關于機床數控化改造機電設計相關問題的思考

劉步遠

（智奇鐵路設備有限公司，太原030032）

1 機床數控化改造的必要性

自改革開放以來，我國的各行各業逐漸跨入國際舞臺，機械制造行業也不例外。但是就目前來看，我國的機械制造水平與發達國家相比還比較低，很多企業仍然在使用傳統的老式機床，大大影響著我國機械制造效率和質量。要想改變這種現狀，提高我國機械制造業在國際舞臺中的競爭力，機床數控化改造顯得尤為重要。

2 機床數控化改造的分類

在進行機床數控化改造時，通常可以從以下四個方面進行：第一，將其改造成CNC 機床，通過在普通的機床上安裝相應的數控系統來使機床具備NC 化功能[1]；第二，對原來的機床進行檢查與診斷，并采取措施排除機床的故障；第三，對原機床老化零部件進行更換、翻新，保證其能繼續高效率運轉，使精度恢復到原來的精度要求；第四，對過于陳舊的工藝和技術進行創新，將先進的技術引進機床改造中，以提高機床的性能，進而提高其工作效率。

3 機床數控化改造的內容

3.1 進給系統的改造

傳統的機床多數都是借助T 型絲杠來使絲杠副進行滑動，這種方法不僅會產生較大的摩擦，還影響傳動效率，不能夠實現機床的高速運轉，因此很難實現自動化控制進給。在長時間的應用過程中，較大的摩擦力會使機床遭受較大程度的磨損，進而影響機床的精度，降低機床的使用壽命。對此，可以將滑動絲杠副改成滾動的形式。將步進電機和絲杠副進行連接，從而利用PLC 對其進行控制。另外，將原有的進給箱和溜板箱拆除，并在相應位置安裝步進電機、齒輪箱體和滾動絲杠。

3.2 主軸部分改造分析

車削加工中的主運動則是通過車床主軸帶動工件進行不同轉速旋轉運動，從而使得大部分的機床動力得以消耗。改造后的數控車床與傳統的機床相比，其主軸箱主要包括以下幾部分：電主軸、變頻電機以及變頻器。需要注意的是，在對原機床進行改造時應盡可能保留原主軸箱，如果不得不對其進行變動，則應保證改動幅度。如果原機床不必做變速換檔處理，則可以在恒定速度鏈上將主軸箱內的齒輪組進行固定，在這個過程中為了保證操作安全，需要將摩擦片用電焊焊死。對于主軸中具有的液壓操作，包括主軸的正反轉、變速和潤滑等功能，為了避免液壓系統受到主電機正反轉的影響，或者轉速的變換影響而失靈，此時，需要增加單獨普通電機安裝，以進行相關的驅動。

主軸部分數控化改造的另一個重要部分則是讓機床能夠進行螺紋加工[2]。如果使用原機床進行螺紋加工，主要是利用不同的掛輪組完成，操作起來非常不方便。因此，有必要將其進行改造，通常是在主軸的尾端安裝一個光電編碼器，由于有反饋系統，因此可以有效反饋主軸的同步性。另外，要保證可以加工出立項螺紋，就必須保證光電編碼器的轉速和主軸的轉速相同。其中，絕對式光電碼盤和增量式光電碼盤是常見的兩種光電碼盤，它們的編碼方式不同，國內常用的為增量式光電碼盤。一般來說，常用的光電碼盤上的刻線條數為1024 線就能滿足使用條件。

3.3 刀架部分的改造

原有機床的刀架部分基本上是靠手動進行的，只有部分是依靠液壓驅動和電動。將其進行改造可以實現整體的電動驅動，在具體改造時應結合實際情況做相應的更換，以使刀架在作業時能夠保證速度和準確度。

對刀架部分進行改造時最常見的兩種方式是立式電動刀架和臥式轉塔刀架，對于前者來說，其又分為四工位和六工位兩種，一般應用最多的是四工位的刀架；對于后者來說，可以安裝8～12 把刀。

3.4 潤滑部分改造

對于老式傳統的機床的潤滑部分分析，除了主軸箱以外，絲杠副、導軌、光桿等都需要進行定期的油脂潤滑和注油潤滑處理，由此一來就會對絲杠副以及導軌的精度產生一定的影響，并且還會對同等驅動下的機床的穩定性產生一定的影響。

在進行機床改造的過程中，一般都要相應地改造潤滑部分，一般分為編程自動潤滑和手控潤滑兩種，往往采用定時、定量供應稀油的潤滑方式進行。對于絲杠支撐軸承來說，通常采用油脂潤滑油，只有在遇到特殊情況時才使用稀油潤滑油。

4 結語

綜上所述，在科學技術飛速發展的今天，傳統的機床已經不能滿足機械制造的需要了，要想適應社會發展趨勢，在激烈的市場競爭中站穩腳跟，就必須對機床進行相應改造。數控機床是當今較為先進的技術，可以有效提高機床的作業效率，延長設備的使用壽命，對我國機械制造行業來說具有非常重要的意義。