关于机床数控化改造机电设计相关问题的思考

刘步远

【摘 要】在科学技术日益更新的今天，传统的机床已经不能满足当代机械制造的需要了，必须对其进行改造。论文通过对机床数控化改造的必要性、机床数控化改造的分类以及内容进行具体介绍，以供参考。

【Abstract】 Nowadays， with the development of science and technology， traditional machine tools can no longer meet the needs of contemporary mechanical manufacturing， therefore， they must be reformed. The paper introduces the necessity， classification and content of NC transformation of machine tools， for reference.

【关键词】机床改造;数控化改造;机电设计

【Keywords】 machine tool transformation; numerical control transformation; mechanical and electrical design

【中图分类号】TG65                                          【文献标志码】A                                【文章编号】1673-1069（2019）04-0157-02

1 机床数控化改造的必要性

自改革开放以来，我国的各行各业逐渐跨入国际舞台，机械制造行业也不例外。但是就目前来看，我国的机械制造水平与发达国家相比还比较低，很多企业仍然在使用传统的老式机床，大大影响着我国机械制造效率和质量。要想改變这种现状，提高我国机械制造业在国际舞台中的竞争力，机床数控化改造显得尤为重要。

2 机床数控化改造的分类

在进行机床数控化改造时，通常可以从以下四个方面进行：第一，将其改造成CNC机床，通过在普通的机床上安装相应的数控系统来使机床具备NC化功能[1];第二，对原来的机床进行检查与诊断，并采取措施排除机床的故障;第三，对原机床老化零部件进行更换、翻新，保证其能继续高效率运转，使精度恢复到原来的精度要求;第四，对过于陈旧的工艺和技术进行创新，将先进的技术引进机床改造中，以提高机床的性能，进而提高其工作效率。

3 机床数控化改造的内容

3.1 进给系统的改造

传统的机床多数都是借助T型丝杠来使丝杠副进行滑动，这种方法不仅会产生较大的摩擦，还影响传动效率，不能够实现机床的高速运转，因此很难实现自动化控制进给。在长时间的应用过程中，较大的摩擦力会使机床遭受较大程度的磨损，进而影响机床的精度，降低机床的使用寿命。对此，可以将滑动丝杠副改成滚动的形式。将步进电机和丝杠副进行连接，从而利用PLC对其进行控制。另外，将原有的进给箱和溜板箱拆除，并在相应位置安装步进电机、齿轮箱体和滚动丝杠。

3.2 主轴部分改造分析

车削加工中的主运动则是通过车床主轴带动工件进行不同转速旋转运动，从而使得大部分的机床动力得以消耗。改造后的数控车床与传统的机床相比，其主轴箱主要包括以下几部分：电主轴、变频电机以及变频器。需要注意的是，在对原机床进行改造时应尽可能保留原主轴箱，如果不得不对其进行变动，则应保证改动幅度。如果原机床不必做变速换档处理，则可以在恒定速度链上将主轴箱内的齿轮组进行固定，在这个过程中为了保证操作安全，需要将摩擦片用电焊焊死。对于主轴中具有的液压操作，包括主轴的正反转、变速和润滑等功能，为了避免液压系统受到主电机正反转的影响，或者转速的变换影响而失灵，此时，需要增加单独普通电机安装，以进行相关的驱动。

主轴部分数控化改造的另一个重要部分则是让机床能够进行螺纹加工[2]。如果使用原机床进行螺纹加工，主要是利用不同的挂轮组完成，操作起来非常不方便。因此，有必要将其进行改造，通常是在主轴的尾端安装一个光电编码器，由于有反馈系统，因此可以有效反馈主轴的同步性。另外，要保证可以加工出立项螺纹，就必须保证光电编码器的转速和主轴的转速相同。其中，绝对式光电码盘和增量式光电码盘是常见的两种光电码盘，它们的编码方式不同，国内常用的为增量式光电码盘。一般来说，常用的光电码盘上的刻线条数为1024线就能满足使用条件。

3.3 刀架部分的改造

原有机床的刀架部分基本上是靠手动进行的，只有部分是依靠液压驱动和电动。将其进行改造可以实现整体的电动驱动，在具体改造时应结合实际情况做相应的更换，以使刀架在作业时能够保证速度和准确度。

对刀架部分进行改造时最常见的两种方式是立式电动刀架和卧式转塔刀架，对于前者来说，其又分为四工位和六工位两种，一般应用最多的是四工位的刀架;对于后者来说，可以安装8～12把刀。

3.4 润滑部分改造

对于老式传统的机床的润滑部分分析，除了主轴箱以外，丝杠副、导轨、光杆等都需要进行定期的油脂润滑和注油润滑处理，由此一来就会对丝杠副以及导轨的精度产生一定的影响，并且还会对同等驱动下的机床的稳定性产生一定的影响。

在进行机床改造的过程中，一般都要相应地改造润滑部分，一般分为编程自动润滑和手控润滑两种，往往采用定时、定量供应稀油的润滑方式进行。对于丝杠支撑轴承来说，通常采用油脂润滑油，只有在遇到特殊情况时才使用稀油润滑油。

4 结语

综上所述，在科学技术飞速发展的今天，传统的机床已经不能满足机械制造的需要了，要想适应社会发展趋势，在激烈的市场竞争中站稳脚跟，就必须对机床进行相应改造。数控机床是当今较为先进的技术，可以有效提高机床的作业效率，延长设备的使用寿命，对我国机械制造行业来说具有非常重要的意义。

【参考文献】

【1】苏纯，陈志伟，崔鹏飞，等.旧机床数控化再制造案例研究[J].机械设计与制造工程，2014，43（01）：46-49.

【2】刘明生，骆志勇，蒲珊珊.机床的数控化改造方法研究[J].机床与液压，2011，39（08）：138-140.