数控机床改造的实践性研究

唐维军（中车戚墅堰机车有限公司，江苏 常州 213011）



数控机床改造的实践性研究

唐维军
（中车戚墅堰机车有限公司，江苏 常州 213011）

21世纪数控技术被广泛应用在工业领域，数控技术在工厂和企业的应用中主要有两个基本途径，一个是采购整机数控机床，一个是将普通机床经过改造成为数控机床，由于我国从制造大国逐步转向制造强国，数控机床的改造尤为重要。

数控机床；改造；技术研究

随着现代社会经济的不断发展和科学技术的不断创新，我国数控机床的改造技术越来越受到相关工业领域的关注。数控机床是近现代科技发展的产物，其综合了现代工业建设所需的精密机械制造、计算机、传感与检测、通信等多种技术，是一种创新性的新型高精密机械设备。而且，数控机床在实践应用方面，能够有效地根据主轴速度的改变、切削速度的控制、被加工零件的自动控制、刀具的类型等一系列操作，将这些信息以计算机数据的方式，有效地传回到数控机床的终端控制系统当中，最后由数控终端进行汇总分析，并最终发出指定命令，促使其他数控机床的加工控制系来自动加工所需要的零件。

1 数控机床改造技术分析

数控机床是一种结合了现代工业建设所需的精密机械制造、计算机、传感与检测、通信等多种技术的新型高精密机械设备，其所采用的信息控制方法是现代新型的数码控制，具有高强度的控制性和精密性能力，相关数控机床操作人员在进行各种种类的零件加工时，只要调整相应的加工程序就可以，这大大方便了零件的加工，提高零件加工的效率。通过数控机床生产的零件具有一致性好、精度高、降低人工劳动强度等优点，例如，在数控机床上面，相关数控操作人员只需要适当的加入一个刀库，以及自动更换刀具的装置，其便可以有效地实现一次装设，并可同时完成多道工序。此外，新时代下的数控还具有自我诊断功能，大大的提高了机床的智能化。而且，与普通机械加工设备相比，数控机床加工设备具有更高的技术含量和工作效率等优势，因此，目前我国很多普通机械加工设备由于其效率低、精度低和自动化程度低等原因，正逐渐被数控机床取代，数控机床在机械制造业当中也变得越来越具有更加重要的地位。

对于现代数控机床而言，数控系统是其内部的核心技术，而伺服驱动单元则直接影响了机床的加工精度和其他许多方面的精度，从中可以看出数控系统和驱动单元的好坏直接决定了机床的最终功能。目前，从总体情况分析，机床的改造具有以下几个明显的优势：第一，数控机床改造成本较低。现代很多企业的数控机床更新一般有两种方法，一种是利用改造技术对已有数控机床进行技术改造，而另一种更则是购置新的数控机床，然而，由于数控机床属于高科技大型机械设备，其目前市场上的价格非常的高，对于许多中小型企业来说，购置新的数控机床需要消耗大量的资金成本，不利于企业经济效益的提高，而通过借助数控机床改造技术，其企业的数控机床改造一般可以节约一半以上的成本，尤其是对于成本较高的大型和特殊设备，具有良好的经济效益提高效果；第二，数控机床改造性能稳定。通过对数控机床进行科学的技术改造，相关数控机床改造人员可以有效地促进企业数控机床的技术性能和和加工稳定性能；第三，数控机床改造可以提高工作效率。与旧式的、未经过改造创新的普通数控机床相比，改造完成后的数控机床工作效率可以明显的提高3~5倍，加工难度越高，效率越明显，从而节约了费用，缩短了生产时间。

2 普通机床应具备的条件

（1）加工的适用性。正常情况下，在生产大批量的复杂零件时，数控机床才会表现出巨大的生产价值，在航空、军事、汽车等领域的加工质量更加明显，同时各种类型的零件都可以采用数控机床来完成，这是普通机床所无法完成的，因此，企业在改造机床前应该先分析企业生产的主要产品的加工适用性。

（2）机床现有情况。在进行普通数控机床的改造之前，相关数控机床改造人员应当严格的做好普通数控机床的现有情况和性能审核工作，对用于数控改造的机床其机座和导轨等部件的基本情况检查是否良好。数控机床对于精度要求较高，如果待改造的普通数控机床其本身的基础零件存在不稳定的问题，或者容易受到外力的影响而产生变形等情况，其便会很大程度上的影响到改造后的数控机床技术水平和工作性能，因此，相关数控机床改造人员一定要充分地做好待改造的普通数控机床现有情况调查工作，对于本身质量和性能存在问题的，应当及时进行筛选和排除。

3 数控机床的改造步骤和内容

（1）数控机床的主传动改造。直接带动工件和参与切削的部件是主轴部件，它不仅仅承受本身的重量，还需要能够承受较大的工作切削负荷。而且，主轴的方向和精度方面，其对于数控机床的零件加工也有着非常强大的精确度影响，如果主轴本身的精度出现问题，那么整个数控机床改造和加工的零件性能也会随之下降，并无法符合标准规范要求，因此，根据数控机床的主轴部分特点，其数控机床的主传动改造应当应从数控机床自身的刚性和旋转精度等方面来入手，进行合理改造。比如说，中小型数控机床的主传动，其普遍都是通过主轴箱的变速，来有效地调整数控机床的转速，使得其能够有效地满足数控零件加工的条件要求，然而，由于这种运作方法在很大程度上加大了数控机床主转动的机械档数，使得数控机床内部的变速箱结构变得更加的复杂化，工作负荷较大，这将很大程度上的降低零件加工的精度水准。但中小型机床价格较低，其主轴的改造费用较高，所以通常仍保持此部分不变。轴承和导轨也是改造的主要部分，对于小型机床而言，一般情况下要采用精度高的轴承；而对于大中型的数控机床，相关数控机床改造人员可以采用静压轴承来替换原有轴承的方法，从而有效地实现大中型的普通数控机床主传动改造。

（2）数控机床的进给传动的改造。对于普通数控机床而言，要想有效地保证数控机床的刀具或进给机械，能够拥有非常精确的定位效果和性能，其数控机床的内部结构当中就必须要加入进给传动设施。而且，一般情况下，为了有效地保证数控机床加工出来的数控零件能够具备较高的精密度效果，其对于数控机床的进给传动精度要求也很高，也就是数控机床的进给传动要品质高，响应速度快，频带较宽；速度高，定位速度快，从而有效地提高加工的效率等能力。齿轮结构是普通机床进给箱内部结构当中，最为基础的一个组成结构部分，由于数控机床要求进给结构较灵敏、反应快、无爬行，因此，相关数控机床改造人员可以采用滚珠丝杠来对其进行改造，从而有效地促进其达到标准规范要求。而且，滚珠丝杠副具有传动效率高、使用寿命长、摩擦损失小等特点，可以有效地降低数控机床进给传动加工时的动摩擦因数，降低接卸结构之间的摩擦效果，从而有效地促进数控机床进给传动的运动比较平稳，不易出现爬行现象。

综上所述，数控机床具有现代工业建设所需的精密机械制造、计算机、传感与检测、通信等多种技术，是一种新型高精密机械设备，其在具体的实践应用方面，能够有效地实现自动化、高精密新的操作加工，具有促进数控零件的加工便捷化，提高零件加工的效率和加工质量的多种优秀效果，而且，改造后的数控机床生产的零件具有一致性好、精度高、降低人工劳动强度等优点，因此，相关数控机床改造人员应当积极创新采用高科技的数控机床改造技术，从而有效地提高现代数控机床的改造性能和技术水平，促进现代数控工业的科学发展。

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