唐維軍（中車戚墅堰機(jī)車有限公司，江蘇 常州 213011）

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數(shù)控機(jī)床改造的實(shí)踐性研究

唐維軍
（中車戚墅堰機(jī)車有限公司，江蘇 常州 213011）

21世紀(jì)數(shù)控技術(shù)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)領(lǐng)域，數(shù)控技術(shù)在工廠和企業(yè)的應(yīng)用中主要有兩個基本途徑，一個是采購整機(jī)數(shù)控機(jī)床，一個是將普通機(jī)床經(jīng)過改造成為數(shù)控機(jī)床，由于我國從制造大國逐步轉(zhuǎn)向制造強(qiáng)國，數(shù)控機(jī)床的改造尤為重要。

數(shù)控機(jī)床；改造；技術(shù)研究

隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，我國數(shù)控機(jī)床的改造技術(shù)越來越受到相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域的關(guān)注。數(shù)控機(jī)床是近現(xiàn)代科技發(fā)展的產(chǎn)物，其綜合了現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)所需的精密機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、傳感與檢測、通信等多種技術(shù)，是一種創(chuàng)新性的新型高精密機(jī)械設(shè)備。而且，數(shù)控機(jī)床在實(shí)踐應(yīng)用方面，能夠有效地根據(jù)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(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的方式，有效地傳回到數(shù)控機(jī)床的終端控制系統(tǒng)當(dāng)中，最后由數(shù)控終端進(jìn)行匯總分析，并最終發(fā)出指定命令，促使其他數(shù)控機(jī)床的加工控制系來自動加工所需要的零件。

1 數(shù)控機(jī)床改造技術(shù)分析

數(shù)控機(jī)床是一種結(jié)合了現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)所需的精密機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、傳感與檢測、通信等多種技術(shù)的新型高精密機(jī)械設(shè)備，其所采用的信息控制方法是現(xiàn)代新型的數(shù)碼控制，具有高強(qiáng)度的控制性和精密性能力，相關(guān)數(shù)控機(jī)床操作人員在進(jìn)行各種種類的零件加工時，只要調(diào)整相應(yīng)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(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的零件具有一致性好、精度高、降低人工勞動強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，例如，在數(shù)控機(jī)床上面，相關(guān)數(shù)控操作人員只需要適當(dāng)?shù)募尤胍粋€刀庫，以及自動更換刀具的裝置，其便可以有效地實(shí)現(xiàn)一次裝設(shè)，并可同時完成多道工序。此外，新時代下的數(shù)控還具有自我診斷功能，大大的提高了機(jī)床的智能化。而且，與普通機(jī)械加工設(shè)備相比，數(shù)控機(jī)床加工設(shè)備具有更高的技術(shù)含量和工作效率等優(yōu)勢，因此，目前我國很多普通機(jī)械加工設(shè)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(shù)控機(jī)床取代，數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)當(dāng)中也變得越來越具有更加重要的地位。

對于現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床而言，數(shù)控系統(tǒng)是其內(nèi)部的核心技術(shù)，而伺服驅(qū)動單元則直接影響了機(jī)床的加工精度和其他許多方面的精度，從中可以看出數(shù)控系統(tǒng)和驅(qū)動單元的好壞直接決定了機(jī)床的最終功能。目前，從總體情況分析，機(jī)床的改造具有以下幾個明顯的優(yōu)勢：第一，數(shù)控機(jī)床改造成本較低?，F(xiàn)代很多企業(yè)的數(shù)控機(jī)床更新一般有兩種方法，一種是利用改造技術(shù)對已有數(shù)控機(jī)床進(jìn)行技術(shù)改造，而另一種更則是購置新的數(shù)控機(jī)床，然而，由于數(shù)控機(jī)床屬于高科技大型機(jī)械設(shè)備，其目前市場上的價格非常的高，對于許多中小型企業(yè)來說，購置新的數(shù)控機(jī)床需要消耗大量的資金成本，不利于企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高，而通過借助數(shù)控機(jī)床改造技術(shù)，其企業(yè)的數(shù)控機(jī)床改造一般可以節(jié)約一半以上的成本，尤其是對于成本較高的大型和特殊設(shè)備，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益提高效果；第二，數(shù)控機(jī)床改造性能穩(wěn)定。通過對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行科學(xué)的技術(shù)改造，相關(guān)數(shù)控機(jī)床改造人員可以有效地促進(jìn)企業(yè)數(shù)控機(jī)床的技術(shù)性能和和加工穩(wěn)定性能；第三，數(shù)控機(jī)床改造可以提高工作效率。與舊式的、未經(jīng)過改造創(chuàng)新的普通數(shù)控機(jī)床相比，改造完成后的數(shù)控機(jī)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(jié)約了費(fèi)用，縮短了生產(chǎn)時間。

2 普通機(jī)床應(yīng)具備的條件

（1）加工的適用性。正常情況下，在生產(chǎn)大批量的復(fù)雜零件時，數(shù)控機(jī)床才會表現(xiàn)出巨大的生產(chǎn)價值，在航空、軍事、汽車等領(lǐng)域的加工質(zhì)量更加明顯，同時各種類型的零件都可以采用數(shù)控機(jī)床來完成，這是普通機(jī)床所無法完成的，因此，企業(yè)在改造機(jī)床前應(yīng)該先分析企業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)品的加工適用性。

（2）機(jī)床現(xiàn)有情況。在進(jìn)行普通數(shù)控機(jī)床的改造之前，相關(guān)數(shù)控機(jī)床改造人員應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格的做好普通數(shù)控機(jī)床的現(xiàn)有情況和性能審核工作，對用于數(shù)控改造的機(jī)床其機(jī)座和導(dǎo)軌等部件的基本情況檢查是否良好。數(shù)控機(jī)床對于精度要求較高，如果待改造的普通數(shù)控機(jī)床其本身的基礎(chǔ)零件存在不穩(wěn)定的問題，或者容易受到外力的影響而產(chǎn)生變形等情況，其便會很大程度上的影響到改造后的數(shù)控機(jī)床技術(shù)水平和工作性能，因此，相關(guān)數(shù)控機(jī)床改造人員一定要充分地做好待改造的普通數(shù)控機(jī)床現(xiàn)有情況調(diào)查工作，對于本身質(zhì)量和性能存在問題的，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行篩選和排除。

3 數(shù)控機(jī)床的改造步驟和內(nèi)容

（1）數(shù)控機(jī)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(fù)荷。而且，主軸的方向和精度方面，其對于數(shù)控機(jī)床的零件加工也有著非常強(qiáng)大的精確度影響，如果主軸本身的精度出現(xiàn)問題，那么整個數(shù)控機(jī)床改造和加工的零件性能也會隨之下降，并無法符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，因此，根據(jù)數(shù)控機(jī)床的主軸部分特點(diǎn)，其數(shù)控機(jī)床的主傳動改造應(yīng)當(dāng)應(yīng)從數(shù)控機(jī)床自身的剛性和旋轉(zhuǎn)精度等方面來入手，進(jìn)行合理改造。比如說，中小型數(shù)控機(jī)床的主傳動，其普遍都是通過主軸箱的變速，來有效地調(diào)整數(shù)控機(jī)床的轉(zhuǎn)速，使得其能夠有效地滿足數(shù)控零件加工的條件要求，然而，由于這種運(yùn)作方法在很大程度上加大了數(shù)控機(jī)床主轉(zhuǎn)動的機(jī)械檔數(shù)，使得數(shù)控機(jī)床內(nèi)部的變速箱結(jié)構(gòu)變得更加的復(fù)雜化，工作負(fù)荷較大，這將很大程度上的降低零件加工的精度水準(zhǔn)。但中小型機(jī)床價格較低，其主軸的改造費(fèi)用較高，所以通常仍保持此部分不變。軸承和導(dǎo)軌也是改造的主要部分，對于小型機(jī)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(shù)控機(jī)床，相關(guān)數(shù)控機(jī)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(shí)現(xiàn)大中型的普通數(shù)控機(jī)床主傳動改造。

（2）數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動的改造。對于普通數(shù)控機(jī)床而言，要想有效地保證數(shù)控機(jī)床的刀具或進(jìn)給機(jī)械，能夠擁有非常精確的定位效果和性能，其數(shù)控機(jī)床的內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中就必須要加入進(jìn)給傳動設(shè)施。而且，一般情況下，為了有效地保證數(shù)控機(jī)床加工出來的數(shù)控零件能夠具備較高的精密度效果，其對于數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動精度要求也很高，也就是數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動要品質(zhì)高，響應(yīng)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(jié)構(gòu)是普通機(jī)床進(jìn)給箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)當(dāng)中，最為基礎(chǔ)的一個組成結(jié)構(gòu)部分，由于數(shù)控機(jī)床要求進(jìn)給結(jié)構(gòu)較靈敏、反應(yīng)快、無爬行，因此，相關(guān)數(shù)控機(jī)床改造人員可以采用滾珠絲杠來對其進(jìn)行改造，從而有效地促進(jìn)其達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)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(diǎn)，可以有效地降低數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動加工時的動摩擦因數(shù)，降低接卸結(jié)構(gòu)之間的摩擦效果，從而有效地促進(jìn)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給傳動的運(yùn)動比較平穩(wěn)，不易出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。

綜上所述，數(shù)控機(jī)床具有現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)所需的精密機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、傳感與檢測、通信等多種技術(shù)，是一種新型高精密機(jī)械設(shè)備，其在具體的實(shí)踐應(yīng)用方面，能夠有效地實(shí)現(xiàn)自動化、高精密新的操作加工，具有促進(jìn)數(shù)控零件的加工便捷化，提高零件加工的效率和加工質(zhì)量的多種優(yōu)秀效果，而且，改造后的數(shù)控機(jī)床生產(chǎn)的零件具有一致性好、精度高、降低人工勞動強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，因此，相關(guān)數(shù)控機(jī)床改造人員應(yīng)當(dāng)積極創(chuàng)新采用高科技的數(shù)控機(jī)床改造技術(shù)，從而有效地提高現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的改造性能和技術(shù)水平，促進(jìn)現(xiàn)代數(shù)控工業(yè)的科學(xué)發(fā)展。

[1] 王建武.提高數(shù)控機(jī)床改造機(jī)密方法探究[J].數(shù)字化用戶，2013,22(07):33~42.

[2] 潘明臣.數(shù)控機(jī)床改造中的問題與對策探究[J].科技傳播，2014,14(23):47~59.

[3] 劉杰.經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床改造的優(yōu)化方案探索[J].中國機(jī)械，2014,(5):21~35.

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