上的拨叉来推动。图２为该油缸的结构原理图，它 的左右两则具有对称性，均由缸体、柱塞套、柱塞杆组成，可使公用的柱塞杆获得左中右三种工作 位置，相应的滑移齿轮块处于左中右三种工作位置。图３中柱塞杆上的圆周凸缘，具有两种功能： 一是用于拨动滑移齿轮的拨叉在其导向轴上位移，二是用于感应接近开关，发出滑移齿轮到位的信 号。图１数控车床的主传动图当三位油缸的左右两腔同时通入压力油时，可使左腔的柱塞套处于右 位、右腔的柱塞套处于左位，而使公用的柱塞杆处于中位，从而三联齿轮块处于中位。当三位油缸 的左腔通人压力油、右腔连通回油路时，可使左腔的柱塞套处于右位、右腔的柱塞套处于右位，而 使公用的柱塞杆处于右位，从而三联齿轮块处于右位。当三位油缸的右腔通入压力油、左腔连通回 油路时，可使有腔的柱塞套处于左位、左腔的柱塞套处于左位，而使公用的柱塞杆处于左位，从而 三联齿轮块处于左位。在三联齿轮换位过程中，如果遇到顶齿现象，由于没有收到齿轮到位信号， 靠电控系统重新驱动油缸，直到滑移齿轮到达预洗村晋。图２三位油缸的结构原理图三位油缸的液 压系统是在原有润滑液压系统的基础上增加部分液压元件实现的；由于不是另增一套液压装置，故 其制造成本也较低廉。按照图３所示的液压原理图来说，齿轮油泵输出的压力油，依靠溢流阀保持 设定油压，并由压力表显示其油压，而用三位电磁换向阀控制三位油缸的所需油路，其中的可调节 流阀用来控制三位柱塞杆由中位到达左位或右位的移动速度。图３中的可调节流阀是装在排回油路 的调度方案，对于三位柱塞杆由左位或有位到达中位的速度控制虽未奏效，但在这种过程中并未发 现换位冲击。为使液压系统更趋完善，今后需要试验可调节流阀装在进入油路的调速方案。图３三 位油缸的液压原理图采用三联滑移齿轮变速实现液压操纵变速之后，可使ＮＣ４０Ｂ数控车床的２ ４级主轴转速和ＮＣ４０Ａ数控车床的３６级主轴转速，都靠电控信号实现自动化变速，实际运行 的变速状况令人满意，达到了改进设计的预期效果。第一作者：刘晓村，太原市南内环街３８号， 太原第一机床厂设计处；邮编：０３００１２（编辑刘茹贵）数控车床主轴变速的自动化@刘晓村 ，余为民，杨美英，王志勇，郭卫德，古纯效$太原第一机床厂，太原工业大学经济型数控车床， 主轴变速，自动化，变速箱对ＮＣ４０Ａ和ＮＣ４０Ｂ经济型数控车床的主轴变速系统进行了改进设计，使其３６级和２４级转速均靠程序指令及电控信号实现自动化变速，提高了非主轴电机驱动的经济型数控车床的技术性能和经济效益。
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