數(shù)控機(jī)床改造的必要性及改造技術(shù)要求

摘 要：機(jī)械化程度的高低決定了現(xiàn)代化制造業(yè)生產(chǎn)方式，數(shù)控技術(shù)是制造企業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)，它的發(fā)展水平直接決定了一個(gè)國(guó)家的現(xiàn)代化生產(chǎn)水平。文章首先簡(jiǎn)要介紹了機(jī)床數(shù)控化改造的必要性，其次重點(diǎn)分析了數(shù)控機(jī)床改造過(guò)程中的一些技術(shù)要求和注意事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；改造；制造業(yè)，機(jī)械化

引言

由于數(shù)控機(jī)床具有加工柔性好，精度高，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，在機(jī)械制造業(yè)應(yīng)用的越來(lái)越廣泛，數(shù)控機(jī)床的大量應(yīng)用，給我國(guó)企業(yè)機(jī)械制造整體水平的提高提供了廣闊的空間。由于我國(guó)數(shù)控機(jī)床相關(guān)技術(shù)比國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)際還有一定差距，這決定了某些數(shù)控機(jī)床和數(shù)控系統(tǒng)需要進(jìn)口，進(jìn)口先進(jìn)數(shù)控機(jī)床的同時(shí)給企業(yè)的成本帶來(lái)了一定的壓力，同時(shí)設(shè)備的維護(hù)維修需要高素質(zhì)的技術(shù)人員，要求維修人員具有較深的專業(yè)知識(shí)和豐富的維修經(jīng)驗(yàn)，在數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)能及時(shí)排除。所以，加強(qiáng)制造業(yè)數(shù)控機(jī)床改造，不斷提高生產(chǎn)效率是機(jī)械制造業(yè)的必然性和趨勢(shì)。

1 數(shù)控機(jī)床改造的必要性

1.1 機(jī)床數(shù)控化改造能夠提高加工效率

數(shù)控機(jī)床改造就是運(yùn)用技術(shù)創(chuàng)新與技術(shù)改造相結(jié)合，改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)與發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，突出重點(diǎn)與全面提升相結(jié)合，并將促進(jìn)安全生產(chǎn)作為技術(shù)改造的重點(diǎn)任務(wù)。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)，對(duì)某公司所擁有機(jī)床進(jìn)行改造后性能分析如下表1：

由上表可以看出，機(jī)床數(shù)控化改造以后加工精度提高了20%，廢品率由12%減少到6%，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低，節(jié)省了勞動(dòng)力，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期明顯縮短，給企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)利益。

1.2 機(jī)床數(shù)控化改造能夠提高數(shù)控機(jī)床的安全水平

目前，我國(guó)數(shù)控機(jī)床安全問(wèn)題是一直以來(lái)困擾其發(fā)展的一大阻礙，機(jī)床數(shù)控化程度不高，安全水平較低，容易造成人員傷害事故。進(jìn)行數(shù)控化改造后，操作系統(tǒng)和操作界面越來(lái)越符合人機(jī)工程的要求，不僅僅能夠提高機(jī)床的加工效率和自動(dòng)化、智能化水平，更重要的是能夠大幅降低操作人員接觸危險(xiǎn)部位的可能性，減少因失誤產(chǎn)生的事故，安全性能得到明顯改善，事故率顯著降低。

1.3 機(jī)床數(shù)控化改造能夠減少機(jī)床成本

對(duì)于大型、價(jià)格較高的機(jī)床進(jìn)行數(shù)控改造是較佳地選擇，不僅可以節(jié)省較多資金，還可以縮短購(gòu)置時(shí)間。機(jī)床數(shù)控化改造與購(gòu)置新機(jī)床相比，改造所需費(fèi)用僅僅是購(gòu)置費(fèi)用的1/3，同時(shí)，數(shù)控化改造還可以節(jié)省因全部更新而造成相應(yīng)的能源消耗和污染排放。

1.4 熟悉了解設(shè)備、便于操作維修

購(gòu)買新設(shè)備時(shí)，不了解新設(shè)備是否能滿足其加工要求。改造則不然，可以精確地計(jì)算出機(jī)床的加工能力；另外，由于多年使用，操作者對(duì)機(jī)床的特性早已了解，在操作使用和維修方面培訓(xùn)時(shí)間短，見(jiàn)效快。改造的機(jī)床安裝調(diào)試好，就可以實(shí)現(xiàn)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。

2 數(shù)控機(jī)床改造的具體要求

目前，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，企業(yè)里很多普通機(jī)床逐漸被數(shù)控機(jī)床取代，數(shù)控機(jī)床改造不僅僅是將數(shù)控裝置與普通機(jī)床連接在一起，經(jīng)過(guò)改造后的機(jī)床應(yīng)該達(dá)到一定的設(shè)計(jì)要求，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)需要，根據(jù)數(shù)控機(jī)床的使用性能，我們認(rèn)為，符合生產(chǎn)要求的機(jī)床應(yīng)該具備以下特點(diǎn)，靜動(dòng)態(tài)剛度較高，摩擦系數(shù)在運(yùn)動(dòng)副之間應(yīng)該無(wú)限小，功率較大，生產(chǎn)效率高，廢品率低，能夠進(jìn)行無(wú)間隙傳動(dòng)，操作方便，維修簡(jiǎn)單。

2.1 數(shù)控機(jī)床部件的改造要求

（1）滑動(dòng)導(dǎo)軌副；對(duì)數(shù)控車床來(lái)說(shuō)，導(dǎo)軌不僅應(yīng)具有普通車床導(dǎo)向精度和工藝性，更重要的是要具備良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。同時(shí)剛度應(yīng)達(dá)到一定的程度，在導(dǎo)軌變形是不能影響產(chǎn)品的加工精度，要有合理的導(dǎo)軌防護(hù)和潤(rùn)滑。（2）齒輪副：通常來(lái)說(shuō)，機(jī)床的齒輪一般集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動(dòng)精度，數(shù)控機(jī)床上使用的齒輪精度等級(jí)要比普通機(jī)床高。為了保證機(jī)床加工精度，在進(jìn)行改造時(shí)，在傳動(dòng)時(shí)應(yīng)該在結(jié)構(gòu)上達(dá)到無(wú)間隙，機(jī)床主要齒輪必須滿足數(shù)控機(jī)床的要求。（3）滑動(dòng)絲杠與滾珠絲杠：影響傳動(dòng)鏈精度的直接部件就是絲杠，絲杠的主要指標(biāo)由加工件的精度要求和拖動(dòng)扭矩要求所決定。如果被加工件的精度要求不高，在確保原絲杠無(wú)磨損情況下，可以選用滑動(dòng)絲杠，如螺距誤差及螺距累計(jì)誤差以及相配螺母間隙。一般情況滑動(dòng)絲杠應(yīng)不低于6級(jí)，螺母間隙過(guò)大則更換螺母。采用滑動(dòng)絲杠相對(duì)滾珠絲杠價(jià)格較低，但難以滿足精度較高的零件加工。（4）滾珠絲杠摩擦損失小，效率高，其傳動(dòng)效率可在90%以上；精度高，壽命長(zhǎng)；啟動(dòng)力矩和運(yùn)動(dòng)時(shí)力矩相接近，可以降低電機(jī)啟動(dòng)力矩。因此可滿足較高精度零件加工要求。（5）安全防護(hù)：改造效果必須以安全為前提。在機(jī)床改造中要根據(jù)實(shí)際情況采取相應(yīng)的措施，切不可忽視。滾珠絲杠副是精密元件，工作時(shí)要嚴(yán)防灰塵特別是切屑及硬砂粒進(jìn)入滾道。在縱向絲杠上也可加整體鐵板防護(hù)罩。大拖板與滑動(dòng)導(dǎo)軌接觸的兩端面要密封好，絕對(duì)防止硬質(zhì)顆粒狀的異物進(jìn)入滑動(dòng)面損傷導(dǎo)軌。

2.2 數(shù)控機(jī)床改造的注意事項(xiàng)

2.2.1 拆除原系統(tǒng)

數(shù)控機(jī)床改造的前提是拆除原系統(tǒng)，在拆除時(shí)要對(duì)照原圖紙，認(rèn)真觀察，及時(shí)在圖紙上做出標(biāo)記，尤其是局部改造的時(shí)候，標(biāo)記可以防止遺漏或過(guò)拆，拆卸過(guò)程中能夠補(bǔ)充與修正系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的欠缺之處。

2.2.2 改造后系統(tǒng)的布置及調(diào)試

根據(jù)改造后的設(shè)計(jì)圖紙，對(duì)新的系統(tǒng)中的一些部件進(jìn)行合理設(shè)置，如：固定箱體、安放面板、元器件位置的調(diào)整及密封、線路走向和固定、機(jī)床外觀的裝飾設(shè)計(jì)等。連線工作必須分工明確，有人復(fù)查檢驗(yàn)，以確保連線工藝規(guī)范、線徑合適、正確無(wú)誤、可靠美觀。調(diào)試必須按事先確定的步驟和要求進(jìn)行。調(diào)試人員應(yīng)時(shí)刻以發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的指導(dǎo)思想，保持頭腦冷靜，隨時(shí)做好記錄，機(jī)床調(diào)試過(guò)程中首先試安全保護(hù)系統(tǒng)靈敏度，防止人身、設(shè)備事故發(fā)生。調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)必須清理干凈，無(wú)多余物品；各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)拖板處于全行程中心位置；能空載試驗(yàn)的，先空載后加載；能模擬試驗(yàn)的，先模擬后實(shí)動(dòng)；能手動(dòng)的，先手動(dòng)后自動(dòng)。

2.2.3 驗(yàn)收及后期工作

a.機(jī)床機(jī)械性能：對(duì)機(jī)床進(jìn)行修理和改造以后，機(jī)床的各項(xiàng)機(jī)械性能應(yīng)達(dá)到要求，幾何精度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)。b.電氣控制功能和控制精度：電氣控制的各個(gè)部件功能工作正常，反映靈敏，控制精度應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)比改造前有所提升，如步進(jìn)尺寸、激光干涉儀、坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等精度。c.試件切削：機(jī)床改造后切削試件的參數(shù)，如原理圖、配置圖、接線圖、梯形圖、各類說(shuō)明書(shū)等應(yīng)保持完整，對(duì)設(shè)備后續(xù)的維護(hù)十分重要。

3 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)床數(shù)控改造已經(jīng)成為機(jī)械自動(dòng)化的必然趨勢(shì)，如何不斷提高數(shù)控程度是企業(yè)不斷追求的目標(biāo)，如何將機(jī)床實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、虛擬化，以達(dá)到不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本是企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的前提，本文中的一些觀點(diǎn)能夠?yàn)橥刑峁﹨⒖肌?/p>

參考文獻(xiàn)

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