数控车床范文

导语：如何才能写好一篇数控车床，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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下面就本人几年来在数控车方面的教学体会进行总结，与大家一起分享。

第一阶段：打好普车基础

数控车床虽然适应性强，适合加工复杂型面的零件，加工精度高，加工质量稳定，自动化程度高，加工生产率高，但是，操作和使用的基础仍然是普通车床，这一阶段是学习数控车床不能逾越的过程。学生应在普通车床上实习、练习刃磨车刀，熟练操作车床，从加工端面、外圆、内孔、切槽开始，逐渐接触到螺纹各部分的尺寸计算和加工以及特型面的加工；练习使用各种测量器具，并且能熟练掌握，在这一过程中深刻理解刀具几何角度对切削加工精度和表面粗糙度的影响，进一步认识切削三要素在加工中的相互关系及其对工件质量的影响，掌握车床的调整方法，掌握切削的有关计算；了解常用工具、夹具的结构，熟悉掌握其使用方法。合理地选择工件的定位基准和加工工艺过程。同时还须让学生知道只有完成这一阶段的实训任务，将来才有可能在数控车床上所编制的加工程序更为合理和实用。

第二阶段：数控车初级操作

在普通车床的操作熟练掌握以后，再到数控车床上进行操作训练。首先进行开关机的训练，因为数控车床比普通车床多了一个数控装置，开关机要有一定的顺序。除此之外还要检查油路是否畅通，数控装置控制柜的风扇运转是否正常，如有异常要立即检修。在数控车的操作中首先要回机械零点，这一点非常重要，只有这样，在数控机床里的坐标系才能建立起来。接下来要使学生掌握数控车的手动操作，例如数控车的正反转、大溜板和中溜板的快进快退、手摇脉冲发生器控制大溜板和中溜板的快进快退，和大溜板中溜板快速移动的倍率转换。通过学习使学生对数控车床有了初步的认识，为进一步熟练操作数控车床打好了基础。

第三阶段：仿真实训

第二阶段实训后，要对学生进行技能考试，操作达到要求的学生到计算机上进行数控仿真软件的练习。这样也能促进未选中的学生努力练习，激发他们的学习兴趣和竞争意识。首先要让学生熟悉仿真机床的操作面板和录入面板，明确每个按键的功能，掌握建立工件坐标系的方法，以及如何选择刀具几何角度设置刀偏、刀补，详细地讲解每个过程。第一步进行G00、G01的编程训练，因为它是编制其他复杂程序的基础。能够比较熟练地掌握G00、G01编程方法以后，把对刀点、换刀点、刀位点、编程坐标系与编程原点的概念给同学们讲清楚。接下来讲解简单固定循环指令（G90指令），在前面用G00、G01编制程序时，同学们都感觉非常麻烦，这时推出G90指令，使同学们更加有兴趣。等同学们把G90指令掌握以后，把编程更为方便简洁的复合固定循环指令G71/G70、G73/G70介绍给学生。使用这两个循环指令一定要注意，首先要选定一个循环点，把粗车和精车的转速、背吃刀量、进给速度选好，对G71、G73、G70指令格式中的每一项都要搞清楚。同时要清楚G71指令适合尺寸单调变化的零件。用G73指令加工零件时，刀尖角度一定要选合适，否则刀具的副切削刃会发生干涉，造成零件报废。在循环开始接近工件和结束后离开工件时刀具在Z轴方向不能有移动，否则机床会报警。螺纹切削循环指令G92也需要学生重点掌握。

第四阶段：数控加工

通过前面几个阶段的学习，我们掌握了普车的操作，对数控车有了初步的了解，在计算机仿真上对几个常用程序也进行了仿真练习。我们要知道仿真练习练得再好也只是一个模拟练习，它是一个理想化的操作，实际操作中的好多问题在这里面不会遇到。首先要学会端面和外圆对刀，将测量的数值输入到刀补，将刀尖半径补偿也一并输入，准确快速地输入程序。运行程序的前几段一定要用单段，以防意外事故的发生。程序执行完后，要对零件进行仔细测量，如有误差，进行尺寸修正，再重新执行程序，直到加工出合格零件为止。如此，学生全面了解了数控加工的全过程，深刻理解了加工原理、机床工作过程、编程方法及制定工艺的原则，确实理解了数控车与普通车在加工工艺上的不同。通过学习，同学们对数控加工产生了浓厚的兴趣，学习的积极性也越来越高，几年学习下来，能够熟练地操作机床，踏上工作岗位后受到了用人单位的一致好评。

第五阶段，细致分析，查缺补漏，提高零件精度要求

如果说编程完成零件形状的加工的是数控车削的核心和关键，那么保证零件的精度则是数控加工的最终目的。因此学生在对零件形状的加工掌握后，下一步的任务就是怎样提高零件的精度。

1、刀尖圆弧半径补偿

零件加工程序一般是以刀具的某一点（理想刀尖）按零件图纸进行编制的，但实际加工中的车刀，由于工艺或其他要求，刀尖往往不是理想点，而是一段圆弧，切削加工时，实际切削点与理想状态下的切削点之间的位置有偏差，会造成过切或少切，影响零件的精度，因此在加工中进行刀尖圆弧半径补偿以提高零件精度。

2、对刀对刀也是关系零件精度的一个重要因素，笔者指导学生用的是试切对刀，因为此对刀方法既简单又好理解，但也存在着弊端，就是当需要多把刀加工零件时，在对第二把刀、第三把刀和第四把刀时，都要试切端面，那么坐标原点就要改变。如果刀具偏置仍然输入Z0的话，加工的零件长度上就有误差，因此，笔者要求学生在对其他几把刀时，不要再切端面，只需贴紧就行。

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关键词：报警信号；故障处理；机床数据；检测元件；PLC状态信息

数控车床是车床与计算机控制系统相结合的机电一体化设备，因此，它不仅具有普通机械产品的特点，而且还具有电子产品的特点。现代数控系统随着微型计算机制造技术及相应配套的伺服驱动技术的发展，目前一些数控系统无故障运行时间都能达到25 000小时以上，但是，数控系统发生故障的现象却是无法避免的。在生产环境中，由于受到各种外界干扰，如电磁干扰、机械损坏干扰、液压驱动部件失控等造成数控系统不能正常工作也时有发生。在数控车床上，由于数控系统有丰富的内存功能、自诊断功能、PLC装置。所以大部分数控车床自诊断故障功能都通过数控系统的CRT装置显示。对于数控车床而言，其故障一般可以分为5大类：①伺服系统故障；②CNC装置故障；③主轴系统故障；④刀架系统故障；⑤其他部位故障[1,2]。具体的常见故障处理讨论如下：

1回参考点故障的处理

数控车床开机返回不了参考点的故障一般有以下几种情况：(1)由于零点开关出现问题，PLC没有产生减速信号；(2)编码器或光栅尺的零点脉冲出现问题；(3)数控系统的测量模块出现问题，没有接收到零点脉冲。

车床在X轴或Z轴返回参考点时，出现报警号“20005”，指定坐标轴不能回参考点。报警说明：通道％1坐标轴％2回参考点运行被终止。

根据故障现象分析，手动X轴或Z轴负方向可以运动，说明各轴参考点减速开关有问题，压上后，开关触电没有动作，单轴(X或Z)一直作正方向运动，直到压到正方向限位开关，出现“20005”报警。

通过系统的PLC状态信息显示功能，如发现反映正方向限位开关的PLC数值为“1”，则说明确实是压在限位开关上了。在各轴返回参考点时。观察参考点减速开关的PLC值，其数值没有变化，说明减速开关出现问题，更换减速开关，机床故障就可以解决了。

同样是这种情况，如零点开关没有问题，用示波器检查编码器．零点脉冲也没有问题，每走一圈，就有一个脉冲，因此可以基本认定零点脉冲与零点开关太近。表现为压上零点开关后，马上就接收到零点脉冲，这时就能找到参考点。而有时零点开关压上后。断开较晚，这时已经错过这圈的零点脉冲。还没有接收到下一个零点脉冲时。就压上限位开关了。对于这种情况．可以进行机械调整，将限位撞块后调一段距离，使零点脉冲与零点开关保持相当的距离，这样就可以使X轴或Z轴顺利地返回到参考点。

2 硬限位和软限位故障的处理

在数控车床操作过程中，由于操作人员的误操作和程序的编制问题，经常会出现某轴到达硬限位或某轴过软限位的报警信号，此时各轴处于停止状态，按方向键不起作用。

2.1 硬限位故障的处理

数控车床的X轴移动和y轴移动都有一定的行程控制，在各轴七都有相应的限位开关，如机床几何轴到达硬件限位开关时，EMG急停中间继电器失电，CRT显示“通道某轴到达硬件限位开关”的报警。造成轴功能失效，机床无法工作。

对于这类故障，排除的方法很简单。按住超程释放按钮，用JOG(点动)方式或手轮方式移出限位区域，按复位按钮解除报警即可使机床恢复正常工作。

2.2 软限位故障的处理

在数控车床上，还可以通过设定数据的方式来给系统定义X轴和Z轴的行程。该数据一般在机床出厂时，由厂家设定，用户也可以根据自己的需要自行修改。软限位超程的情况一般出现在数据设置出错或程序编制出错的情况下。出现这种情况，可使用制造商密码进入机床数据区，调出相应的机床数据：

36100：POS―LIMIT―MINUS负方向软限位；

36110：POS―LIMIT―PI。US正方向软限位。

将X轴和Z轴在正负方向上的数值调整正确。同样，在进行程序编制的时候也应当充分考虑这个问题。这样，就可以避免再出现此类问题。

3 刀架系统故障的处理

刀架系统出现故障的比率在数控车床操作中比较高，产生故障的原因也比较多。刀架电机过载报警号：700022。出现这两种信号是由于空气开关的辅助触点接到PI。C上的一个信号。当这个开关断开时，CRT显示报警信息。当电机过流、过热或者短路时，空气开关就会断开。产生该故障的情况一般有以下几种：

1．撞刀闷车。该现象一般出现在对刀、切削量过大或者G54(零点偏置)设置不正确的情况下。出现这种情况时，刀具与工件(或卡盘)猛烈撞击，形成闷车现象。此时，刀架(六工位)内部蜗轮蜗杆脱开，链轮空转，无法执行换刀。该故障属于机械故障，可拆卸刀架机械部分，将链条挂上(蜗杆头部有链轮)，手动将蜗杆旋入，使之与蜗轮完全啮合，检查啮合间隙，如无间隙则该故障即可解决。

2．伺服系统故障。根据工作原理和故障现象进行分析，刀架转动是由伺服电机驱动的，电机一启动，伺服电机就产生报警，切断伺服电源，并反馈给NC系统，显示刀架电机过载报警信息。检查机械部分及伺服单元均未发现问题，经测试，刀架电机烧毁，更换伺服电机后，故障排除。

3．光电感应装置失效。该现象表现为光电感应装置错位或光源受阻，刀架无法接受系统的换刀信号。拆卸光电感装置重新装配或清理光源孔后，刀架即恢复正常。

4．电气故障。控制柜中刀架控制器的继电器跳断或烧毁，造成系统无法向刀架供电。继电器上电或更换继电器，报警即可解除。

5．程序失效。撞刀后按急停按钮，系统停止工作。更换新刀具后刀架不工作。通过PLC程序检查分析，发现换刀过程不正确，系统认为换刀没有结束，不能进行其他操作。将刀架移至安全位置，按复位键，重新启动系统，加载程序。刀架恢复正常。当以上故障因素排除后，只需重新合上空气开关，刀架就可以完全正常工作。

4机床数据紊乱及丢失现象的处理

车床及系统上电启动后，利用PCIN软件进行程序传送，系统报警：数据传送失败。检查PCIN软件参数设置及机床RS232接口参数设置，均未作改动。显示正常。

故障分析：系统默认程序后缀名MPF被非法修改，系统原有程序名数据丢失，系统不接受MPF为后缀名的文本文件和二进制格式文件。疑为操作人员传送程序时传送协议参数设置错误。系统数据因误操作而被人为删除、破坏的现象比较常见。对此，应当事先备份好所有数据，特别是试车数据，该数据为机床调试完成后的成熟数据。

故障原因：SINUMERIK 802D数控系统与PC间进行数据传送，有固定的传送协议，不允许被修改。RS232接口参数设置必须一致。故障排除：重新启动系统，将系统初始化，重新传送备份试车数据。系统正常。

数控车床有些故障是由于系统机床参数引起的，有时因设置不当，有时因意外使参数发生变化或混乱，这一类故障只需要调整好参数，就会自然消失。还有些故障由于偶然原因使NC系统处于死循环状态，这类故障有时必须采取强行启动的方法恢复系统的使用。

5 结语

为使数控机床维修工作适应现代化企业发展的需要，提高数控设备的维修质量，我们应当做到：(1)分析故障原因到位；(2)采取措施到位；(3)维修记录到位。能否做到“三个到位”，直接反映了维修人员的工作责任心，同时也是技术素质的具体体现，是维修工作规范化的基础。

参考文献：

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1、数控车床980型号代码G73 U_W_R_ G73 P_Q_U_W_F_。

2、G73 U_W_R_ G73 P_Q_U_W_F_，其中第一行的U计算方法为毛胚半径减加工最小直径，也可能加工最小半径为0的。记得第一行的U计算出来要减一次，要不第一次他会走空刀，W不设置，R为分割次数，也就是你要把那么多的余量分几次加工 ，这个根据机床的参数设定而改变，有的是 R0，001为一次，有的为R1为1次，第2行的PQ分别为起始精加工程序段和终止精加工结束程序段，U W 分别为X Z方向的精加工余量， F为进给速度。

（来源：文章屋网 ）

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关键词：数控车床 车削加工工艺 工艺分析

数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。

数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。

数控车削是数控加工中用得最多的加工方法之一。数控车床上能完成内外回转体表面的车削、钻孔、镗孔、铰孔、切槽、车螺纹和攻螺纹等加工操作。制定零件的车削加工顺序一般遵循下列原则：先粗后精、先近后远、内外交叉、基面先行。划分加工工序应遵循保持精度原则和提高生产效率原则。数控车床适合加工的零件类型有：轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件、精度要求高的回转体零件、带特殊螺纹的回转体零件。

数控车削加工零件的工艺性分析从以下几个方面入手：零件图的分析（包括零件的尺寸标注方法、几何要素、精度及技术要求的分析），结构工艺性分析以及零件安装方式的选择（力求设计、工艺与编程计算得基准统一，尽量减少装夹次数在一次装夹后完成所有表面的加工）。本文侧重从以下几个方面谈谈数控车床加工工艺的问题：

一、图样分析

零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性,选择工艺基准。

1、选择基准

零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点,以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程,又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。

2、节点坐标计算

在手工编程时,要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。

3、精度和技术要求分析

对被加工零件的精度和技术进行分析,是零件工艺性分析的重要内容,只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上,才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。

二、工序工步设计

1、工序划分：

在数控车床上加工零件,常用的工序的划分原则有两种。

(1)保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中,粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。 为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响,则应将粗、精加工分开进行。

(2)提高生产效率原则。为减少换刀次数,节省换刀时间,提高生产效率,应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后,再换另一把刀来加工其他部位,同时应尽量减少空行程。

2、确定加工顺序

制定加工顺序一般遵循下列原则:

(1)先粗后精。按照粗车半精车精车的顺序进行,逐步提高加工精度。

(2)先近后远。离对刀点近的部位先加工,离对刀点远的部位后加工,以便缩短刀具移动距离,减少空行程时间。此外,先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性,改善其切削条件。

(3)内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件,应先进行内外表面的粗加工,后进行内外表面的精加工。

(4)基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来,定位基准的表面越精确,装夹误差越小。

三、刀量具

1、工件的装夹与定位

数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面,尽量减少装夹次数,以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件,通常以零件自身的外圆柱面作定位基准;对于套类零件,则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外,还有多种通用性较好的专用夹具。实际操作时应合理选择 。

2、刀具选择

刀具的使用寿命除与刀具材料相关外,还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大,能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下,采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命,提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。

四、切削用量

数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S(或切削速度υ)及进给速度F(或进给量f )。

切削用量的选择原则,合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求,以及刀具的耐用度去选择,也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是:粗车时,首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap;其次选择较大的进给量f;最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度υ。增大背吃刀量可减少走刀次数,提高加工效率,增大进给量有利于断屑。精车时,应着重考虑如何保证加工质量,并在此基础上尽量提高加工效率,因此宜选用较小的背吃刀量和进给量,尽可能地提高加工速度。主轴转速S(r/min )可根据切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000/πD(D为工件或刀/具直径 mm)计算得出,也可以查表或根据实践经验确定。

数控机床作为一种高效率的设备,欲充分发挥其高性能、高精度和高自动化的特点,除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外,还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合理的加工工艺,以得到最优的加工方案。

参考文献：

[1]陈建环．数控车削编程加工实训[M]．机械工业出版社，2011.04.01

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[关键词]数控车床；工艺系统；检测；控制

中图分类号：TN386.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）06-0339-01

中国已经成为世界机床消费大国。随着数控技术的发展和成熟，原有机床注定是由数控机床所取代。占数控机床数控车床的数量最多，有自己的处理方法的研究和推广的需要。理想的数控程序不仅要保证合格，符合拉深工件的要求，还应充分发挥数控车床的功能。本文突破了现有的闭环控制的思想，开创性地提出了包括被加工工件的所有关链接控制数控车床工艺系统，实现了实时处理的工件，在线考试。进一步提高数控车床加工精度的检查，这样也有。与启蒙功能的数控机床发展的良好势头。

一，数控车床工艺的优势

数控车床加工工艺与传统工艺相比已发生转变，其中基准的选择和定位误差是不同的比较突出的问题，深入了解这些差异，有助于数控加工过程进行加工质量保证顺利。在数控加工中的问题，定位基准与设计基准不重合时仍然存在，但调查数据和工序基准与设计基准实际上可以达到一致，从而避免了尺寸链解决并把情况自己谁但在数控加工用夹具误差经常不见，零件在加工要刀，往往是针对工件实际表面直接刀，在加工过程中也很少重新装夹或转换，减少夹具影响自己极大的，因此与传统加工工艺相比，数控加工中定位的危害影响自己不再是首要因素，这也是一个数控车加工工艺的优势。

二.数控机床工艺遵循的原则

数控加工工序集中要求尽可能精确，工作装夹完成。热的变化，为了减少切割时产生的切削力差和工件的尺寸精度，定位精度和表面粗糙度的影响，应粗，精加工分别进行，粗加工，消除毛坯的加工余量，节省了加工时间，粗加工的成品可以用测量仪器测量工件前，判断其大小是否正确，如果不正确必须修改及时，然后进行精密的工作了。在同一工件的加工，往往需要使用2以上的刀具，但机床换刀降低生产效率减少交易频繁。想刀的次数，换刀时间经济，建立数控程序时，需要工件先完成相同的刀加工部位，然后换用下刀过程中的其他景点，同时要减少空行程尽可能相同，当刀加工工件的多点，要到各加工点的最短路线。

三.数控机床的检测与控制

该数控车床加工直径检测系统由非接触实时，动态和直接测量方法。用数控车床加工直径CCD图像测量系统的检测，抗，调整切削车床，数控车床，包含全闭环控制系统构件。通过接触直接测量工件直径，由于经济型数控车床车削加工的高精度的测头不易磨损，非接触式测量，可以避免这种情况的发生。工业用线阵CCD尺寸测量，在线非接触测量，精度高，速度快，使用方便，易于实现自动化等优点，包括激光衍射法，投影法，等等。

在数控加工中，刀具刀位点相对于工件的轨迹和方向称为工艺路线。直到即刀具从参考点的处理程序来完成运动，刀具经过的途径，包括加工方法和刀具的介绍，收益等必须减少空行程。加工路线的确定，首先必须保证被加工零件的尺寸精度和表面质量，其次考虑数值计算简单，将路线短，效率高等等因素。切削参数主要包括回吃刀量，主轴转速和进给速度等。切削速度对刀具耐磨性的影响最大，其次是进给量，切削深度的影响是最小的。考虑切削用量和刀具耐磨性的关系，在选择粗加工切削用量，应先用切割深度大，其次考虑采用大的进给量，最后是选择合理的切削速度。当精加工刀尖磨损往往是影响加工精度的重要因素，因此具有耐磨性好的刀具材料选举产生，并使其割最好尽可能快的工作范围。

检测装置和反馈元件，通常安装在机床实际工作台或丝杠，其功用是把压板实际位移信号反馈到CNC装置，产生用于数控设备与指令值比较误差信号，控制机床对消除误差导线。①全闭环数控系统全闭环数控系统的位置采样点引出直接从机床运动的一部分，即位置检测装置安装在台板上，通过采样运动部件的物理位置，进行与数控装置的指令位置进行比较，其插补控制。因此可以消除整个放大和传输环节的误差，间隙和失动，具有很高的位置控制精度。但由于卡环内包含的机械传动环节比较多。②半闭环控制系统内容半封闭环的内容对系统的位置采样点的控制，只利用从驱动或导螺杆，而不是采样运动部件的实际位移进行检测通过采样度旋转。因此，误差丝杠螺距误差的原因齿轮间隙消除困难。系统中的半封闭环封闭环圈的内容不包括控制电路或只含有少量的机械传动环节，因此可以得到比较稳定的控制特性。此外，开环数控系统的开环数控系统结构简单，没有位置测量定位器，数控装置发出的指令信号是单向的，因此没有系统稳定性问题。因为无位置反馈装置，因此控制精度不高，其精度主要决定由伺服驱动系统的性能。

四.结论

数控车床是数控机床使用最广泛的数控机床之一，在使用其加工生产时，操作者必须掌握所用机床的性能、特点和操作方法，同时还应该根据实际加工工件特性制定适当的加工路径、确定合适的切削用量以及选用正确的刀具从而保证加工工艺的正确性，从而保证加工质量，提高效率。

参考文献

[1] 赵健.在数控车床上零件尖角的去除程序[J].机械工人.冷加工.2000（03）.

[2] 孙福.国防科大研制成功台式数控车床[J].机床与液压.2001（04）.

[3] 王军.数控车床对刀及一种简易对刀装置[J].机械工艺师.2001（01）.

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【关键词】数控车床 钻孔夹具 弹簧夹筒

中图分类号：TG751.2 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―365―01

前言：

在普通车床上加工套类零件需要钻孔时，通常是将钻头直接套在尾座套筒上，或附加变径套或采用钻夹头等装夹进行钻孔，工人的劳动强度比较大，生产效率比较低。随着数控技术的发展，如今数控车床被广泛应用，我国在20 世纪七八十年代开始大力推广，尤其是适合我国国情的经济型数控系统，开始在机械制造等多个领域使用，但多数经济型数控车床，其尾座不能自动控制运动，钻孔操作跟普通车床一样，如广州数控设备厂生产的CSK6140-T 型数控车床。这样，在中、小批量生产套类零件时，其生产效率相对低下，工人的劳动强度大，加工质量难以保证。本文就上述情况考虑，自行设计一种专用夹具，此类问题就能迎刃而解。

一、夹具设计的思路启发

在数控车床的刀架上装上车刀后，可以通过数控系统里的加工程序控制车刀的运动轨迹，加工出外圆、槽和螺纹等等。同理，我们可以把钻头装在刀架上，通过加工程序控制钻头的运动进行钻孔。但是钻头的装夹部分有直柄和锥柄，这两种柄部都不能直接装在刀架上，为此，我设计了自动钻孔夹具。钻头或铰刀等刀具安装在车床的刀架上，问题就迎刃而解了。

二、拟定夹具的结构方案

刀具（钻头）的定位方案、定位方法和定位元件为了便于专业化生产，钻头的结构、尺寸已标准化和系列化。为方便安装使用，通常直径小于16mm 的钻头做成直柄，直径大于16mm 的钻头做成锥柄。这里所介绍的是直柄钻头的结构特征，应当选择的是外圆柱表面为定位基准，采用定心夹紧装置为定位元件，刀具（钻头）的夹紧方案、夹紧方法和夹紧装置根据钻头在加工中的使用特点，钻头的轴线必须与被加工孔的旋转轴线重合。根据数控机床对夹具要求，即应具有可靠的夹紧力，具有较高的定位精度，具有较强的刚性，结构尽量简单，以便于装卸（钻头）和夹具在机床上的安装，可采用已标准化的弹簧夹筒，即采用普通铣床上的铣刀弹簧夹筒，这样可以满足设计夹具（刀夹）要求，适应不同尺寸规格的直柄钻头。该装置是利用弹簧夹筒的弹性变形将钻头定心并夹紧的（这只是作为过渡装置用），弹簧夹筒如图1 所示。

图1 弹簧夹筒

三、夹具的设计

确定弹簧夹筒钻孔夹具的结构弹簧夹筒是该夹具中的主要元件，根据其构造特点，选择弹簧夹筒7∶24 的外圆锥表面为定位基准，夹具采用7∶24 的内圆锥表面作为定位元件。经济型数控车床的刀架采用的是一种简单的四工位自动换刀设备，只能安装普通方形刀把，不能安装回转体刀柄的刀具，所以该夹具外形应做成方形，依该数控车床四工位刀架安装刀具刀杆尺寸为25X25mm，并要求使麻花钻要安装在夹具上与主轴回转中心等高。该夹具为带有锥孔和凸出边缘的方块。厚度为23mm、宽度为25mm 的凸出边缘为装夹部分，A 面与B 面分别为定位面。带有锥孔部分是用来安装弹簧夹筒并带有钻头。在弹簧夹筒刀柄槽滑过防转销，为了避免弹簧夹筒在使用过程中，圆锥小端与夹具内圆锥孔小端发生不正常的干涉，可在内圆锥孔与内圆柱孔之间加段过渡槽。如图2所示。

图2 自动钻孔刀夹设计

夹具体材料为45# 钢，并进行调质处理，硬度为HBS280 左右，其目的是为了保证夹具体有足够的强度和硬度，经多次使用后仍有较高的尺寸精度和形位精度。

四、夹具加工的制作

在夹具设计的过程中要解决技术问题：是在制作过程中怎样保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴同轴。自动钻孔夹具的外部形状可以在铣床上加工。而加工孔与锥孔时要使用四爪卡盘数控车床，用四爪卡盘夹住自动钻孔夹具，找正自动钻孔夹具孔轴心线与数控车床主轴轴心线的重合（可用百分表校正）。其工序为：先用φ12钻头钻穿钻孔夹具，再用φ21钻头扩孔，深度为108mm，最后用镗刀镗出内孔（内圆锥孔）。

五、夹具的使用说明

本夹具适用于无尾座运动控制功能的经济型数控车床，如CSK6140-T 型；适用于孔径小于16mm 的钻孔、扩孔和铰孔等场合。采用不同直径的钻头钻孔、扩孔等操作，要相应地选择不同规格的弹簧夹筒。

1、夹具工作原理

当转动螺钉1 时，使得弹簧夹筒2向右移动，在夹具体3 内圆锥表面的作用力下，弹簧夹筒的锥体部分收缩，最终使得钻头定心夹紧。（如图3、4所示）

图3 夹具、刀具装配1 图4 夹具、刀具装配图2

2、保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴同轴

钻头在垂直方向上的中心高，由夹具的本身结构尺寸保证，为了方便对刀和检验夹具的锥孔是否和车床主轴同轴，我自制了辅助件1、辅助件2。其其使用过程为：将辅助件1安装在卡盘上（安装时要校正）；将辅助件2安装在钻孔夹具，并安装于刀架上。手动移动数控车床的X轴和Z轴，使辅助件1与辅助件2两尖端重合（如辅助件2尖端低，还可以加辅助刀垫）。这样就可以保证自动钻孔夹具的锥孔与数控车床主轴同轴。

图5 检查刀夹与车床同轴度

3、使用自动钻孔夹具钻孔时对刀

X轴：当辅助件1与辅助件2两尖端重合（如图5所示），可以保证X方向对准工件中心，在录入方式输入G50，X0；然后在刀补输入X=0。

篇7

关键词：改造；数控车床；质量控制

如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造，仅购买新的数控车床，则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。

由于进行数控化改造对于改造厂家来说，较杂又乱，但如何对改造的数控机床进行质量控制则是我们一直以来需要探讨的问题，在此谈一下如何进行改造数控车床的质量控制。

普通车床数控改造分为新机改造和旧机改造，新机改造是用户购买普通车床或普通光机（指仅带床头箱和纵、横向导轨的车床），改造厂家根据其要求进行数控化改造。旧机改造是指用户将已经使用过的普通车床或数控车床进行翻新并进行数控化改造。其中旧机改造包括大修车床改造和用户旧机部件改造。在此浅谈改造数控车床在机械方面的质量控制方法、着重控制点和检验过程。

1 新机改造和旧机大修车床改造都必须经过如下相同改造

(1)更换X轴、Z轴丝杆、轴承、电机。

(2)增加电动刀架和主轴编码器。

(3)增加轴向电机的驱动装置，限制运行超程的行程开关，加装变频器（客户需要）以及为了加工和安全所需的电气部分。

(4)X轴、Z轴的丝杆两端支承面的配刮、滚珠丝杆副托架与床鞍的配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮。

(5) 据需要增加防护设施，如各向丝杆的防护罩，安全防护门，行程开关的防护装置。

2 新机改造和旧机大修车床改造的不同点

(1)新机改造的主轴和尾座部分未进行改动，主轴部分和尾座部分无须进行再改造。

(2)旧机大修车床由于经过长时间使用，导轨已磨损，为了保证大修后，能继续长时间使用而不变形，必须经过淬火工序，然后磨导轨，且磨导轨后必须保证导轨硬度≥HRC47。

(3)旧机大修车床应根据客户需要对主轴部分和尾座部分进行改造和调整。

3 新机改造和大修机床改造的精度检验是检验的重要项目

精度检验执行JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床 精度》。

4 新车床改造的精度质量控制如下

(1)铲刮检验。新车床改造经过对X轴、Z轴的丝杆两端支承面的进行配刮、对滚珠丝杆副托架与床鞍进行配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮等。车床的主轴、尾座部分未拆动。检验方法如下：用配合面进行涂色，相互配合面进行结合，并相对摩擦，然后对铲刮面进行铲刮点数检验，并对结合处用塞尺进行结合程度检验，其中刮研点不得低于6点/25*25mm，0.03mm的塞尺塞结合处，不入。

(2)丝杆与导轨平行度检验：装配丝杆时，丝杆与导轨的平行度必须≤0.02mm。

(3)精度检验的G1项中导轨在垂直平面内的直线度(只许凸)应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

(4)精度检验中的主轴部分精度G4、G5、G6项也应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

(5)G11项床头、尾座两顶尖的等高度由普通车床厂家进行保证，不作为改造厂家质量控制的重点项目。

5 用户大修车床改造的精度检验

由于进行了磨导轨，基准面已变动，所以精度检验中的所有项目必须进行检验，且应严格进行控制，以保证改造后的使用性能。

6 大修车床改造和新机改造的其它质量重要控制点

(1)锈蚀检查：各横、纵向导轨面，主轴、主轴法兰盘，尾座空心套和各

(2)外露非油漆表面都必须采取防锈措施，如清洗干净后，用脂等进行防锈检查：铲刮面、丝杆和轴承在进行装配前必须清洗干净，不得留有红丹粉、铁削和其它脏物质；电箱内侧、防护罩内侧无灰尘、脏物。

(3)渗漏检查：大修车床改造的主轴轴承和齿轮等必须保持，大修车床改造和新车床改造的轴向丝杆和轴承必须有，必须有冷却装置，且以上和冷却中接头处，油、水箱等处都不得有渗漏现象。

(4)机床噪声、温升、转速、空运转试验：

①主轴在各种转速下连续空运转 4min，其中最高转速运转时间不小于2小时。整机空运行时间≥16h，对圆弧、螺纹、外圆、端面等循环车削进行模拟空运行试验。

②主轴轴承温度稳定后，测轴承温度及温升滚动轴承：温度≤70℃，温升≤40℃；滑动轴承：温度≤60℃，温升≤30℃。

③机床噪声声压级空运转条件下≤83dB(A)，且机床有无不正常尖叫、冲击声。各轴方向进给运动进行应平稳，无明显振动、颤动和爬行现象。

④机床连续空运转试验在规定连续空运转时间内，无故障，运行可靠，稳定。

(5)用户更换部件（包括机床部分的维修）的改造：由于车床更换部件的改造项目较多，主要是更换主轴轴承、轴向丝杆、轴向电机、轴向轴承和系统。

①更换主轴轴承：由于更换主轴轴承是为了保证加工外圆和端面的精度，必须在更换轴承后，先行检验主轴的噪声在无异常的情况下，整机噪声声压级不得超过83dB（A），然后进行加工精度检验，并检验加工工件的表面粗糙度。

②更换轴向丝杆检验：检验各向位置精度，确保在规定范围内，跑机运行达到轴向运行无不正常的冲击声和杂音。更换轴向电机：由于其它项目未进行改造，则检验仅对跑机运行的噪声进行检验，轴向运行无不正常的冲击声和杂音。检验其轴向反向间隙，以防在装配中由于装配引起反向差值不符合要求。

篇8

关键词：乱扣；Z轴起点；导入时间

中图分类号：TG659 文献标识码：A

各种螺纹是十分普遍的，属于车床的主要加工项目之一。但是由于数控车床与普通车床在结构和控制原在普通车床上加工理上的区别，使数控车床在加工螺纹时，并不能根据加工情况对车床主轴转速进行相应的调整，以实现螺纹的粗加工和精加工。导致在数控车床加工螺纹有很大的局限性。

通过对数控车床的长期使用，发现在加工螺纹时不能变换Z轴的起刀点和机床主轴的转速，如果其中1项发生变化将会导致螺纹出现“乱扣”现象，造成整个螺纹的报废。然而不变换主轴转速，会对螺纹加工精度和效率产生不良影响，也使数控机床加工精度高、加工效率高的优越性不能得到充分体现。转速过低时，会降低螺纹的加工效率；转速过高时，会使螺纹牙侧表面粗糙度过高降低加工精度。

经过1段时间研究发现由于数控机床的运动一般都是由伺服系统完成的，而在加工螺纹时伺服系统要达到某一切削速度必须要有1个自动加速和自动减速的过程。在加速和减速过程中，刀具的切削导程并不等于我们在程序中所规定的螺纹导程，因此就要求在加工螺纹时，必须有一定的切入距离和切出距离。在同1台机床上加工同1个螺纹导程的工件，当主轴转速不同时，会有不同的切入距离和切出距离，而且主轴转速与切入距离、切出距离之间具有一定的关系。如果我们掌握了它们之间的关系式，我们就可以在程序中设定不同的主轴转速，然后根据不同的主轴转速来调整Z轴的起刀点，就可以有效的避免“乱扣”现象的发生，最终达到我们的加工要求。

当粗车主轴转速为150r/min时，如果在编程中设定的切入距离5mm；那么精车主轴转速为30r/min时，在编程中设定的切入距离就约是4.404mm，这样就可以有效地避免“乱扣”现象。由于不同的数控车床伺服系统时间常数T1和螺纹加工精度误差a的系统设置不同，在计算公式中需要代入所使用数控车床的伺服系统时间常数T1值（详见数控系统参数中设定）和螺纹加工精度误差a值（详见数控系统参数中设定）即可。编程时加工螺纹Z轴终止点的设定要满足：Z粗终≥δ2粗和Z精终≥δ2精的条件。

所以数控车床上加工螺纹时，我们可以设定与不同主轴转速相对应的螺纹加工的Z轴起刀点，来补偿不同转速下切入距离的差值，以达到避免“乱扣”现象的目的。

参考文献

[1] 数控车工（技师 高级技）[M] .中国劳动社会保障出版社.

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关键词 数控车床 加工精度 技巧

中图分类号：TG659 文献标识码：A

数控车床的技术影响着我国整体科技的综合能力，所以我们要不断提高数控车床加工的精度，这样才能从各个方面提高我国的整体实力。数控车床的精密度指标是加工精度还有定位、重复定位在精度方面的标准，这些指标也都是判断数控车床先进程度的重要组成部分，所以判断数控车床的精密度要根据这些方面来进行。数控车床作为一种先进的加工设备在机械制造中已得到广泛的应用，应用的经济效益与社会效益十分明显。在数控车床生产加工中，精度控制对产品质量具有重要影响，随着生产过程自动化的飞速发展，相应地也对数控车床加工精度也提出了新的更高要求。

1提高数控车床加工精度的方式

1.1在零件方面还有机床调整方面来提高数控车床加工的精度

（1）我们先从机械调整方面来研究如何提高数控车床加工的精度。在机床调整方面主要包括这几个部分：主轴、床身还有镶条等方面，这样才能使车床满足要求，提高数控车床加工的精度，在工作过程中也要实时监控，并且要不断优化在车床方面的不足，以便及时调整生产出更好的产品。这是提高数控车床加工精度中最简单便利的方式，这种调整方式不需要很好的技术，但是需要员工不时的进行检查来及时调整。

（2）在机电联调方面进行的改进，要提高零件的加工精度主要是在反向偏差、定位精度、重复定位精度这几个方面进行提高。在反向偏差方面我们对于偏差过大的时候要首先通过机械手动的方式进行修正，然后再当误差小到一定范围之内之后再用专业的方式进行进一步的优化。在定位精度方面的调整是通过显微镜的读数来不断优化误差的。在这些方面进行优化的机电联调方式，是这些调整方法中效率最高的一种方式。虽然会比较繁琐但是效果比较好。

（3）这是通过在电气方面进行的调整，这个方面的调整主要是包括两个方面，一个是对机床参数的调整，在这个角度中又有两个方面是影响加工精度的是系统增益以及定位死区，在系统增益方面我们要关注车床受机械阻尼的方面还有转动的惯量，这些都影响着车床的加工方面的精度。还有就是尽量减少定位的死区，这样也可以提高车床运作时的精确度。这两方面是相辅相成的要同时进行调整。另一个方面就是可以通过一些系统的应用来进行调整，由于现在自动化程度不断的提高，数控车床就是在运行过程中运用了自动来远程控制，所以我们要在远程控制时加入一系列的实时监控程序，这样就不需要过多的人工干预，这样可以更加有效的进行监管，通过程序来监管甚至控制然后可以提高车床加工时的精度。

1.2在进给机构方面进行调整来提高数控车床的加工精度

（1）在由滚珠丝杠导程误差方面而造成的数控车床加工精度受到影响，在这方面影响的因素主要是脉冲，所以我们在制造滚珠丝杠的程序中，要尽量的减少误差致使脉冲对数控车床加工精度的影响。

（2）在进给机构间隙对于数控车床加工精度的影响，这主要是由于其传动机械的组成部分中存在的问题而导致的影响，从而降低了失控车床加工的精度。主要的构成部分是齿轮、连轴节、滚珠丝杠还有就是支承轴承构成的。这些构成部分之间出现的问题会影响数控机床加工精度，所以我们要加强他们结构之间的连接性。他们之间的紧密度就会影响到车床加工的精度，从而降低各个结构之间的缝隙，加强各个结构之间的紧密性就会提高数控车床加工精度。

（3）要通过编程减少程序之间的缝隙来加强数控车床加工的精度。由于机械类的车床在各个方面的连接对于整体的效率是至关重要的，所以我们要不断缩小之间的误差，通过程序上面的帮助来降低这种情况，有助于数控车床加工精度的提高。

1.3在编程中出现的误差的影响

数控车床与普通车床之间的区别就在于零件的精度不同，但是由于程序在编制过程中出现的偏差是可以尽量缩小的，这就要求我们从这几个方面来减低误差，从而提高数控车床加工的精度。（1）由于插补误差对车床精确度造成的影响，我们要尽量采用一定的方式来减少编程出现的问题，采用绝对方式编程，还有可以消除误差的是要用插入会参考点指令来进行程序中的编程。（2）逼近误差对于最后精度的影响。由于在过程中有采用近似的情况，所以这样就会出现误差。我们要尽量的掌握廓形方程来编程时就会在很大程度上减少误差，这样就可以消除对于数控车床加工精度的影响了。（3）编程过程中由于圆整误差的影响，降低了数控车床的加工精度，所以我们在加工时要选择脉冲当量所决定的直线位移的最小值来进行参考。所以在编程的时候要严格按照图纸上面的规格作为基准进行工作。

2结语

简言之，数控车床加工精度的重要性是不容小觑的，所以我们要不断完善它的技术，提高效率，加强这方面程序的管理。本文中在几方面论述了这些方法，包括电气调整，零部件的改进，以及在控制编程方面减少误差的改进都可以完善数控车床加工的精度。要合理并且有效的运用先进的计算机技术来提高数控车床加工精度，所以我们要重点减少在编程过程中出现的误差对于数控车床加工精度的影响。

参考文献

[1] 王晓峰，范晋伟，王称心.通过几何误差分区来提高数控机床加工精度的研究[J].制造技术与机床，2011，14（8）：45-46.

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关键词：数控车床；加工精度；技巧

1.数控车床加工精度提高的措施

1.1误差补偿法

误差补偿法，实际上就是一种通过数控系统的利用而实现的补偿功能，补偿车床坐标轴上已经存在的误差，这样才可以提升车床精度。误差补偿法属于经济效益较高的精度控制手段，通过误差补偿技术，不仅将精度偏低的数控机场上，进行高精度零件的加工。在实施误差补偿时，可以软件、硬件来加以完成。

第一，针对半闭环伺服系统的数控车床，反向偏差会影响其重复定位以及车床定位的精度，从而对加工零件的加工精度产生影响，对于这一类型的误差，就可以使用误差补偿法，减少精度方面的误差。目前，在绝大部分国内的数控车床的加工行业中，其定位精度都大于0.02mm，但是，却没有相应的补偿功能，因此，就可以利用编程的方式，将某一个场合之下的单位定位加以实现，将反向的间隙清除掉。

第二，在机械部分不发生改变以及低速单向定位达到了插补的起始点，就可以利用编程法来进行插补的加工。如果在进行插补时遇到了反向，就可以做好反向间隙的再正式的插补，就可以实现零件对于公差提出的要求。对于其余类型的数控车床，可以将若干个地址设置在数控装置内存当中，让其作为专用的各轴反向间隙值的储存单元。如果数控车床的某一个轴得到了指令，要求改变运动方向，数控装置就会对于该轴的方向间隙值进行不定时读取，并且补偿与修正坐标位移指令值，并且准确地定位车粗昂的位置，这样才能够避免方向偏差对加工精度产生影响。

1.2误差防止法

误差防止实际上是一种事前的预防处理，也就是通过设计与制造来讲可能存在的误差源消除。比如：通过零部件加工与装配精度的提高，来确保车床系统的刚度（进行车床材料与结构的改善），另外，也可以通过机械加工环境温度的控制等方法，这是传统模式下的机械加工精度提升的方式。误差防止法主要是采取的“硬技术”，但是却存在车床的性能与造假是呈现出几何级数关系增长的缺点。另外，误差防止法的单一使用，虽然能够达到一定要求的精度，但是想要再一次提升，就非常困难。

2.数控车床加工质量提升的技巧

2.1运用“一刀多尖”

“一刀多尖”指的是在加工不同的工件表面的时候，可以在一道工序当中，使用一把车刀上的多个刀尖来实现，当多把车刀使用并且进行编程。比如说：1号位车刀为T01，一个刀尖车外圆，另一个刀尖车端面，在偏置号“T0005”当中输入车外圆刀尖对刀值，其在编程的时候，外圆车刀是“T0105”；在偏置号“T0006”当中输入车端面刀尖的对刀值，其在编程的时候，端面车刀是“T0106”，这样就可以将一把车刀当做两把使用，这样能够将回转车刀架的刀库的容量间接地扩充，并且对于角度的选择也有一定的优势。

2.2运用“刀尖圆弧半径补偿”

目前，“刀尖圆弧半径补偿”在数控车床系统当中得到了广泛地推广，这一种方式可以保证轴类零件圆弧表面的加工精度，也可以避免出现较大的系统误差，这样的功能在数控车床上使用，不仅简单有效，而且也是非常重要的一种加工方式。

2.3运用刀具“磨损”

无论是小单批量的生产，还是成批量的生产，在加工工件的时候，都应该保持一个加工试件的过程，如何去准确地、快速地保证加工尺寸的实际精度。目前，在数控车床系统当中增加了刀具补偿功能，这样可以快速地调整工件的尺寸。比如：在加工同一零件的时候，首先需要进行编程、试切和对刀处理。如果说事一次性的连续自动加工，就很可能因为测量误差或者是工艺系统误差，导致工件报废，所以，就需要进行有效地改善：第一，将某一个磨损量，比如说0.600mm设定好，然后开始正常加工，等待加工结束后，将磨损值取消，设定为0，然后在精密的逐段测量，这样，每一段的理论直径应该增加0.600mm，比较实际的测量尺寸，如果偏大，那么就需要将程序指令当中的X值减少相应的增量，反之，其操作就相反。

3.结语

在数控车床的加工当中，存在诸多因素会影响到加工精度，因此，在进行数控车床的加工中，就应该找到影响加工井度的规律以及共性，再配合上实际的操作经验与操作技巧进行综合的分析，就能够尽可能地降低对加工精度的影响。希望通过本文的分析，能够对今后的数控车床的加工有一定的借鉴作用。当然，作为使用人员最关心的问题，数控车床的加工精度必定会成为今后最值得关注的问题之一。

4.参考文献