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普通車床改造設計為數控機床案例

2020-12-17 來源：- 作者（zhě）：趙一平

摘要：近些年伴隨我國改（gǎi）革開放的巨大浪潮，我（wǒ）國（guó）的各行各業得到（dào）了蓬勃且顯著的發展，科學技術也創造出了前（qián）所未有的進（jìn）步，由此也帶動了我國（guó）工業（yè）的大踏步發展。而工業的核心便是機床的發展，這些（xiē）年伴隨（suí）黨中（zhōng）央的（de）大力扶持，我國（guó）的（de）機床製（zhì）造業得以持續且良性的進步和創新，同時（shí）在加工領域對於數控機床的需求也在（zài）逐年的攀升，因此對（duì）傳統的普通車床進（jìn）行數（shù）控化機械改造就成為了必然的發展趨勢。不過（guò）在具體的普車向數控改造（zào）的進程中，會出現許多問題影響改造（zào）的發展，譬如（rú）：電機參（cān）數與（yǔ）機床不匹配、數控係統不符合機床（chuáng）要求（qiú）等（děng），這些問題就嚴（yán）重的（de）影響（xiǎng）著機床的精度，以及（jí）機床改造的良性發展。所以為了進一步的確保機床（chuáng）在改（gǎi）造後擁有較高的（de）使（shǐ）用精度及使用功能，對其改造進程進行分析是必然的，也是必要的。

關鍵詞（cí）：普通車床；機（jī）械結構；數（shù）控化改造（zào）

0 引言

必須承認的（de）是（shì），車床是目前機加領域中最為重（chóng）要的加工設備。伴隨我（wǒ）國經濟（jì）的飛速（sù）發展，機加領域在（zài）快速的創新和改革，數控車床的出現逐漸的取代了傳統的普車，可是（shì）一些行業中仍然有普車在使用，究其原因主要是因為（wéi）一些維修加工必須要用到普車，譬如：船舶維修、汽車維修（xiū）等，並且因為數控車床加工（gōng）的工時相對較高，一（yī）些企（qǐ）業因此還是在沿用普車進行工作。正因如此（cǐ）就需要對普車進行機械部分的數控化改造，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（chuán）統的普通車床來說，使用數控車床可以（yǐ）對複雜的零件進行（háng）快速的加工，同時可以最大程度的提升機床的加工效率（lǜ），並且進一步的確保了零件的加工精（jīng）度。必須承認的是通過數控機床加工出來的零（líng）件精度更高、光潔度更（gèng）好、零件成品率（lǜ）高，並（bìng）且使用數控機（jī）床還可以（yǐ）與自動線、機械手進行組合生（shēng）成高效的自動化生產線，可以將多（duō）個分散的工序進行有效的集中（zhōng），進一步的降（jiàng）低了零件在搬運過程中，所浪費的（de）生產時間，同時還可以進行自主的故（gù）障警報，以及總線控製等，其不但降低了人工的成本，同時也減少了企業在人員和物資上的不（bú）必要的投入。同時伴隨工業領域信息技（jì）術的不斷提升，數控機床的（de）核心地位也在不斷的（de）攀升，必須承（chéng）認的是，數控機床將是未來加工領域的主導設備。而相對普通車床（chuáng）來說，因為能夠操作其車削的工人（rén）越來越少，並且工作效率相對低下，所以期望進行普車數控（kòng）化（huà）機械部（bù）分改造的（de）企業和個人也在不斷的增多，鑒於此種情況，進行車床數控化改造將是在很長一段時間內，在機加行業中，必然（rán）會進行、必然會出現的一項改造工作。

2 、車床數控化改造的特點

2.1 確定改造（zào）方案

具體來說進行普車改造方案製定，是需要依據機床（chuáng）在使用過程中存在的問題來進行製（zhì）定的。必須（xū）明確的是，在進行機床改造過程中，應該有明確的改造針對性，盡力的保證其機床的改（gǎi）造符合相關生產單位的具體實際需要。在進行實（shí）際的普車改數控的過程（chéng）中（zhōng），絕大部（bù）分的（de）基礎零件和許多的機床傳動部件是不需要進行更替的，可以將這些零（líng）件進行清理和維修，要盡量的保證減少不必要的成本投入和資金使（shǐ）用，同時還應該盡量的將改造的時限進行縮短，以便機床使用方可以盡快（kuài）的進行生產。

2.2 要適應多種場合需要

通常來說，車床的主要結構部件都是（shì）鑄鐵製（zhì）造的，其相比剛（gāng）剛（gāng）投入生產的新機床來說，鋼體穩定性更強，因此（cǐ）在（zài）進行車床數控化機械部分改造的過程中，隻要對一些小型零件進行修（xiū）複和更替就可以進行工（gōng）作了。但是必須明確的是，因為車（chē）床（chuáng）可以進行加工的零件種類非常（cháng）多，其不單單有軸類、盤類（lèi）、套類零（líng）件，還（hái）會涉及（jí）到各種畸形鑄件等零件，所以進行改造的普通車床，在進行改造結束後需要滿足多種複雜零件（jiàn）的加工需要，以便（biàn）廠家可以開拓加工市場。所以在進行在進行（háng）車床數控化（huà）機（jī）械部分改造的過程中，要（yào）增加科技的知識和力量，讓先進的科（kē）技融入到改造車床當中，讓其擁有更新（xīn）鮮的血液，以及先進的（de）功能。

3 、車床數控化改造

3.1 對車床床身和（hé）導軌的改造

目（mù）前我（wǒ）國（guó）的普車其床身材質都（dōu）為鑄鐵，而在進行改造的過程中，為了提升其導軌的基本精度，可以在其床身導（dǎo）軌（guǐ）上進行貼塑處（chù）理，貼塑采用的是塑料軟帶，其不僅可以提升床身（shēn）導軌的潤滑性能，同時期導軌在進行保持進給時將會更加的流暢和方便，進一步的提升了機床（chuáng）的使用精度。另外如果客戶（hù）經濟條件允許（xǔ）的話，還是可以建議客戶使用滾動（dòng）導軌為宜，因為滾動導軌摩擦係數小（xiǎo），並且精度和剛性高（gāo），同比硬軌來說具（jù）有得天獨（dú）厚的優勢。

3.2 滾珠絲杠（gàng）的改造

滾（gǔn）珠絲杆是由滾珠、絲杆主體（tǐ）、回型珠管等組成，其主要作用是將機床床鞍的回轉行動轉變成為（wéi）直線的行動。因此在進行（háng）改造的過（guò）程中，采用滾珠絲杆可（kě）以有效的提升普車的進給效率（lǜ），讓普（pǔ）車（chē）的保持進給更加的順暢和平穩。同（tóng）時因為滾珠絲杆在行駛的過（guò）程中（zhōng），振幅較小，因此（cǐ）其不會受到太大的阻力（lì）。但是（shì）必須說明的是，在進行改造過程中，需要對（duì）絲杆的（de）直徑、長短，以及廠家進行（háng）嚴格的篩選，避免出現采購完，在改造現場不能正常使用的情況。

3.3 主軸（zhóu）傳動係統（tǒng）的數控化改造

普車的主軸傳動結構是由電機帶動皮帶，進而又皮帶又帶動Ⅰ軸，Ⅰ軸在（zài）通過（guò）齒（chǐ）輪傳導帶動主軸轉動，所以在進行改造的過程中（zhōng），要（yào）盡量的不對主（zhǔ）軸箱（xiāng）以及主軸傳動機構進行（háng）改動。因此可以采用（yòng）雙或四速的電機替代（dài）原有電機，以便增強主軸傳遞扭矩的能力。同時為了實現自動車削螺紋加工，還（hái）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後部，主軸尾部旁邊，並采用與主軸尾（wěi）部上（shàng）帶輪同樣大小的（de）帶輪，帶動主軸編碼（mǎ）器，如此就可以實現主軸和編碼器同步運動了。

表 1 機床檢測與調（diào）試的基本項目和明細

3.4 車床進給係統的數控化改造

在進行車床進給係統的改造過程中，其實是與數（shù）控係統安裝進行配（pèi）合的，通常主要是加裝與數控係統自（zì）帶的伺服電機（jī）相（xiàng）匹配的電機座。必須注意的是在安裝過程中，一定要對電機和軸（zhóu）承座進行打表檢測，避免出現偏心等情況出現。

圖 1 普車改數控後使用效果圖

4 、機床精（jīng）度、質量檢測（cè）與調試

4.1 精度調試（shì）

車（chē）床機械結構在進行數控化改造之後，必須要進行嚴格的精度檢驗和調試。通常來（lái）說數控機（jī）床精度主要表現在三個方麵：主軸跳動、刀架精度、兩軸絲杆精度，在主軸的精度檢測（cè）環節需要通過千分表對主軸的端跳、圓（yuán）轉、方向（xiàng）等進行打表，以便分辨其具體的（de）精度指標是否合（hé）格，如果出現不合格的情況，要進行及時的拆解（jiě），並進行再次裝配；在刀架安裝時，一（yī）定要注意刀架轉動的重複定位精度，這項精度其實是刀架（jià）自身的精度，所以如果不合格要進行（háng）刀架（jià）整體的更換；在進行兩軸（zhóu）的精度檢驗時，可以（yǐ）通過千分表對兩軸的上母線和側母線進行打（dǎ）表觀看，如果精（jīng）度不合格要（yào）及時的對軸承座，以及絲杠托架進行調整（zhěng），如果（guǒ）還是不合格要對兩軸部件進行整體的拆解，對各個（gè）部件進（jìn）行逐一的再（zài）次（cì）檢（jiǎn）查，並確定出問題所在進行及時的調整。另外在進行兩軸的齒輪比和反向間隙（xì）調整時，可以通過數控（kòng）係統內部的具體參數來進行設定。通常來說，齒輪比是依據絲杠的螺距，通（tōng）過數控係統的實際要求計算出來的，而對於反向間隙來說，則是需要通過反複的撞表觀察來得出具體的實（shí）際數值，並輸入的數控係（xì）統中（zhōng）的相應參（cān）數內。必須承認的是，調試機（jī）床精度是一個反複且需要極度耐（nài）心的過程，通常在進（jìn）行機械以及（jí）電氣部分改造完工後（hòu），才（cái）進行精（jīng）度的調試，並且不同型（xíng）號的機床，其精度調試的標準（zhǔn）和依據也是不同的，所以要依據現場的實際（jì）情況，並根據（jù）多年的調試經（jīng）驗進行反複的（de）精度（dù）調試，直到達（dá）到標準為（wéi）止。

4.2 質量檢測與調試

4.2.1 質量檢測

通常來說機床的質量檢測（cè）是指性能和功能兩方麵的檢（jiǎn）測，在（zài）進行普車數控化機械部分改造後，需（xū）要進行（háng）性能檢測的項目有：主軸方麵檢測、兩（liǎng）軸進給檢測、機床潤滑等方麵檢測。針對主（zhǔ）軸的檢測為：手動和自動兩（liǎng）種；針對兩軸（zhóu）進給檢測（cè）為：手動、自動的快移和保持進給等檢測、兩軸限位（wèi）和機床原點（diǎn）檢測；對（duì）數控係統來說，要對其基本控製功能進行測（cè）試，譬如：手動、自動、MDI 等功能能否順暢切換，刀補、圖顯、輔助功能能否實（shí）現等。

4.2.2 檢（jiǎn）測與調試

所謂質量調試與檢測主要（yào）包括四個方麵：第一是空運行檢驗和調試（shì）；第二是機床基（jī）本動作調試；第三是機床基（jī）本功能調試；第四是機床加工檢測，具體介紹詳見表 1。

5 、結束語（yǔ）

現如（rú）今普車改造數控已經成為我國普通車床發（fā）展的一個（gè）必然趨（qū）勢，因此如何能夠將此工作進行（háng）至最優、最好，就是廣大機床製造者必須深刻（kè）思考的問題，本文就改造過程中的一些具（jù）體流（liú）程和檢測事項進行了詳盡的介紹，希望通過本文論述可以對我（wǒ）國車床發展，起到一定的幫（bāng）助作用（yòng）。

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