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普（pǔ）通（tōng）車床改造設計為數控機床案例

2020-12-17 來源：- 作者：趙一平

摘要：近些年伴隨我國（guó）改革開放的巨大浪（làng）潮，我國的各行各業得（dé）到了蓬勃且顯著的發展，科學技術（shù）也創造出了前所未有（yǒu）的（de）進（jìn）步，由此也帶（dài）動了我國工業的（de）大踏步發展。而工業的核心便（biàn）是機床的發（fā）展，這些年伴隨黨中央的（de）大力扶持，我國（guó）的機床製造業得以持續且良性的進步和創新（xīn），同時在（zài）加工（gōng）領域對於數控機床的需求也在逐年的攀升，因此（cǐ）對傳統的普通車床進行數控化機械改造就成為了必（bì）然的發展趨勢。不過（guò）在具體的普車向數（shù）控改造的進程中，會出（chū）現許多問題影響改造的發展，譬如：電機參數與機床不匹配、數控係統不符合（hé）機床要求等，這些問題就嚴重的影（yǐng）響著機（jī）床的精度，以及（jí）機床改造的良性（xìng）發展。所以為了進一步的確保機床在改造後擁有較高的使用精度及使用功能，對其改造進程進行（háng）分析是必然的，也是必要的。

關鍵詞：普通車床；機（jī）械（xiè）結構；數控化改造

0 引言

必須承認的是，車床是目前（qián）機加領域中最為（wéi）重要的（de）加工設備。伴隨我國（guó）經濟的飛速發展，機加領域在（zài）快速的創（chuàng）新和改革，數控車床的出現逐漸的取代了（le）傳統的普車，可是一些行業中仍然有普車在使（shǐ）用（yòng），究其原因主要是因為一些（xiē）維修加工必須要用到普車，譬如：船舶維修、汽（qì）車維修等，並且因（yīn）為數（shù）控車床加工的工時相對較高，一些企（qǐ）業因此還是在沿（yán）用普車進行工（gōng）作。正因（yīn）如此就需要對普車進行機（jī）械部分的數（shù）控化改造（zào），以便提升普車（chē）的加工效率和工作（zuò）能力。

1、車床數控化改造的（de）必（bì）然性

相對傳統的普通車床來說，使用數（shù）控車床可以對複雜的（de）零件進行快速的加工，同時可以最大程度的提升機床的加工效率，並且進一步的確保（bǎo）了零件的加工精度。必須承認的是通過數控機床加工出來的零（líng）件精度更（gèng）高、光潔度更好、零件成品率（lǜ）高，並且使用數控機床還可以與自動線、機械手進行組（zǔ）合生成高效的自動（dòng）化生產線，可以將多個分（fèn）散的工序進行（háng）有效（xiào）的集中（zhōng），進一步的降低了（le）零件在（zài）搬運過程中，所浪（làng）費的生產時（shí）間，同時還可以進行自主的故障警報，以及總（zǒng）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必要的投入。同時伴（bàn）隨工業領域信息技術的不斷提升，數控（kòng）機床（chuáng）的（de）核心地位也在不斷的攀升，必須（xū）承認的是，數控機床（chuáng）將是未來加工（gōng）領域的主導設備。而（ér）相對普通車床來說，因為能夠操作其車削的工（gōng）人越來越少（shǎo），並且工作效率（lǜ）相對低下，所以期（qī）望進（jìn）行（háng）普車數（shù）控（kòng）化機械（xiè）部分改造的（de）企業和個人也在不（bú）斷的（de）增多，鑒於此種情（qíng）況，進行車床數控化（huà）改造（zào）將是在很長一段時間內，在機加行業中，必然會進行、必然會出現的一（yī）項改造工作。

2 、車床數控化改造（zào）的特點（diǎn）

2.1 確定改造方案

具體（tǐ）來說進行普車改造方案製定，是需要依據機床在使用過程中存（cún）在（zài）的問題來進行製定的。必須明確的是（shì），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造符合相關生產單位的具體實際需（xū）要。在進行實際的普車改數控的過程中，絕大部分的基礎零件和許多的機床傳動部件是不（bú）需要進（jìn）行更替的，可以將這些零件（jiàn）進行（háng）清理（lǐ）和維修，要盡量的（de）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（jiāng）改造的時（shí）限（xiàn）進行縮短，以（yǐ）便機床使用方可以盡快的進行生產。

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鑄鐵製造的，其相比剛（gāng）剛投入生產（chǎn）的新機床來說，鋼體穩（wěn）定性更（gèng）強，因此在進行車床數控化機械（xiè）部分改造的過程中（zhōng），隻要對一些小型零件進行修複和更替就（jiù）可（kě）以進行工作了。但是必（bì）須（xū）明確的是，因為車床可以進行加（jiā）工的零件種類非常多，其不（bú）單單有軸類、盤（pán）類、套類零件，還會涉及到各種畸形鑄件等零件，所以進行改造的普通（tōng）車床（chuáng），在（zài）進行（háng）改造結（jié）束後（hòu）需要滿足多種複雜零件的加工需要，以便（biàn）廠家可（kě）以開拓加工市場。所以在進行（háng）在（zài）進行車床數控化機械部分改造的過程中，要增加科技的知識和力量，讓先進的（de）科技融入到改造車床當中，讓其擁有更（gèng）新鮮的血液，以及先進的功能。

3 、車床數控化改造（zào）

3.1 對車床床身和（hé）導軌的改造

目前我國的普車其床身材質都為鑄鐵，而在進行（háng）改造的過程中，為（wéi）了提升其導軌的基本精度，可以在其（qí）床身導軌上進行貼塑處理，貼塑（sù）采用的是塑（sù）料軟帶，其不僅可以提升床身導軌的潤滑性能，同（tóng）時期導軌在進行保持進給時將會更加（jiā）的流暢和方便，進一步的提升了機床的使用精度。另外如果客戶經濟條件允許的話（huà），還是可以（yǐ）建議客（kè）戶使用滾動導軌為宜，因為滾（gǔn）動導軌摩擦係數小，並且精度和（hé）剛性高，同比（bǐ）硬軌來說具有得天獨厚的優勢。

3.2 滾珠絲杠的（de）改造

滾珠絲杆是由滾珠、絲杆主體、回型珠管等組成，其主要作用（yòng）是將機床床（chuáng）鞍的回（huí）轉（zhuǎn）行動轉變成（chéng）為直線的行動。因此在進行改造的過程中，采用滾珠絲（sī）杆可以有效的提升普車的進給效率，讓普車的保持（chí）進給更加的順暢和（hé）平穩。同時因為滾珠絲杆在行駛的（de）過程中，振（zhèn）幅較小，因此其不會受到（dào）太大的阻力。但是必須說明的是，在進行改造過程中，需要對（duì）絲杆的（de）直徑、長短，以及廠家進行嚴格的篩選，避免（miǎn）出現采購完，在改造現場不能正常（cháng）使用的情況。

3.3 主軸傳動係統的數控化改造

普車的主軸傳動結構是（shì）由電機帶動（dòng）皮帶，進而又皮帶又帶動Ⅰ軸，Ⅰ軸在通過齒輪傳導帶動主軸轉動，所以（yǐ）在進行（háng）改造的過程（chéng）中，要盡（jìn）量的不對主軸箱以及主軸傳動機構進行改動。因此可以采用雙或四速的電（diàn）機替代原有電機，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，還需要增加主軸編碼器，通常來說是將主（zhǔ）軸編碼器安裝在主軸箱後部，主軸尾部旁邊（biān），並采用與主軸尾部上帶輪同樣大（dà）小的帶輪，帶動主軸編（biān）碼（mǎ）器，如此就可以實現主軸和編碼器（qì）同步運動了。

表 1 機床檢測與調試的基本項目和明細

3.4 車床（chuáng）進給係（xì）統（tǒng）的數控化改造

在進行車床進給係統的（de）改造（zào）過程中（zhōng），其實是與數控係統（tǒng）安裝（zhuāng）進行配合的，通（tōng）常主要是加裝與數控係統（tǒng）自帶的伺服電機相匹配的電機座。必須（xū）注意（yì）的是在安裝過程中，一定要（yào）對電機和軸承座進行打表檢測，避免出現偏心等情況出現。

圖 1 普車改數控後（hòu）使用效果（guǒ）圖

4 、機床精度、質量檢測與調試

4.1 精度調試

車床（chuáng）機械結（jié）構在進行數控化改造之後，必須要進行嚴格的精（jīng）度（dù）檢驗和調試。通常來說數控（kòng）機床精（jīng）度主要表現在三個方麵：主軸跳動、刀架精度、兩軸絲杆（gǎn）精（jīng）度，在主軸的精（jīng）度檢測環節需要通過千分表對主（zhǔ）軸的端跳、圓轉、方向等進行打表，以便分辨其具體的精度指標是否合格，如果出現不合格的情況，要進行及時的拆解，並進行再（zài）次裝配；在刀架安裝時，一定要注意刀架轉動的重（chóng）複定位精度，這項精度其實是刀架自身的（de）精度，所以如果不合格要進行刀架（jià）整體的更換；在進行兩軸的精度檢驗（yàn）時，可以通過（guò）千分（fèn）表對兩軸的上母線和側母線進行打表觀看，如果精度不合格要及時的對軸承座，以及絲杠托架進行調整，如果還是不合（hé）格要對兩軸部件進行整體的拆解，對各個部件進行逐一（yī）的再次檢查，並確定出問題所在進行及時的調整（zhěng）。另外（wài）在進行兩軸的齒（chǐ）輪比和（hé）反向（xiàng）間隙調整時，可以通過（guò）數控係（xì）統內部的具體參數來進行設（shè）定。通常來說，齒輪比是依據絲杠的螺距，通過數控（kòng）係統的實際要求（qiú）計算出來的，而對於反向間隙來（lái）說，則是需（xū）要通（tōng）過反複的撞表觀察來得出具體（tǐ）的實際數值，並輸入的數控（kòng）係（xì）統中的（de）相應參數內。必須承認的是，調試機床精度是一個（gè）反複且需要極度耐心（xīn）的過程，通（tōng）常在進行機械（xiè）以及（jí）電氣部分改造完工後，才進行精度的調試（shì），並且不同型號的機床，其精度調試的標準和（hé）依據也是不同的（de），所（suǒ）以要依據現場的（de）實際（jì）情況，並根據（jù）多年的調試經驗進行反複的精度調試，直到（dào）達到標準為止。

4.2 質量檢測與（yǔ）調試

4.2.1 質量檢測

通常來說機床的質量檢測是指性能（néng）和功能兩方（fāng）麵的（de）檢測，在進行（háng）普車數控化機械（xiè）部分改造後，需要進行性能檢測（cè）的項目有：主軸方麵檢測、兩軸進給檢測、機床潤（rùn）滑（huá）等方（fāng）麵檢測。針對主（zhǔ）軸的檢測為：手動和自動兩種；針對兩軸進給（gěi）檢測為：手動、自動的快移和保持進給等檢測、兩軸限位和（hé）機（jī）床原點檢測；對數控係統來說，要對其基本控（kòng）製功能進行測試，譬如：手動、自動、MDI 等功能能否順暢切換，刀補、圖顯、輔助功能能否實現等。

4.2.2 檢測與調（diào）試

所謂質（zhì）量調試（shì）與檢測主要包括四個方麵：第（dì）一是空運行檢驗和（hé）調試；第（dì）二是機床基（jī）本動作調試；第三是機床基本（běn）功能調試（shì）；第四是機床加工檢（jiǎn）測，具體介紹詳（xiáng）見表 1。

5 、結束語

現如今普車改造數控已經（jīng）成為我國普通車床發展（zhǎn）的一個（gè）必然趨勢（shì），因此如何能夠將此工作進行至（zhì）最優、最（zuì）好，就是廣（guǎng）大機床製造者必（bì）須（xū）深刻思考的問題，本文就改造過程中的一些（xiē）具體流程和檢測事項進行了詳盡的介紹（shào），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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