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普通機(jī)床機(jī)器改進(jìn)成為數(shù)控機(jī)床機(jī)器的必要

瀏覽次數(shù)：136 日期：2018-09-12 17:07:39

數(shù)控機(jī)床的擁有量和技術(shù)水平的高低是一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代制造業(yè)實(shí)力的重要標(biāo)志，當(dāng)前我國(guó)正處于從機(jī)械制造大國(guó)向機(jī)械制造強(qiáng)國(guó)轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時(shí)期，數(shù)控機(jī)床在汽車工業(yè)、航空航天工業(yè)、模具等行業(yè)已廣泛應(yīng)用。提高了零部件的性能水平、加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，為數(shù)控機(jī)床的使用者創(chuàng)造了巨大的效益。

　　一、普通機(jī)床數(shù)控化改造的必要性

　　（1）普通機(jī)床在時(shí)代快速發(fā)展的環(huán)境下存在的不足

　　普通機(jī)床受技術(shù)限制，在加工精度、加工質(zhì)量穩(wěn)定性、可靠性、生產(chǎn)效率、改善勞動(dòng)條件、生產(chǎn)管理現(xiàn)代化方面與數(shù)控機(jī)床相比相差甚遠(yuǎn)。普通機(jī)床工藝簡(jiǎn)單、功能單一，只能進(jìn)行單一工序操作，而對(duì)于較多工序零部件、復(fù)雜零部件生產(chǎn)要求無(wú)法完成。

　　加工時(shí)間以及輔助時(shí)間多影響效率，普通機(jī)床加工精度低、自動(dòng)化程度低，很多操作工序依賴工人操作，勞動(dòng)強(qiáng)度高，產(chǎn)品質(zhì)量一致性差，常常無(wú)法保證加工零件高質(zhì)量。

　　（2）普通機(jī)床數(shù)控化改造后所具有的優(yōu)點(diǎn)

　　柔性較好，數(shù)控機(jī)床機(jī)器不同普通機(jī)床在加工零部件時(shí)需制作許多夾具、模具并經(jīng)常更換，零件在改造后的數(shù)控機(jī)床上加工，關(guān)鍵取決于程序的設(shè)計(jì)、輸入、編輯，并不需要對(duì)機(jī)床經(jīng)常調(diào)整；加工零件質(zhì)量穩(wěn)定、一致性好，在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上加工一批零件使用同樣的加工程序和刀具，加工條件完全一致，走刀軌跡完全相同；生產(chǎn)效率高，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比，與加工中心的刀庫(kù)配合零件的輔助時(shí)間和加工時(shí)間可有效地減少，數(shù)控機(jī)床允許機(jī)床進(jìn)行較大切削量的強(qiáng)力切削，進(jìn)給量的范圍擴(kuò)大。

　　另外，與加工中心的刀庫(kù)配合使用，可實(shí)現(xiàn)在一臺(tái)機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工，工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間大大減少，提高了生產(chǎn)率。

　　數(shù)控機(jī)床的加工精度一般可達(dá) 0.05mm——0.1mm，數(shù)控機(jī)床絲桿螺距平均誤差與傳動(dòng)鏈的進(jìn)給反向間隙可由數(shù)控裝置進(jìn)行曲補(bǔ)償，數(shù)控機(jī)床是通過數(shù)字信號(hào)形式來(lái)實(shí)現(xiàn)控制其加工精度，機(jī)床每移動(dòng)一個(gè)脈沖當(dāng)量需由數(shù)控裝置輸出一脈沖信號(hào)，因此，數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。

　　利用現(xiàn)代化生產(chǎn)管理，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工時(shí)，可對(duì)所使用的夾具、刀具進(jìn)行規(guī)范化，并精確估計(jì)該零件輔助時(shí)間、加工時(shí)間，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比改善了勞動(dòng)條件，加工前調(diào)整好數(shù)控機(jī)床，輸入程序并啟動(dòng)，數(shù)控機(jī)床自動(dòng)連續(xù)地對(duì)零件進(jìn)行加工，直至零件加工完成。

　　二、數(shù)字環(huán)境下數(shù)控化改造措施

　　數(shù)控機(jī)床一般是由測(cè)量系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)組成。普通機(jī)床數(shù)控化改造究竟是要局部改造還是全部改造則要由普通機(jī)床改造費(fèi)用和原有的參數(shù)性能決定。在數(shù)控化改造過程中首先要明白現(xiàn)有需改造機(jī)床的功能、參數(shù)、機(jī)械傳動(dòng)精度、運(yùn)行狀況，再預(yù)先估計(jì)普通機(jī)床改造后的性能是否能滿足要求，具體要明確如下事項(xiàng)：

　?。?）對(duì)需改造的普通機(jī)床機(jī)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)要把握準(zhǔn)確。

　?。?）普通機(jī)床數(shù)控化改造，應(yīng)慎重選擇控制軸數(shù)目，因?yàn)檩S數(shù)目直接決定選擇哪種數(shù)控系統(tǒng)與之匹配。

　?。?）普通機(jī)床數(shù)控化改造前必須清楚原機(jī)床核心功能部件如變速箱、刀架等，這樣才能保證數(shù)控化改造后的機(jī)床能夠生產(chǎn)加工復(fù)雜零件。

　　（4）為了保證普通機(jī)床數(shù)控化改造后達(dá)到精度要求以及功能預(yù)期，對(duì)數(shù)控化改造后的數(shù)控機(jī)床所具有參數(shù)性能及機(jī)械結(jié)構(gòu)參數(shù)要有足夠的估計(jì)。

　?。?）普通機(jī)床數(shù)控化改造前需了解機(jī)床的一些輔助安全性能參數(shù)，以保證機(jī)床數(shù)控改造后操作人員的人身安全。

　?。?）普通機(jī)床數(shù)控化改造過程中還要考慮現(xiàn)有的電氣控制系統(tǒng)是否能夠滿足改造后數(shù)控機(jī)床的要求，如果不能都達(dá)到要求，就須通過可編程邏輯控制器來(lái)進(jìn)行改造。

　　三、基于數(shù)字環(huán)境下數(shù)控系統(tǒng)選型

　　基于數(shù)字環(huán)境下普通機(jī)床數(shù)控化改造關(guān)鍵是數(shù)控系統(tǒng)選型。選型時(shí)依據(jù)需改造機(jī)床的機(jī)構(gòu)參數(shù)、性能參數(shù)選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)與之匹配，才能保證普通機(jī)床在改造后按照事先默認(rèn)計(jì)好的功能要求進(jìn)行零件加工，否則無(wú)法達(dá)到功能預(yù)期。

　　市場(chǎng)上功能不一、類型不同的數(shù)控系統(tǒng)繁多，因而在基于數(shù)字環(huán)境下選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)充分考慮改造前普通機(jī)床的功能及特性、數(shù)控化改造后所要達(dá)到的精度要求、功能預(yù)期以及預(yù)期改造費(fèi)用；而且在選擇數(shù)控系統(tǒng)時(shí)要特別注意改造時(shí)所選數(shù)控系統(tǒng)的廠家能提供的技術(shù)支持。

　　不同數(shù)控系統(tǒng)對(duì)需改造的機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)裝置都有不同的具體要求，不是全部機(jī)床都能進(jìn)行數(shù)控化改造，更不是任何需數(shù)控化改造機(jī)床與所有不同數(shù)控系統(tǒng)都匹配，必須選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)與之匹配，才能達(dá)到數(shù)控化改造目的。

　　四、基于數(shù)字環(huán)境下的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和改造

　　普通機(jī)床機(jī)器數(shù)控化改造關(guān)鍵是數(shù)控系統(tǒng)選型，但是為了使數(shù)控化改造機(jī)床達(dá)到加工精度、功能參數(shù)、電氣供給系統(tǒng)以及機(jī)床安全操作規(guī)程等要求，在改造過程中對(duì)機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)部分不得不重新設(shè)計(jì)、改造。首先，基于數(shù)字環(huán)境下的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求。必須要對(duì)機(jī)床傳動(dòng)軸等機(jī)械部件進(jìn)行受力分析，以確保數(shù)控機(jī)床能進(jìn)行較大切削量的強(qiáng)力切削，進(jìn)行受力分析時(shí)依據(jù)機(jī)床行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。

　　根據(jù)受力分析、計(jì)算結(jié)果，確定為了保證數(shù)控化改造機(jī)床達(dá)到加工精度、功能參數(shù)、電氣供給系統(tǒng)以及機(jī)床安全操作等要求所需要的主要受力機(jī)械零件的大小尺寸以及供給動(dòng)力裝置，數(shù)控化改造機(jī)床在對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造時(shí)，可參照改造成功案例，查閱相關(guān)技術(shù)文件資料，到改造成功企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)研。

　　其次，基于數(shù)字環(huán)境下的機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)改造要求。盡可能在機(jī)械構(gòu)件改造時(shí)尺寸不變或者變化不大，并采用理想的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)裝置滿足最大傳動(dòng)比，以提高生產(chǎn)加工效率；所需改造的機(jī)械零部件必須達(dá)到一定的精度要求，如表面粗糙度、形位公差、硬度、強(qiáng)度等以確保運(yùn)動(dòng)部件之間光滑，減少摩擦阻力；在不需增加動(dòng)力的情況下，可保證數(shù)控化改造后的機(jī)床能夠生產(chǎn)加工更多復(fù)雜的零件。

本文已重點(diǎn)闡述將普通機(jī)床改造為數(shù)控機(jī)床機(jī)器的關(guān)鍵措施，并提出了數(shù)控化改造普通機(jī)床技術(shù)路線，以期對(duì)需要進(jìn)行普通機(jī)床機(jī)器數(shù)控化改造的企業(yè)有所幫助。

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