论文部分内容阅读
【摘 要】由于机床在制造业当中的重要性，因此在针对一个国家的机械制造业进行衡量的时候常常将机床技术作为一个重要的标准。本文针对在机械加工中机床数控化改造机电设计进行了分析和探讨，希望能够有效的推动我国机床制造水平的不断发展。
【关键词】机械加工；机床数控；改造机电
作为先进制造技术的核心技术，数控技术在很多制造行业当中得到了广泛的应用，由于现在大部分企业采用的都是传统老式机床，因此很难使现代的生产需求和生产效率得到有效满足。在将成本节约下来的同时，要想使老式传统机床的潜在价值和功效充分的发挥出来，就需要采用数控机床的方式对大批老式传统机床进行改造。
1.数控化改造机床的主要内容
1.1改造进给轴
普通机床都是采用同一电机驱动自身的x轴和z轴的走刀运动。为了获得不同的工件螺距，经过刀箱在对溜板箱以及丝杠进行传动的走刀运动就是所谓的z轴运动；为了获得不同的进刀量螺距，经过刀箱在对溜板箱以及丝杠进行传动的走刀运动就是所谓的x轴运动。溜板箱以及刀箱在数控化改造普通机床的时候通常都会被去掉，并且选择进给伺服传动链将之取代。在使机床的刚性得以保证的条件下，整个传动链在改造后的传动精度与机床导轨的精度、滚珠丝杠的布置结构形式以及滚珠丝杠副的选择等具有较为密切的关系，因此必须要对之进行科学合理的选用。
1.2改造主轴部分
车床主轴通过不同的转速带动工件进行不断的旋转，这是进行车削加工的主要运动形式，机床的大部分动力都是被其消耗的。由主电动机经皮带传动是普通机床的主要传动方式，然后在主轴变速箱的带动下使主轴不断的旋转。通过对自动变速或者手动变速等方式的利用，主轴箱可以获得9到24级的转速，在针对主轴的变速以及正反转进行调控的时候，主要是通过液压离合器或者电磁离合器实现的，传统机械主轴单元或者电主轴加上变频器以及变频电机共同将数控车床的主轴线构成。在进行数控化改造的过程中，很多普通车床都将圆柱轴相保留了下来，不对其进行改动，或者只进行少数的改动。如果需要对其进行改动的时候。必须要对以下几点予以注意：
①如果对主轴的润滑功能、正反转以及变速等进行操纵的时候是通过圆柱轴还液压进行的，这时候需要将单独普通电机增装上去，并且对其进行驱动，这样能够有效的防止在主电机转速变换以及正反转变化的情况下出现液压系统失灵的情况[1]。
②如果原有的机械并不需要换挡以及主变速，这时候就需要在一个恒定的速度点上针对主轴箱内齿轮进行有效的固定，同时也应该焊死摩擦片从而防止由于误操作而发生各种事故。
1.3改造刀架部分
现在电动刀架属于数控车床刀架的基本形式，其具有更加迅速以及准确的定位，老式传统车床刀架基本上分为三种，也就是少部分的电动、液压驱动以及手动，因此在对之进行改刀的时候，就需要以车床的需要为根据对之进行科学合理的转换。
在电动刀架当中主要包括两种，也就是立式电动刀架以及卧式转转塔刀架，其中每一种刀架又可以分为两种，也就是三端齿盘的免抬刀刀架以及两端齿盘的抬刀刀架，相对来说，卧式转塔刀架具有较为昂贵的价格，因此立式四工位电动刀架在改造的过程中得到了广泛的运用。
2.数控化改造机床的联调
按照要求完成对系统各参数的设置以及仪器的安装之后，在进行机电联调的时候还需要进行各种负荷试验、空运转试验、功能试验以及动作试验等，从而对该数控化改造后的机床是否满足要求进行检验。
2.1实施空运转之前需要做的检查，
要在通电之前，检查机床的外观，主要是针对机床各部位的装备质量进行检查，必须要保证其能够在通电的时候可以正常的运行。
①首先应该保证紧密贴合的重要固定结合面，在检查的时候，应该要保证用0.03塞尺无法插入进去，采用0.03塞尺针对滑动导轨面的端部进行检查，应该要保证具有小于20mm的检查深度。其中的固定结合面主要包括以下几种，也就是基础面与镶钢导轨的结合面，拼接床身中床身与床身的结合面，尾座底板与尾座体的结合面，环塔刀架滑板与底座的结合面，床身与床头箱的结合面等[2]。
②针对各个运动部件以及各个箱体的加油是否符合要求进行检查，必须要保证不低于油标线以下的箱体中的油平面，必须要保证有足够的液压站、冷却液，同时还要检查是否具有与油位指示器规定的油位相符合的自动间歇润滑装置的油量。对控制箱中是否正常的各元器件以及各开关进行检查，针对是否到位的各个插装集成电路板进行检查，将集中润滑装置通电启动，从而使润滑油充满润滑部位。
2.2相关的动作实验
①依靠手动的方式使车床刀架进行单向进给运动，同时还要使其沿着X、Z正负方向运动该检查，主要是针对手动操作的准确性进行试验，加工对刀的过程中往往要用到此项功能。
②使刀架在点动的状态下先慢慢的移动，然后加快运动，同时还要进行相应的倍率变换。
③以说明书中规定的变档指令为根据，针对主轴变挡进行试验。
④各轴在进行超程试验的时候需要按照正负两个方向来进行，可以将机床超程保护划分为硬件保护以及软件存储极限保护这两种不同的种类。控制机报警和有显示出现在屏幕上就是超程状态的表现。除此之外，在切断液压站电源的情况下，一旦超程保护没有发挥作用，就会使机械部件被损坏。
2.3空运转试验
主要是针对主轴运转在不切削状态下的空载功率、温度变化等进行试验。机床主运动机械一共包括三种转速，也就是高、中、低三档，需要保证不少于2分钟的有级变速，不得小于1小时的最高转速段的转速[3]。同时还要保证达到稳定温度的主轴轴承，针对是否超过70℃的主轴轴承温度进行检查。
3.结语
在保证机床的运动精度以及各项几何精度能够使相关的要求得到满足之后，就应该要按照自定标准以及相应标准针对工件进行加工，从而针对数控化改造后的机床加工性能进行检测，除了必须要进行相应的精加工检测之外，同时还要采用一定的负荷试验的方式进行检测，从而对其温度的稳定性进行有效的检查。
参考文献：
[1] 汪淑珍，贾辉. 数控机床的发展状况与应对政策[J]. 重庆文理学院学报（自然科学版）. 2012（01） .
[2] 刘明生. 论机床的数控化改造[J]. 西南师范大学学报（自然科学版）. 2010（04）.
[3] 周延佑. 国产数控系统的发展和机床数控化改造的迫切性[J]. 机电产品市场. 2011（04）.
【关键词】机械加工；机床数控；改造机电
作为先进制造技术的核心技术，数控技术在很多制造行业当中得到了广泛的应用，由于现在大部分企业采用的都是传统老式机床，因此很难使现代的生产需求和生产效率得到有效满足。在将成本节约下来的同时，要想使老式传统机床的潜在价值和功效充分的发挥出来，就需要采用数控机床的方式对大批老式传统机床进行改造。
1.数控化改造机床的主要内容
1.1改造进给轴
普通机床都是采用同一电机驱动自身的x轴和z轴的走刀运动。为了获得不同的工件螺距，经过刀箱在对溜板箱以及丝杠进行传动的走刀运动就是所谓的z轴运动；为了获得不同的进刀量螺距，经过刀箱在对溜板箱以及丝杠进行传动的走刀运动就是所谓的x轴运动。溜板箱以及刀箱在数控化改造普通机床的时候通常都会被去掉，并且选择进给伺服传动链将之取代。在使机床的刚性得以保证的条件下，整个传动链在改造后的传动精度与机床导轨的精度、滚珠丝杠的布置结构形式以及滚珠丝杠副的选择等具有较为密切的关系，因此必须要对之进行科学合理的选用。
1.2改造主轴部分
车床主轴通过不同的转速带动工件进行不断的旋转，这是进行车削加工的主要运动形式，机床的大部分动力都是被其消耗的。由主电动机经皮带传动是普通机床的主要传动方式，然后在主轴变速箱的带动下使主轴不断的旋转。通过对自动变速或者手动变速等方式的利用，主轴箱可以获得9到24级的转速，在针对主轴的变速以及正反转进行调控的时候，主要是通过液压离合器或者电磁离合器实现的，传统机械主轴单元或者电主轴加上变频器以及变频电机共同将数控车床的主轴线构成。在进行数控化改造的过程中，很多普通车床都将圆柱轴相保留了下来，不对其进行改动，或者只进行少数的改动。如果需要对其进行改动的时候。必须要对以下几点予以注意：
①如果对主轴的润滑功能、正反转以及变速等进行操纵的时候是通过圆柱轴还液压进行的，这时候需要将单独普通电机增装上去，并且对其进行驱动，这样能够有效的防止在主电机转速变换以及正反转变化的情况下出现液压系统失灵的情况[1]。
②如果原有的机械并不需要换挡以及主变速，这时候就需要在一个恒定的速度点上针对主轴箱内齿轮进行有效的固定，同时也应该焊死摩擦片从而防止由于误操作而发生各种事故。
1.3改造刀架部分
现在电动刀架属于数控车床刀架的基本形式，其具有更加迅速以及准确的定位，老式传统车床刀架基本上分为三种，也就是少部分的电动、液压驱动以及手动，因此在对之进行改刀的时候，就需要以车床的需要为根据对之进行科学合理的转换。
在电动刀架当中主要包括两种，也就是立式电动刀架以及卧式转转塔刀架，其中每一种刀架又可以分为两种，也就是三端齿盘的免抬刀刀架以及两端齿盘的抬刀刀架，相对来说，卧式转塔刀架具有较为昂贵的价格，因此立式四工位电动刀架在改造的过程中得到了广泛的运用。
2.数控化改造机床的联调
按照要求完成对系统各参数的设置以及仪器的安装之后，在进行机电联调的时候还需要进行各种负荷试验、空运转试验、功能试验以及动作试验等，从而对该数控化改造后的机床是否满足要求进行检验。
2.1实施空运转之前需要做的检查，
要在通电之前，检查机床的外观，主要是针对机床各部位的装备质量进行检查，必须要保证其能够在通电的时候可以正常的运行。
①首先应该保证紧密贴合的重要固定结合面，在检查的时候，应该要保证用0.03塞尺无法插入进去，采用0.03塞尺针对滑动导轨面的端部进行检查，应该要保证具有小于20mm的检查深度。其中的固定结合面主要包括以下几种，也就是基础面与镶钢导轨的结合面，拼接床身中床身与床身的结合面，尾座底板与尾座体的结合面，环塔刀架滑板与底座的结合面，床身与床头箱的结合面等[2]。
②针对各个运动部件以及各个箱体的加油是否符合要求进行检查，必须要保证不低于油标线以下的箱体中的油平面，必须要保证有足够的液压站、冷却液，同时还要检查是否具有与油位指示器规定的油位相符合的自动间歇润滑装置的油量。对控制箱中是否正常的各元器件以及各开关进行检查，针对是否到位的各个插装集成电路板进行检查，将集中润滑装置通电启动，从而使润滑油充满润滑部位。
2.2相关的动作实验
①依靠手动的方式使车床刀架进行单向进给运动，同时还要使其沿着X、Z正负方向运动该检查，主要是针对手动操作的准确性进行试验，加工对刀的过程中往往要用到此项功能。
②使刀架在点动的状态下先慢慢的移动，然后加快运动，同时还要进行相应的倍率变换。
③以说明书中规定的变档指令为根据，针对主轴变挡进行试验。
④各轴在进行超程试验的时候需要按照正负两个方向来进行，可以将机床超程保护划分为硬件保护以及软件存储极限保护这两种不同的种类。控制机报警和有显示出现在屏幕上就是超程状态的表现。除此之外，在切断液压站电源的情况下，一旦超程保护没有发挥作用，就会使机械部件被损坏。
2.3空运转试验
主要是针对主轴运转在不切削状态下的空载功率、温度变化等进行试验。机床主运动机械一共包括三种转速，也就是高、中、低三档，需要保证不少于2分钟的有级变速，不得小于1小时的最高转速段的转速[3]。同时还要保证达到稳定温度的主轴轴承，针对是否超过70℃的主轴轴承温度进行检查。
3.结语
在保证机床的运动精度以及各项几何精度能够使相关的要求得到满足之后，就应该要按照自定标准以及相应标准针对工件进行加工，从而针对数控化改造后的机床加工性能进行检测，除了必须要进行相应的精加工检测之外，同时还要采用一定的负荷试验的方式进行检测，从而对其温度的稳定性进行有效的检查。
参考文献：
[1] 汪淑珍，贾辉. 数控机床的发展状况与应对政策[J]. 重庆文理学院学报（自然科学版）. 2012（01） .
[2] 刘明生. 论机床的数控化改造[J]. 西南师范大学学报（自然科学版）. 2010（04）.
[3] 周延佑. 国产数控系统的发展和机床数控化改造的迫切性[J]. 机电产品市场. 2011（04）.