田波，張斌，王樹業(yè)

（渤海石油裝備鉆井裝備公司，天津 300000）

隨著數(shù)控機床的普及，各加工企業(yè)也都開始重視對于機械部分的改造設(shè)計問題，將原來普通機床加工的流程都盡可能地安排到數(shù)控機床上來進行。在機械加工過程中車床是使用最普遍的工具，可以對多種工件進行加工，當前我國機械加工的水平隨著工業(yè)生產(chǎn)水平發(fā)展在不斷提升，逐漸增大生產(chǎn)規(guī)模對車床的生產(chǎn)效率也提出了越來越高的要求。數(shù)控車床是當前機械生產(chǎn)過程中代替?zhèn)鹘y(tǒng)車床的主要工具，但是相對于傳統(tǒng)車床，數(shù)控車床的成本較高，許多中小企業(yè)無力承擔。因此當前人們越來越傾向于對普通車床的機械結(jié)構(gòu)進行改造的研究，從而實現(xiàn)節(jié)約成本和提升效益的雙重目的。

1 普通車床數(shù)控化改造的必要性

相對傳統(tǒng)的普通車床來說，使用數(shù)控車床可以對復雜的零件進行快速的加工，同時可以最大程度的提升機床的 加工效率，并且進一步的確保了零件的加工精度。必須承認的是通過數(shù)控機床加工出來的零件精度更高、光潔度更好、零件成品率高，并且使用數(shù)控機床還可以與自動線、機械手進行組合生成高效的自動化生產(chǎn)線，可以將多個分散的工序進行有效的集中，進一步的降低了零件在搬運過程中，所浪費的生產(chǎn)時間，同時還可以進行自主的故障警報，以及總線控制等，其不但降低了人工的成本，同時也減少了企業(yè)在人員和物資上的不必要的投入。同時伴隨工業(yè)領(lǐng)域信息技術(shù)的不斷提升，數(shù)控機床的核心地位也隨之得到了有效的提高。由此可見，數(shù)控機床將是未來加工領(lǐng)域的主導設(shè)備。而相對普通車床來說，因為能夠具有專業(yè)操作性的工人越來越少，并且工作效率相對低下，使得普通車床數(shù)控化機械部分改造的企業(yè)也開始不斷增多。因此，對老舊車床數(shù)控化的改造必然將會持久進行下去。

2 普通車床數(shù)控化機械部分的改造設(shè)計要點

2.1 改造任務(wù)

隨著各國經(jīng)濟的快速發(fā)展，使得現(xiàn)代化、自動化的技術(shù)被廣泛的應(yīng)用到各個領(lǐng)域當中，這對數(shù)控機床的改造來說更起到至關(guān)重要的作用，更為今后普通車床數(shù)控化機械部分的改造奠定了良好的基礎(chǔ)。由于機床改造的時間和新機床相比，不但在制造時間上得到了縮短，而且在制造的時候也減少了成本的支出，從而有效提高了車床整體性的改造需求，實現(xiàn)普通車床數(shù)控化機械部分改造目的和意義。所以，機床的數(shù)控改造應(yīng)用廣泛，機床的改造是對機床機械、電器等部分的功能改進，提高機床的加工精度和自動化程度。同時，很多企業(yè)對老舊普通機床的數(shù)控改造，使得大部分的機床得到重新的使用，從而降低了設(shè)備的投入成本又保障了生產(chǎn)。此外，普通車床機械結(jié)構(gòu)的數(shù)控化改造，對于工作效率更起到促進性作用，不但提高生產(chǎn)精度，還提高了生產(chǎn)的效率，使得各種工件更加精細化，可以生產(chǎn)出一些造型比較復雜的零件，擴大了車床的生產(chǎn)范圍。經(jīng)過數(shù)控化改造之后，車床的操作變得更加智能化，減輕了操作人員的工作強度，單人可以同時操控多臺車床進行加工，從而提高了生產(chǎn)效率。

2.2 主動系統(tǒng)

為了擴大變速范圍，實現(xiàn)加工過程中的自動變速，將原來的單速電機更換為多速電機，使機床性能更好。但由于多速電機的功率是隨轉(zhuǎn)速的變化而變化的，因此電機功率要大，而且還要增加一套電機變速系統(tǒng)。下面介紹改造設(shè)計的方法和步驟：拆除主軸傳動鏈、掛輪，通過對主電動機的變頻調(diào)速實現(xiàn)機床主軸的無級調(diào)速。例如，經(jīng)濟型數(shù)控車床上加工螺紋或絲杠，必須在主軸末端安裝主軸脈沖編碼器作為車床主軸位置信號的反饋元件，它與車床主軸同步轉(zhuǎn)動，把主軸轉(zhuǎn)角位置變化信號送到數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)按照所需加工的螺距進行計算處理，對機床進行縱向或橫向的控制運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)加工螺紋的目的。

2.3 步進電動機

步進電動機以其顯著的特點，在數(shù)字化制造時代發(fā)揮著重大的用途。它和普通電機最大的區(qū)別是一旦脈沖消失，電機就停止，而普通電機失電后，還要考慮制動問題。隨著數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展以及步進電機本身技術(shù)的提高，步進電機將會在更多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。它的主要特性是，必須加驅(qū)動才可以運轉(zhuǎn)，驅(qū)動信號必須為脈沖信號，沒有脈沖的時候，步進電機靜止，如果加入適當?shù)拿}沖信號，就會以一定的角度來進行轉(zhuǎn)動，并且在轉(zhuǎn)動的速度上與頻率也是一致。此外，步進電動機不但可以隨時啟動，還可以做到急速停止，而且在操作過程中還便于改變轉(zhuǎn)動的方向，具有很強使用性能。

2.4 刀架改造

刀架的改造是實現(xiàn)數(shù)控加工改造的關(guān)鍵，一般情況下至少需要四種不同的刀具來實現(xiàn)相對復雜的加工。因此將原來的手動刀架和小拖板拆除，安裝自動回轉(zhuǎn)數(shù)控刀架?；剞D(zhuǎn)數(shù)控刀架重復定位精度比較高，性能也比較可靠。刀架定軸上有四個霍爾開關(guān)和永久磁鐵，能夠精確獲取刀架的到位信號，實現(xiàn)高精度的定位。

2.5 溜板箱改造

在對以上機械結(jié)構(gòu)改造完成之后，最后要對車床溜板箱進行改造，將原來的溜板箱拆除，然后把新的溜板箱安裝到改造完成的滾珠絲杠上。同時要改造整體的潤滑結(jié)構(gòu)，確保車床的穩(wěn)定運行。整個機械結(jié)構(gòu)改造完成后，要對車床的運行性能進行檢驗，主要包括傳動性能、主軸進給性能以及車床運行過程中噪聲的大小等。相關(guān)性能的監(jiān)測要分別在空載荷負載狀態(tài)下進行，確保各項基本操作能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控化。

2.6 滾珠絲改造

滾珠絲桿是由滾珠、絲桿主體、回型珠管等組成，其主要作用是將機床床鞍的回轉(zhuǎn)行動轉(zhuǎn)變成為直線的行動。因此，在進行改造的過程中，采用滾珠絲桿可以有效的提升普車的進給效率，讓普車的保持進給更加的順暢和平穩(wěn)。同時因為滾珠絲桿在行駛的過程中，振幅較小，因此其不會受到太大的阻力。但是必須說明的是，在進行改造過程中，需要對絲桿的直徑、長短，以及廠家進行嚴格的篩選，盡量防止出現(xiàn)采購完，但在改造的時候卻無法正常使用。

3 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)如今普車改造數(shù)控已經(jīng)成為普通車床發(fā)展的一個必然趨勢，因此如何能夠?qū)⒋斯ぷ鬟M行至最優(yōu)、最好，就是廣大機床制造者必須深刻思考的問題，本文就改造過程中的一些具體流程和檢測事項進行了介紹，希望通過本文論述可以對普通車床數(shù)控化改造，起到一定的幫助作用?，F(xiàn)階段加強普通車床機械結(jié)構(gòu)數(shù)控化改造，可以更好的發(fā)揮老舊設(shè)備的潛在價值，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。