研究球面导叶球面数控加工装置研制

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摘要：数控机床较好的解决形状复杂、精密工件的加工问题，但对于被加工工件形状简单、专用性比较强、吨位比较大的情况下，可通过数控改造，提高原有设备的加工能力，成本又不高。
关键词：导叶球面 数控机床
1007-9416（2013）06-0125-01
1 前言
贯流式水轮机是我国近年来开发出的新产品，其结构复杂，很多部件形状是球形、锥形、加工困难。为了达到工艺要求，我们对C9020落地车镗床进行了改造，配上数控刀架，使机床具备数控加工能力，成为一台经济型数控车镗床。
2 研究内容
导叶球面数控加工装置能够加工贯流式水轮机导叶瓣体两端球面和两端轴颈，以及其它球形、曲面形工件。导叶瓣体端面和叶片臂膀属于断续切削。该装置在横向行程为600mm，在纵向行程为1000mm，利用数控系统对刀架纵向进给机构和横向进给机构进行半封闭环控制。纵向、横向进给机构采用了一级齿轮减速，并且定期人工调整螺钉紧固办法消除齿轮间的间隙。
3 方案的比较和选择
数控化改造较多的采用步进电机作为驱动元件。步进电机的优点是结构简单、体积小、重量轻、容易调试。缺点是没有过载能力、高速时扭矩下降、起动频率低、容易丢步。采用交流伺服电机的半闭环控制，调速范围广、过载能力强。采用反馈控制能补偿机械传动系统的部分误差。经过比较，综合了成功率、加工精度等因素，决定选用交流伺服半闭环控制。
根据计算结果，刀架在工作过程中Z方向的变形比较大，因此在设计中加强了Z方向刚度减少变形量。
5 数控刀架精度和误差的补偿
在数控机床上加工零件时，从零件图上的信息开始直到加工成零件的全过程，每个环节的误差都会影响到工件的加工精度。第一类误差在编程阶段产生近似计算误差、分割点坐标计算误差、插值误差、尺寸圆整误差以及编程误差。编程误差大小与数控机床的脉冲数量有一定关系。
6 结语
数控机床较好的解决形状复杂、精密工件的加工问题，但对于被加工工件形状简单、专用性比较强、吨位比较大的情况下，可通过数控改造，提高原有设备的加工能力，成本又不高。该设备已投入使用，效果非常好，能够达到工艺要求，大大提高了生产率。因此，普通机床的数控改造是非常必要的，而且是大有可为的。