基于“低碳制造”的数控化改造探究

2021-04-03王盛熹

中国设备工程 2021年11期

王盛熹

（湖北文理学院机械工程学院，湖北襄阳 441053）

现代科学技术在经过不断发展后，使数控机床得到了更加高效的利用，在生产加工阶段不断应用了各种数控设备。由于目前机械制造所加工的零部件具有复杂的结构、较高的精密度等，因此，通过数控机床能够使产品得到稳定、良好的加工，使生产效率得到大幅的提升。然而针对企业和学校目前的情况来说，部分传统设备的继电器采用了逻辑控制法，有着严重老化的线路，因此经常会出现故障，并且大部分关键的电器元件也已经无法再使用，购买备件的难度较大，需要较长的周期，维护难度大，因此需要淘汰此类设备。

1 数控机床的可行性分析

数控化机床能够实现对旧设备资源的充分利用，这一数控机床对先进性能的获取只需极小的代价，并且能够进行高效、高质量的加工，使企业目前的机床性能得到了全面的提升，并实现了对加工制造能力的有效提升。同时，可以在铸造、切削加工阶段实现对大量能源的节省，并起到保护环境的作用。

（1）资金需求小，能够快速改造。由于数控机床有着不同的功能和性能，主要类型为经济型和全功能型，两者有着完全不同的价格，一般来说，数控机床中的经济型有着比普通型高两倍的价格，而全功能数控机床属于高档型，因此价格更高，甚至超过了其的几十倍。相比同一时期购置的新机床来说，机床在经过数控改造后能够节省的费用为60%-80%，大型机床和特殊机床能够节省更多的费用。在经过自行改造或联合专业公司进行改造后，能够缩短改造周期。针对部分特殊情况来说，例如对高速主轴的增设以及对自动交换刀具、托盘装置的安装等等，虽然需要大量的制作和安装费用和时间，会提升改造成本，但是相比新购置的机床来说，能够节省大约50%的投资资金。

（2）能够实现对培训操作以及维修经费的节省。针对旧设备来说，由于已经进经过了多年的使用，负责操作和维修机床的人员，需要从机械性能和结构方面对其进行透彻的了解，需要良好的掌握机床加工技术。企业在采用数控化技术进行机床改造时，需要结合自身的实际技术条件，采用自主或委托专业公司的方式来进行改造，但是都需要结合原来负责维修设备的人员。如此，不仅能够在改造数控机床阶段，使先关人员具备更强的数控技术能力，更能够采用改造的形式来，促进企业对数控机床的高水平维修，并且能够从机床操作培训和机床维修培训方面大幅缩短所需的时间。一旦完成机床的改造调试后，就可以快速在正常生产中投入使用。

（3）通过对数控功能的合理选择，能够使资源的效能得到最大的发挥。想要实现对数控功能的合理选用，就需要从类型、技术指标以及性能等方面，选择数控机床所需的数控系统。以全面性和长久性为原则，在选择数控功能时，需要展开综合对比，选择具有经济性、实用性，虽然价格提升并不多，但是却更具便捷性的附加功能，尽可能进行齐全的配置，以此来使改造后的机床能够具备各种功能，但是切勿以新颖为追求目标，以此来避免对不必要费用的支出，与对通用型数控机床的购买相比，通过对改造方案的选择，能够根据自身的需求灵活的选取相应的功能，也可以结合生产加工需求，来对某些部件进行组合增添，以专用化和专门化为目标对数控机床进行设计制造。在对功能进行选用的过程汇总，需要一次性根据自身的需求，对各项功能进行周全的考虑，以此来避免由于缺少功能而导致机床在改造后性能的降低。

2 具体改造案例

本文采用了仿形车床数控化技术对粗车轴类毛坯件进行了改造，目的是为了实现对生产效率的提升，减少生产所需的成本，进而获取做大化的利润。本文在向数控仿形车床改造时采用的是CE7112普通仿形车床，采用的系统和改进工艺分别为广州数控系统和液压夹紧式技术，通过对毛坯件的编程后，只需一道工序就能够完成加工。由于在企业和工厂中，数控仿形车床在加工阶段的作用十分重要某公司加工分厂在刚完成建厂时就对20多台CE7112型数控仿形车床就行了购置，在采用数控化技术进行改造后的一年内，体现出了良好的使用效果。根据实践得知，采用数控化技术对CE7112型仿形车床进行改造后，使得粗车轴类毛坯件的工艺技术得到了改进，能够促进企业对最大化利润的有效获取，具有良好的经济性，具体流程如下：

（1）在采用数控化技术进行改造后，缩短了加工时间，提升了生产效率。以某公司加工分厂的9CIR-7017-AA这一汽车变速箱中的轴来说：毛坯的一边剩余2.5mm长，技术工艺在经过改造后，对一台机床的一次装夹只需通过数控编程，就能够在一道工序内完成加工，由于机床本身有着良好的刚性，所以在加工的过程中，只需要一刀进行能够将屑切好所需的尺寸，辅助与机动总共需要的时间为1’118”/件；假设每班所需的时间为8h，实际按照6小时加工时间计算，每人操作的机床数为2台，一台机床能够达到276减的班产，那么每人每班次能够加工276×2=552件加工零件，进而大幅的实现了对生产效率的提升。

（2）有效的提升了产品质量。仿形车床在经过数控改造后，以数控四工位刀架改造了液压仿形上刀架，单边切削达到了3mm的余量，复位达到了0.02mm的进度，所以在对零件进行加工时，通过数控编程就能够使装夹车削工在一道工序内完成，零件由原来Ra6.3mm的粗糙度减少到了Ra3.2mm。由原来的0.1～0.2mm的外圆跳动摆差减少到了0.05mm以下。

（3）机床采用的防护功能能够从整体上保障其安全，使员工避免了四处飞溅的铁削带来的伤害，同时在进行加工时，如果存在突发情况，数控系统会将相应的警报发出，并切断加工程序，以此来规避不必要损失的出现。

（4）使得单件加工成本得到了节约。采用数控化技术进行改造后，通过对冷却系统的增加，可以使刀具在加工阶段的冷却润滑更加有效，有效的提升了道具的寿命。

3 改造机床所采用的关键数控化技术

在采用数控化技术对普通机床进行改造时，通过关键技术能够使机床精度得以恢复。由于工作车间的旧机床已经经过了几年的使用，其所包含的导轨、溜板等的磨损程度也有所不同。

在条件允许的情况下，按照一般大修机床的方法，就能够磨削机床导轨，所采用磨削量最好能够使表面具有一定的硬化层。如果旧机床存在严重磨损，在经过磨削后，已经祛除了表面的硬化层，因此，只需通过对电刷镀法的采用，能够实现对耐磨表层的加工。在选择能够匹配床身的溜板时，一般通过对刮研法的采用，就能够实现对精度的恢复。如果导轨存在较大磨损量的话，也可以通过对贴塑工艺法的采用，来促进机床导轨精度的恢复。