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栏目 主 持 卢燕明 维 修与 改 造 MA I N T E N A N C ER E B UI L DI N 6 普通机床数控改造中需注意的若干问题 一 济柴聊城机械有限公司 山东2 5 2 0 0 0 刘广强丁延亮 苏洪年徐锐 摘要 普通机床的数控改造需考虑多方 面的因素、缺一不可，机床改造后的成败是一个综合结果。到 目前为止我国有将近4 0 0 多万台普通机床 ，其 中有7 5 ％的可以进行数控 化改造 ，机床 的再制造领域仍处于上升阶段 ，认真研 究分析普通机床 的数控 改 造 方案 任 重道 远 。 1 ． 普通机床数控 改造 的必 要性 随 着 工 业 经 济 的 发 展 ，人 们 对产品加 工精度 及加 工外在 品 质要求的提 升 ，原来 的普通机床 生产 效率低 ，对个人操 作技能要 求较 高 ，操 作人 员的流 动性也很 难保证 普通机 床加工产 品品质的 稳 定性 。 目前市场产 品更新换 代 较快 ，普通机 床很难适应 这种变 化 的节奏 ，完全更换 全新 数控机 床势 必给生产 成本带来相 当的压 力 ，且存在风 险 ，对普 通机床的 合理 数控改造是 中小 型企 业的首 选 ，可以节省 因全部更新 造成的 能源 消耗及污 染排放 ，改造后 ， 可以 由原来 的专 人专机 ，转换为 一 人多机 ，智能控制。 2 ． 数控 改造 过程 中配置的 合理性 机床 的数控改 造前必须 对机 床 的现 状进行 合理的评估 ，从而 制定 合理 的改造 方案 ，避 免不必 要的 配置 ；另外数控改造 绝不是 简单的更 换一下丝 杠 ，配上数 控 系统就能 完成的 工作 ，要想达 到 理想的结果必须合理配型。 1 明确改造的 目的 弄清 楚究竟是 为特定 产品 ，还是仅 仅 从提升机床品质而改造机床 。 如果为特 定产 品改 造机床 ， 以下几 个方面需 引起注 意 改造 后行程是 否能满足产 品的加工要 求 ，原机 床的刚性及 强度能否 符 合该产 品的加 工要求 ，产品及 配 套的加 工夹具是否在 合理的机 床 承重范 围内 ，改造后是 否 引起局 部 的刚性或 强度下 降 ，原机床 的 热传导性是 否影响改造 后机床 的 精 度 ，改造后 的 自动化 程度是 否 适应产 品生 产工艺流程 的节拍 ， 改造后机床部 分配件 的动平衡变 化是否影 响产品的加 工精度 ，如 何提升机床 的加工性能 及 自动化 程度等 ，这 些问题均需 参照 国家 相应类型 的精 度等级及 机床验收 标准角度进行改造 。 2 改造 前 的 准备 原 始 资料 的准备 ，改造前机床 的现有 几何精度需有 明确的数据 ，以便 以此 为依据制 定 明确的设 计任务 书 ，参 照原普 通机床的 出厂精度 等级 ，讨论制定 切实可行 的机 床 技术参数及改造方案 。 3 改造过程中需要注意的 问题 ①先 要对机械导轨 精度进 行恢复 ，至于是否提升该 机床的 机械精 度则取决于加 工工件的精 度要求 。恢 复机床导轨精 度 目前 大多采用 以下两种方法 ，研伤导 轨的磨 削修 复或刮研修复 ，甚至 二者相结 合 。磨削过程 中需要避 免床身的变 形 ，而刮研工 作量较 大 ，周期较 长 。②降低导 轨摩擦 力 ，提高机 床的响应速度 。对于 普 通机床铸铁 与铸铁相摩擦 的地 方 ，采用成 熟的新工艺 ，对导 轨 面贴塑处理 ，如果要求高 刚性 ， 则 需 粘 贴 耐 磨 铜 板 或 合 金 铝 。 对于要求高 刚性 的机床 ，可以改 滑动导轨为直 线滚动导轨 ，或采 用滚动导轨块 及镶钢导轨 的配合 以降低摩擦 。③增加集 中 自动润 滑 。普通机床一 般为手动润滑 ， 有 固定的保养 周期 ，对操作 人员 要 求较高 ，为避 免遗漏 ，改用集 中 自动润滑后 ，机 床导轨及 丝杠 的润滑均可 定时、定量地 自动进 行 ，避免干摩擦 的发生 。④简化 机 床机械传动链 。尽量缩短传动 链 的 长 度 ，以 提 高 精 度 及 可 靠 性 。电动机与丝杠 连接时需采用 无 反向间隙的弹性联轴 器 ；采用 参磊 冷 加 工 枷 7 3 滚珠丝杠 的螺旋 传动代替原 来的 普通梯形丝杠 ，个别大型机床需 采用消隙齿轮 齿条传动 ，如需提 高传动转矩 的地方则采用直连精 密行星减速机 ，或者通过 同步带 减速增加转矩 。⑤机械装 配的合 理性 。装 配时 必须先确定安 装基 准 ，然后根据 基准进行装 配 ，分 清先后顺序 ，避 免精 密部分 的反 复拆卸 ，热 装及冷装必须根据 转 动部位 的部位 合理选择 ，如安 装 轴承时 ，采 用轴承加热 器 ，合理 预热后 ，可 以无创伤安装 ，而 如 果安装不 当 ，势必造成轴承精 度 及寿命 的降低 ；安装密封件 时 ， 也应该根据 密封件的材 质确 定安 装方案 ，避免 硬性安装 。数控 系 统 的 选 择 未 必 进 口的 都 是 合 适 的 ，如果不能 充分发挥 系统 的功 能 ，反而浪 费 ，量力而行 ，根据 实际加工需 求 ，合理选择 系统。 对于一般半 闭环的机床 ，国产系 统 已完全能替 代进 口产 品 ，性价 比较高 ，KND 数控 、蓝天数控等 都是不错 的选 择 。对于 闭环 的机 床 ，有些 国产 系统也足以满 足一 些要求 ，如蓝 天NC1 1 0 系统 等 ； 继 电器等 电气普通 电气元件 ，应 选择一些 国内名牌产 品 ，尽 量采 用市场较流行 的新工艺 ，以提高 动作的稳 定性 ，对于一些 反复运 转的部位 ，电缆必须选用有 抗拉 且柔韧性好 的 ，避免 电路 的虚连 等不稳定 因素 。⑥在机床 的调试 过程 中 ，应该对机械及 电气分开 调试完成后 ，再整体试车 。在确 认机械 传动链安装无误后 ，可能 的话 ，先进行手动旋转 ，利 用测 试转矩 大小的变化 ，检查 传动链 是 否存 在隐患 。电气调试 则必须 先空盘 测试 ，各输 出继 电器无误 后 ，连接 电动机 ，设置好 系统 各 坐标轴的 电子齿 轮比 ，检查各坐 标轴的硬 限位是 否有效 ，机床 的 软限位是 否有效 ，然后进行机 床 手动 回零 ，建立 机床坐标 系。⑦ 运 行 机 床 、 检 测 机 床 的 几 何 精 度 ，先对机床精 度粗调整 ，在 静 态几何精 度合格 后 ，必须进行试 件的多次切 削加 工 ，以检验机 床 精 度 的 稳 定性 ，在 调试 的过 程 中 ，每次检验 ，绘 出机床导轨 的 直线度 曲线图 ，同时记录检测 室 的温度和湿 度 ，通过不 同时 段绘 制的 曲线 图进 行对 比，找 出变化 规律 ，去掉尖端 ，平缓改进导轨 的直线度 ，直 到几天的不 同时段 仅 有 微 小 变化 时 ，调 整 初期 结 束 。在机 床运 行几个 月最多半 年 后 ，再进行一次精调整 。 3 ． 影响机床改造后机床精 度的地基 因素 对于一些大型或精度要求高 的机床 ，在制作机床基础 时 ，必 须根据 国家机 床地基的标准进 行 设计 ，垫 层夯实 ，混凝土 严格 结 合机床的 质量 及 占地面积 ，合理 布置钢筋 网 ，为减少周 围环境 的 干扰 ，预 留减振 槽 。如果机 床的 基础不合 理 ，出现塌腰现 象 ，或 与周 围物体 共振 ，机床精 度势必 不会稳定 。 4 ． 改造团队人 的因素 改 造 是 否 成 败 ，人 员要 合 理配 置 ，分工必须 明确 ，职 责明 确 ，避免 出工不 出力，制 定合理 的激励措 施 ，充分调动 所有人的 积极性 ，这样才能缩短 改造加工 周期 ，提升改造后机床的品质。 7 4 ， 腕 磊 ⋯ 单介绍一下 齐一 机床厂立式车 床 C 5 1 1 2 A 的数控改造过程 。 首先弄清机床原 说 明书 等技 术资料 ，确 定改造 目的与方 向 ， 对机床工作 台转 速及横梁升 降部 分保 留原功 能 ，对机床立 刀架及 溜板横 向进给部分 更换伺服 电动 机 ，以便实现 二轴联动 。并 且对 机床原导轨进行磨 削恢复机床导 轨 的 直 线 度 ，对镶 条 作 贴 塑 处 理。机床原进给功率 1 ． 3 ／ 1 ． 7 k W ， 立 刀架 快 速 进 给 范 围0． 8～8 6 mm／ mi n ，为减 少传动链 ，采 用 弹性膜片联 轴器与丝杠直连 ，原 梯 形 丝 杠 更 换 为精 密 的 滚 珠 丝 杠 ，滚珠 丝杠采用 国产南 京艺工 FF ZD4 0 0 5 一 P 4 及FF ZD3 2 0 5 一 P 4， 具体选择参 照机械设计手册 螺旋 传动部分 ，对应的螺母座需 重新 设计 ，轴承 更换为数控丝 杠专用 6 0 。接 触角轴承 ，电动机 座及丝 杠的支撑方 式进行重新设 计 ，伺 服 电动机及 驱动部分及数控 系统 均采用性价 比较高 的KND1 0 0 T i 系统 ，雅 由 采 用5 ． 5 k W ，转矩 为 2 7 N r n 的 1 5 0 S T系列 的伺服 电动 机 ，驱动 为S D1 0 0 5 ，z 轴采 用 4 ． 7 k W ，转矩为2 3 N m的带抱闸功 能的伺服电动机 ，驱动 为s D1 0 0 5；刀架采 用 国内工 艺成 熟 的烟 台环球3 2 04 数控 砖塔 刀架 ，润 滑 采 用南 京 贝 奇 尔 的2 L 集 中润 滑泵 ，对原 来的润滑 点接 入 自动 润滑 系统 。改造后将机床 保养设 备点检卡 更新相应 内容 。一般来 说 ，在 配件 准备齐全 的情 况下 ， 改造 一台C5 1 1 2 立式车床 5～7 天 即可 完成机床的调试 ，且符合 国 家数控车床精度验收要求。 5 ． 改造应用 总之 ，改造后可提高加工精 笔者结 合多年改造 经验 ，简 度 ，具 有稳定的加 工质量 ；可进 维 修 与 改 造 C K 5 3 1 6 0 G 型1 6 m数控立车机械液压 故障处理 ■葫芦岛滨海水电大件制造有限责任公司 辽宁 1 2 5 0 0 4 张顺廷 ●渤海造船厂集团有限公司 辽宁葫芦岛 1 2 5 0 0 4 崔立奇郑海华岳林红王富国 摘要介绍了几例典型的1 6 m数控立丰机械、液压故障，针对这些故障采取了与之相适应的解决方法。 C K 5 3 1 6 1 G 型单柱1 6 m 数控立 车 就其加 工工件 的尺寸 、规 格及 重量而 言 ， E l 前 仍属于 国内最大 设备之一 。 1 9 9 0 年 由武 汉重型机 床 厂制造安 装并投入使用 ，2 0 0 0 年经过原厂家改造。 1 ． 滑枕 平衡液压缸无油压 平衡 液 压缸 作 用 减 轻z轴 方 向重量 ，保 证Z轴加 工 工件 精 度。平衡液 压缸油 压通过双联 叶 片 泵 建 立 ，双 联 叶 片 泵 型 号 为 YB1 5 0 6 ，排量5 0 ／ 6 mL ／ r 。 双 联叶 片泵作用 ①在横梁 卡紧 和滑枕移动速度v 6 mm ／ mi n 时 ， 仅 6 mL ／ r 叶片 泵工 作 ，供 给滑枕 平衡液压缸平衡油压为2 ． 5 MP a ， 此 油 压 通 过 溢 流 阀 型号 Y ． 6 3 调 节。②5 0 mL ／ r 叶片泵流量通过 电 磁 阀2 3 D 一 6 3 断 电返回到油箱 ，作 用减 少通过溢流 阀 引起 的发热 ， 减 少不必要能耗 。③当滑 枕向上 快速移 动速 度超过6 mm／ mi n 时 ， 2 3 D - 6 3 接通 ，将5 0 mL ／ r 流量 并 入 油路 系统 内 ，快速 向平衡 液压 缸注 油 ，起到滑 枕平衡作 用。④ 当1 2 0 t 横梁 移动时 ，双联泵 同时 供给横 梁丝母静 压 、润滑 ；横 梁 导轨 卡紧装置松 开 、导轨润 滑供 油 ，其 他油路关 断。⑤横梁卡 紧 装 置系统通过 电磁阀2 3 D一 6 3 接 通 行 多坐标的 联动 ，能 加工形状 复 杂 的零件 ；加工零 件改变时 ，一 般 只需要更 改数控程 序 ，可节 省 生 产准备时 间 ；机床 本身的精 度 高 、刚性大 ，可选择 有利的加 工 用 量 ，生产 率高 一般为普通机 床 的3 ～5 倍 ；机 床 自动化程 度 高 ，可以减轻劳动强度。 参考文献 [ 1 】刘文娟 ，姜晶． 金属切 削机床 【 M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 2 O 1 4 ． 【 2 】张发军．机电一体化 系统设计 【 M】 ． 湖北 华中科技大学出版 社 ，2 0 l 3 ． 脯 收稿 日期 2 0 1 4 1 2 1 0 和断 开 ，利用单 向控制阀 ，型号 为I 一 6 3 ，排量为6 3 L ／ mi n ，保证平 行横 梁平面 的液 压缸先卡紧 ，横 梁升 降螺母静压 卸荷也是通过一 个 电磁 阀2 3 D 一 6 3 通断 。⑥在卡 紧 装 置系统内增加一 个减压阀和节 流 阀 ，保证静压横 梁卸荷螺母有 较高油压 。 平衡液压缸内无压力处理 1检查 或 更换 溢 流 阀 Y - 6 3 ，回油 管有时 出油 ，有时不 出油 ，平衡液压缸压 力表为0 。回 油管 出油时用手按 住油管出 口， 油 向外 喷 出 ，但 压 力表 为0 。人 为按动 电磁 阀2 3 D- 6 3 ，使双联泵 同时 向平衡液压缸供 油 ，液压缸 油压表 有压 力显示 ，说 明双联泵 5 0 mL ／ r 泵正常 。快速 向上移动滑 枕 ，电磁阀2 3 D一 6 3 通 电动作 ，此 油路无故障。 2 检查或更换油路 中的单 向阀 I 一 6 3 ，故障仍然存在。 3 检查6 mL ／ r 叶片泵 ，出 油 口有油 涌出 ，用手按 出油 口， 磊 r 75