普通金屬切削機床數(shù)控化改造探討

譚廣巍

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責(zé)任公司，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

做好普通金屬切削機床的數(shù)控化改造，有助于我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和國防工業(yè)的現(xiàn)代化水平提升，想要全面提高國家的工業(yè)競爭力，就需要以機床設(shè)計為基礎(chǔ)，從而提高我國工業(yè)生產(chǎn)能力，在進行切削加工工作開展的過程中，明確有三個工件處于不斷變化下，為待加工表面、已加工表面和過渡表面。因此，切削工作的有效開展需要合理的運用信息化技術(shù)，為機械加工提供有效保證，實現(xiàn)舊表面的切除和新表面的誕生，數(shù)控化改造能夠提高合成切削的速度，從不同的幾何角度進行刀具切削的形式的設(shè)計，簡化分析流程，定期的收集工作數(shù)據(jù)。

1 普通金屬切削機床數(shù)控化改造的重要意義

隨著我國信息技術(shù)的不斷發(fā)展，機電一體化發(fā)展水平得到了顯著提升，傳統(tǒng)的機械加工形式發(fā)生了改變，機械加工企業(yè)面臨著，生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)型和升級，普通金屬切削機床的應(yīng)用范圍受到了挑戰(zhàn)，在進行零件加工的過程中，會受到很多條件限制，很難自主加工一些形狀較為復(fù)雜的零件，產(chǎn)生這一問題的主要因素是機床的自動化水平不高，切削的精度難以得到保證。想要對當(dāng)前機械加工企業(yè)所采用的普通金屬切削機床進行數(shù)控化改進，就需要結(jié)合當(dāng)前的社會生產(chǎn)研究的現(xiàn)實需求，全面提高金屬切削機床的應(yīng)用范圍，并且通過普通金屬切削機床的數(shù)控化改造，能夠全面提高機床的應(yīng)用范圍，助力產(chǎn)品加工的精度，保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。不再單一的進行中小批量生產(chǎn)，能夠自主的加工一些形狀復(fù)雜的精密零件，從而有效節(jié)約企業(yè)的生產(chǎn)成本，降低勞動力的投入，全面提高生產(chǎn)效率，減少人為操作誤差所造成的加工精度不足問題，降低工廠工作人員的勞動強度。

2 普通金屬切削機床數(shù)控化改造流程

在進行數(shù)控化改造之前，需要做好前期的調(diào)查研究工作，制定出明確的改造目標(biāo)，探討機床數(shù)控化改造的主要原因，并且仔細(xì)分析數(shù)控化需要完成的基本功能，并且計算好改造所需要的成本，從而制定出數(shù)控化改造方案，選擇合理的數(shù)控系統(tǒng)類型，明確電氣部分和機械部分的改造思路。想要實現(xiàn)金屬機床的數(shù)控化改造流程設(shè)計，就需要先明確機床的基本組成，機床是通過動力源、傳動系統(tǒng)、支承件、工作部件、控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和其他裝置共同組成，金屬切削機床的主要運動形式分為主運動、進給運動、切入運動、空形成運動和輔助運動。其數(shù)控發(fā)展主要目的是讓機床能夠自主的在工藝范圍內(nèi)完成機床指定加工工件的類型和尺寸加工，自主的判斷應(yīng)用何種工具來完成加工工序，因此我們需要明確機床的尺寸參數(shù)、運動參數(shù)和動力參數(shù)，全面加深機床的幾何精度、運動精度和傳動精度，實現(xiàn)自主化數(shù)控定位。工作人員還需要進行精密的改造計算，了解機械部件加工所需要的功能，以實踐結(jié)果為基礎(chǔ)，選擇好不同型號的部件進行有效應(yīng)用，繪制出優(yōu)秀的裝配圖，在進行數(shù)控化改造開展的過程中，需要做好零部件的安裝與調(diào)試，保證系統(tǒng)的完整性，主要的調(diào)試內(nèi)容有動力傳輸系統(tǒng)、切削控制系統(tǒng)、產(chǎn)品進給系統(tǒng)，從而促進數(shù)控化機床的穩(wěn)定運行。在設(shè)計的過程中，我們需要確定末端執(zhí)行件的具體形狀與尺寸，根據(jù)導(dǎo)軌結(jié)合部的設(shè)計形式來判斷該運動形成的尺寸，從而充分的考慮部件所需要的剛度要求，做好下一個功能部件形狀與尺寸的設(shè)計，同時，數(shù)控化金屬切削機床設(shè)計還需要做好機床結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計，將整體的功能部件分化為不同的子部件，結(jié)合制造廠的產(chǎn)品規(guī)劃要求來提取模塊設(shè)置。

3 普通金屬切削機床數(shù)控化改造的主要內(nèi)容

普通金屬切削機床一般是利用現(xiàn)代加工軟件和道具之間的運動，完成對毛坯件的機械加工工作，是助力我國機械制造領(lǐng)域和工業(yè)化發(fā)展的主要形式,在進行切削機床數(shù)控化改造的過程中，需要充分了解普通機床數(shù)控化改造的實用性，因此需要對機床的結(jié)構(gòu)性能加工精度等基本條件進行詳細(xì)的分析，結(jié)合現(xiàn)實可操作性和生產(chǎn)可行性，了解機床的加工價格，做好資金的投入。還需要改裝機床機械部件，修復(fù)機床的導(dǎo)軌精度，選擇合適的滑動絲桿和滾珠絲桿，減少硬質(zhì)顆粒狀雜物進入到滑動面中，對機床的導(dǎo)軌造成損傷，還需要做好主軸箱傳動部件的改造，選擇的齒輪需要滿足數(shù)控機床的工作需求。在進行機床電氣控制系統(tǒng)改造的過程中，需要結(jié)合PLC技術(shù)的有效應(yīng)用，做好系統(tǒng)的整體控制，普通金屬切削機床的數(shù)控化改造投資不高，在今后的機械生產(chǎn)過程中，能夠有效節(jié)約成本，提高生產(chǎn)資源的利用率，保證機械運行性能的問題性，提高機床的使用精度，通過數(shù)控化管理增加產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期。

在進行金屬切削機床設(shè)計的過程中需要考慮機床的類型，一般情況下會采用理論分析法，將計算和實驗相結(jié)合，制定出合理的金屬切削機床數(shù)控化設(shè)計方案，通過計算機輔助軟件的有效應(yīng)用，保證機床設(shè)計各個階段數(shù)字化發(fā)展，工作人員需要在設(shè)計之前做好調(diào)查研究，結(jié)合實際金屬切削機床的應(yīng)用情況，制定出技術(shù)指標(biāo)，對設(shè)計流程進行詳細(xì)的規(guī)劃。設(shè)計完成后，對整個機體進行綜合性評價，工作人員需要對設(shè)計的機床的工藝范圍進行詳細(xì)分析，普通機床需要以工件群作為加工對象，選擇典型的工件進行全面分析，制定出合理的加工方式，在同一設(shè)計表面會存在多種加工方法。我們可以選取坐標(biāo)系，用直角坐標(biāo)系沿著X、Y、Z軸的直線運動符號和運動量，寫出機床的運動功能式，并以此為基礎(chǔ)畫出機床的運動功能圖，通過簡單的符號和圖形，表現(xiàn)出機床的實際運動狀態(tài)，從而做好機床傳動系統(tǒng)的數(shù)字化設(shè)計，然后對機床的運動功能進行詳細(xì)分析，了解刀具與工件之間的相對運動，判斷哪些運動是由刀具完成，哪些運動是由工件完成，實現(xiàn)功能的自主分配。

4 金屬切削機床數(shù)控化改造成本分析

一般情況下，我們在進行金屬切削機床數(shù)控化改造之后，床頭箱仍然處于傳統(tǒng)的使用狀態(tài)下，也就是說機床的主傳動系統(tǒng)并沒有發(fā)生變化，只是將金屬切削機床傳動系統(tǒng)改為數(shù)控化的應(yīng)用形式，具體的改造內(nèi)容是將金屬切削機床的橫向、縱向進給系統(tǒng)，改成了滾珠絲桿傳統(tǒng)方式，刀架的形式也變?yōu)榱肆降都堋３酥猓瑢饘偾邢鳈C床的床鞍部位有著明顯的改動，普通的金屬切削機床改造成本大約在一萬元以內(nèi)，與改造后的數(shù)控金屬機床所帶來的經(jīng)濟效益相比，1萬元的改造費用微不足道。不僅能夠全面的提高工作效率，還能夠節(jié)約工件加工的時間，尤其是一些建筑行業(yè)，在進行金屬切削機床數(shù)控化改造的過程中，具有較高的性價比，全面提高機床的自動化發(fā)展程度，解決當(dāng)前復(fù)雜建筑零件加工過程中所存在的加工精度問題，有效地節(jié)約建筑工裝費用，減少人力物力的投入，降低建筑工人的勞動強度，全面提高整體建筑水平，加強了建筑設(shè)備在當(dāng)下產(chǎn)品更新?lián)Q代的大背景下所具有的應(yīng)變能力。

5 總結(jié)

普通金屬切削機床的種類較多、分類復(fù)雜，如果按照傳統(tǒng)的加工形式進行加工對象的劃分，需要充分的考量車床、鏜床、磨床、鉆床、齒輪加工機床等各類加工機床的實際應(yīng)用情況，因此，數(shù)控化改造能夠簡化分析流程，定期的收集工作數(shù)據(jù)。證明了數(shù)控機床改造具有一定的必要性，本文主要結(jié)合普通金屬切削機床進行數(shù)控化改造的必要性，詳細(xì)分析了數(shù)控化改造的具體內(nèi)容以及改造流程，希望能夠全面提高我國機床的先進化發(fā)展程度和自動化水平，助力我國工業(yè)生產(chǎn)能力的穩(wěn)步發(fā)展。