采用多種表面工程技術(shù)恢復(fù)舊機床精度并經(jīng)數(shù)控化再制造后的機床性能接近或達到甚至超過新品,提高了零件加工精度,改善了工作環(huán)境,提高了產(chǎn)品質(zhì)量及勞動生產(chǎn)率,縮短了新產(chǎn)品的制造周期,提升了企業(yè)的現(xiàn)代化水平?,F(xiàn)代工業(yè)飛速發(fā)展,普通機床已不能滿足現(xiàn)代加工精度及提高勞動生產(chǎn)率的要求。集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、機械技術(shù)于一體的數(shù)控機床的出現(xiàn),使零件加工精度提高,產(chǎn)品制造周期縮短,且改善了工作環(huán)境,大大提高了勞動生產(chǎn)率,因而越來越受到各生產(chǎn)企業(yè)的重視。
但如果將以前購置的普通機床全部更新為數(shù)控機床,不僅資金投入太大,成本太高,而且原有設(shè)備的閑置又將造成極大的浪費。所以,若能對普通機床進行數(shù)控化再制造,不僅可以達到與購置新機床同樣的效果:提高零件加工質(zhì)量和生產(chǎn)率,縮短產(chǎn)品制造周期,改善工作環(huán)境;而且還可以減少資金投入,和購買新機床相比,可以節(jié)省50%以上的資金。如一套經(jīng)濟型數(shù)控化再制造機床的價格僅為相同功能新數(shù)控機床的1/5一1/3。機床數(shù)控化再制造的意義還在于;能充分利用舊設(shè)備資源,以極小的代價獲得性能先進的數(shù)控機床,提高加工效率和加工質(zhì)量;可全面提升企業(yè)現(xiàn)有機床性能,有效提高企業(yè)加工制造能力。同時,可大量節(jié)省在鑄造、切削加工時所消耗的能源,并減少對環(huán)境的污染。
一、機床數(shù)控化再制造的內(nèi)容
機床數(shù)控化再制造是一條符合國家產(chǎn)業(yè)政策且又可行的途徑,是指以可使用的普通舊機床作為“毛坯”,通過再制造手段制將其制造成為具有數(shù)控機床功能的、且與新數(shù)控機床性能相近、相同的數(shù)控機床,其再制造的主要內(nèi)容介紹如下。
1、精度恢復(fù)和機械傳動都分的改進
隨機床使用役齡的增加,機床的機械傳動部件,如導(dǎo)軌、絲杠、軸承等都有不同程度的磨損。因此,機床再制造過程中的首要任務(wù)是對機床進行類似于通常的機床大修,以恢復(fù)機床精度,達到新機床的制造標準,因此,機床數(shù)控化再制造可以結(jié)合機床的大修來進行,但機床數(shù)控化對機床精度的要求與普通機床的大修是有區(qū)別的,即整個機床精度的恢復(fù)與機械傳動部分的改進,都要為滿足數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點和數(shù)控自動加工的要求來進行,并應(yīng)具有批量大修的特征。
2、選定數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)
根據(jù)要進行數(shù)控化再制造機床的控制功能要求,選擇合適的數(shù)控系統(tǒng)是至關(guān)重要的。由于數(shù)控系統(tǒng)是整個數(shù)控機床的指揮中心,在選擇時除了考慮各項功能滿足要求外,還一定要確保系統(tǒng)工作可靠性。一般以性能價格比來選取,井適當(dāng)考慮售后服務(wù)和故障維修等有關(guān)情況。如選用企業(yè)內(nèi)已有數(shù)控機床中相同型號的數(shù)控系統(tǒng),將對今后操作、編程、維修等都帶來較大的方便。伺服驅(qū)動系統(tǒng)的選取,也按再制造數(shù)控機床的性能要求決定。若采用同一家公司配套供應(yīng)的數(shù)控系統(tǒng)和伺服驅(qū)動系統(tǒng),再制造產(chǎn)品的質(zhì)量和維修更容易得到保證。
3、數(shù)控機床輔助裝置的選取
在機床數(shù)控化再制造過程中,要根據(jù)機床的控制功能選取輔助裝置。如選取四方或六角電動換刀架來實現(xiàn)刀具自動轉(zhuǎn)換功能,刀位數(shù)的選擇主要按被加工工件的工藝要求決定。由于大部分數(shù)控機床的輔助裝置目前在國內(nèi)已有不少生產(chǎn)廠家配套供應(yīng),所以選取后即可按其產(chǎn)品說明書在機床相應(yīng)位置上進行安裝、調(diào)整。
4、電控柜的設(shè)計和制作
由于普通機床的電器控制功能要求與數(shù)控機床不一樣。所以在對舊機床進行機床數(shù)控再制造時,原機床的電器控制部分一般只能報廢,重新按數(shù)控化再制造要求進行設(shè)計制作。強電控制部分的線路設(shè)計,主要根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)輸入、輸出接口的功能和控制要求來進行;當(dāng)控制功能較復(fù)雜時,為簡化強電控制部分的電氣線路,需要配置可編程序控制器(PLC)。數(shù)控機床的強電控制部分設(shè)計中要特別注意的是,數(shù)控系統(tǒng)各接口信號的特點和形式要相配,并且在設(shè)計過程中應(yīng)盡量簡化強電控制線路。
5、整機聯(lián)接調(diào)試
舊機床上述各個部件的再制造過程完成后,就可對組裝的再制造機床各個部件進行調(diào)試。一般先對電氣控制部分進行調(diào)試,看單個動作是否正常,然后再進入聯(lián)機調(diào)試階段。由于機床數(shù)控化再制造有多種方案,機床類型不同,再制造的內(nèi)容也不同,所以上述機床再制造內(nèi)容并非一成不變,而要根據(jù)實際情況選用合適的方式,以使普通機床數(shù)控化再制造后的性能與新的同類數(shù)控機床性能相近或相同,另外,在機床數(shù)控化再制造完成后,還應(yīng)注意培訓(xùn)數(shù)控機床的操作人員和編程人員,以使再制造數(shù)控機床能夠盡快發(fā)揮作用。
二、機床數(shù)控化再制造的關(guān)鍵技術(shù)
對普通機床進行數(shù)控化再制造,關(guān)鍵技術(shù)在于對機床精度的恢復(fù)。機床一般在工作車間已經(jīng)工作多年,其中導(dǎo)軌、溜板等都有不同程度的磨損。在有條件的時候,可將機床運至機床大修廠,按常規(guī)機床大修的方法,對機床導(dǎo)軌進行磨削,磨削量以保持床面有一定的表面硬化層為宜。若機床磨損嚴重,磨削后,表面硬化層已去除,可采用電刷鍍的方法加工耐磨表層。與床身相匹配的溜板,一般可采用刮研的方法修配恢復(fù)精度。在導(dǎo)軌磨損量較大的情況下,也可采用貼塑工藝恢復(fù)機床導(dǎo)軌精度。
主軸精度的修復(fù)是再制造機床維修的另一個側(cè)重點??刹捎酶鼡Q主軸軸承等傳統(tǒng)方法配合電刷鍍工藝完成。主軸箱通常需單獨修復(fù),并調(diào)試驗收精度。有些磨損量小的機床也可以采用表面工程技術(shù)在現(xiàn)場操作,恢復(fù)機床精度。運用電刷鍍、熱噴涂、納米顆粒復(fù)合刷鍍、高強度納米修補劑、納米潤滑脂等高新表面技術(shù)和其他表面工程加工技術(shù),可高質(zhì)量地恢復(fù)與提升機床機械部件的精度和使用性能。
三、機床再制造工程的意義
機床再制造工程是以機床全壽命周期設(shè)計和管理為指導(dǎo),以優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保為目標,以先進技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)為手段,恢復(fù)或改造廢舊機床的一系列技術(shù)措施或工程活動的總稱。機床再制造不同于機床維修。機床維修是在機床使用階段為了保持其良好技術(shù)狀況及正常的運行而采取的技術(shù)措施,常具有隨機性、原位性、應(yīng)急性。而機床再制造是將有再制造價值的廢舊機床作為再制造毛坯,利用離新技術(shù)對其進行批量化修復(fù)、性能升級,所獲得的再制造機床在技術(shù)性能上可達到甚至超過新機床的水平。機床再制造也不同于機床的再循環(huán)。再循環(huán)是通過回爐冶煉等加工方式,將報廢機床返回到原材料。再制造是將報廢機床作為高級資源而最大限度利用的“回收”方式,其生產(chǎn)成本要遠遠低于新機床制造的成本。
因此,機床數(shù)控化再制造可以充分利用原有資源,減少浪費,綠色環(huán)保,并達到機床設(shè)備的更新?lián)Q代和提高機床性能的目的。而資金投入要比從原材料起步進行制造的新數(shù)控機床少得多,對環(huán)境污染也少得多。