最近报考机修钳工技师，要写论文，把自己做雕刻机的经验带到台钻上，要不就与钳工工作不靠边了，请高手批评指导，想了解学习的当个参考资料
工业台钻是钳工日常工作中常用的钻孔设备。它的主轴箱，工作台，立柱及底座均采用优质铸铁，并经时效处理，稳重结实。精度高性能好，在机械制造和修理行业得到广泛应用。 然而在高精度钻孔的实际应用中，对孔形位公差要求较高时，钻孔的质量就只能随使用者的技术水品来发挥了。为了提高加工质量和工作效率，对普通台钻加装十字工作台后解决孔的定位和部分铣床功能，在实际中也有不少。为了人和物的有效利用，在此探讨为台钻加装数控雕铣功能可成为小型简易CNC数控加工中心。 台钻改装成电脑数控系统需要的就是在台钻底座上安装数控十字滑台，主轴加装数控进给，采用步进驱动。能稳定运行WinXP操作系统的台式机一部，必装软件Mach3 汉化版 ，可选软件ArtCAM2008中文版。经改装后的台钻保留原全部功能。。
老式工业台钻稳重结实，精度高，特别适合在资金投入少的情况下改成数控雕铣机床。我矿台钻主要配备在各作业区维修工段，是70年代的西湖牌Z512。经过维护调试后底座工作台与主轴可以保证很高的垂直度，70mm的立柱保证单立柱铣床的刚度，钻夹头与钻接杆改成法兰连接，防止较大铣削力时夹头掉落。这样就满足三轴数控改装的基本条件。
钻改铣的重点是十字工作台的制作。考虑到数控雕铣是主轴高速旋转切削的过程对台面的作用力不大，所以选20mm粗轴承钢直线光轴加直线滑动单元和1405磨制滚珠丝杠组成XY轴滑台。步进电机选用60 3A的，工作台行程260mm×180mm。Y轴在底X轴在上层，有效减少最常用的X轴的阻力。各层轴座安装在经磨床加工过的14mm厚的钢板上，XY轴垂直固定。制作好的十字滑台丝杠一端安装手轮另一端通过联轴器固定在电机轴上。调整后的XY轴通过手轮应该能很轻松盘动，没有受力不均的现象。 Z轴同样选用1405滚珠丝杠，行程100mm。丝杠轴向定位端轴承向下垂直连接板安装在主轴钻套上，另一端悬空。螺母通过连接板固定在主轴箱左侧。步进电机经同步带减速增大Z轴力矩带动丝杠随主轴钻套一起上下运动。 可根据需要把Y轴电机接线从驱动板拔掉，另接一个电机作为第4轴，这个步进电机固定在十字滑台台面上必须与X轴平行。工件夹持在这个轴上，锁住Y轴这样可以在3轴数控上对圆柱面分度钻眼，铣螺纹等二维三维加工。 机械部分改装完成，下来是步进驱动和驱动电源的选用。 三轴驱动板用TB6560三轴整合板，可驱动3.5A以下小于86的步进电机。最高16细分，按每转200步可分为3200步。由于机械部分精度达不到那么高，细分设成2就可以了。电源60步进电机3个选300W30V就可以了。 电脑用能稳定运行WindosXP的台式机。2004年前后出的都应该可以了。
Mach3是镭射切割加工电脑辅助制造软件，应用到这里的主要原因是初学者易上手，不会编程不认识代码的人也可以用，还提供了常用的加工策略，完善的编程功能也可以学习和模拟加工。内置的软控制功能可以简化硬件结构如限位开关。
对于较复杂的加工件就要用到ArtCAM了，翻译成中文是艺术品电脑辅助制造。可以二维三维建模，仿真加工，把图片生成G代码，生成刀路文件。变换不同刀具可以在各种材料上加工二维三维形体。
这里提到的两款软件，简单易学，如果有人指导一两天就会应用。如果想雕铣出更多零件就要学习更多设计软件了。
电脑安装Mach3后根据丝杠螺距对软件设置，定义打印机并口，设置好后保持重起动生效。为安全起见驱动板先设置1/4电流，2细分，步进电机电缆接在对应轴接口上，用并口线连接到电脑上。
经测试最终XY轴移动速度能到3000/分钟，单手用力能拉住就好。Z轴设置成600/分钟下行压力达到800N左右开始失步就可以了，这样既保证足够的进给力又可以防止失误操作时损伤机器。加载刀路文件运行根据刀的实际轨迹调整电机加速度与图相吻合。
主轴转速一般调整到最高4100转，有条件可用变频器实现主轴0到6000多转无极调速，特高转速时要考虑轴承和电机的散热问题。
随着科学技术的发展，生产设备正向复杂精密高效易用的方向发展，对维修人员的综合素质提出更高要求。上世纪40年代国外出现的数控技术发展到现在，为我们总结出了成功的经验。破解后的软件平台，借助数控加工，维修人员能高效高质量的完成备品备件的加工和修复。六七十年代的台钻做工精细，用料扎实，现在基本都成废品价。更换轴承，重新调整后加装数控，在钳工维修应用中可以代替大部分锯锉 分度 钻孔和划线工作。形位公差能达到0.01，表面粗糙度和加工效率主要取决于刀具，夹具和刀路设计，对操作人员技术要求不高。
整体改造硬件费用可控制在2000元内，主要部件大多采用进口二手的，精度高，寿命长，价格低。刀具主要选钨钢材质，还可以选用磨头加工更硬的材料。本文介绍的软件易学易用适合推广。 | 
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发表于 2010-4-17 02:47
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