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机械组合件的加工毕业设计带CAD图纸,机械,组合,加工,毕业设计,cad,图纸
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编号 南通职业大学毕业设计论文（数控）课题名称 组合件的加工 姓 名： 学 号： 专 业： 机械制造及其自动化（数控） 班 级： 指导老师： 2008 年3月前言在大学里学了几年的“机械制造工艺与设备（数控）”，仔细的想想自己学到了很多，相信自己也能对一个一般的零件进行数控分析了。这次的毕业设计是对在大学三年中学习成果的一个总结，也是一个毕业生将正式走入这个社会的开始。这份毕业设计是在学完机械制造工艺学（含机床夹具设计）和大部分相关专业课，并进行了生产实习的基础上进行的一个教学环节。这次的设计可以使我能综合的运用机械制造工艺学的基础理论，并结合生产实习中学到的实践知识，独立地分析和解决工艺问题具备了设计一个零件的工艺规程的能力，也是熟悉和运用夹具设计的基本原理和方法，拟计夹具设计方案， 完成夹具结构设计的能力，也是熟悉和运用有关手册，图表等技术资料及编写技术文件等基本技能的一次实践机会，为今后的毕业设计及未来从事的相关工作打下良好的基础。我更可以自信的说我的大学是不会白费的，而是辉煌的。由于能力有限，经验不足设计中还有许多不足的地方，希望各位老师能多加指教。目 录一、数控机床的组成部分二、零件图三、加工分析工艺四、程序分析五、数控车床的概述六、数控车床的使用 七、车床的振动及控制 八、数控车间规定九、国内外数控系统发展概况十、数控技术发展趋势国十一、数控车工国家职业标准上十二、数控职业的趋向十三、程序十四、参考文献 十五、实习心得一、数控机床的组成部分数控机床的组成如图所示，数控机床由程序编制及程序载体、输入装置、数控装置（CNC）、伺服驱动及位置检测、辅助控制装置、机床本体等几部分组成。 一、程序编制及程序载体 数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；刀具与零件相对运动的尺寸参数；零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。编制程序的工作可由人工进行；对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设计。 编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。 二、输入装置 输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。 零件加工程序输入过程有两种不同的方式：一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。 三、数控装置 数控装置是数控机床的核心。数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。 零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。 四、驱动装置和位置检测装置 驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。 位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。五、辅助控制装置 辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。 由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接启动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。 六、机床本体数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。 数控机床的组成部分包括测量系统、控制系统、伺服系统及开环或闭环系统，在对数控零件进行实际程序设计之前，了解各组成部分是重要的。数控中，测量系统这一术语指的是机床将一个零件从基准点移动到目标点的方法。目标点可以是钻一个孔、铣一个槽或其它加工操作的一个确定的位置。用于数控机床的两种测量系统是绝对测量系统和增量测量系统。绝对测量系统（亦称坐标测量系统）采用固定基准点（原点），所有位置信息正是以这一点基准。换句话说，必须给出一个零件运动的所有位置相对于原始固定基准点的尺寸关系。X和Y两维绝对测量系统，每维都以原点为基准。增量测量系统有一个移动的坐标系统。运用增量系统时，零件每移动一次，机床就建立一个新的原点（基准点）。使用增量测量系统时的X和Y值。注意，使用这个系统时，每个新的位置在X和Y轴上的值都是建立在前一个位置之上的。这种系统的缺陷是，如果产生的任何错误没有被发现与校正，则错误会在整个过程中反复存在。用于数控设备的控制系统通常有两类，即点位控制系统和连续控制系统。点位控制数控系统机床（有时称为位置控制系统数控机床）只有沿直线运动的能力。然而，当沿两轴线以等值（X2.000,Y2.000)同时编程时，会形成45度斜线。点位控制系统常用于需确定孔位的钻床和需进行直线铣削加工的简单铣床上，以一系列小步运动形成弧形和斜线。然而，用这种方法时，实际加工轨迹与规定的切削轨迹略有不同。具有在两个或多个坐标轴方向上同时运动的能力的机床，归属连续轨迹控制或轮廓控制类机床。这些机床用于加工两维或三维空间中各种不同大小的弧形，圆角，圆及斜角。连续轨迹控制的数控机床比点位控制的机床贵得多，在加工复杂轮廓时，一般需要计算机辅助程序设计。数控伺服机构是使工作台或滑座沿坐标轴准确运动的装置。用于数控设备的伺服机构常有两种：步进电机和液压马达。步进电机伺服机构常用于不太贵重的数控设备上。这些电机通常是大转矩的伺服机构，直接安装在工作台或刀座的丝杠上。大多数步进电机是由来自定子和转子组件的磁力脉冲驱动的，这种作用的结果是电机轴转一转产生200步距。把电机轴接在10扣/英寸的丝杠上，每步能产生0.0005英寸的移动（1/200X1/10=0.0005英寸）。液压伺服马达使压力液体流过齿轮或柱塞，从而使轴转动。丝杠和滑座的机械运动是通过各种阀和液压马达的控制来实现的。液压伺服马达产生比步进电机更大的转矩，但比步进电机贵，且噪声很大。大多数大型数控机床使用液压伺服机构。使用开环系统的数控机床，没有反馈信号来确保机床的坐标轴是否运动了所需的距离。即，如果接受的输入信号是使一特定工作台坐标轴移动1.000英寸，伺服装置通常使工作台运动1.000英寸，但无法将共子台的实际运动与输入信号加以比较。使工作台实际移动了1.000英寸的唯一保证是所用的伺服机构的准确性。当然，开环系统比闭环系统便宜。闭环系统能将实际输出（工作台一英寸的运动量）与输入信号加以比较，并对任何误差进行了比较。用于闭环系统的一些反馈装置是传感器，电尺或磁尺以及同步器等。闭环系统大大增加了数控机床的准确性。二、零件图三、加工分析工艺（1） 零件图工艺分析该零件由圆柱面、螺纹及中心孔组成，该零件的尺寸的尺寸精度和表面粗糙度要求很高，该图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。材料为45钢，有热处理和硬度要求。通过以上描述，可以采取以下几点工艺措施：（一） 对图样上给定的有精度要求的尺寸，因为公差数值很小，所以编程时不可以取平均值，或者不能省去小数点后面的，要对好刀。（二） 在轮廓曲线上，没有要进行间隙补偿的。但也要保证轮廓曲线的准确性。（三） 为便于装夹，采用三角卡盘，先车左端面。然后掉头，车右端面，打中心孔，再进行精车。（2） 确定装夹方案 确定坯件轴线和右端大端面（设计基准）为定位基准。左端采用三角自定心卡盘夹紧。（3） 确定加工顺序及走刀路线加工顺序的确定按由左到右、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工作表面。结合本零件的结构特征，可以加工外轮廓表面，然后加工内孔各表面，由于该零件为中批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。（4） 刀具的选择将所选定的刀具参数填入表所示的数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。注意：在车削外轮廓时，为防止副刀面与工件表面发生干涉，应选择较大的副偏角，必要时可作图检验。（5） 切削用量选择根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后公式计算主轴转速与进给速度，计算结果填入背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；精加工时，根据材料以保证零件表面粗糙度要求，一般要多次加工。（6） 数控加工工艺卡片拟定将前面分析的各项内容综合成表所示的数控加工工艺卡片，此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控加工的指导性文件，主要内容包括：工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。 四、程序分析 零件2左端 O0581 （前手动平端面） N1 T0101 G99 M03 S600 G00 X62 Z2 G71U1.5 R0.5 F0.2 粗加工 G71P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X27.2 Z0 F0.15 S800 X30.2 W1.5 Z11.5X34.2 W-10.5N50 X55.2 W-14G70 P10 Q50 半精加工G00 X100 Z100N2T0202G99 M03 S1000G00 X27 Z2G01 Z0 F0.1X30 W-1.5 Z-11.5 X34 W-10.5X55 W-14G00 X100 Z100N3T0303 切槽G99 M03 S300G00 X35 Z-15G01 X26 F0.05G04 X4G01 X35 G00 X100 Z100N4T0404 车螺纹G99 M03 S300G00 X32 Z4G76 P020560 Q150 R0.1G76 X28.05 Z-13.5 P975 Q300 F1.5G00 X100 Z100M05M30%零件2右端O0582 （前手动平端面取总长打中心孔）N1T0101G99 M03 S600G00 X100 Z100G00 X62 Z2G71 U1.5 R0.5 F0.2 粗加工G71P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X22.2 Z1 F0.15 S800 Z0 X24.2 W-1 W-6X32.2X40.2 Z-22 N50 X55G70 P10 Q50 半精加工 G00 X100 Z100N2T0202 精加工 G99 M03 S1000G00 X22 Z2 G01 Z0 F0.1 X24 W-1W-6X32X40 Z-22X55G00 X100 Z100M05M30% 零件1左端O0583 前手动平端 N1 T0101 车外圆 G99 M03 S600 G00 X100 Z100 X62 Z2 G73 U1.58 W0 R3 F0.2 G73 P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X55.2 Z1 F0.15 S800Z-10G02 X55.2 Z-30 R20N50 G01 Z-78G70 P10 Q50 半精车G00 X100 Z100N2T0303 镗孔G99 M03 S600G00 X100 Z100G71 U-1.5 R0.5 F0.2G71 P60 Q100 U1.1 W0 粗镗孔 N60 G01 X41.06 F0.15 S800 Z0X38.76 W-2X31.8 W-13X23.8W-15 N100 X18G70 P60 Q100 半精镗孔G00 X100 Z100N3T0404 精镗孔G99 M03 S1000G00 X41.26 Z2G01 Z0 F0.1X28.96 W-2X32 W-13X24W-15X18G00 Z2X100 Z100N4T0101 精车外圆G99 M03 S1000G00 X55 Z2G01 Z-10 F0.1G02 X55 Z-30 R20G01 Z-78G00 X100 Z100N5T0202 切槽一G99 M03 S300G00 Z-48X56G01 X44 F0.05G04 X4G01 X56 F0.1G00 Z-50G01 X44 F0.05G04 X4G01 X56 F0.1G00 Z-64 切槽二G01 X44 F0.05G04 X4G01 X56 F0.1G00 Z-62G01 X44 F0.05G04 X4G01 X56 F0.1G01 Z-77.86 切槽三G01 X40 F0.05G04 X4G01 X56 F0.1G00 Z-76G01 X40 F0.05G04 X4G01 X56 F0.1G00 X100Z100 M05M30%零件1右端O0584N1T0101 镗孔G99 M03 S600G00 X100 Z100X18 Z2G71 U-1.5 R0.5 F0.2 粗镗孔G71 P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X36.1 F0.15 S800Z0X33.8 W-2W-6X30.85X37.85 W-1.5Z-30X24.8Z-50 N50 X18G70 P10 Q50 半精镗孔 G00 Z100X100N2T0202 精镗孔G99 M03 S1000G00 X100 Z100X36.3 Z2G01 Z0 F0.1X34 W-2W-6X31.05X28.05 W-1.5Z-30X25Z-50X18G00 Z2X100 Z100N3 切内槽T0303G99 M03 S300G00 X18 Z2G01 Z-30 F0.2X24G01 X34 F0.05G01 X18 F0.1G00 Z2X100 Z100N4 车内螺纹T0404G99 M03 S300G00 X25 Z2G01 Z-4 F0.2G76 P020560 Q150 R0.1G76 X28.05 Z-28 P975 Q300 F1.5G01 Z2 F0.2G00 X100 Z100M05M30%组合车 O0585N1T0101 车外圆弧G99 M03 S600G00 X100 Z100X72 Z2G73 U13.9 W0 R16 F0.2 粗车G73 P10 Q50 U1.1 W0N10 G01 X55.2 Z1 F0.15 S800Z-4G02 X49.68 Z-25.191 R20G03 X40.2 Z-54.138 R27N50 G01 X58G70 NS10 NF50 半精车G00 X100 Z100N2T0202 精车外圆弧G99 M03 S1000G00 X55 Z2G01 Z-4 F0.1G02 X49.48 Z-25.191 R20G03 X40 Z-54.138 R27G01 X58G00 X58G00 X100 Z100M05M30%五、数控车床的概述数控车床是目前使用较广泛的数控机床之一，主要用在加工轴类和盘类回转体零件的内外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹面，并能进行切槽、钻、扩、铰等工作，特别适用于形状复杂的零件加工。一般数控车床的主轴由直流或交流调速电动机驱动，主轴作主运动，刀架的纵、横向分别由伺服电动机驱动。为了车削螺纹，在主传动系统里装有主轴脉冲发生器，以检测主轴的转速，保证车削螺纹时，主轴（工件）每转一转，Z轴（刀具）移动一个加工螺纹的导程。 普通数控车床的主轴不是卧式的，刀架运动的纵方向即为Z 方向，刀架的横向即为X方向，当刀架沿Z向和X向协调运动时，可形成各种复杂的平面曲线，以这条曲线绕轴线回转时，可形成各种复杂的回转体。一般数控车床只需要两坐标联动。同样数控立式车床也是刀架沿着工件的轴向和径向运动实现两坐标联动数控车床又称为CNC(Computer Numerical Control)车床，既用计算机数字控制的车床。普通卧式车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工，而数控车床是将编制好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过车床X、Z坐标轴的伺服电动机去控制车床进给运动部件的动作顺序、移动量和进给速度，再配以主轴转速的转向，和自动换刀系统，使能加工出各种形状不同的轴类或盘类回转体零件。因此，数控车床是目前使用较为广泛的机床。 六、数控车床的使用 数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥 了良好的经济效果。合理选用数控车床，应遵循如下原则： 1. 选用原则 1) 前期准备 确定典型零件的工艺要求、加工工件的批量，拟定数控车床应具有的功能是做好前期准备，合理选用数控车床的前提条件 满足典型零件的工艺要求 典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。根据精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求来选择数控车床的控制精度。 根据可靠性来选择 可靠性是提高产品质量和生产效率的保证。数控机床的可靠性是指机床在规定条件下执行其功能时，长时间稳定运行而不出故障。即平均无故障时间长，即使出了故障，短时间内能恢复，重新投入使用。选择结构合理、制造精良，并已批量生产的机床。一般，用户越多，数控系统的可靠性越高。 2) 机床附件及刀具选购 机床随机附件、备件及其供应能力、刀具，对已投产数控车床、车削中心来说是十分重要的。选择机床，需仔细考虑刀具和附件的配套性。 3) 注重控制系统的同一性 生产厂家一般选择同一厂商的产品，至少应选购同一厂商的控制系统，这给维修工作带来极大的便利。教学单位，由于需要学生见多识广，选用不同的系统，配备各种仿真软件是明智的选择。 4) 根据性能价格比来选择 做到功能、精度不闲置、不浪费，不要选择和自已需要无关的功能。 5) 机床的防护 需要时，机床可配备全封闭或半封闭的防护装置、自动排屑装置。 在选择数控车床、车削中心时，应综合考虑上述各项原则。 2. 安装方法 1) 起吊和运输 机床的起吊和就位，应使用制造厂提供的专用起吊工具，不允许采用其他方法进行。不需要专用起吊工具，应采用钢丝绳按照说明书规定部位起吊和就位。 2) 基础及位置 机床应安装在牢固的基础上，位置应远离振源；避免阳光照射和热幅射；放置在干燥的地方，避免潮湿和气流的影响。机床附近若有振源，在基础四周必须设置防振沟。 3) 机床的安装 机床放置于基础上，应在自由状态下找平，然后将地脚螺栓均匀地锁紧。对于普通机床，水平仪读数不超过0.04/1000mm，对于高精度的机床，水平仪超过0.021000mm。在测量安装精度时，应在恒定温度下进行，测量工具需经一段定温时间后再使用。机床安装时应竭力避免使机床产生强迫变形的安装方法。机床安装时不应随便拆下机床的某些部件，部件的拆卸可能导致机床内应力的重要新分配，从而影响机床精度。 3. 试运转前的准备 机床几何精度检验合格后，需要对整机进行清理。用浸有清洗剂的棉布或绸布，不得用棉纱或纱布。清洗掉机床出厂时为保护导轨面和加工面而涂的防锈油或防锈漆。清洗机床外表面上的灰尘。在各滑动面及工作面涂以机床规定使滑油。 仔细检查机床各部位是否按要求加了油，冷却箱中是否加足冷却液。机床液压站、自动间润滑装置的油是否到油位批示器规定的部位。 检查电气控制箱中各开关及元器件是否正常，各插装集成电路板是否到位。 通电启动集中润滑装轩，使各润滑部位及润滑油路中充满润滑油。做好机床各部件动作前的一切准备。 数控车床调试与验收 数控车床的验收应按国家颁布实行的数控卧式车床制造与验收技术要求进行，在验收过程中，如发生争执，应以国家有关标准为依据，通过协商解决。 1）开箱验收 按随机装箱单和合同中特定附件清单对箱内物品逐一核对检查。并做检查记录。有如下内容： 包装箱是否完好，机床外观有无明显损坏，是锈蚀、脱漆； 有无技术资料，是否齐全； 附件品种、规格、数量； 备件品种、规格、数量； 工具品种、规格、数量； 刀具刀片品种、规格、数量； 安装附件； 电气元器件品种、规格、数量； 2）开机试验 机床安装调试完成后，即通知制造厂派人调试机床。试验主要有如下： 3) 各种手动试验 a. 手动操作试验 试验手动操作的准确性。 b. 点动试验 c. 主轴变档试验 d. 超程试验 2) 功能试验 a. 用按键、开关、人工操纵对机床进行功能试验。试验动作的灵活性、平稳性及功能的可靠性。 b. 任选一种主轴转速做主轴启动、正转、反转、停止的连续试验。操作不少于7次。 c. 主轴高、中、低转速变换试验。转速的指令值与显示值允差为5%。 d. 任选一种进给量，在XZ轴全部行程上，连续做工作进给和快速进给试验。快速行程应大于1/2全行程。正反方和连续操作不少于7次。 e. 在X、Z轴的全部行程上，做低、中、高进给量变换试验。 转塔刀架进行各种转位夹紧试验。 f. 液压、润滑、冷却系统做密封、润滑、冷却性试验，做到不渗漏。 g. 卡盘做夹紧、松开、灵活性及可靠性试验。 h. 主轴做正转、反转、停止及变换主轴转速试验。 i. 转塔刀架进行正反方向转位试验。 j. 进给机构做低中高进给量为快速进给变换试验。 k. 试验进给坐标超程、手动数据输入、位置显示，回基准点，程序序号批示和检索、程序暂停、程序删除、址线插补、直线切削徨、锥度切削循环、螺纹切削循环、圆弧切削循环、刀具位置补偿、螺距补偿、间隙补偿等功能的可靠性、动作灵活性等。 4) 空动转试验 a. 主动动机构运转试验，在最高转速段不得少于1小时，主轴轴承的温度值不超过70 ，温升值不超过40； b. 连续空运转试验，其运动时间不少于8小时，每个循环时间不大于15分钟。每个循环终了停车，并模拟松卡工件动作，停车不超过一分钟，再继续运转。 5) 负荷试验 用户准备好典型零件的图纸和毛坯，在制造厂调试人员指导下编程和输入程序，选择切削刀具和切削用量。负荷试验可按如下三步进行，粗车、重切削、精车。每一步又分单一切削和循环程序切削。每一次切削完成后检验零件已加工部位实际尺寸并与指令值进行比较，检验机床在负荷条件下的运行精度、即机床的综合加工精度，转塔刀架的转位精度。 6） 验收 机床开箱验收，功能试验，空运转试验、负荷试验完成后，加工出合格产品，即可办理验收移交手续。如有问题，制造厂应负责解决。 4数控车床的使用条件 数控车床的正常使用必须满足如下条件，机床所处位置的电源电压波动小，环境温度低于30摄示度，相对温度小于80%。 1）机床位置环境要求 机床的位置应远离振源、应避免阳光直接照射和热辐射的影响，避免潮湿和气流的影响。如机床附近有振源，则机床四周应设置防振沟。否则将直接影响机床的加工精度及稳定性，将使电子元件接触不良，发生故障，影响机床的可靠性。 2）电源要求 一般数控车床安装在机加工车间，不仅环境温度变化大，使用条件差，而且各种机电设备多，致使电网波动大。因此，安装数控车床的位置，需要电源电压有严格控制。电源电压波动必须在允许范围内，并且保持相对稳定。否则会影响数控系统的正常工作。 3）温度条件 数控车床的环境温度低于30摄示度，相对温度小于80%。一般来说，数控电控箱内部设有排风扇或冷风机，以保持电子元件，特别是中央处理器工作温度恒定或温度差变化很小。过高的温度和湿度将导致控制系统元件寿命降低，并导致故障增多。温度和湿度的增高，灰尘增多会在集成电路板产生粘结，并导致短路。 4）按说明书的规定使用机床 用户在使用机床时，不允许随意改变控制系统内制造厂设定的参数。这些参数的设定直接关系到机床各部件动态特征。只有间隙补偿参数数值可根据实际情况予以调整。 用户不能随意更换机床附件，如使用超出说明书规定的液压卡盘。制造厂在设置附件时，充分考虑各项环节参数的匹配。盲目更换造成各项环节参数的不匹配，甚至造成估计不到的事故。 使用液压卡盘、液压刀架、液压尾座、液压油缸的压力，都应在许用应力范围内，不允许任意提高。 数控车削的工艺与工装数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成所有车削工序，因而应注意以下几个方面。 1合理选择切削用量 对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。 切削条件的三要素：切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%，刀具寿命会减少1/2。 进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。 用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。如下表：最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。 然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。 2. 合理选择刀具 1) 粗车时，要选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。 2) 精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。 3) 为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。 3. 合理选择夹具 1) 尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具； 2) 零件定位基准重合，以减少定位误差。 4. 确定加工路线 加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。 1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求； 2) 应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。 5. 加工路线与加工余量的联系 目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。 6. 夹具安装要点 目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的，如图1。液压卡盘夹紧要点如下：首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。 刀具上的 修光刃 指的是在刀具刀刃后面副偏角方向磨出的一小段与刀尖平行的刀刃 主要用于刀刃切削后进行一次二次切削 相当于精加工过程 去处毛刺等伤痕 目的是提高工件的表面粗糙度 多应用于进行精加工的刀具上 七、车床的振动及控制 1 振动 车削加工过程中，工件和刀具之间常常发生强烈的振动，破坏和干扰了正常的切削加工，是一种极其有害的现象。当车床发生震动时，工件表面质量恶化，产生明显的表面振纹，工件的粗糙度增大，这时必须降低切削用量，使车床的工作效率大大降低。强烈振动时，会时车床产生崩刃现象，使切削加工过程无法进行下去。由于振动，将使车床和刀具磨损加剧，从而缩短车床和刀具的使用寿命；振动并伴随有噪音，危害工人身心健康，使工作环境恶化。车床振动可公为自由振动、强迫振动和自系振动，据测算，这三类振动分别5%，30%，65%。 当振动系统的平衡被破坏，弹性力来维持系统的振动，称为自由振动(如图1)，在外界周期性干扰力持续作用下，被迫产生的振动称为强迫振动(如图2)，由振动过程本身引起切削力周期性变化，又由这个周期性变化的切削力反过来加强和维持的振动称为自激振动。2 车床振动的振源 寻找振动的来源，并加以排除或限制，是有效控制振动的途径。振源来自车床内部的，称为机内振源；来自车床外部的，称为机外振源。 由于自由振动是由切削力的突然变化或其它外力冲击引起的，可快速衰减，对车床加工过程影响非常小，可以忽略不计。 强迫振动的振源 机内振源：车床上各个电动机的振动，包括电动机转子旋转不平衡及电磁力不平衡引起的振动；机床回转零件的不平衡，如皮带轮、卡盘、刀盘和工件不平衡引起的振动；运动传递过程中引起的振动，如变速操纵机机构中的齿轮啮合时的冲击力，卸荷带轮把径向载荷卸给箱体时的振动，三角皮带的厚度不均匀，皮带轮质量偏心，双向多片摩擦离合器，滑动轴承和滚动轴承尺寸及形位误差引起的振动；往复部件运动的惯性力，如离和器控制箱体的正反转引起的惯性力振动；切削时的冲击振动，如切削带有键槽的工件表面时循环冲击载荷引起的振动；车床液压传动系统的压力脉动。 机外振源：其它机床、锻压设备、火车、汽车等通过地基传给车床的振动。 自激振动的振源 引起自激振动的振源主要有车削时切削量过大、主切削力的方向、车刀的几何角度的选择不当等。 3 振源分析 1）查找车床振动振源的框图。 查找车床振动振源的框图2）车床主轴箱内振源分析 一方面主轴箱中齿轮、轴承等零部件设计、制造及装配过程中存在某些不足之处，另一方面长期工作过程中使得某些零件失效，导致主轴箱在工作过程中产生了振动。齿轮在啮合时引起冲击产生频率为啮合频率的振动，主轴安装偏心所引起周期性振动；轴承的损伤所引起周期性冲击或者激发自身的各个元件以固有频率振动；以及其它因素所引起的振动。现以CA6140车床为例。对CA6140主轴箱传动系统中轴的回转频率和齿轮啮合频率进行计算和实际测量(计算过程从略)。由于主轴转速档位较多，故仅选取主轴转速为200rpm时计算主轴箱内各轴的回转频率和齿轮啮合频率，计算结论数据如表1所示；主轴前端D3182121双列向心短圆柱滚子轴的有关元件脉动频率计算结论。回转轴号 理论频率(HZ) 实际频率(HZ) 回转频率 啮合频率 回转频率 啮合频率 f=13 f56=760 f=14.15 f56=792 f=19 f38=730 f=20.8 f38=792 f22=423 f22=459 f=7.29 f58=423 f=7.9 f50=364.5 f50=364.5 f50=395 f=7.29 f50=364.5 f=7.9 f51=371.8 f50=395 f51=403.8 f=7.44 f50=371.8 f=8 f50=403.8 f26=193.3 f26=210 f=3.333 f58=193.3 f=3.6 f58=210 表2 内圈滚道波度 172.8HZ 滚珠通过内圈的频率 60.5HZ 外圈的频率 47.5HZ 滚珠自转频率 29.4HZ 3）数据分析 经过大量实践分析对比，发现主轴箱内频率为f=173HZ、f=790HZ对切削力影响很大，f=173HZ频率的振动主要是通过工件直接传输给刀架的，而f=790HZ一部分能量通过车床床身传递给刀架，一部分能量通过工件传递给刀架。 进一步对f=173HZ，f=790HZ频率所产生振动原因进行分析=计算并与表1、表2对比。得出如下结果：f=173HZ是由主轴前端的双列向心短圆柱滚子轴承的内圈滚道表面粗糙度很大所引起的，f=790HZ为轴承上齿轮(Z=56)的啮合频率，由摩擦片离合器在啮合处刚性不足造成齿轮啮合时不平稳所引起的。 通过以上分析可知，在切削过程中，f=173HZ和f=790HZ振动频率对切削力影响很大。f=173HZ是由主轴前端的双列向心短圆柱滚子轴承所引起的；f=790HZ是由轴承上的齿轮啮合时不平稳所引起的。 4 车床振动的控制 1）对强迫振动的控制 将振源与车床隔离。设置隔振装置，将振源所产生的振动由隔振装置大部分吸收，减少振源对车削加工的干扰。挖防振沟，将车床安置在防振地基上，设置弹簧或橡皮垫减少振动。 减少激振力。如精确平衡回转零部件，将电动机转子、皮带轮和卡盘作静平衡和动平衡试验，提高轴承装配精度。 提高车床传动的制造精度。如将变速操纵机构中齿轮啮合的制造精度提高，可以减少因齿轮啮合传动而引起的振动。 提高工艺系统的刚度及阻尼。车床系统刚度增加，对振动的抵抗能力提高，亦可减少振动。 调节系统的固有频率，避免共振现象发生。 采用减振器和阻尼器。 2）对自激振动的控制 合理选择与切削有关的系数； 合理选择车刀的几何参数； 合理安排刀尖高低、润滑； 提高工艺系统的抗振性。 八、数控车间规定1、进入车间实习时，要穿好工作服，大袖口要扎紧，衬衫要系入裤内。女同学要戴安全帽，并将发辫纳入帽内。不得穿凉鞋、拖鞋、高跟鞋、背心、裙子和戴围巾进入车间。2、严禁在车间内追逐、打闹、喧哗、阅读与实习无关的书刊、背诵外语单词、收听广播和MP3等。3、应在指定的机床和计算机上进行实习。未经允许，其它机床设备、工具或电器开关等均不得乱动。4、操作前必须熟悉机床的一般性能、结构、传动原理及控制程序，严禁超性能使用。在弄懂整个操作过程前，不要进行机床的操作和调节。5、开动机床前，要检查车床电气控制系统是否正常，润滑系统是否畅通、油质是否良好，并按规定要求加足润滑油，各操作手柄是否正确，工件、夹具及刀具是否已夹持牢固，检查周围有无障碍物，然后开慢车试转35分钟，检查各传动部件是否正常，确认无故障后，才可正常使用。6、机床操作时，必须严格按数控车床操作步骤进行，不允许跳步骤执行。7、程序调试完成后，必须经指导老师同意方可进行切削加工。未经指导老师许可，擅自操作或违章操作，成绩作零分处理，造成事故者，按相关规定处分并赔偿相应损失。8、加工零件前，必须严格检查各切削刀具，防止相邻刀具在切削时干涉。9、加工零件时，必须关上防护门，不准把头手抻入防护门内，加工过程中不允许打开防护门。10、加工过程中，操作者不得擅自离开机床，应保持思想高度集中，观察机床的运行。若发生不正常现象或事故时，应立即按“急停”键，并及时报告指导老师。11、严禁用力拍打控制面板、触摸显示屏。严禁敲击中心架、顶尖、刀架和导轨。12、严禁私自打开数控系统控制柜进行观看和触摸。13、机床控制微机上，除进行程序操作和传输及程序拷贝外，不允许作其它操作。14、数控车床属于大精设备，机床上严禁堆放任何工、夹、刃、量具、工件和其它杂物。15、工作完后，应切断电源，清扫切屑，擦净机床，在导轨面上，加注润滑油，各部件应调整到正常位置，打扫现场卫生，填写设备使用记录。 九、国内外数控系统发展概况随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。长期以来，我国的数控系统为传统的封闭式体系结构，CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定，加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节，整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下，加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数，无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整，更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量，因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见，传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构，限制了CNC向多变量智能化控制发展，已不适应日益复杂的制造过程，因此，对数控技术实行变革势在必行。十、数控技术发展趋势国1性能发展方向(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24轴。(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。2功能发展方向(1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。数控技术发展趋势智能化数控系统 (2)科学计算可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了应用领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于CAD/CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态处理和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。(3)插补和补偿方式多样化多种插补方式如直线插补、圆弧插补、圆柱插补、空间椭圆曲面插补、螺纹插补、极坐标插补、2D+2螺旋插补、NANO插补、NURBS插补(非均匀有理B样条插补)、样条插补(A、B、C样条)、多项式插补等。多种补偿功能如间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿、与速度相关的前馈补偿、温度补偿、带平滑接近和退出以及相反点计算的刀具半径补偿等。(4)内装高性能PLC数控系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。编程工具中包含用于车床铣床的标准PLC用户程序实例，用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。(5)多媒体技术应用多媒体技术集计算机、声像和通信技术于一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力。在数控技术领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用价值。3体系结构的发展(1)集成化采用高度集成化CPU、RISC芯片和大规模可编程集成电路FPGA、EPLD、CPLD以及专用集成电路ASIC芯片，可提高数控系统的集成度和软硬件运行速度。应用FPD平板显示技术，可提高显示器性能。平板显示器具有科技含量高、重量轻、体积小、功耗低、便于携带等优点，可实现超大尺寸显示，成为和CRT抗衡的新兴显示技术，是21世纪显示技术的主流。应用先进封装和互连技术，将半导体和表面安装技术融为一体。通过提高集成电路密度、减少互连长度和数量来降低产品价格，改进性能，减小组件尺寸，提高系统的可靠性。(2)模块化硬件模块化易于实现数控系统的集成化和标准化。根据不同的功能需求，将基本模块，如CPU、存储器、位置伺服、PLC、输入输出接口、通讯等模块，作成标准的系列化产品，通过积木方式进行功能裁剪和模块数量的增减，构成不同档次的数控系统。(3)网络化机床联网可进行远程控制和无人化操作。通过机床联网，可在任何一台机床上对其它机床进行编程、设定、操作、运行，不同机床的画面可同时显示在每一台机床的屏幕上。(4)通用型开放式闭环控制模式采用通用计算机组成总线式、模块化、开放式、嵌入式体系结构，便于裁剪、扩展和升级，可组成不同档次、不同类型、不同集成程度的数控系统。闭环控制模式是针对传统的数控系统仅有的专用型单机封闭式开环控制模式提出的。由于制造过程是一个具有多变量控制和加工工艺综合作用的复杂过程，包含诸如加工尺寸、形状、振动、噪声、温度和热变形等各种变化因素，因此，要实现加工过程的多目标优化，必须采用多变量的闭环控制，在实时加工过程中动态调整加工过程变量。加工过程中采用开放式通用型实时动态全闭环控制模式，易于将计算机实时智能技术、网络技术、多媒体技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，构成严密的制造过程闭环控制体系，从而实现集成化、智能化、网络化。4智能化新一代PCNC数控系统当前开发研究适应于复杂制造过程的、具有闭环控制体系结构的、智能化新一代PCNC数控系统已成为可能。智能化新一代PCNC数控系统将计算机智能技术、网络技术、CAD/CAM、伺服控制、自适应控制、动态数据管理及动态刀具补偿、动态仿真等高新技术融于一体，形成严密的制造过程闭环控制体系。 5关于数控系统设计开发规范如前所述，开放式数控系统有更好的通用性、柔性、适应性、扩展性，美国、欧共体和日本等国纷纷实施战略发展计划，并进行开放式体系结构数控系统规范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3个最大的经济体在短期内进行了几乎相同的科学计划和规范的制定，预示了数控技术的一个新的变革时期的来临。我国在2000年也开始进行中国的ONC数控系统的规范框架的研究和制定。6关于数控标准数控标准是制造业信息化发展的一种趋势。数控技术诞生后的50年间的信息交换都是基于ISO6983标准，即采用G，M代码描述如何（how）加工，其本质特征是面向加工过程，显然，他已越来越不能满足现代数控技术高速发展的需要。为此，国际上正在研究和制定一种新的CNC系统标准ISO14649（STEPNC)，其目的是提供一种不依赖于具体系统的中性机制，能够描述产品整个生命周期内的统一数据模型，从而实现整个制造过程，乃至各个工业领域产品信息的标准化。STEP-NC的出现可能是数控技术领域的一次革命，对于数控技术的发展乃至整个制造业，将产生深远的影响。首先，STEP-NC提出一种崭新的制造理念，传统的制造理念中，NC加工程序都集中在单个计算机上。而在新标准下，NC程序可以分散在互联网上，这正是数控技术开放式、网络化发展的方向。其次，STEP-NC数控系统还可大大减少加工图纸（约75）、加工程序编制时间（约35）和加工时间（约50）。目前，欧美国家非常重视STEP-NC的研究，欧洲发起了STEP-NC的IMS计划(1999.1.12001.12.31)。参加这项计划的有来自欧洲和日本的20个CAD/CAM/CAPP/CNC用户、厂商和学术机构。美国的STEP Tools公司是全球范围内制造业数据交换软件的开发者，他已经开发了用作数控机床加工信息交换的超级模型(Super Model)，其目标是用统一的规范描述所有加工过程。目前这种新的数据交换格式已经在配备了SIEMENS、FIDIA以及欧洲OSACA-NC数控系统的原型样机上进行了验证。7 对我国数控技术及其产业发展的基本估计我国数控技术起步于1958年，近50年的发展历程大致可分为3个阶段：第一阶段从1958年到1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国的基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期间以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术的研究、开发以及在产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家的“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50，配国产数控系统（普及型）也达到了10。纵观我国数控技术近50年的发展历程，特别是经过4个5年计划的攻关，总体来看取得了以下成绩。a.奠定了数控技术发展的基础，基本掌握了现代数控技术。我国现在已基本掌握了从数控系统、伺服驱动、数控主机、专机及其配套件的基础技术，其中大部分技术已具备进行商品化开发的基础，部分技术已商品化、产业化。b.初步形成了数控产业基地。在攻关成果和部分技术商品化的基础上，建立了诸如华中数控、航天数控等具有批量生产能力的数控系统生产厂。兰州电机厂、华中数控等一批伺服系统和伺服电机生产厂以及北京第一机床厂、济南第一机床厂等若干数控主机生产厂。这些生产厂基本形成了我国的数控产业基地。c.建立了一支数控研究、开发、管理人才的基本队伍。虽然在数控技术的研究开发以及产业化方面取得了长足的进步，但我们也要清醒地认识到，我国高端数控技术的研究开发，尤其是在产业化方面的技术水平现状与我国的现实需求还有较大的差距。虽然从纵向看我国的发展速度很快，但横向比（与国外对比）不仅技术水平有差距，在某些方面发展速度也有差距，即一些高精尖的数控装备的技术水平差距有扩大趋势。从国际上来看，对我国数控技术水平和产业化水平估计大致如下。a.技术水平上，与国外先进水平大约落后1015年，在高精尖技术方面则更大。b.产业化水平上，市场占有率低，品种覆盖率小，还没有形成规模生产；功能部件专业化生产水平及成套能力较低；外观质量相对差；可靠性不高，商品化程度不足；国产数控系统尚未建立自己的品牌效应，用户信心不足。c.可持续发展的能力上，对竞争前数控技术的研究开发、工程化能力较弱；数控技术应用领域拓展力度不强；相关标准规范的研究、制定滞后。分析存在上述差距的主要原因有以下几个方面。a.认识方面。对国产数控产业进程艰巨性、复杂性和长期性的特点认识不足；对市场的不规范、国外的封锁加扼杀、体制等困难估计不足；对我国数控技术应用水平及能力分析不够。b.体系方面。从技术的角度关注数控产业化问题的时候多，从系统的、产业链的角度综合考虑数控产业化问题的时候少；没有建立完整的高质量的配套体系、完善的培训、服务网络等支撑体系。c.机制方面。不良机制造成人才流失，又制约了技术及技术路线创新、产品创新，且制约了规划的有效实施，往往规划理想，实施困难。d.技术方面。企业在技术方面自主创新能力不强，核心技术的工程化能力不强。机床标准落后，水平较低，数控系统新标准研究不够。8对我国数控技术和产业化发展的战略思考81 战略考虑我国是制造大国，在世界产业转移中要尽量接受前端而不是后端的转移，即要掌握先进制造核心技术，否则在新一轮国际产业结构调整中，我国制造业将进一步“空芯”。我们以资源、环境、市场为代价，交换得到的可能仅仅是世界新经济格局中的国际“加工中心”和“组装中心”，而非掌握核心技术的制造中心的地位，这样将会严重影响我国现代制造业的发展进程。我们应站在国家安全战略的高度来重视数控技术和产业问题，首先从社会安全看，因为制造业是我国就业人口最多的行业，制造业发展不仅可提高人民的生活水平，而且还可缓解我国就业的压力，保障社会的稳定；其次从国防安全看，西方发达国家把高精尖数控产品都列为国家的战略物质，对我国实现禁运和限制，“东芝事件”和“考克斯报告”就是最好的例证。82发展策略从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。十一、数控车工国家职业标准 1职业概况 11职业名称 数控车工。 12职业定义 从事编制数控加工程序并操作数控车床进行零件车削加工的人员。 13职业等级 本职业共设四个等级，分别为：中级（国家职业资格四级）、高级（国家职业资格三级）、技师（国家职业资格二级）、高级技师（国家职业资格一级）。 14职业环境 室内、常温。 15职业能力特征 具有较强的计算能力和空间感，形体知觉及色觉正常，手指、手臂灵活，动作协调。 16基本文化程度 高中毕业（或同等学历）。 17培训要求 171培训期限 全日制职业学校教育，根据其培养目标和教学计划确定。晋级培训期限：中级不少于400 标准学时；高级不少于300 标准学时；技师不少于200 标准学时；高级技师不少于200 标准学时。 172培训教师 培训中、高级人员的教师应取得本职业技师及以上职业资格证书或相关专业中级及以上专业技术职称任职资格；培训技师的教师应取得本职业高级技师职业资格证书或相关专业高级专业技术职称任职资格；培训高级技师的教师应取得本职业高级技师职业资格证书2年以上或取得相关专业高级专业技术职称任职资格2年以上。 173培训场地设备 满足教学要求的标准教室、计算机机房及配套的软件、数控车床及必要的刀具、夹具、量具和辅助设备等。 18鉴定要求 181适用对象 从事或准备从事本职业的人员。 182申报条件 中级：（具备以下条件之一者） （1）经本职业中级正规培训达规定标准学时数，并取得结业证书。 （2）连续从事本职业工作5年以上。 （3）取得经劳动保障行政部门审核认定的，以中级技能为培养目标的中等以上职业学校本职业（或相关专业）毕业证书。（4）取得相关职业中级职业资格证书后，连续从事本职业2年以上。十二、数控职业的趋向一、岗位定义数控车床工是指综合应用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等方面相关知识，根据各行业的工业产品的加工制造要求，通过数控车床生产出合格的零件的相关操作技术人员。数字控制车床是由电子计算机控制的，具有广泛通用性和较大灵活性的高度自动化车床，简称数控车床。它就是将加工过程所需的各种操作和 步骤，都用数字化的代码来表示，通过控制介质将数字信息送入专用的通用计算机，计算机对输入的信息进行处理与运算，发出各种指令来控制车床的伺服系统或其它执行文件，使车床自动加工出所需的工件。数控车床与其它车床的一个显著区别在于当加工对象改变时，除了重新安装工件外，只需重新输入新的程序，不需要对车床作任何调整。二、发展背景随着科学技术的发展，机械产品的形状和结构不断改进，对零件的加工质量要求也越来越高，单件、小批生产的机械产品比重越来越大，已占到机械加工总量的80%以上，特别是在航天、航空、造船以及国防工业的一些部门，加工批量大、精度要求高、形状复杂的零件很多，不适于采用如汽车、拖拉机等行业所用的大批大量生产的自动机床、组合机床和自动线来加工，而一般机床又难于达到加工要求。在此情况下，产生并发展了数控机床，它有效地适应了产品不断变化、多品种、小批量地自动化生产地需要。1952年，美国的帕森斯公司和麻省理工学院率先研制成功世界第一台坐标数控铣床。数控车床是切削加工的主要技术装备。它能完成的切削加工最多。因此，在机械制造工业中，数控车床是一种应用得较广泛的金属切削机床。 三、数控车床的特点数控车床与其他类型的车床相比有下列特点： （1）通用性强，生产率高，加工精度高且稳定，操作者劳动强度低。 （2）适合于复杂零件的加工。 （3）换批调整方便，适合于多种中小批柔性自动化生产。 （4）便于实现信息流自动化，在数控车床基础上，可实现CIMS（计算机集成制造系统）。 四、基本素质及技能要求（1）具有机电一体化或相关专业中技以上学历，掌握数控车床机械结构、安装、调试和维修等工艺及其加工设备的基本知识。（场景：学校的教学培训情况、实践操作情况）（2）熟悉数控车床的性能和主要装置。（画面显示各种数控车床）（3）具有数控车床加工工件时需经主要环节的操作能力。（场景：加工程序设计、编制加工程序单、精度误差补偿）（4）能够进行简单的编程。（画面显示数控车床加工程序编程过程）（5）具有一定的数控车床操作技能，并进行车床的日常维护与保养，能够操作常规检测仪器，能处理一般的产品质量和工艺问题，以及常见的故障。（6）能承受工作压力。（画面显示数控车床加工场景，语音介绍：数控车床加工主要适用于自动地加工表面形状复杂、工件经常改变的单件和小批生产。制造过程较为简卑，劳动条件大为改善，要求保证精加工的精度，操作人员主要工作量是根据零件图编制不同的加工程序）（7）一般操作人员须熟悉常用的机械加工制造专业术语和图示符号，高级技术人员除上述要求，还须具有一定的英语听说读写能力，。（场景：数控车床加工中数控系统的介绍及其操作）（8）有强烈的责任心，对有关数控车床的新理论、新技术、新方法能认真学习和钻研。 （9）具有较好的团队合作精神和良好的人际沟通能力。 五、工作内容 根据零件图要求，工作人员进行数控编程，输入到数控车床数控系统；将零件原料按规定要求放置在预定位置上；等数控车床自动生产出产品后，使用测量检测仪器，对有精度误差的产品进行误差补偿；日常的车床维护和保养及常用故障排除。 六、工作人员实际操作流程 （1）根据零件图所规定的工件形状和尺寸、材料、技术要求进行工艺程序的设计与计算（包括加工顺序、刀具与工件相对运动轨迹、距离和进给速度等）。（场景：拍摄根据提供的原始零件图，工作人员进行工艺程序设计、运用计算机和专业知识进行可行性分析） （2）然后按数控系统所能识别的“代码”形式编制程序单。（场景：工作人员编制加工程序单的过程） （3）按照规定菜单，将加工程序通过数控系统的操作面上的按纽输入至数控系统内。（场景：工作人员输入加工程序的过程） （4）数控系统将代码寄存和进行运算，同时又向机床的各个坐标的伺服机构分配脉冲，驱动机床，使刀具、加工件严格地按照穿孔带上的代码做出规定的相对运动，并控制其它辅助操作（如自动变速、供切削液、刀具转位等），最后加工出合格的工件。 （5）对其中有精度误差的工件，再进行误差补偿。 （6）能排除数控车床的使用过程中的各种故障，并做好日常的机床维护和保养。七、市场指导价位（年薪）低位价 中位价 高位价 12200元 26100元 47496元 八、职业前景机床是国民经济中具有战略意义的基础工业。机床工业的发展和机床技术水平的提高，必然对国民经济的发展起着重大的推动作用。随着改革开放，短短的几十年，我国的机床工业已取得了巨大的成就。在加入世贸组织后，中国正在逐步变成“世界制造中心”，中国作为人口众多的发展中国家会在一定时期内大力发展劳动密集型产业；同时机械制造企业为了增强竞争力已开始广泛使用先进的数控技术，但与世界先进水平相比，差距还是很大的。主要表现在机床的设计、试验和开发能力较低，机床制造的工艺技术水平较低，机床质量不够稳定等。因此此类型复合型人才奇缺。 众多因素决定了数控车床制造行业有着广阔的发展前景，人才的需求量很大。具有数控机床操作技能，并能进行简单的编程，机床的日常维护与保养，有一定工作经验的数控车床技术工是目前社会相关行业较缺乏、企业最急需的人才。所以，数控车床技术工有着相当的职业前景，一般在下列情况下应用： （1）单件或中小批量生产的重要零件； （2）普通车床难以加工的，或形状复杂的零件，或普通车床虽然可以加工，但需要复杂或高成本的工装及需要技能较高的操作者加工零件。 （3）精度要求高，大型或贵重的零件； （4）需要频繁改型的零件； （5）需要最少生产周期的急需零件。 九、特别提示 （1）求职面试注意事项：面试前要弄清楚用人单位的基本情况；说明自己的专业背景及相关工作业绩；注意面试礼仪。（场景：面试） （2）数控车床的种类较为广泛如CK -1425数控车床、CK-1440数控车床、普通数控车床等，从事数控车床技术工的人员面试时须进行相关的分类选择。 （3）数控系统的类型较多如MNC862微型机数控系统、西门子数控系统等，从事数控车床技术工的人员面试时须了解相关情况，进行相关的针对性选择。 十三、程序 零件2左端 O0581 N1 T0101 G99 M03 S600 G00 X62 Z2 G71U1.5 R0.5 F0.2 G71P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X27.2 Z0 F0.15 S800 X30.2 W1.5 Z11.5X34.2 W-10.5N50 X55.2 W-14G70 P10 Q50 G00 X100 Z100N2T0202G99 M03 S1000G00 X27 Z2G01 Z0 F0.1X30 W-1.5 Z-11.5 X34 W-10.5X55 W-14G00 X100 Z100N3T0303 G99 M03 S300G00 X35 Z-15G01 X26 F0.05G04 X4G01 X35 G00 X100 Z100N4T0404 G99 M03 S300G00 X32 Z4G76 P020560 Q150 R0.1G76 X28.05 Z-13.5 P975 Q300 F1.5G00 X100 Z100M05M30%零件2右端O0582 N1T0101G99 M03 S600G00 X100 Z100G00 X62 Z2G71 U1.5 R0.5 F0.2 G71P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X22.2 Z1 F0.15 S800 Z0 X24.2 W-1 W-6X32.2X40.2 Z-22 N50 X55G70 P10 Q50 G00 X100 Z100N2T0202 G99 M03 S1000G00 X22 Z2 G01 Z0 F0.1 X24 W-1W-6X32X40 Z-22X55G00 X100 Z100M05M30% 零件1左端O0583 N1 T0101 G99 M03 S600 G00 X100 Z100 X62 Z2 G73 U1.58 W0 R3 F0.2 G73 P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X55.2 Z1 F0.15 S800Z-10G02 X55.2 Z-30 R20N50 G01 Z-78G70 P10 Q50 G00 X100 Z100N2T0303 G99 M03 S600G00 X100 Z100G71 U-1.5 R0.5 F0.2G71 P60 Q100 U1.1 W0 N60 G01 X41.06 F0.15 S800 Z0X38.76 W-2X31.8 W-13X23.8W-15 N100 X18G70 P60 Q100 G00 X100 Z100N3T0404 G99 M03 S1000G00 X41.26 Z2G01 Z0 F0.1X28.96 W-2X32 W-13X24W-15X18G00 Z2X100 Z100N4T0101 G99 M03 S1000G00 X55 Z2G01 Z-10 F0.1G02 X55 Z-30 R20G01 Z-78G00 X100 Z100N5T0202 G99 M03 S300G00 Z-48X56G01 X44
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