數(shù)控機(jī)床的擁有量和技術(shù)水平的高低是一個國家現(xiàn)代制造業(yè)實(shí)力的重要標(biāo)志，當(dāng)前我國正處于從機(jī)械制造大國向機(jī)械制造強(qiáng)國轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期管嬉，數(shù)控機(jī)床在汽車工業(yè)皂林、航空航天工業(yè)、模具等行業(yè)已廣泛應(yīng)用蚯撩。

它提高了零部件的性能水平密巷、加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，為數(shù)控機(jī)床的使用者創(chuàng)造了巨大的效益饲悟。

1 循贝、國內(nèi)外數(shù)控改造研究現(xiàn)狀

日本、美歐等一些發(fā)達(dá)國家對數(shù)控改造非常重視根朱，一些制造企業(yè)為提升企業(yè)核心競爭力想盡辦法把普通機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床尉利，甚至有些公司將普通機(jī)床數(shù)控化改造發(fā)展成一項(xiàng)產(chǎn)業(yè)，如德國的 Schioess公司敏盒、美國的 US 設(shè)備公司限牢，這些公司都是世界知名普通機(jī)床數(shù)控化改造公司。

受到當(dāng)時制造技術(shù)限制纪娄，我國機(jī)械制造業(yè)普通機(jī)床在機(jī)械制造加工業(yè)中有約 80%設(shè)備比例，數(shù)控化程度很低悉契。由于當(dāng)時數(shù)控化改造技術(shù)相對落后启毁，我國數(shù)控化機(jī)床改造技術(shù)主要應(yīng)用在國防軍用機(jī)床設(shè)備，從 20 世紀(jì) 80 年代未起憔辞，一大批精通數(shù)控機(jī)床技術(shù)專家對普通機(jī)床數(shù)控化改造技術(shù)進(jìn)行大量卓有成效的開發(fā)研究页衙，取得了相當(dāng)顯著的成就。

2 阴绢、普通機(jī)床數(shù)控化改造的必要性

2.1 普通機(jī)床在數(shù)字環(huán)境下存在不足

普通機(jī)床受技術(shù)限制店乐，在加工精度、加工質(zhì)量穩(wěn)定性呻袭、可靠性眨八、生產(chǎn)效率、改善勞動條件左电、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)廉侧。普通機(jī)床工藝簡單、功能單一篓足，只能進(jìn)行單一工序操作段誊，而對于較多工序零部件、復(fù)雜零部件生產(chǎn)要求無法完成。

加工時間以及輔助時間多影響效率连舍，普通機(jī)床加工精度低没陡、自動化程度低，很多操作工序依賴工人操作审亿，勞動強(qiáng)度高焊循，產(chǎn)品質(zhì)量一致性差，常常無法保證加工零件高質(zhì)量睛赁。

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

柔性較好闻荠，數(shù)控機(jī)床不同普通機(jī)床在加工零部件時需制作許多夾具、模具并經(jīng)常更換徙祥，零件在改造后的數(shù)控機(jī)床上加工藻拟，關(guān)鍵取決于程序的設(shè)計(jì)、輸入廉贤、編輯卑聚，并不需要對機(jī)床經(jīng)常調(diào)整；加工零件質(zhì)量穩(wěn)定卧蒂、一致性好纽秽，在一臺數(shù)控機(jī)床上加工一批零件使用同樣的加工程序和刀具，加工條件完全一致圆乡，走刀軌跡完全相同掰腌；生產(chǎn)效率高，數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比炸渡，與加工中心的刀庫配合零件的輔助時間和加工時間可有效地減少娜亿，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)大蚌堵。

另外买决，與加工中心的刀庫配合使用，可實(shí)現(xiàn)在一臺機(jī)床上進(jìn)行多道工序的連續(xù)加工吼畏，工序間周轉(zhuǎn)時間大大減少督赤，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泻蚊，數(shù)控機(jī)床絲桿螺距平均誤差與傳動鏈的進(jìn)給反向間隙可由數(shù)控裝置進(jìn)行曲補(bǔ)償躲舌，數(shù)控機(jī)床是通過數(shù)字信號形式來實(shí)現(xiàn)控制其加工精度，機(jī)床每移動一個脈沖當(dāng)量需由數(shù)控裝置輸出一脈沖信號藕夫，因此孽糖，數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。

利用現(xiàn)代化生產(chǎn)管理毅贮，在數(shù)控機(jī)床進(jìn)行零件加工時办悟，可對所使用的夾具尘奏、刀具進(jìn)行規(guī)范化，并精確估計(jì)該零件輔助時間鸦呆、加工時間瓣挂，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化管理。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床相比改善了勞動條件畔香，加工前調(diào)整好數(shù)控機(jī)床类埋，輸入程序并啟動，數(shù)控機(jī)床自動連續(xù)地對零件進(jìn)行加工猪褐，直至零件加工完成鼓辈。

3 、數(shù)字環(huán)境下數(shù)控化改造措施

3.1 充分了解被改造機(jī)床

數(shù)控機(jī)床一般是由測量系統(tǒng)和蛀、伺服系統(tǒng)和數(shù)控系統(tǒng)組成失跷。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)床的功能搂棱、參數(shù)叔梆、機(jī)械傳動精度、運(yùn)行狀況偏控，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筑凫，具體要明確如下事項(xiàng)：

（1）確定需改造普通機(jī)床的型號。

（2）對需改造的普通機(jī)床機(jī)構(gòu)參數(shù)并村、性能參數(shù)要把握準(zhǔn)確巍实。

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

（4）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、刀架等姐叁，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。

（5）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)期洗显，對數(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)外潜。

（6）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挠唆。

（7）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)床的要求处窥，如果不能都達(dá)到要求，就須通過可編程邏輯控制器來進(jìn)行改造玄组。

3.2 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)選型滔驾。選型時依據(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)與之匹配杏住，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)行零件加工采冕，否則無法達(dá)到功能預(yù)期援愁。

市場上功能不一、類型不同的數(shù)控系統(tǒng)紛繁眾多孩青，因而在基于數(shù)字環(huán)境下選擇數(shù)控系統(tǒng)時径揭，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)到的精度要求森肉、功能預(yù)期以及預(yù)期改造費(fèi)用雌夕；而且在選擇數(shù)控系統(tǒng)時要特別注意改造時所選數(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)對需改造的機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)朵泌、驅(qū)動裝置都有不同的具體要求派憨，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)都匹配岳舔，必須選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)與之匹配笔碌，才能達(dá)到數(shù)控化改造目的。

3.3 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)床數(shù)控化改造關(guān)鍵是數(shù)控系統(tǒng)選型邢入，但是為了使數(shù)控化改造機(jī)床達(dá)到加工精度截型、功能參數(shù)、電氣供給系統(tǒng)以及機(jī)床安全操作規(guī)程等要求儒溉，在改造過程中對機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)部分不得不重新設(shè)計(jì)宦焦、改造。首先顿涣，基于數(shù)字環(huán)境下的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求波闹。必須要對機(jī)床傳動軸等機(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)力切削涛碑，進(jìn)行受力分析時依據(jù)機(jī)床行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行精堕。

根據(jù)受力分析、計(jì)算結(jié)果蒲障，確定為了保證數(shù)控化改造機(jī)床達(dá)到加工精度歹篓、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力裝置揉阎，數(shù)控化改造機(jī)床在對機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改造時庄撮，可參照改造成功案例，查閱相關(guān)技術(shù)文件資料毙籽，到改造成功企業(yè)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)研湘乐。

將 CA6140 型普通車床進(jìn)行數(shù)控化改造，在整個設(shè)計(jì)過程中必須實(shí)現(xiàn)如下要求：原車床的主傳動系統(tǒng)予以保留北拌，橫向進(jìn)給系統(tǒng)由微機(jī)實(shí)現(xiàn)開環(huán)控制扇胀，兩軸聯(lián)動；刀架采用自動轉(zhuǎn)位刀架稼崎，具有切削螺紋的功能忌党；在 X 向上轿白，進(jìn)給脈沖當(dāng)量為 0.005mm / 脈沖；在 3——1000mm/min 進(jìn)給速度范圍進(jìn)行無級調(diào)速企著，在X 向乙笛、1000——3000mm/min 內(nèi)任意設(shè)定快進(jìn)速度。

其次冒溜，基于數(shù)字環(huán)境下的機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)改造要求刽室。盡可能在機(jī)械構(gòu)件改造時尺寸不變或者變化不大，并采用理想的機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)裝置滿足最大傳動比饶辆，以提高生產(chǎn)加工效率酪律；所需改造的機(jī)械零部件必須達(dá)到一定的精度要求，如表面粗糙度翻默、形位公差缸沃、硬度、強(qiáng)度等以確保運(yùn)動部件之間光滑修械，減少摩擦阻力趾牧；在不需增加動力的情況下，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)雜的零件肯污。

將 CA6140 型普通車床改造成經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床翘单，橫向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的改造：將小拖板和手動刀架改造成數(shù)控刀架；滾珠絲杠螺母副取代溜板箱蹦渣、光桿進(jìn)給箱和普通絲桿哄芜；調(diào)整操作的手動機(jī)構(gòu)保留不變，同時保留支撐結(jié)構(gòu)柬唯，齒輪箱體认臊、步進(jìn)電機(jī)安裝在中拖板的后側(cè)，齒輪箱采用一級齒輪減速锄奢。

4失晴、結(jié)束語

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

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