數控機床改造的實踐性研究

唐維軍（中車戚墅堰機車有限公司，江蘇 常州 213011）

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數控機床改造的實踐性研究

唐維軍
（中車戚墅堰機車有限公司，江蘇 常州 213011）

21世紀數控技術被廣泛應用在工業領域，數控技術在工廠和企業的應用中主要有兩個基本途徑，一個是采購整機數控機床，一個是將普通機床經過改造成為數控機床，由于我國從制造大國逐步轉向制造強國，數控機床的改造尤為重要。

數控機床；改造；技術研究

隨著現代社會經濟的不斷發展和科學技術的不斷創新，我國數控機床的改造技術越來越受到相關工業領域的關注。數控機床是近現代科技發展的產物，其綜合了現代工業建設所需的精密機械制造、計算機、傳感與檢測、通信等多種技術，是一種創新性的新型高精密機械設備。而且，數控機床在實踐應用方面，能夠有效地根據主軸速度的改變、切削速度的控制、被加工零件的自動控制、刀具的類型等一系列操作，將這些信息以計算機數據的方式，有效地傳回到數控機床的終端控制系統當中，最后由數控終端進行匯總分析，并最終發出指定命令，促使其他數控機床的加工控制系來自動加工所需要的零件。

1 數控機床改造技術分析

數控機床是一種結合了現代工業建設所需的精密機械制造、計算機、傳感與檢測、通信等多種技術的新型高精密機械設備，其所采用的信息控制方法是現代新型的數碼控制，具有高強度的控制性和精密性能力，相關數控機床操作人員在進行各種種類的零件加工時，只要調整相應的加工程序就可以，這大大方便了零件的加工，提高零件加工的效率。通過數控機床生產的零件具有一致性好、精度高、降低人工勞動強度等優點，例如，在數控機床上面，相關數控操作人員只需要適當的加入一個刀庫，以及自動更換刀具的裝置，其便可以有效地實現一次裝設，并可同時完成多道工序。此外，新時代下的數控還具有自我診斷功能，大大的提高了機床的智能化。而且，與普通機械加工設備相比，數控機床加工設備具有更高的技術含量和工作效率等優勢，因此，目前我國很多普通機械加工設備由于其效率低、精度低和自動化程度低等原因，正逐漸被數控機床取代，數控機床在機械制造業當中也變得越來越具有更加重要的地位。

對于現代數控機床而言，數控系統是其內部的核心技術，而伺服驅動單元則直接影響了機床的加工精度和其他許多方面的精度，從中可以看出數控系統和驅動單元的好壞直接決定了機床的最終功能。目前，從總體情況分析，機床的改造具有以下幾個明顯的優勢：第一，數控機床改造成本較低。現代很多企業的數控機床更新一般有兩種方法，一種是利用改造技術對已有數控機床進行技術改造，而另一種更則是購置新的數控機床，然而，由于數控機床屬于高科技大型機械設備，其目前市場上的價格非常的高，對于許多中小型企業來說，購置新的數控機床需要消耗大量的資金成本，不利于企業經濟效益的提高，而通過借助數控機床改造技術，其企業的數控機床改造一般可以節約一半以上的成本，尤其是對于成本較高的大型和特殊設備，具有良好的經濟效益提高效果；第二，數控機床改造性能穩定。通過對數控機床進行科學的技術改造，相關數控機床改造人員可以有效地促進企業數控機床的技術性能和和加工穩定性能；第三，數控機床改造可以提高工作效率。與舊式的、未經過改造創新的普通數控機床相比，改造完成后的數控機床工作效率可以明顯的提高3~5倍，加工難度越高，效率越明顯，從而節約了費用，縮短了生產時間。

2 普通機床應具備的條件

（1）加工的適用性。正常情況下，在生產大批量的復雜零件時，數控機床才會表現出巨大的生產價值，在航空、軍事、汽車等領域的加工質量更加明顯，同時各種類型的零件都可以采用數控機床來完成，這是普通機床所無法完成的，因此，企業在改造機床前應該先分析企業生產的主要產品的加工適用性。

（2）機床現有情況。在進行普通數控機床的改造之前，相關數控機床改造人員應當嚴格的做好普通數控機床的現有情況和性能審核工作，對用于數控改造的機床其機座和導軌等部件的基本情況檢查是否良好。數控機床對于精度要求較高，如果待改造的普通數控機床其本身的基礎零件存在不穩定的問題，或者容易受到外力的影響而產生變形等情況，其便會很大程度上的影響到改造后的數控機床技術水平和工作性能，因此，相關數控機床改造人員一定要充分地做好待改造的普通數控機床現有情況調查工作，對于本身質量和性能存在問題的，應當及時進行篩選和排除。

3 數控機床的改造步驟和內容

（1）數控機床的主傳動改造。直接帶動工件和參與切削的部件是主軸部件，它不僅僅承受本身的重量，還需要能夠承受較大的工作切削負荷。而且，主軸的方向和精度方面，其對于數控機床的零件加工也有著非常強大的精確度影響，如果主軸本身的精度出現問題，那么整個數控機床改造和加工的零件性能也會隨之下降，并無法符合標準規范要求，因此，根據數控機床的主軸部分特點，其數控機床的主傳動改造應當應從數控機床自身的剛性和旋轉精度等方面來入手，進行合理改造。比如說，中小型數控機床的主傳動，其普遍都是通過主軸箱的變速，來有效地調整數控機床的轉速，使得其能夠有效地滿足數控零件加工的條件要求，然而，由于這種運作方法在很大程度上加大了數控機床主轉動的機械檔數，使得數控機床內部的變速箱結構變得更加的復雜化，工作負荷較大，這將很大程度上的降低零件加工的精度水準。但中小型機床價格較低，其主軸的改造費用較高，所以通常仍保持此部分不變。軸承和導軌也是改造的主要部分，對于小型機床而言，一般情況下要采用精度高的軸承；而對于大中型的數控機床，相關數控機床改造人員可以采用靜壓軸承來替換原有軸承的方法，從而有效地實現大中型的普通數控機床主傳動改造。

（2）數控機床的進給傳動的改造。對于普通數控機床而言，要想有效地保證數控機床的刀具或進給機械，能夠擁有非常精確的定位效果和性能，其數控機床的內部結構當中就必須要加入進給傳動設施。而且，一般情況下，為了有效地保證數控機床加工出來的數控零件能夠具備較高的精密度效果，其對于數控機床的進給傳動精度要求也很高，也就是數控機床的進給傳動要品質高，響應速度快，頻帶較寬；速度高，定位速度快，從而有效地提高加工的效率等能力。齒輪結構是普通機床進給箱內部結構當中，最為基礎的一個組成結構部分，由于數控機床要求進給結構較靈敏、反應快、無爬行，因此，相關數控機床改造人員可以采用滾珠絲杠來對其進行改造，從而有效地促進其達到標準規范要求。而且，滾珠絲杠副具有傳動效率高、使用壽命長、摩擦損失小等特點，可以有效地降低數控機床進給傳動加工時的動摩擦因數，降低接卸結構之間的摩擦效果，從而有效地促進數控機床進給傳動的運動比較平穩，不易出現爬行現象。

綜上所述，數控機床具有現代工業建設所需的精密機械制造、計算機、傳感與檢測、通信等多種技術，是一種新型高精密機械設備，其在具體的實踐應用方面，能夠有效地實現自動化、高精密新的操作加工，具有促進數控零件的加工便捷化，提高零件加工的效率和加工質量的多種優秀效果，而且，改造后的數控機床生產的零件具有一致性好、精度高、降低人工勞動強度等優點，因此，相關數控機床改造人員應當積極創新采用高科技的數控機床改造技術，從而有效地提高現代數控機床的改造性能和技術水平，促進現代數控工業的科學發展。

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