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普通車床改造設計（jì）為數控機床案例

2020-12-17 來源：- 作（zuò）者：趙一（yī）平

摘要：近些年伴隨我國（guó）改革（gé）開（kāi）放的巨大浪潮，我國的各行各業得到了蓬勃且顯著的發展，科學技術也創造出（chū）了前所未有的進步，由（yóu）此也帶（dài）動了我國工業的大踏步發展。而工業的核心便是機床（chuáng）的發展，這些年伴隨黨中央的大力扶持，我國的機床製造業得以持續且良性的進步和創新，同時在加工領域對於數控機床的需求也在（zài）逐年的攀升，因此對傳統的普通（tōng）車床進（jìn）行數（shù）控化機械改造就（jiù）成為了必然的（de）發展趨勢。不過在具（jù）體的普車向數（shù）控改造的進（jìn）程中（zhōng），會出（chū）現許多問題影（yǐng）響改造的發展，譬如：電機（jī）參數與機床不匹配、數控係統不符合機床要求等，這（zhè）些問題就嚴重的影響著機床的精度，以及機床改造的良性（xìng）發（fā）展。所以為了進一步的確保機床在改造後擁（yōng）有較高的使用精度及使用功能，對其改造進程進行分析（xī）是必然（rán）的，也是必要的。

關（guān）鍵詞：普通車床；機械結（jié）構；數控化改造

0 引言

必須承認的是，車床（chuáng）是目前機加領域中（zhōng）最為重要的加工設備。伴隨我（wǒ）國經濟的飛速發展，機加領域在快速的創新和改革，數控車床的出現逐漸的取代了傳統的普車，可是一些行業中仍然有（yǒu）普車在使用，究其（qí）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、汽車維修等，並且因（yīn）為數控（kòng）車床加工的工時（shí）相對較高，一（yī）些企業因此還是在沿用普車進行工作。正因如此就需要對普車進行機械部分的數控化改（gǎi）造，以（yǐ）便提升普車（chē）的加工效率和工作能力。

1、車床數控化改造的必然性

相對（duì）傳統的普通車床來說，使用數控車床可以（yǐ）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（jiā）工效率，並且進（jìn）一（yī）步的確保了零件的加工精度。必須承認的（de）是通過數控機床加工出來的零件精度更高、光潔度更好、零件成品率高，並且使用數控機床還可以與自動線、機械（xiè）手進行組合生成高效的自動化生產線，可（kě）以將多個分散的工序進行（háng）有效的集中，進一步的降低了零件在搬運過程中，所浪費的（de）生產（chǎn）時間，同時還可（kě）以進行自（zì）主的故障警（jǐng）報，以及總線控製等，其不但降低了人（rén）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。同時伴隨工業領（lǐng）域信息技術的不斷提升，數控機床的核心地（dì）位（wèi）也在不斷的攀升，必須承認的是（shì），數控機床將是未來（lái）加工領域的主導設備。而相對普通車床來說，因為（wéi）能夠（gòu）操（cāo）作其車削的工人越來越少，並且工作效率相對低下，所以期望進行普車數控化機械部分（fèn）改造的企業（yè）和個人也在不斷的增多（duō），鑒於此種（zhǒng）情況，進行車床（chuáng）數控化改造將是在很長一段時間內，在機加行業中，必然會進（jìn）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 確定改造方案

具體來說進行普車改造方案製定，是需要依據機（jī）床在使用過程中存在的問題來進行（háng）製定的。必須明確的是，在進行機床改造過程中，應該（gāi）有明確的改造針對性，盡力的保證（zhèng）其機床的改造符合相關生（shēng）產單位的具體（tǐ）實際需（xū）要。在（zài）進（jìn）行實（shí）際的普車改數（shù）控的過程中，絕大（dà）部（bù）分的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（zhè）些零件進行清（qīng）理和維修，要盡量的（de）保證減（jiǎn）少不（bú）必要的成本投入（rù）和（hé）資金（jīn）使用，同時還應該盡量的將改造的時（shí）限進行縮短，以便（biàn）機床使用方可以盡快的進行生產。

2.2 要適應（yīng）多種場合需要

通常來說，車床的主要（yào）結（jié）構部件都是鑄鐵製造的，其相比剛剛投入生產的新機床（chuáng）來說，鋼體穩定性更強，因此在進行車床數控化機械部分改造的過程中，隻要對一些小（xiǎo）型零件進行修複（fù）和更替就可以進行工（gōng）作（zuò）了（le）。但是必須（xū）明確的是，因為車床可（kě）以進行加工的（de）零件種類（lèi）非常多，其不單單有軸類、盤類、套類（lèi）零件，還會涉（shè）及到各種畸形鑄件（jiàn）等（děng）零件，所以進行改造（zào）的普通車床，在進行改造結（jié）束後需要滿足多種複（fù）雜零件的加工需要，以便廠家可以（yǐ）開（kāi）拓加工市場。所以在進行在（zài）進行車床數控化機械部分改造的過（guò）程中，要增加科技的知（zhī）識（shí）和力量（liàng），讓先進的科技融（róng）入到改造車床（chuáng）當中，讓其擁有更新鮮的血液（yè），以及先進的功（gōng）能（néng）。

3 、車床數（shù）控化改造

3.1 對車床床身和導軌的改造

目前（qián）我（wǒ）國的普車其床身材質都為鑄鐵，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（néng），同（tóng）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的使用精度。另外如果客戶經濟條件允許的話，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（shù）小（xiǎo），並（bìng）且精（jīng）度和剛性高，同比硬軌來說（shuō）具有得天獨厚的優勢。

3.2 滾珠絲杠的改造

滾珠絲杆是由滾珠、絲杆主體、回型珠管（guǎn）等組成，其主要（yào）作用是將機床床鞍的（de）回轉行動轉變成為直線的行動。因（yīn）此在進行改造的過程中，采用滾珠絲杆可以有效的提升普車的進給效率，讓普車的保持進給更加的順暢和（hé）平穩。同時因為（wéi）滾珠絲杆在行駛的過程中，振幅較小，因此其不會受到（dào）太大的阻力。但是（shì）必須說明（míng）的是，在（zài）進行改（gǎi）造過程中，需要（yào）對絲杆的（de）直徑（jìng）、長短，以及廠家進行嚴格的（de）篩選（xuǎn），避免（miǎn）出現采購完，在改造現場不能正常使用的情（qíng）況。

3.3 主軸傳（chuán）動係統（tǒng）的（de）數控化（huà）改造

普車的主軸傳（chuán）動結（jié）構是由電機帶（dài）動皮帶，進而又（yòu）皮帶又帶動Ⅰ軸，Ⅰ軸在通過齒輪傳導帶（dài）動主軸轉動，所以在進行改造的過程中，要盡（jìn）量的不對主軸箱以及（jí）主軸傳動機構進行改（gǎi）動。因此可以（yǐ）采用雙或四速的電機替代原有電機，以便增強主軸（zhóu）傳遞扭矩的能力。同時為了實現自動車削螺（luó）紋加工，還需（xū）要增加主軸編碼器（qì），通常來說是將（jiāng）主軸編碼器安裝在主軸箱後部，主軸尾部（bù）旁邊，並采用與主軸尾部上（shàng）帶輪同樣大小的帶輪，帶動主軸編碼器，如此就可以實（shí）現主軸和編碼（mǎ）器同步運動了。

表 1 機床檢測與調試的基本項目和明細

3.4 車床進（jìn）給係統的數控化改（gǎi）造（zào）

在進行車床進給係統的改造過程中，其實是與數控係統安裝進行配合的，通常主要（yào）是加裝與數（shù）控係統自帶的伺服電機（jī）相匹配的電機座。必須注意的是在安裝過程中，一定要對電機和軸承座進行打（dǎ）表檢測，避免出（chū）現偏心等情（qíng）況（kuàng）出現。

圖 1 普（pǔ）車改數控後使用效果圖

4 、機床精度、質量檢測與調試

4.1 精度調試

車床機械結構在進行數控化改造之後，必須要進行嚴（yán）格的精度檢驗和調試。通常來說數控機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，在主軸的精度檢測環節需要通過千分表對主軸的端跳、圓轉、方向等進行打（dǎ）表，以（yǐ）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，並進行再次裝配；在（zài）刀架安裝時，一定要（yào）注意刀架轉動的重複定位精度，這項精度其實是刀架自身的精度，所以如果不合格要進行刀架整體的更換；在進行（háng）兩軸的精度檢驗時，可以通過千分表（biǎo）對兩軸的上母（mǔ）線（xiàn）和側母線進（jìn）行打表觀看，如果精度不合格要及時的對軸承座（zuò），以（yǐ）及絲杠托架進（jìn）行（háng）調整，如果還是不（bú）合格要對兩軸部件進行整體的拆（chāi）解（jiě），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（shí）的調整。另外在進（jìn）行兩軸的齒（chǐ）輪比和反向間隙調整時，可以通過數（shù）控係統內部的具（jù）體參數來進行設（shè）定。通常來說（shuō），齒輪比是依據絲杠的螺距，通過數控係統的實際（jì）要求計算出（chū）來的，而對於反向間隙來說，則是（shì）需要通過反複的撞表觀察來得出具體（tǐ）的（de）實際數（shù）值，並輸（shū）入的數控係統中的相應參數內。必須承認的是，調試機床精度是一個反複且需要極度耐心的過程，通（tōng）常在（zài）進行機械以及電氣部分（fèn）改造完工後，才進行精度的調試，並且不同型號的機（jī）床，其精度調試的標準和依據也是不同的，所以要依據現場的實際情況，並根據多年的調試經（jīng）驗進行反複的精度調試，直到達到標準為止。

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是指性能和功能兩方（fāng）麵的檢測，在（zài）進行普車數控（kòng）化機械部分改造後，需要進行性能檢測的項目有：主軸方麵檢測、兩軸進給檢測、機床（chuáng）潤滑等方麵檢測。針對主軸的檢測為：手動（dòng）和自動兩種；針對兩軸進給檢測為：手（shǒu）動、自動的快移和保持進（jìn）給等檢測、兩軸限位和（hé）機床原點檢測；對（duì）數（shù）控係統（tǒng）來說，要對其基本控製功能進行測試（shì），譬如：手（shǒu）動、自動、MDI 等（děng）功能能否順暢切換（huàn），刀補、圖顯（xiǎn）、輔助功能能否實現等。

4.2.2 檢測與調試

所謂質量調試與（yǔ）檢（jiǎn）測主要包括四個方麵：第一（yī）是空運行檢驗和調試；第二是（shì）機床基本動作調試；第三（sān）是機床（chuáng）基本功能調試（shì）；第四是機床加工檢測，具體介紹（shào）詳見表 1。

5 、結束語

現如今普車改造數控已經成為我國普通（tōng）車床發展的一個必然趨勢，因此如何能夠將此工作（zuò）進行至最優（yōu）、最好，就是廣大機床製造者必（bì）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進行了詳盡的介紹，希望通過本文（wén）論述可以對我國車（chē）床發展，起（qǐ）到（dào）一定（dìng）的幫助作用。

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