简述进步数控机床改造精度方法

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　1 数控机床改造的特点

　　数控改造技术在机械加工行业中的应用越来越广泛，这主要是由于数控改造有以下几方面突出特点和优点:
　　(1)投资额少、交货期短同购置新机床相比，一般可以节省60%-80%的用度，改造用度低，特别是大型、特殊机床尤其明显。一般大型机床改造，只是新机床购置用度的1/3，交货期短。即使有些特殊情况，如高速主轴、托盘自动交换装置的制造与安装过于费工、费钱，改造本钱也高2-3倍，但与购置新机床相比，也能节省投资50%左右。
　　(2)机械性能稳定可靠所利用的床身、立柱等基础件都是重而兼顾的铸造构件，而不是那种焊接构件，改造后的机床性能高、质量好，可以作为新设备继续使用多年。
　　(3)熟悉了解设备、便于操纵维修购买新设备时，不了解新设备是否满足其加工要求。改造则不然，可以精确地计算出机床地加工能力，另外，由于多年使用，操纵者对机床的特性早已了解，在操纵使用和维修方面培训时间短，见效快。改造的机床一安装好，就可以实现全负荷运转。
　　(4)可采用最新的控制技术可根据技术革新的发展速度，及时地进步生产设备地自动化水平和效率，进步设备和档次，将旧设备改成当今水平的机床。充分利用现有的条件可以充分利用现有地基，不必像购置新设备时那样需要重新构筑地基。因此可节约用度，降低改造本钱，同时也可缩短生产预备周期。
　　(5)进步产品质量和工效可以解决复杂零件的加工精度控制，加工的产品尺寸一致性好、合格率高、废品率的、生产效率高。如经济型数控机床，一般可进步工效3-7倍。对复杂零件而言，难度越高，进步的工效越明显。此外还可以减轻工人的劳动强度，进步工人素质促进科技成果的普及和应用，为“体力型”向“智能”转变创造条件。

　　2 进步数控机床改造精度的常见方法

　　数控机床在设计上要达到高的静动态刚度，运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙，功率大；便于操纵和维修。机床数控改造时应尽量达到上述要求，还应对主要部件进行相应的改造使其达到一定的设计要求，才能获得预期的改造目的，常见的机床改造方法如下。

　　2.1 修复机床导轨精度
　　导轨的作用是导向与承载。导轨在空载和在切削条件下运动时，都应具有足够的导向精度。是机床几何精度的基础，所以，机床在改造时，为了达到预期的精度要求，往往必须修复导轨精度。对不同形式导轨，大概修理方法如下:
　　(1)使用环氧型耐磨导轨涂层修复导轨精度:工作台导轨的涂层，就是床身导轨的拓印，它的配合精度必然很高，简化了工艺，缩短了制造周期。应用于机床改造更为便利，效果明显。
　　(2)铸铁导轨:铸铁导轨的精加工是用刮削的方法得到的，刮研显点为18—25点/平方厘米，同时，必须保证润滑的可靠性。这样才能尽可能的减小摩擦，以及对位置控制精度的影响。

　　2.2 恢复主轴精度
　　主轴是主轴组的重要组成部分。机床工作时，由主轴夹持着工件直接参加表面成形运动，对加工质量和生产率，有重要影响。所以，改造时必须修复主轴的精度。
　　对于精度超差的主轴拆卸以后应对其进行全面检查，以便确定修理方案。但大多需要更换主轴轴承、重新调整轴承的间隙调整和预紧。调整后应进行温升实验，温升超过规定值，应减少预紧量。
　　当主轴轴承重新装配好后，用千分表和标准检验棒，检查主轴锥孔中心线是否和主轴的回转中心重合，假如相差较大，则必须用专用的磨头，重新磨削主轴锥孔，使其回转中心同主轴的回转中心完全重合。

　　2.3 修复或更换滚珠丝杠
　　随着现代科技的发展，机械制造业正不断面临着高速度、高精度等新的挑战。滚珠丝杠作为当代数控机床进给的主要传动机构，以其长寿命、高刚度、高效率、高灵敏度、无间隙等明显特点而得以广泛应用，成为各类数控机床的重要配套部件，并己实现了标准化、通用化和商品化。基本上现代的数控机床都采用了滚珠丝杠，但在改造时，一定要恢复其传动精度，或干脆更换新的或更高精度的滚珠丝杠，只有这样才能保证改造后的定位精度，尤其是在半闭环系统中，丝杠不仅要起到传动作用，还要起到标尺的作用，编码器只是丈量丝杠的转数，至于工作台实际行走的间隔，相当于开环，只能靠滚珠丝杠本身的精度保证。

　　2.4 利用精密仪器检测机床精度
　　可以结合具体的机床改造过程，利用先进的激光干涉仪丈量系统，对机床的定位精度进行丈量，并利用球杆仪快速检查机床精度，诊断误差来源，自动分析机床精度状态，检查出反向间隙、垂直度、直线度、周期误差、伺服不匹配、传动链磨损等，根据检测结果，进行必要的分析，再结合资金投进、新技术应用等因素确定必要的改造、修理方案。在调整机床参数时，尤其是伺服驱动参数，可根据球杆仪的检测结果，进行系统优化，使机床参数更公道，系统更稳定。
　　在改造完成后，利用激光干涉仪对定位精度进行丈量，然后，根据情况进行适当的补偿，可以大大进步机床的定位精度和加工精度。

　　2.5 减少传动环节的间隙
　　一般机床的齿轮主要集中在主轴箱和变速箱中。为了保证传动精度，数控机床上使用的齿轮精度等级都比普通机床高。在结构上要能达到无间隙传动，因而改造时，机床主要齿轮必须满足数控机床的要求，以保证机床加工精度。
　　假如进给传动系统中有蜗轮蜗杆传动，一定要留意，调整好反向间隙，否则，很可能直接影响机床性能。另外，假如进给传动系统中有同步齿形带，也必须进行适当的调整或更换，尤其是在采用半闭环系统中，若此部分不在控制环内，将直接影响机床的定位精度。

　　3 结论

　　为了能够大幅度进步数控机床改造后的性能，升级为最顶级的高端机床，有时需要使用高性能和高可靠的新型功能部件。但往往价格非常昂贵，使用时一定要根据实际情况，慎重选择。本文对数控机床改造中进步改造精度的方法进行了较全面的论述，对数控机床改造具有一定的指导意义。
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