數控機床的改造及應用

朱兆華　何榮軍　李石

摘 要：我國在改革開放初期因相關技術落后、加工工藝水平較低，無法通過國內企業生產條件滿足快速發展的加工行業的需求，曾大量引進國外高檔數控機床。但時至今日，這些高檔機床已經嚴重老化了，故障頻發無法滿足我國生產加工行業日益提高的要求，但這些高檔機床如果進行改造，花費較少的費用就能繼續為企業服務取得明顯的經濟效益，文章對我國數控機床的改造情況做了簡要分析，并對如何將數控機床進行改造進行了詳細闡述，這會對我國現階段數控機床改造具有一定的指導意義。

關鍵詞：數控機床；改造；措施；應用

1 我國數控機床現狀

進入二十一世紀以來，隨著我國經濟水平的快速改善和相關技術的不斷提高，國內每年可生產數控機床約八千臺，但作為擁有世界工廠之稱的大國，這些數控機床的數量遠遠達不到對現有機床的替代作用，企業現有的數控機床大多已經服役十到二十年，而且數控化程度低，無法加工精密部件。這些機床的產品標準度低而且加工效率不高，無法滿足大批量生產的要求。這會直接影響企業的發展，從長遠角度來看，甚至會對我國經濟造成一定影響。

如何解決這一問題是擺在我國加工行業面前的一道難題，如果將這些數控機床全部淘汰從新訂購新型數控機床，雖然可以解決后續加工的技術問題，但需要大量資金購置，這會影響企業的現金流供應。在這種情況下我們可以對現有的數控機床進行改造，使之性能得到有效提升，滿足企業需求，而且花費很低——只是購置新型數控機床費用的20%左右，這對企業來說是一個十分有利的條件。

2 數控機床改造的意義及需求

高級數控機床是加工制造業不可缺少的工具，但是我國現有數控機床大多是老式機床，加工精度低、生產效率低、不合格產品多是其無法逾越的鴻溝，這直接導致國內部分加工制造企業無法對精密部件進行加工，極大地影響相關企業在國際市場上的生存與發展。而新型高級數控機床在計算機的準確控制下可以準確地按照加工工件設計要求進行切削加工，能夠完美地控制各個方向上的進給量，不僅可以提高產品加工精度，更可以通過計算機的精準控制加工出各種曲線、曲面等復雜工件。而且一次成型率高，避免二次加工或造成廢件的情況發生，還可以實現自動化加工，在這樣的條件下數控機床的生產效率可以提高2-3倍，大大提高了企業的經濟效益也增強了企業的核心競爭力。如果在加工工件需要多工序加工情況下，新型數控機床的優勢體現的更加明顯，在控制中心的計算機程序控制下，需要多工序進行加工的工件只需要一次被固定在機床上進行定位，其余工序可以在預定程序的控制下實現自動化加工，無需重復進行固定、定位，這會大幅提高企業生產加工效率。

另外，數控機床的改造在國內加工制造業內有著巨大的需求，我國上世紀達從國外大量進口的高檔數控機床基本到達了淘汰的邊緣，但這批產品數量巨大、價值較高，如果直接淘汰會對企業和國家造成不小的經濟損失，而且直接引進新型高級數控機床的成本非常高，不少企業無法承受這樣的資金量需求。更為重要的是，這些即將淘汰的數控機床很大一部分只是由于數控系統無法更新或無法配置新系統而停止使用的，大部分數控機床機械部件精度和金屬強度還能滿足設計需求，這為數控機床的改造創造了可能性。而且進行改造后的數控機床可以滿足現階段生產加工行業的精度、質量等方面的需求，且改造費用相比于高昂的新型數控機床購置費用來說低廉很多，只是購置費用的20%左右，這樣就會為生產加工企業節省一筆不小的開支，而且還能避免資源的浪費。

最后，我們對數控機床改造的市場及可行性進行分析。隨著我國改革開放之后經濟建設加速發展，“中國制造”已經成為世界的一個符號，中國已經成為“世界工廠”，大量加工制造企業如雨后春筍般出現在祖國大地上，我國每年都要從發達國家引進大量電氣設備來滿足生產加工的需求，數控機床也是其中很大的一項，國內的數控機床生產廠家也在不斷的學習并飛速發展，但國內的生產并不能完全滿足市場的需求。現在很多加工制造企業還在使用老式數控機床，而且數量龐大，這就為數控機床改造提供了廣泛的市場，滿足了客戶需求。而且經過近年來我國相關技術人員的不斷努力學習和進步，數控機床的核心技術數控系統已經日趨成熟，性能非常穩定，可以適用于老式數控機床的改造項目上。隨著技術的不斷提高，數控機床的模塊化技術也已經能夠應用于老式數控機床的改造中去。只需要對這些老式數控機床進行部分部件進行技術更新，就可以盤活這一批很大的固定資產，只要改造好了就是一筆巨大的財富。通過發現主要的技術難點，解決數控機床改造過程中的關鍵技術問題，就可以使用最小的投資取得最大的經濟效益和社會效益。數控機床改造項目擁有一個極大的市場。

3 數控機床改造技術和措施

要想對現有數控機床進行改造，就要了解與新型數控機床的差距和實際生產加工過程中對數控機床的要求。一臺性能優良穩定的數控機床應該滿足：數控機床部件具有高的靜動態剛度；運動副之間的摩擦系數小，傳動無間隙；功率大；便于操作和維修等條件。所以在進行機床數控改造時也應盡量達到上述要求。不是簡單地將現代數控裝置與老式數控機床連接在一起進行模塊化更新就能夠達到了數控機床改造的要求，還應對老式數控機床的主要部件進行相應的改造，才能達到花小錢辦大事目的。具體措施有下列幾項。

3.1 修復導軌精度

數控機床的導軌是在加工過程中起到導向與承載作用的部件。性能良好的導軌不論在空載條件下還是在加工過程中，都應對加工工件提供足夠的導向精度。這是保證數控機床加工工件精度的基礎，所以，在進行數控機床改造時必須修復導軌精度。對不同形式導軌需要采用不同的修復方式。如現有數控機床導軌為塑料導軌則需進行重新粘塑，首先將塑料導軌表面加工粗糙，有需要的情況下可以在其表現上加工凹槽，然后將聚四氟乙烯導軌軟帶用膠黏劑固定到加工好的塑料導軌上，室溫環境下固化24小時即可；如果使用的是鑄鐵導軌可以采用刮削或者增加涂層的方法來修復導軌精度，如果導軌表面平整無明顯損傷可以使用環氧型耐磨導軌涂層對鑄鐵導軌進行修復，可以節省改造時間，如果表面有損傷情況下就需要對現有鑄鐵導軌進行刮削，刮研顯點為18-25點/平方厘米，同時，必須保證潤滑的可靠性。這樣才能盡可能地減小摩擦，以及對位置控制精度的影響。

3.2 恢復主軸精度

主軸是數控機床重要部分。在數控機床工作時由主軸帶動工件或刀具進行切削加工，主軸的精度直接影響著產品最終的質量，所以數控機床改造時大多需要更換主軸軸承、或者重新調整軸承的間隙調整和預緊。

3.3 修復滾珠絲杠

數控機床部件中都含有滾珠絲杠，滾珠絲杠是數控機床在進行加工過程中控制進給的主要傳動機構，在改造時要恢復其傳動精度才能保證改造后的定位精度，在改造過程中一定要更換或重新調整滾珠絲杠的滾動軸承，適當預緊，保證其精度。

3.4 更新數控系統

數控系統是數控機床的靈魂，現在老式數控機床改造的技術日趨成熟，相應系統也越來越穩定，在改造過程中可以選用SIEMENS系統、FANUC系統等，這些數控系統相比于老式系統功能更加齊全、性能更加穩定。

4 結束語

數控機床改造項目具有非常廣泛的市場，充分滿足了客戶需求，并且在制造業飛速發展的階段，相關企業對這項工作更迫切的期待，對現有數控機床進行改造升級，不僅僅加強了企業的生產里、為企業注入了新的活力，而且避免了大量資產浪費現象的發生，希望數控機床改造技術可以更好地為相關企業服務，為其帶來更大的經濟和社會效益。

參考文獻

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