車床數(shù)控化機(jī)械部分的改造設(shè)計(jì)

趙一平

摘要：近些年伴隨我國改革開放的巨大浪潮，我國的各行各業(yè)得到了蓬勃且顯著的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)也創(chuàng)造出了前所未有的進(jìn)步，由此也帶動(dòng)了我國工業(yè)的大踏步發(fā)展。而工業(yè)的核心便是機(jī)床的發(fā)展，這些年伴隨黨中央的大力扶持，我國的機(jī)床制造業(yè)得以持續(xù)且良性的進(jìn)步和創(chuàng)新，同時(shí)在加工領(lǐng)域?qū)τ跀?shù)控機(jī)床的需求也在逐年的攀升，因此對傳統(tǒng)的普通車床進(jìn)行數(shù)控化機(jī)械改造就成為了必然的發(fā)展趨勢。不過在具體的普車向數(shù)控改造的進(jìn)程中，會(huì)出現(xiàn)許多問題影響改造的發(fā)展，譬如：電機(jī)參數(shù)與機(jī)床不匹配、數(shù)控系統(tǒng)不符合機(jī)床要求等，這些問題就嚴(yán)重的影響著機(jī)床的精度，以及機(jī)床改造的良性發(fā)展。所以為了進(jìn)一步的確保機(jī)床在改造后擁有較高的使用精度及使用功能，對其改造進(jìn)程進(jìn)行分析是必然的，也是必要的。

關(guān)鍵詞：普通車床;機(jī)械結(jié)構(gòu);數(shù)控化改造

0? 引言

必須承認(rèn)的是，車床是目前機(jī)加領(lǐng)域中最為重要的加工設(shè)備。伴隨我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，機(jī)加領(lǐng)域在快速的創(chuàng)新和改革，數(shù)控車床的出現(xiàn)逐漸的取代了傳統(tǒng)的普車，可是一些行業(yè)中仍然有普車在使用，究其原因主要是因?yàn)橐恍┚S修加工必須要用到普車，譬如：船舶維修、汽車維修等，并且因?yàn)閿?shù)控車床加工的工時(shí)相對較高，一些企業(yè)因此還是在沿用普車進(jìn)行工作。正因如此就需要對普車進(jìn)行機(jī)械部分的數(shù)控化改造，以便提升普車的加工效率和工作能力。

1? 車床數(shù)控化改造的必然性

相對傳統(tǒng)的普通車床來說，使用數(shù)控車床可以對復(fù)雜的零件進(jìn)行快速的加工，同時(shí)可以最大程度的提升機(jī)床的加工效率，并且進(jìn)一步的確保了零件的加工精度。必須承認(rèn)的是通過數(shù)控機(jī)床加工出來的零件精度更高、光潔度更好、零件成品率高，并且使用數(shù)控機(jī)床還可以與自動(dòng)線、機(jī)械手進(jìn)行組合生成高效的自動(dòng)化生產(chǎn)線，可以將多個(gè)分散的工序進(jìn)行有效的集中，進(jìn)一步的降低了零件在搬運(yùn)過程中，所浪費(fèi)的生產(chǎn)時(shí)間，同時(shí)還可以進(jìn)行自主的故障警報(bào)，以及總線控制等，其不但降低了人工的成本，同時(shí)也減少了企業(yè)在人員和物資上的不必要的投入。同時(shí)伴隨工業(yè)領(lǐng)域信息技術(shù)的不斷提升，數(shù)控機(jī)床的核心地位也在不斷的攀升，必須承認(rèn)的是，數(shù)控機(jī)床將是未來加工領(lǐng)域的主導(dǎo)設(shè)備。而相對普通車床來說，因?yàn)槟軌虿僮髌滠囅鞯墓と嗽絹碓缴伲⑶夜ぷ餍氏鄬Φ拖拢云谕M(jìn)行普車數(shù)控化機(jī)械部分改造的企業(yè)和個(gè)人也在不斷的增多，鑒于此種情況，進(jìn)行車床數(shù)控化改造將是在很長一段時(shí)間內(nèi)，在機(jī)加行業(yè)中，必然會(huì)進(jìn)行、必然會(huì)出現(xiàn)的一項(xiàng)改造工作。

2? 車床數(shù)控化改造的特點(diǎn)

2.1 確定改造方案

具體來說進(jìn)行普車改造方案制定，是需要依據(jù)機(jī)床在使用過程中存在的問題來進(jìn)行制定的。必須明確的是，在進(jìn)行機(jī)床改造過程中，應(yīng)該有明確的改造針對性，盡力的保證其機(jī)床的改造符合相關(guān)生產(chǎn)單位的具體實(shí)際需要。在進(jìn)行實(shí)際的普車改數(shù)控的過程中，絕大部分的基礎(chǔ)零件和許多的機(jī)床傳動(dòng)部件是不需要進(jìn)行更替的，可以將這些零件進(jìn)行清理和維修，要盡量的保證減少不必要的成本投入和資金使用，同時(shí)還應(yīng)該盡量的將改造的時(shí)限進(jìn)行縮短，以便機(jī)床使用方可以盡快的進(jìn)行生產(chǎn)。

2.2 要適應(yīng)多種場合需要

通常來說，車床的主要結(jié)構(gòu)部件都是鑄鐵制造的，其相比剛剛投入生產(chǎn)的新機(jī)床來說，鋼體穩(wěn)定性更強(qiáng)，因此在進(jìn)行車床數(shù)控化機(jī)械部分改造的過程中，只要對一些小型零件進(jìn)行修復(fù)和更替就可以進(jìn)行工作了。但是必須明確的是，因?yàn)檐嚧部梢赃M(jìn)行加工的零件種類非常多，其不單單有軸類、盤類、套類零件，還會(huì)涉及到各種畸形鑄件等零件，所以進(jìn)行改造的普通車床，在進(jìn)行改造結(jié)束后需要滿足多種復(fù)雜零件的加工需要，以便廠家可以開拓加工市場。所以在進(jìn)行在進(jìn)行車床數(shù)控化機(jī)械部分改造的過程中，要增加科技的知識和力量，讓先進(jìn)的科技融入到改造車床當(dāng)中，讓其擁有更新鮮的血液，以及先進(jìn)的功能。

3? 車床數(shù)控化改造

3.1 對車床床身和導(dǎo)軌的改造

目前我國的普車其床身材質(zhì)都為鑄鐵，而在進(jìn)行改造的過程中，為了提升其導(dǎo)軌的基本精度，可以在其床身導(dǎo)軌上進(jìn)行貼塑處理，貼塑采用的是塑料軟帶，其不僅可以提升床身導(dǎo)軌的潤滑性能，同時(shí)期導(dǎo)軌在進(jìn)行保持進(jìn)給時(shí)將會(huì)更加的流暢和方便，進(jìn)一步的提升了機(jī)床的使用精度。另外如果客戶經(jīng)濟(jì)條件允許的話，還是可以建議客戶使用滾動(dòng)導(dǎo)軌為宜，因?yàn)闈L動(dòng)導(dǎo)軌摩擦系數(shù)小，并且精度和剛性高，同比硬軌來說具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。

3.2 滾珠絲杠的改造

滾珠絲桿是由滾珠、絲桿主體、回型珠管等組成，其主要作用是將機(jī)床床鞍的回轉(zhuǎn)行動(dòng)轉(zhuǎn)變成為直線的行動(dòng)。因此在進(jìn)行改造的過程中，采用滾珠絲桿可以有效的提升普車的進(jìn)給效率，讓普車的保持進(jìn)給更加的順暢和平穩(wěn)。同時(shí)因?yàn)闈L珠絲桿在行駛的過程中，振幅較小，因此其不會(huì)受到太大的阻力。但是必須說明的是，在進(jìn)行改造過程中，需要對絲桿的直徑、長短，以及廠家進(jìn)行嚴(yán)格的篩選，避免出現(xiàn)采購?fù)辏诟脑飕F(xiàn)場不能正常使用的情況。

3.3 主軸傳動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)控化改造

普車的主軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)是由電機(jī)帶動(dòng)皮帶，進(jìn)而又皮帶又帶動(dòng)Ⅰ軸，Ⅰ軸在通過齒輪傳導(dǎo)帶動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，所以在進(jìn)行改造的過程中，要盡量的不對主軸箱以及主軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行改動(dòng)。因此可以采用雙或四速的電機(jī)替代原有電機(jī)，以便增強(qiáng)主軸傳遞扭矩的能力。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)車削螺紋加工，還需要增加主軸編碼器，通常來說是將主軸編碼器安裝在主軸箱后部，主軸尾部旁邊，并采用與主軸尾部上帶輪同樣大小的帶輪，帶動(dòng)主軸編碼器，如此就可以實(shí)現(xiàn)主軸和編碼器同步運(yùn)動(dòng)了。

3.4 車床進(jìn)給系統(tǒng)的數(shù)控化改造

在進(jìn)行車床進(jìn)給系統(tǒng)的改造過程中，其實(shí)是與數(shù)控系統(tǒng)安裝進(jìn)行配合的，通常主要是加裝與數(shù)控系統(tǒng)自帶的伺服電機(jī)相匹配的電機(jī)座。必須注意的是在安裝過程中，一定要對電機(jī)和軸承座進(jìn)行打表檢測，避免出現(xiàn)偏心等情況出現(xiàn)。

4? 機(jī)床精度、質(zhì)量檢測與調(diào)試

4.1 精度調(diào)試

車床機(jī)械結(jié)構(gòu)在進(jìn)行數(shù)控化改造之后，必須要進(jìn)行嚴(yán)格的精度檢驗(yàn)和調(diào)試。通常來說數(shù)控機(jī)床精度主要表現(xiàn)在三個(gè)方面：主軸跳動(dòng)、刀架精度、兩軸絲桿精度，在主軸的精度檢測環(huán)節(jié)需要通過千分表對主軸的端跳、圓轉(zhuǎn)、方向等進(jìn)行打表，以便分辨其具體的精度指標(biāo)是否合格，如果出現(xiàn)不合格的情況，要進(jìn)行及時(shí)的拆解，并進(jìn)行再次裝配;在刀架安裝時(shí)，一定要注意刀架轉(zhuǎn)動(dòng)的重復(fù)定位精度，這項(xiàng)精度其實(shí)是刀架自身的精度，所以如果不合格要進(jìn)行刀架整體的更換;在進(jìn)行兩軸的精度檢驗(yàn)時(shí)，可以通過千分表對兩軸的上母線和側(cè)母線進(jìn)行打表觀看，如果精度不合格要及時(shí)的對軸承座，以及絲杠托架進(jìn)行調(diào)整，如果還是不合格要對兩軸部件進(jìn)行整體的拆解，對各個(gè)部件進(jìn)行逐一的再次檢查，并確定出問題所在進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整。另外在進(jìn)行兩軸的齒輪比和反向間隙調(diào)整時(shí)，可以通過數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部的具體參數(shù)來進(jìn)行設(shè)定。通常來說，齒輪比是依據(jù)絲杠的螺距，通過數(shù)控系統(tǒng)的實(shí)際要求計(jì)算出來的，而對于反向間隙來說，則是需要通過反復(fù)的撞表觀察來得出具體的實(shí)際數(shù)值，并輸入的數(shù)控系統(tǒng)中的相應(yīng)參數(shù)內(nèi)。必須承認(rèn)的是，調(diào)試機(jī)床精度是一個(gè)反復(fù)且需要極度耐心的過程，通常在進(jìn)行機(jī)械以及電氣部分改造完工后，才進(jìn)行精度的調(diào)試，并且不同型號的機(jī)床，其精度調(diào)試的標(biāo)準(zhǔn)和依據(jù)也是不同的，所以要依據(jù)現(xiàn)場的實(shí)際情況，并根據(jù)多年的調(diào)試經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行反復(fù)的精度調(diào)試，直到達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)為止。

4.2 質(zhì)量檢測與調(diào)試

4.2.1 質(zhì)量檢測

通常來說機(jī)床的質(zhì)量檢測是指性能和功能兩方面的檢測，在進(jìn)行普車數(shù)控化機(jī)械部分改造后，需要進(jìn)行性能檢測的項(xiàng)目有：主軸方面檢測、兩軸進(jìn)給檢測、機(jī)床潤滑等方面檢測。針對主軸的檢測為：手動(dòng)和自動(dòng)兩種;針對兩軸進(jìn)給檢測為：手動(dòng)、自動(dòng)的快移和保持進(jìn)給等檢測、兩軸限位和機(jī)床原點(diǎn)檢測;對數(shù)控系統(tǒng)來說，要對其基本控制功能進(jìn)行測試，譬如：手動(dòng)、自動(dòng)、MDI等功能能否順暢切換，刀補(bǔ)、圖顯、輔助功能能否實(shí)現(xiàn)等。

4.2.2 檢測與調(diào)試

所謂質(zhì)量調(diào)試與檢測主要包括四個(gè)方面：第一是空運(yùn)行檢驗(yàn)和調(diào)試;第二是機(jī)床基本動(dòng)作調(diào)試;第三是機(jī)床基本功能調(diào)試;第四是機(jī)床加工檢測，具體介紹詳見表1。

5? 結(jié)束語

現(xiàn)如今普車改造數(shù)控已經(jīng)成為我國普通車床發(fā)展的一個(gè)必然趨勢，因此如何能夠?qū)⒋斯ぷ鬟M(jìn)行至最優(yōu)、最好，就是廣大機(jī)床制造者必須深刻思考的問題，本文就改造過程中的一些具體流程和檢測事項(xiàng)進(jìn)行了詳盡的介紹，希望通過本文論述可以對我國車床發(fā)展，起到一定的幫助作用。

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