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C616臥式車床的數(shù)控化改造

北滿基地對C616臥式車床進行了數(shù)控化改造。改造后與普通機床相比，數(shù)控機床可以實現(xiàn)生產(chǎn)柔性化，降低勞動強度，提高生產(chǎn)效率和加工精度。
    車床改造必須有針對性�？紤]加工工件的批量數(shù)，中小批量產(chǎn)品是否經(jīng)常改型，工件加工表面精度的要求，復(fù)雜程度，有哪些主要特點。結(jié)合經(jīng)濟性分析，再制訂出改造方案。在對臥式車床進行數(shù)控改造時應(yīng)考慮下面一些問題。

1 數(shù)控伺服系統(tǒng)的選擇

    伺服系統(tǒng)是指以機床移動部件的位置和速度為控制量的自動控制系統(tǒng)。在數(shù)控機床中，伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控系統(tǒng)的重要組成部分之一。它的作用是把來自數(shù)控裝置中插補器的指令脈沖或計算機插補軟件生成的指令脈沖，經(jīng)變換和放大后，轉(zhuǎn)換為機床移動部件的精度和速度等指標，往往主要取決于伺服系統(tǒng)。我國當前經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)主要有以下三種類型。

    一是步進電機拖動的開環(huán)系統(tǒng)；二是閉環(huán)伺服系統(tǒng)；三是直流伺服電機拖動，編碼器反饋的半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)。三種類型中，第一種控制方式易改裝成功，在沒有改裝經(jīng)驗的情況下，最好以開環(huán)系統(tǒng)為首選。

2 主機改造中主要機件改裝探討

    一臺新的數(shù)控機床，在設(shè)計上要達到：有高的靜、動態(tài)剛度；運動副之間的摩擦系數(shù)小、傳動無間隙、功率大、便于操作和維護。

    機床數(shù)控改造時應(yīng)盡量達到上述要求。不能認為將數(shù)控裝置與普通機床連接在一起就達到了數(shù)控機床的要求，還應(yīng)對主要部件進行相應(yīng)的改造，使其達到一定的設(shè)計要求才能獲得預(yù)期的改造目的。

    2.1 滑動導(dǎo)軌副

    對數(shù)控車床來說，導(dǎo)軌除應(yīng)具有臥式車床導(dǎo)向精度和工藝性外，還要有良好的耐摩擦、磨損特性，并減少因摩擦阻力而致死區(qū)。同時要有足夠的剛度，以減少導(dǎo)軌變形對加工精度的影響，要有合理的導(dǎo)軌防護和潤滑。一般機床導(dǎo)軌材料多為瑚200灰口鑄鐵，機床改造時可在原床鞍下滑面經(jīng)機械加工后貼一層聚四氟乙烯軟帶，聚四氟乙烯軟帶與鑄鐵配合時，有良好的減磨性能，可有效地防止機床爬行。此外，床鞍與床身、中滑板與小滑板應(yīng)接觸均勻，接觸面不應(yīng)少于70％，接觸點數(shù)不應(yīng)少于10點／cm2，應(yīng)嚴格按標準檢查。運行時不許有爬行現(xiàn)象，這是保證加工精度和一致性的關(guān)鍵因素之一。

    2.2 齒輪副改裝

    C616機床的齒輪主要集中在主軸箱和變速箱中。為了保證傳動精度，數(shù)控機床上使用的齒輪精度等級都比普通機床主要齒輪精度高必須滿足數(shù)控機床的要求，以保證機床加工精度。

    2.3 滑動絲杠與滾珠絲杠

    絲杠的選用主要取決于加工件的精度要求和拖動扭矩的要求。絲杠傳動直接關(guān)系到傳動鏈精度。滑動絲杠相對滾珠絲杠價格較低但難以滿足精度較高的零件加工。滾珠絲杠精度高，壽命長；啟動力矩和運動時力矩相接近。可以降低電機啟動力矩。且摩擦損失小，效率高，其傳動效率可在90％以上。因此可滿足較高精度零件加工要求。滾珠絲杠出廠時均調(diào)整好，在安裝時一般不需調(diào)整。滾珠直徑均已系列化、標準化。注意當螺母與絲杠移動到端部時防止?jié)L珠脫落，需用工藝套相接，以不破壞原精度為前提，否則很可能影響絲杠精度。

    2.4 對主機靜、動態(tài)剛度薄弱環(huán)節(jié)進行改造

    數(shù)控機床要求具有高的靜、動態(tài)剛度。數(shù)控機床的剛度系數(shù)比普通機床至少提高50％，對部分構(gòu)件用計算方法求得其剛度(如軸的彎曲扭轉(zhuǎn)，絲杠拉壓螺釘?shù)纳扉L等)。而對大部件如床身、工作臺的彎曲和扭變、齒輪的變形等其剛度常常只能通過試驗確定。對靜、動態(tài)剛度不足的環(huán)節(jié)要加以補救。

    2.5 安全防護措施

    安全生產(chǎn)是人所共知的，高效必須以安全為前提。在機床改裝中，根據(jù)它的特點在安全上采取相應(yīng)措施，切不可大意。例如滾珠絲杠工作時要嚴防灰塵特別是切屑及硬砂粒進入滾道；床鞍與滑動導(dǎo)軌接觸的兩端面在改裝時要注意導(dǎo)軌防護和潤滑的清潔。總之，安全防護應(yīng)視為與改裝機床同樣重要，切不可忽視。

3 注意專項

    3.1 首先用“手動”功能檢查步進電機轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)向，如不正確，對調(diào)步進電機連線。

    3.2 檢查步進電機各種轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)情況，如果步進電機在某一轉(zhuǎn)速上產(chǎn)生劇烈振動，則避開這一速度不用。

    3.3 檢查原點位置誤差，可通過將兩塊千分表固定在原點處測量，如果誤差大于0.02mm，則應(yīng)著重檢查螺母間隙或齒輪間隙后，再降低速度，試驗出回到原點時所能達到的最大速度。

    3.4 機床運行一段時間后，機床各摩擦面即由摩合階段進入穩(wěn)定磨損階段。此階段因磨損引起的尺寸誤差很小，應(yīng)該重新消除傳動間隙。

4 精度檢驗與驗收技術(shù)標準依據(jù)

    改造后的數(shù)控機床幾何精度檢驗各項目與普通機床基本相似，導(dǎo)軌縱向精度、尾座套筒軸線對滑板移動的平行度這三個項目比普通機床允差略大一些。而主軸頂尖的跳動則比臥式車床略嚴一些。改造者和使用者最關(guān)心的是數(shù)控系統(tǒng)性能及其可靠性是否能保證較低的故障率。因此應(yīng)對改造后的機床嚴格測試并進行較長一段時間運轉(zhuǎn)試驗。檢測試驗項目有：一般功能試驗、空運轉(zhuǎn)試驗、進給系統(tǒng)的運動試驗、連續(xù)空運轉(zhuǎn)試驗、負荷試驗、反向偏差試驗、最小設(shè)定單位進給試驗、返回基準點試驗等。最后進行車削綜合件試驗。經(jīng)過以上一系列試驗，達到了預(yù)期的標準，數(shù)控機床的改造成功完成