提高數(shù)控機床的改造精度探討

辛艷東

（哈爾濱電機廠有限責任公司，黑龍江 哈爾濱 150040）

我國的數(shù)控技術(shù)來自外國。隨著時間的推移，一些租來的設(shè)備達到了使用年限被迫召回。另外一些年久失修失去了使用效力。處于停機狀態(tài)，實際上占用了空間也浪費了時間。這些機床實際損壞的程度不大，但是由于遠離原配件單位而找不到相應(yīng)的配件方式，而無法完成工作。因此應(yīng)當想出新的解決辦法。現(xiàn)在，用先進的系統(tǒng)改裝現(xiàn)有的設(shè)備是一個不錯的選擇，花費上在幾十萬元左右，就能將其改造成為較為先進耐用的機器，由于省卻了很多制造工藝，所以節(jié)省了大量成本，通常能省下70%左右。所以對我國現(xiàn)行狀況來說，數(shù)控改造是一項利國利民、省時省力的工作，能夠適應(yīng)現(xiàn)階段的發(fā)展要求。本文將新的改造技術(shù)與舊的機床基礎(chǔ)相結(jié)合的方法及注意的要點給出了描述。

1 數(shù)控機床改造的特點

對于機床的數(shù)控改造之所以普及的這樣快，是基于下列幾種優(yōu)勢特點的存在。

1.1 花費少，工期短，能節(jié)省大量費用，越是大的機器在花費的數(shù)字差額上就更為巨大。以大型的機器為例，改造的完全花費比起全新機器的購買省下了1/3，并且完工時間很快，即使是改造技術(shù)不合格，零件更換花費較大。超過了額定花費的三倍以上，從總數(shù)上來說還是低于新買機器的。能節(jié)約1/2左右。

1.2 構(gòu)造可以支持穩(wěn)定使用

機床身體和支架等從重量上以及構(gòu)筑上都較為穩(wěn)定，比起焊接而成的構(gòu)架有更高的穩(wěn)定性，能夠有較強的使用壽命，堅固耐用。

1.3 一臺新的機器出現(xiàn)了之后需要較長時間去觀察和適應(yīng)它的性能

而改造過的機器由于從前經(jīng)過使用，而后期改造又摸清了其各部分的性能，所以后來使用上手速度較快，維護和檢查都能直達要害。完成修理，因此此類機床一經(jīng)完成工作就立馬能實現(xiàn)良性運轉(zhuǎn)，這也是選擇原因之一。

1.4 根據(jù)新技術(shù)發(fā)展的速度來判定選用技術(shù)的種類

有效地完成設(shè)備程序化自動化的過程，翻新創(chuàng)新能力，把老舊閑置的機器改裝后變成具有新能力的機器。對于現(xiàn)存的物質(zhì)條件可以利用起來，不必更新地基，以及完全可以用舊有設(shè)備代替的，通過這樣的手段不但可以減少花費，也可以減少時間，縮短成品周期。

1.5 通過儀器的精密性來使零件與零件之間的尺寸差異減少

通用性好，并且合格程度好，便于安裝，為后期工作節(jié)省時間。采用較為經(jīng)濟的方法能夠提升3倍到7倍的工作效率。對于型號越大，技藝越復(fù)雜者效率越突出。并且對人工勞動來說也有好處，可以增強工人提升自我水平的意識，傳播新的技藝思想，使得人員從體能型工作者轉(zhuǎn)變成腦力型工作者。

2 提高數(shù)控機床改造精度的常見方法

數(shù)控機床在設(shè)計方案中應(yīng)當體現(xiàn)出對材料的要求。貼合度好，起轉(zhuǎn)穩(wěn)定，這樣的機器無論在運行還是修理時都較好操作，數(shù)控設(shè)計問題應(yīng)當以上述條件為準。并對設(shè)備中不符合細節(jié)的部分進行調(diào)整，進而帶來較為有效的改造成果，以下是具體的機床改造方案：

2.1 修復(fù)機床導(dǎo)軌精度

導(dǎo)軌的作用是導(dǎo)向與承載。導(dǎo)軌在空載和在切削條件下運動時,都應(yīng)具有足夠的導(dǎo)向精度。是機床幾何精度的基礎(chǔ),所以,機床在改造時,為了達到預(yù)期的精度要求,往往必須修復(fù)導(dǎo)軌精度。對不同形式導(dǎo)軌,大概修理方法如下:

2.1.1 使用環(huán)氧型耐磨導(dǎo)軌涂層修復(fù)導(dǎo)軌精度

工作臺導(dǎo)軌的涂層,就是床身導(dǎo)軌的拓印,它的配合精度必然很高,簡化了工藝,縮短了制造周期。應(yīng)用于機床改造更為便利,效果顯著。

2.1.2 鑄鐵導(dǎo)軌

鑄鐵導(dǎo)軌的精加工是用刮削的方法得到的，刮研顯點為18-25點/平方厘米，同時，必須保證潤滑的可靠性。這樣才能盡可能的減小摩擦，以及對位置控制精度的影響。

2.2 恢復(fù)主軸精度

主軸是主軸組的重要組成部分。機床工作時，由主軸夾持著工件或刀具直接參加表面成形運動，對加工質(zhì)量和生產(chǎn)率，有重要影響。所以，改造時必須修復(fù)主軸的精度。

對于精度超差的主軸拆卸以后應(yīng)對其進行全面檢查，以便確定修理方案。但大多需要更換主軸軸承、重新調(diào)整軸承的間隙調(diào)整和預(yù)緊。調(diào)整后應(yīng)進行溫升實驗，溫升超過規(guī)定值，應(yīng)減少預(yù)緊量。

當主軸軸承重新裝配好后，用千分表和標準檢驗棒，檢查主軸錐孔中心線是否和主軸的回轉(zhuǎn)中心重合，注意零件的貼合程度，符合文件上的給出的數(shù)值，出現(xiàn)偏差較大的情況選用質(zhì)量較好的磨頭來進行打磨錐孔，直到二者能夠緊密貼合工作為止。

2.3 修復(fù)或更換滾珠絲杠

隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，機械制造業(yè)正不斷面臨著高速度、高精度等新的挑戰(zhàn)。滾珠絲杠作為當代數(shù)控機床進給的主要傳動機構(gòu)，以其長壽命、高剛度、高效率、高靈敏度、無間隙等顯著特點而得以廣泛應(yīng)用，成為各類數(shù)控機床的重要配套部件，并己實現(xiàn)了標準化、通用化和商品化?；旧犀F(xiàn)代的數(shù)控機床都采用了滾珠絲杠，但在改造時，一定要恢復(fù)其傳動精度，或干脆更換新的或更高精度的滾珠絲杠，只有這樣才能保證改造后的定位精度，尤其是在半閉環(huán)系統(tǒng)中，絲杠不僅要起到傳動作用，還要起到標尺的作用，編碼器只是測量絲杠的轉(zhuǎn)數(shù)，至于工作臺實際行走的距離，相當于開環(huán)，只能靠滾珠絲杠本身的精度保證。

2.4 利用精密儀器檢測機床精度

可以結(jié)合具體的機床改造過程，利用先進的激光干涉儀測量系統(tǒng)，對機床的定位精度進行測量，并利用球桿儀快速檢查機床精度，診斷誤差來源，自動分析機床精度狀態(tài)，檢查出反向間隙、垂直度、直線度、周期誤差、伺服不匹配、傳動鏈磨損等，根據(jù)檢測結(jié)果，進行必要的分析，再結(jié)合資金投入、新技術(shù)應(yīng)用等因素確定必要的改造、修理方案。在調(diào)整機床參數(shù)時，尤其是伺服驅(qū)動參數(shù)，可根據(jù)球桿儀的檢測結(jié)果，進行系統(tǒng)優(yōu)化，使機床參數(shù)更合理，系統(tǒng)更穩(wěn)定。

在改造完成后，利用激光干涉儀對定位精度進行測量，然后，根據(jù)情況進行適當?shù)难a償，可以大大提高機床的定位精度和加工精度。

2.5 減少傳動環(huán)節(jié)的間隙

一般機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度，數(shù)控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床高。在結(jié)構(gòu)上要能達到無間隙傳動，因而改造時，機床主要齒輪必須滿足數(shù)控機床的要求，以保證機床加工精度。

如果進給傳動系統(tǒng)中有蝸輪蝸桿傳動，一定要注意，調(diào)整好反向間隙，否則，很可能直接影響機床性能。不然直接導(dǎo)致功能失效。此外，在不是完全閉合和開放的系統(tǒng)內(nèi)部應(yīng)當注意完成零件的更換，必須保證其能夠在控制環(huán)內(nèi)部。否則將會使精度大大下降。

結(jié)語

本文總結(jié)了數(shù)控改造技術(shù)的優(yōu)點以及在我國的應(yīng)用前景，并提出了有效的整改方案和措施，為了達到完美的改造效果，應(yīng)當選用高品質(zhì)的部件，但可能產(chǎn)生價格提升，這要考慮到具體情況來選擇，文章對機床的整改方法較為系統(tǒng)地提出方法，用于實踐，成效較好，望相關(guān)單位參考注意。

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