數(shù)控機床的改造及應用

朱兆華　何榮軍　李石

摘 要：我國在改革開放初期因相關技術落后、加工工藝水平較低，無法通過國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)條件滿足快速發(fā)展的加工行業(yè)的需求，曾大量引進國外高檔數(shù)控機床。但時至今日，這些高檔機床已經(jīng)嚴重老化了，故障頻發(fā)無法滿足我國生產(chǎn)加工行業(yè)日益提高的要求，但這些高檔機床如果進行改造，花費較少的費用就能繼續(xù)為企業(yè)服務取得明顯的經(jīng)濟效益，文章對我國數(shù)控機床的改造情況做了簡要分析，并對如何將數(shù)控機床進行改造進行了詳細闡述，這會對我國現(xiàn)階段數(shù)控機床改造具有一定的指導意義。

關鍵詞：數(shù)控機床；改造；措施；應用

1 我國數(shù)控機床現(xiàn)狀

進入二十一世紀以來，隨著我國經(jīng)濟水平的快速改善和相關技術的不斷提高，國內(nèi)每年可生產(chǎn)數(shù)控機床約八千臺，但作為擁有世界工廠之稱的大國，這些數(shù)控機床的數(shù)量遠遠達不到對現(xiàn)有機床的替代作用，企業(yè)現(xiàn)有的數(shù)控機床大多已經(jīng)服役十到二十年，而且數(shù)控化程度低，無法加工精密部件。這些機床的產(chǎn)品標準度低而且加工效率不高，無法滿足大批量生產(chǎn)的要求。這會直接影響企業(yè)的發(fā)展，從長遠角度來看，甚至會對我國經(jīng)濟造成一定影響。

如何解決這一問題是擺在我國加工行業(yè)面前的一道難題，如果將這些數(shù)控機床全部淘汰從新訂購新型數(shù)控機床，雖然可以解決后續(xù)加工的技術問題，但需要大量資金購置，這會影響企業(yè)的現(xiàn)金流供應。在這種情況下我們可以對現(xiàn)有的數(shù)控機床進行改造，使之性能得到有效提升，滿足企業(yè)需求，而且花費很低——只是購置新型數(shù)控機床費用的20%左右，這對企業(yè)來說是一個十分有利的條件。

2 數(shù)控機床改造的意義及需求

高級數(shù)控機床是加工制造業(yè)不可缺少的工具，但是我國現(xiàn)有數(shù)控機床大多是老式機床，加工精度低、生產(chǎn)效率低、不合格產(chǎn)品多是其無法逾越的鴻溝，這直接導致國內(nèi)部分加工制造企業(yè)無法對精密部件進行加工，極大地影響相關企業(yè)在國際市場上的生存與發(fā)展。而新型高級數(shù)控機床在計算機的準確控制下可以準確地按照加工工件設計要求進行切削加工，能夠完美地控制各個方向上的進給量，不僅可以提高產(chǎn)品加工精度，更可以通過計算機的精準控制加工出各種曲線、曲面等復雜工件。而且一次成型率高，避免二次加工或造成廢件的情況發(fā)生，還可以實現(xiàn)自動化加工，在這樣的條件下數(shù)控機床的生產(chǎn)效率可以提高2-3倍，大大提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益也增強了企業(yè)的核心競爭力。如果在加工工件需要多工序加工情況下，新型數(shù)控機床的優(yōu)勢體現(xiàn)的更加明顯，在控制中心的計算機程序控制下，需要多工序進行加工的工件只需要一次被固定在機床上進行定位，其余工序可以在預定程序的控制下實現(xiàn)自動化加工，無需重復進行固定、定位，這會大幅提高企業(yè)生產(chǎn)加工效率。

另外，數(shù)控機床的改造在國內(nèi)加工制造業(yè)內(nèi)有著巨大的需求，我國上世紀達從國外大量進口的高檔數(shù)控機床基本到達了淘汰的邊緣，但這批產(chǎn)品數(shù)量巨大、價值較高，如果直接淘汰會對企業(yè)和國家造成不小的經(jīng)濟損失，而且直接引進新型高級數(shù)控機床的成本非常高，不少企業(yè)無法承受這樣的資金量需求。更為重要的是，這些即將淘汰的數(shù)控機床很大一部分只是由于數(shù)控系統(tǒng)無法更新或無法配置新系統(tǒng)而停止使用的，大部分數(shù)控機床機械部件精度和金屬強度還能滿足設計需求，這為數(shù)控機床的改造創(chuàng)造了可能性。而且進行改造后的數(shù)控機床可以滿足現(xiàn)階段生產(chǎn)加工行業(yè)的精度、質(zhì)量等方面的需求，且改造費用相比于高昂的新型數(shù)控機床購置費用來說低廉很多，只是購置費用的20%左右，這樣就會為生產(chǎn)加工企業(yè)節(jié)省一筆不小的開支，而且還能避免資源的浪費。

最后，我們對數(shù)控機床改造的市場及可行性進行分析。隨著我國改革開放之后經(jīng)濟建設加速發(fā)展，“中國制造”已經(jīng)成為世界的一個符號，中國已經(jīng)成為“世界工廠”，大量加工制造企業(yè)如雨后春筍般出現(xiàn)在祖國大地上，我國每年都要從發(fā)達國家引進大量電氣設備來滿足生產(chǎn)加工的需求，數(shù)控機床也是其中很大的一項，國內(nèi)的數(shù)控機床生產(chǎn)廠家也在不斷的學習并飛速發(fā)展，但國內(nèi)的生產(chǎn)并不能完全滿足市場的需求。現(xiàn)在很多加工制造企業(yè)還在使用老式數(shù)控機床，而且數(shù)量龐大，這就為數(shù)控機床改造提供了廣泛的市場，滿足了客戶需求。而且經(jīng)過近年來我國相關技術人員的不斷努力學習和進步，數(shù)控機床的核心技術數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)日趨成熟，性能非常穩(wěn)定，可以適用于老式數(shù)控機床的改造項目上。隨著技術的不斷提高，數(shù)控機床的模塊化技術也已經(jīng)能夠應用于老式數(shù)控機床的改造中去。只需要對這些老式數(shù)控機床進行部分部件進行技術更新，就可以盤活這一批很大的固定資產(chǎn)，只要改造好了就是一筆巨大的財富。通過發(fā)現(xiàn)主要的技術難點，解決數(shù)控機床改造過程中的關鍵技術問題，就可以使用最小的投資取得最大的經(jīng)濟效益和社會效益。數(shù)控機床改造項目擁有一個極大的市場。

3 數(shù)控機床改造技術和措施

要想對現(xiàn)有數(shù)控機床進行改造，就要了解與新型數(shù)控機床的差距和實際生產(chǎn)加工過程中對數(shù)控機床的要求。一臺性能優(yōu)良穩(wěn)定的數(shù)控機床應該滿足：數(shù)控機床部件具有高的靜動態(tài)剛度；運動副之間的摩擦系數(shù)小，傳動無間隙；功率大；便于操作和維修等條件。所以在進行機床數(shù)控改造時也應盡量達到上述要求。不是簡單地將現(xiàn)代數(shù)控裝置與老式數(shù)控機床連接在一起進行模塊化更新就能夠達到了數(shù)控機床改造的要求，還應對老式數(shù)控機床的主要部件進行相應的改造，才能達到花小錢辦大事目的。具體措施有下列幾項。

3.1 修復導軌精度

數(shù)控機床的導軌是在加工過程中起到導向與承載作用的部件。性能良好的導軌不論在空載條件下還是在加工過程中，都應對加工工件提供足夠的導向精度。這是保證數(shù)控機床加工工件精度的基礎，所以，在進行數(shù)控機床改造時必須修復導軌精度。對不同形式導軌需要采用不同的修復方式。如現(xiàn)有數(shù)控機床導軌為塑料導軌則需進行重新粘塑，首先將塑料導軌表面加工粗糙，有需要的情況下可以在其表現(xiàn)上加工凹槽，然后將聚四氟乙烯導軌軟帶用膠黏劑固定到加工好的塑料導軌上，室溫環(huán)境下固化24小時即可；如果使用的是鑄鐵導軌可以采用刮削或者增加涂層的方法來修復導軌精度，如果導軌表面平整無明顯損傷可以使用環(huán)氧型耐磨導軌涂層對鑄鐵導軌進行修復，可以節(jié)省改造時間，如果表面有損傷情況下就需要對現(xiàn)有鑄鐵導軌進行刮削，刮研顯點為18-25點/平方厘米，同時，必須保證潤滑的可靠性。這樣才能盡可能地減小摩擦，以及對位置控制精度的影響。

3.2 恢復主軸精度

主軸是數(shù)控機床重要部分。在數(shù)控機床工作時由主軸帶動工件或刀具進行切削加工，主軸的精度直接影響著產(chǎn)品最終的質(zhì)量，所以數(shù)控機床改造時大多需要更換主軸軸承、或者重新調(diào)整軸承的間隙調(diào)整和預緊。

3.3 修復滾珠絲杠

數(shù)控機床部件中都含有滾珠絲杠，滾珠絲杠是數(shù)控機床在進行加工過程中控制進給的主要傳動機構(gòu)，在改造時要恢復其傳動精度才能保證改造后的定位精度，在改造過程中一定要更換或重新調(diào)整滾珠絲杠的滾動軸承，適當預緊，保證其精度。

3.4 更新數(shù)控系統(tǒng)

數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的靈魂，現(xiàn)在老式數(shù)控機床改造的技術日趨成熟，相應系統(tǒng)也越來越穩(wěn)定，在改造過程中可以選用SIEMENS系統(tǒng)、FANUC系統(tǒng)等，這些數(shù)控系統(tǒng)相比于老式系統(tǒng)功能更加齊全、性能更加穩(wěn)定。

4 結(jié)束語

數(shù)控機床改造項目具有非常廣泛的市場，充分滿足了客戶需求，并且在制造業(yè)飛速發(fā)展的階段，相關企業(yè)對這項工作更迫切的期待，對現(xiàn)有數(shù)控機床進行改造升級，不僅僅加強了企業(yè)的生產(chǎn)里、為企業(yè)注入了新的活力，而且避免了大量資產(chǎn)浪費現(xiàn)象的發(fā)生，希望數(shù)控機床改造技術可以更好地為相關企業(yè)服務，為其帶來更大的經(jīng)濟和社會效益。

參考文獻

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