机床数控化改造的需求及加工过程

发布时间:2019-07-04  发布者:禹创重工机械
1、机床数控化改造的市场
大多数制造行业和企业的生产、加工装备绝大多数是传统的机床,而且半数以上是役龄在10年以上的旧机床。用这种装备加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长,从而在国际、国内市场上缺乏竞争力,直接影响一个企业的产品、市场、效益,影响企业的生存和发展。所以必须大力提高机床的数控化率。
2、进口设备和生产线的数控化改造市场
我国自改革开放以来,很多企业从国外引进技术、设备和生产线进行技术改造。这些项目中,大部分项目为我国的经济建设发挥了应有的作用。但是有的引进项目由于种种原因,设备或生产线不能正常运转,甚至瘫痪,使企业的效益受到影响,严重的使企业陷入困境。一些设备、生产线从国外引进以后,有的消化吸收不好,备件不全,维护不当,结果运转不良:有的引进时只注意引进设备、仪器、生产线,忽视软件、工艺、管理等,造成项目不完整,设备潜力不能发挥;有的甚至不能启动运行,没有发挥应有的作用;有的生产线的产品销路很好,但是因为设备故障不能达产达标;有的因为能耗高、产品合格率低而造成亏损;有的己引进较长时间,需要进行技术更新。
这些不能使用的设备、生产线是个包袱,也是一批很大的存量资产,修好了就是财富。只要找出主要的技术难点,解决关键技术问题,就可以较小的投资盘活较大的存量资产,争取到较大的经济效益和社会效益。这也是一个极大的改造市场。
必要性和迫切性
1、数控机床对比传统机床有以下突出的优点。
1)可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。这是由于计算机有高超的运算能力,可以瞬时准确地计算出每个坐标轴应该运动的运动量,这就可以加工复杂的曲线和曲面。
2)可以实现加工的自动化,而且是柔性自动化。从而效率可比传统机床提高三到七倍。
3)加工零件的精度高,尺寸分散度小,装配容易,不再需要“修配”。
4)可实现多工序的集中,减少零件在机床间的频繁搬运。多道工序是在一次定位、一次装夹下实现。
5)拥有自动警报、自动监控、自动补偿等多种自律功能,因而可实现长时间无人看管加工。因此劳动生产率提高和生产周期缩短,效益非常明显。
2、利用少量资金进行数控化改造可以发挥明显效益
我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家落后20年。因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性和迫切性。上世纪80年代,陆续从国外引进了很多中数控机床,有的服役期满,有的不能正常工作,处于闲置,造成巨大资源浪费。这些机床共同之处在于机械部分基本完好,精度较高,主要是由于数控系统出现问题而又难以购置配件,不能满足正常生产的需要和现代高精度、高速度和高可靠性的加工要求。如果利用进口数控系统对现有数控设备进行数控化改造,只需几十万元就能发挥现有设备的作用,而购置一台新的同性能的数控机床则需要几百万甚至上千万的资金,因此,对我国来说数控机床的数控化改造,尤其是加工中心的数控化改造具有明显的经济效益与社会效益,非常迫切。
可行性
1、数控机床改造存在很大的市场需求。
2、数控系统的技术日趋成熟,特别是SIEMENS系统、FANUC系统功能齐全、性能稳定,非常适合机床改造;
3、数控机床改造的优点很多,可以升级机床的功能,较重要的是可以节省大笔的资金。
4、机床功能模块化技术已经成熟,更换方便;
5、经过若干年的锻炼,己经培养出一批掌握现代数控机床改造的队伍,在改造机床方面的技术储备,力量雄厚; 综上所述,数控机床的改造具有可行性。
数控机床改造的内容
1、恢复机床功能,对机床存在的故障部分进行诊断并恢复;
2、利用国外先进数控系统,对机床进行数控化改造;
3、为提高精度、效率和自动化程度,根据改造需要对机械、电气部分元器件进行更换,对机械部分重新修配调整,恢复原精度;
4、技术更新或技术创新。为提高性能或档次,或为了使用新工艺、新技术,在原有基础上进行较大规模的技术更新或技术创新,较大幅度地提高水平和档次。
数控专用机床是按照数控编程或手动输入数据方式提供的指令自动进行加工的。由于机械结构(如机床床身、导轨、工作台、刀架和主轴箱等)的几何精度与变形产生的定位误差在加工过程中不能人为地调整与补偿,因此,必须把各处机械结构部件产生的弹性变形控制在较小限度内,以保证所要求的加工精度与表面质量。
为了提高数控专用机床主轴的刚度,不但经常采用三支撑结构,而且选用钢性很好的双列短圆柱滚子轴承和角接触向心推力轴承铰接出相信忒力轴承,以减小主轴的径向和轴向变形。为了提高机床大件的刚度,采用封闭界面的床身,并采用液力平衡减少移动部件因位置变动造成的机床变形。为了提高机床各部件的接触刚度,增加机床的承载能力,采用刮研的方法增加单位面积上的接触点,并在结合面之间施加足够大的预加载荷,以增加接触面积。这些措施都能有效地提高接触刚度。
为了充分发挥数控专用机床的高效加工能力,并能进行稳定切削,在保证静态刚度的前提下,还必须提高动态刚度。常用的措施主要有提高系统的刚度、增加阻尼以及调整构件的自振频率等。提高阻尼系数是改善抗振性的有效方法。钢板的焊接结构既可以增加静刚度、减轻结构重量,又可以增加构件本身的阻尼。因此,近年来在数控机床上采用了钢板焊接结构的床身、立柱、横梁和工作台。封砂铸件也有利于振动衰减,对提高抗振性也有较好的效果。
 
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