王同慶

（天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 300350）

數(shù)控機(jī)床的改造及應(yīng)用

王同慶

（天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院 300350）

改革開放時期，我國數(shù)控機(jī)床的技術(shù)相對落后，不能滿足加工行業(yè)的需求，進(jìn)而不能促進(jìn)我國生產(chǎn)的快速發(fā)展，因此，我們引進(jìn)了國外先進(jìn)、高檔的數(shù)控機(jī)床。但是，隨著時代和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，這些先進(jìn)的高檔機(jī)床已經(jīng)老化，不能再滿足加工行業(yè)不斷增長的需求。本文針對數(shù)控機(jī)床的改造以及應(yīng)用，還有應(yīng)該采取的一些措施做了詳細(xì)地分析。

數(shù)控機(jī)床；改造；應(yīng)用；措施

數(shù)字程序控制機(jī)床，簡稱“數(shù)控機(jī)床”。它是隨著自動控制、精密測量、電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計與工藝發(fā)展，綜合應(yīng)用這些新的技術(shù)成就而出現(xiàn)的自動化的精密新型機(jī)床。隨著社會的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床被應(yīng)用到越來越多的加工業(yè)中，在加工業(yè)中應(yīng)用數(shù)控機(jī)床可以減少投資，提高生產(chǎn)效率。但是隨著時代的不斷發(fā)展，一些數(shù)控機(jī)床已經(jīng)老化，在生產(chǎn)過程中會經(jīng)常出現(xiàn)問題，使生產(chǎn)的產(chǎn)品不能達(dá)標(biāo)。這就需要對一些數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造升級，采用一些先進(jìn)的改造技術(shù)，提高機(jī)床的性能，讓數(shù)控機(jī)床能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行，在為企業(yè)節(jié)省投資成本的同時還可以創(chuàng)造更大的利潤，進(jìn)而促進(jìn)社會的發(fā)展和進(jìn)步。

1 數(shù)控機(jī)床改造所面臨的問題

跟隨著時代的不斷發(fā)展，我國的經(jīng)濟(jì)水平和科學(xué)技術(shù)也在不斷地進(jìn)步和發(fā)展，我國每年生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的數(shù)量達(dá)到約8000臺，但是我國擁有很多的工廠，被稱之為“世界工廠”，每年8000臺數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足這些工廠的生產(chǎn)需求。況且這些數(shù)控機(jī)床采用的都是一些比較落后的技術(shù)，數(shù)控化的程度相對較低，根本不能滿足這些工廠大量生產(chǎn)產(chǎn)品的需求，如果長期這樣發(fā)展下去，企業(yè)的生產(chǎn)效益肯定會下降，同時也不利于我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

如何解決數(shù)控機(jī)床技術(shù)相對落后這一問題是我國各個加工業(yè)所面臨的重大問題。首先我們考慮的是將這些現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床全都廢棄掉，而后購買技術(shù)先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床，這樣雖然可以滿足加工業(yè)不斷增長的需求，提高企業(yè)的生產(chǎn)效益，但是購買技術(shù)先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床需要大量的資金，如果企業(yè)拿出這么多資金來購買先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床，企業(yè)的資金鏈很有可能就會斷掉，不能再維持企業(yè)的發(fā)展。因此，我們考慮對現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造，在原有的基礎(chǔ)上引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，使現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的性能提高，這樣不但節(jié)約了資金，還能滿足企業(yè)的生產(chǎn)需求，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，進(jìn)而促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

2 數(shù)控機(jī)床改造的意義及市場需求

對我國的加工制造行業(yè)來說，高級的數(shù)控機(jī)床是生產(chǎn)過程中不可或缺的生產(chǎn)工具，但是，在國內(nèi)，我國的數(shù)控機(jī)床都是那種老式的，從加工精度、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)產(chǎn)品的合格率等性能上來說，都是比較落后的，這使得我國的一些加工制造企業(yè)根本無法生產(chǎn)那些高精密的部件，使得我國的加工制造業(yè)在國際市場上的競爭力大大降低[3]。一些高級先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床可以通過計算機(jī)來控制，這樣在生產(chǎn)高精密部件時，通過計算機(jī)的控制，可以準(zhǔn)確快速地對部件進(jìn)行加工，能夠很好地控制切削的角度和力度，進(jìn)而提高產(chǎn)品的加工精度。這樣可以很好地保證產(chǎn)品的成型率，節(jié)約成本的同時也節(jié)約了時間，調(diào)高了加工制造業(yè)的效率與效益，同時在國際市場上也具有了很高的競爭力。如果在加工一個部件時需要很多道程序，在高級先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床上操作顯得特別輕松，在計算機(jī)的控制下，需要多道程序的部件只需要被固定在機(jī)床上，然后通過計算機(jī)內(nèi)的程序進(jìn)行自動化地加工，不需要反復(fù)地進(jìn)行固定，這樣加工制造企業(yè)的加工生產(chǎn)效率就會明顯地提高了。

其次，我國的加工制造業(yè)對數(shù)控機(jī)床的改造有著很大的需求。20世紀(jì)的時候，我國從發(fā)達(dá)國家大量引進(jìn)了一些高檔的數(shù)控機(jī)床，這批機(jī)床已經(jīng)面臨著淘汰，但是這些機(jī)床的數(shù)量龐大，當(dāng)時引進(jìn)的時候還花費(fèi)了巨資，如果直接淘汰的話，我國的一些加工制造業(yè)將會面臨著巨大的經(jīng)濟(jì)損失，很多企業(yè)將不能承受這樣的經(jīng)濟(jì)損失，甚至導(dǎo)致破產(chǎn)。再者，這些面臨淘汰的數(shù)控機(jī)床停止使用，其主要原因是這些機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)無法更新和配置，而這些機(jī)床的金屬強(qiáng)度和機(jī)械部件精度還都能滿足要求的，而改造的費(fèi)用與淘汰這些數(shù)控機(jī)床之后再購置新的數(shù)控機(jī)床相比，要節(jié)約很多，而且可以將資源充分地利用。

最重要的是，我們應(yīng)對數(shù)控機(jī)床改造的市場和可行性進(jìn)行了詳細(xì)地分析。隨著改革開放的到來，我國的經(jīng)濟(jì)快速地發(fā)展，伴隨而來的就是大量的加工制造業(yè)，為了滿足這些加工制造業(yè)的需求，我們國家要從國外引進(jìn)一些電氣設(shè)備，當(dāng)然，數(shù)控機(jī)床是其中重要的一項。與此同時，我們國家生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的工廠也在不斷地學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)，但是這些生產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的工廠仍然不能滿足我國市場日益增長的需求。我們發(fā)現(xiàn)，我國仍有一些加工制造業(yè)在使用傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，這樣就為我們對數(shù)控機(jī)床的改造提供了條件，進(jìn)而滿足市場的需求。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我們的相關(guān)技術(shù)工作人員也在不斷地學(xué)習(xí)和創(chuàng)新，有關(guān)數(shù)控機(jī)床的改造技術(shù)在日益成熟，這樣就可以保證數(shù)控機(jī)床的改造工作順利進(jìn)行。伴隨著數(shù)控機(jī)床改造技術(shù)的提高，一些先進(jìn)的技術(shù)如數(shù)控機(jī)床的模塊化技術(shù)也可以應(yīng)用到傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的改造工程中去。我們發(fā)現(xiàn)，只要我們對那些傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的一些部件進(jìn)行技術(shù)上的更新，這些傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床就可以再次投入使用[1]。在對數(shù)控機(jī)床改造的過程中，應(yīng)該善于發(fā)現(xiàn)技術(shù)上的難點(diǎn)，并認(rèn)真解決這些技術(shù)上的問題，我們就可以對傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床改造成功，就可以用最少的投資來獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)而推動社會經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展。由此看來，數(shù)控機(jī)床改造真的具有很大的市場。

3 數(shù)控機(jī)床改造所采取的措施

為了順利對現(xiàn)有的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造，掌握在生產(chǎn)過程中對新型的數(shù)控機(jī)床的要求和傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床與新型數(shù)控機(jī)床的差距是必不可少的過程。一臺性能好的數(shù)控機(jī)床應(yīng)該具備的條件是：①傳動的時候沒有間隙，運(yùn)動的時候運(yùn)動副之間的摩擦系數(shù)應(yīng)該盡可能的??；②數(shù)控機(jī)床的部件應(yīng)該具有高的靜態(tài)剛度；③方便操作和維修，功率大。因此，在對傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造時應(yīng)該滿足上述條件[2]，而不是簡單地將傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床與現(xiàn)代數(shù)控裝置連接在一起，對傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行模塊化的更新，還應(yīng)該對傳統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床的一些最主要的部件進(jìn)行改造，這樣才會達(dá)到之前預(yù)想的效果。

3.1 對主軸的精度進(jìn)行恢復(fù)

作為數(shù)控機(jī)床的重要部分，數(shù)控機(jī)床進(jìn)行工作時要依靠主軸來帶動工件進(jìn)行切削加工，主軸的精度也是非常重要的，被加工部件產(chǎn)品的質(zhì)量都是由主軸的精度來決定的，因此在對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造時，主軸的軸承要求必須更換，如果不更換則應(yīng)該對軸承的間隙進(jìn)行重新調(diào)整和預(yù)緊。

3.2 對導(dǎo)軌的精度進(jìn)行修復(fù)

導(dǎo)軌是數(shù)控機(jī)床在進(jìn)行加工時發(fā)揮承載和導(dǎo)向作用的部件，對于性能良好的導(dǎo)軌來說，無論是空載條件還是加工過程中都應(yīng)該具有良好的導(dǎo)向精度。對于不同的修復(fù)方式對應(yīng)著不同形式的導(dǎo)軌。如果是塑料導(dǎo)軌，那么就需要重新進(jìn)行粘塑，第一步將導(dǎo)軌表層進(jìn)行粗糙加工，再者用膠黏劑將聚四氟乙烯導(dǎo)軌軟帶固定在導(dǎo)軌上，固化24h，室溫環(huán)境即可。如果是鐵鑄導(dǎo)軌，想要恢復(fù)導(dǎo)軌精度可以對其進(jìn)行刮削或者再次對表層涂層的方法。如果導(dǎo)軌表層并沒有十分明顯的損壞表層平整，為了節(jié)省可以使用耐磨涂層對其進(jìn)行修復(fù)，如：環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層。若是表層損傷，則可以進(jìn)行刮擦法對其修復(fù)，還要保證潤滑的可靠性，減小對位置控制精度的作用。

3.3 數(shù)控系統(tǒng)更新

如果將數(shù)控機(jī)床比作一個健康的成年人，以上所述就好比是成年人的身軀，健康的身軀，如何利用這個身軀去做事就需要人的大腦支配，或者說是靈魂、思想。而數(shù)控系統(tǒng)則是數(shù)控機(jī)床的大腦，目前，數(shù)控機(jī)床的改造技術(shù)已日趨完善，系統(tǒng)越來越穩(wěn)定。相對穩(wěn)定性能優(yōu)越的數(shù)控系統(tǒng)可以選擇：SIEMENS系統(tǒng)、FANUC系統(tǒng)等。這些數(shù)控系統(tǒng)可以更好的進(jìn)行數(shù)控機(jī)床的操控高精、高速、高效的利用機(jī)床。

3.4 滾珠絲杠的修復(fù)

現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床部件中都含有滾珠絲杠，而機(jī)床在加工過程中控制進(jìn)給的主要傳動機(jī)構(gòu)就是它，滾珠絲杠的傳動精度直接影響到數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行精度和加工質(zhì)量。滾珠絲杠的相關(guān)故障會導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)定位精度下降、反向間隙過大、機(jī)械爬行、噪音過大、剛性不足等故障現(xiàn)象，影響機(jī)床的正常使用。所以及時排除因滾珠絲杠所產(chǎn)生的故障，是保證數(shù)控機(jī)床正常運(yùn)行及加工質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。在進(jìn)行改造的時候要對其傳動精度進(jìn)行恢復(fù)，保證改造之后的定位精度，此時要調(diào)整滾珠絲杠的軸承適當(dāng)?shù)恼{(diào)整緊度以此保證精度。

4 總結(jié)

在我國，數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)及使用已有幾十年的歷史，雖然時間不算短但是普及率還很低。特別是中、小型機(jī)械行業(yè)使用的還很少。所以數(shù)控機(jī)床改造項目具有非常廣泛的市場，對其改造可以充分滿足客戶需求，并且在制造業(yè)飛速發(fā)展的階段，相關(guān)企業(yè)對這項工作更是有著迫切的期待，由于數(shù)控機(jī)床造價較高，而數(shù)控機(jī)床的改造，既可節(jié)省很多的投資，也可更新原有的舊機(jī)床，又可普及機(jī)床的數(shù)控化對現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床進(jìn)行改造升級，不僅僅加強(qiáng)了企業(yè)的生產(chǎn)力、為企業(yè)注入了新的活力，而且避免了大量資產(chǎn)浪費(fèi)現(xiàn)象的發(fā)生，因此說，將舊的普通機(jī)床改造經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，具有廣泛而積極的現(xiàn)實意義，數(shù)控機(jī)床改造技術(shù)可以更好地為相關(guān)企業(yè)服務(wù)，為其帶來更大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

[1]王 萍.探索計算機(jī)數(shù)控機(jī)床的改造及應(yīng)用[J].貴州化工，2013，38（2）：31～33.

[2]黎加強(qiáng).數(shù)控機(jī)床改造的必要性及改造技術(shù)要求[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2013（16）：97.

[3]劉一峰.數(shù)控機(jī)床維修中的問題及方法研究[J].中國機(jī)械，2014（14）：140～141.

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1004-7344（2016）23-0219-02

2016-7-25