数控技术在机械领域的应用及其优势毕业论文

前 言此论文是结合我在本专业的学习积累与实训实践编写的。近年来，数控技术的迅速发展带动了机械加工技术的飞速发展，使传统的制造工艺发生了显著的和本质的变化。许多企业逐步用数控机床替代了普通机床，并在不断地改进设备，不但使企业生产更有效益，而且还为企业节省了不少人力资源 ,从而加快了企业的发展。本书以数控车床为例，结合最新的研究成果，介绍了数控技术在机械领域的应用及其优势。此论文的编写指导思想是编者通过两年来对本专业技术知识的学习总结。本书共分七章，内容包括数控车床的结构、特点、用途、分类、选用、安装、操作等。此论文由太原理工大学阳泉学院数控技术专业谷小风主编， 由太原理工大学阳泉学院马树焕主审。i目录摘要..........................................................IAbstract........................................................II1.数控车床的用途、结构........................................11.1数控车床的用途..........................................11.2数控车床的结构.........................................12.数控车床的分类、基本组成及其工作原理........................32.1数控车床的分类.........................................32.2数控车床的基本组成及其工作原理.........................43.数控车床的工作过程.........................................94.数控车床的选用与安装.......................................104.1数控车床的选用原则....................................104.2数控车床的安装方法....................................115.数控车床的操作.............................................195.1数控车床的安全操作规程................................195.2车床的主要技术参数....................................195.3操作面板说明及操作简介................................205.4车床的程序编制实例....................................25结论.........................................................30参考文献.......................................................30致谢.........................................................31ii阳泉职业技术学院————毕业论文摘 要数控机床是集机械、电器、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站有非常重要的位子，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。我国数控车床从二十世纪七十年代初进入市场，至今通过各大机床厂家的不懈努力，通过采取与国外著名机床厂家的合作、合资、技术引进、样机消化吸收等措施，使得我国的机床制造水平有了很大的提高，其产量在金属切削机床中占有较大的比例。目前，国产数控车床的品种、规格较为齐全，质量基本稳定可靠，已进入实用和全面发展阶段。根据不同的市场定位和需求，数控车床可分为经济型数控车床和全功能型数控车床。关键词： 全功能型 机械高柔性化 工作母机 金属切削机床I阳泉职业技术学院————毕业论文AbstractNCmachinetoolsissetmechanical,electrical,hydraulic,pneumatic,microelectronicsandinformationtechnologyasoneofanumberofmechanicalandelectricalintegrationproducts.Mechanicalequipmentisinahigh-precision,highefficiencyandhighautomationandflexibleadvantagesoftheMachineTools.CNCmachinetoolsandtheleveloftechnologyinmetalcuttingmachinetoolsandthetotalyieldisthepercentageofownershipofacountry'snationaleconomicdevelopmentandindustrialmanufacturingoveralllevelofoneoftheimportantsymbols,CNClathesNCmachinetoolsisoneofthemainvarietiesItstandsintheNCmachinetoolsinaveryimportantposition,thepastseveraldecadeshasbeentheworld'sattentionandgenerallyhaveachievedrapiddevelopment.China'sCNClathesfromthe20thcenturytheearly1970stoenterthemarket,sofarthemajormachinetoolmanufacturersthroughtheunremittingefforts,throughwell-knownforeignmachinetoolmanufacturersandcooperation,jointventures,technologytransfer,theprototypemeasuressuchasdigestionandabsorption,makingChina'smachinetoolManufacturinglevelhasbeengreatlyimproved,withitsoutputinthemetal-cuttingmachinetoolsinalargeproportion.Atpresent,thevarietyofdomesticCNClathes,morecompletespecifications,qualitybasicstabilityofreliable,andhasenteredapracticalstageofcomprehensivedevelopment.Accordingtodifferentmarketpositioninganddemand,CNClathescanbedividedintoeconomicCNClathesandfull-featuredCNClathes.Keywords:full-featuredhigh-mechanicalflexiblemetal-cuttingmachinetoolsMachineTools.阳泉职业技术学院————毕业论文第一章 数控车床的用途、结构1.1 数控车床的用途主要用来加工轴类零件的内外圆柱面、圆锥面、螺纹表面、成型回转体表面等。对于盘类零件可进行钻孔、扩孔、铰孔、镗孔等加工。机床还可以完成车端面、切槽、倒角等加工。1.2 数控车床的结构现代数控车床都具有 X、Z两轴的联动功能、刀具位置和刀尖圆弧半径的补偿功能、以及加工固定循环功能。数控车床的结构（1）数控车床简介数控车床的组成：数控系统、床身、主轴、进给系统、回转刀架、操作面板和辅助系统等。数控车床分为立式数控车床和卧式数控车床两种类型。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件车削加工。卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。卧式数控车床按功能可进一步分为经济型数控车床、 普通数控车床和车削加工中心(1.1)经济型数控车床：采用步进电动机和单片机对普通车床的车削进给系统进行改造后形成的简易型数控车床。 成本较低，自动化程度和功能都比较差， 车削加工精度也不高，适用于要求不高的回转类零件的车削加工。(1.2)普通数控车床：根据车削加工要求在结构上进行专门设计，配备通用数控系统而形成的数控车床。数控系统功能强，自动化程度和加工精度也比较高， 适用于一般回转类零件的车削加工。这种数控车床可同时控制两个坐标轴，即 x轴和z轴。(1.3)车削加工中心：在普通数控车床的基础上，增加了 C轴和动力头，更高级1阳泉职业技术学院————毕业论文的机床还带有刀库，可控制 X、Z和C三个坐标轴，联动控制轴可以是 (X、Z)、(X、C)或(Z、C)。由于增加了C轴和铣削动力头，这种数控车床的加工功能大大增强，除可以进行一般车削外，还可以进行径向和轴向铣削、曲面铣削、中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削等加工。（2）液压卡盘和液压尾架液压卡盘是数控车削加工时夹紧工件的重要附件，对一般回转类零件可采用普通液压卡盘；对零件被夹持部位不是圆柱形的零件，则需要采用专用卡盘；用棒料直接加工零件时需要采用弹簧卡盘。对轴向尺寸和径向尺寸的比值较大的零件，需要采用安装在液压尾架上的活顶尖对零件尾端进行支撑，才能保证对零件进行正确的加工。尾架有普通液压尾架和可编程液压尾架。（3）数控车床的刀架数控车床可以配备两种刀架：(3.1) 专用刀架 由车床生产厂商自己开发，所使用的刀柄也是专用的。这种刀架的优点是制造成本低，但缺乏通用性。(3.2)通用刀架根据一定的通用标准(如VDI，德国工程师协会)而生产的刀架，数控车床生产厂商可以根据数控车床的功能要求进行选择配置。通用刀架4）铣削动力头数控车床刀架上安装铣削动力头后可以大大扩展数控车床的加工能力。如：利用铣削动力头进行轴向钻孔和铣削轴向槽。（5）数控车床的刀具在数控车床或车削加工中心上车削零件时，应根据车床的刀架结构和可以安装刀具的数量，合理、科学地安排刀具在刀架上的位置，并注意避免刀具在静止和工作时，刀具与机床、刀具与工件以及刀具相互之间的干涉现象。数控车床上常用的刀具。2阳泉职业技术学院————毕业论文第二章 数控车床的分类、基本组成及其工作原理2.1 数控车床的分类数控车床的分类方法较多，但通常都以和普通车床相似的方法进行分类。（1）按车床主轴位置分类1）立式数控车床 立式数控车床简称为数控车床， 其车床主轴垂直于水平面，并有一个直径很大的圆形工作台，供装夹工件用。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸相对较小的大型复杂零件。2）卧式数控车床 卧式数控车床又分为数控水平导轨卧式车床和数控倾斜导轨卧式车床。倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排除切屑。（2）按加工零件的基本类型分类1）卡盘式数控车床 这类车床未设置尾座，适合车削盘类（含短轴类）零件。其夹紧方式多为电动或液动控制，卡盘结构多具有可调卡爪或不淬火（即软卡爪）。2）顶尖式数控车床 这类数控车床配置有普通尾座或数控尾座， 适合车削较长的轴类零件及直径不太大的盘、套类零件。（3）按刀架数量分类1）单刀架数控车床 普通数控车床一般都配置有各种形式的单刀架， 如四工位卧式自动转位刀架或多工位转塔式自转位刀架。如图 1所示。3阳泉职业技术学院————毕业论文图1四工位自动转位刀架(2）双刀架数控车床这类车床其双刀架的配置（即移动导轨分布）可以是如图2a所示的平行分布，也可以是图2b所示的相互垂直分布，以及同轨结构。图2组合形式的自动转位刀架2.2. 数控车床的组成及其工作原理虽然数控车床种类较多，但一般均由车床主体、数控装置和伺服系统三大部分组成。图3是数控车床的基本组成方框图。4阳泉职业技术学院————毕业论文图3数控车床的基本组成方框图（1）车床主体除了基本保持普通车床传统布局形式的部分经济型数控车床外，目前大部分数控车床均已通过专门设计并定型生产。1）主轴与主轴箱a）主轴数控车床主轴的回转精度，直接影响到零件的加工精度；其功率大小、回转速度影响到加工的效率；其同步运行、自动变速及定向准停等要求，影响到车床的自动化程度。b）主轴箱具有有级自动调速功能的数控车床，其主轴箱内的传动机构已经大大简化；具有无级自动调速(包括定向准停)的数控车床，起机械传动变速和变向作用的机构已经不复存在了，其主轴箱也成了"轴承座"及"润滑箱"的代名词；对于改造式(具有手动操作和自动控制加工双重功能)数控车床，则基本上保留其原有的主轴箱。2）导轨数控车床的导轨是保证进给运动准确性的重要部件。它在很大程度上影响车床的刚度、精度及低速进给时的平稳性， 是影响零件加工质量的重要因素之一。 除部分数控车床仍沿用传统的滑动导轨 (金属型)外，定型生产的数控车床已较多地采用贴5阳泉职业技术学院————毕业论文塑导轨。这种新型滑动导轨的摩擦系数小，其耐磨性、耐腐蚀性及吸震性好，润滑条件也比较优越。3）机械传动机构除了部分主轴箱内的齿轮传动等机构外，数控车床已在原普通车床传动链的基础上，作了大幅度的简化。如取消了挂轮箱、进给箱、溜板箱及其绝大部分传动机构，而仅保留了纵、横进给的螺旋传动机构，并在驱动电动机至丝杠间增设了 (少数车床未增设)可消除其侧隙的齿轮副。a）螺旋传动机构数控车床中的螺旋副，是将驱动电动机所输出的旋转运动转换成刀架在纵、横方向上直线运动的运动副。构成螺旋传动机构的部件，一般为滚珠丝杠副，如图4所示。如图4滚珠丝杠副1一螺母2一丝杠3一滚珠4一滚珠循环装置滚珠丝杠副的摩擦阻力小，可消除轴向间隙及预紧，故传动效率及精度高，运动稳定，动作灵敏。但结构较复杂，制造技术要求较高，所以成本也较高。另外，自行调整其间隙大小时，难度亦较大。6阳泉职业技术学院————毕业论文b）齿轮副。在较多数控车床的驱动机构中，其驱动电动机与进给丝杠间设置有一个简单的齿轮箱（架）。齿轮副的主要作用是，保证车床进给运动的脉冲当量符合要求，避免丝杠可能产生的轴向窜动对驱动电动机的不利影响。4）自动转动刀架除了车削中心采用随机换刀(带刀库)的自动换刀装置外，数控车床一般带有固定刀位的自动转位刀架，有的车床还带有各种形式的双刀架。5）检测反馈装置检测反馈装置是数控车床的重要组成部分，对加工精度、生产效率和自动化程度有很大影响。检测装置包括位移检测装置和工件尺寸检测装置两大类，其中工件尺寸检测装置又分为机内尺寸检测装置和机外尺寸检测装置两种。工件尺寸检测装置仅在少量的高档数控车床上配用。6）对刀装置除了极少数专用性质的数控车床外，普通数控车床几乎都采用了各种形式的自动转位刀架，以进行多刀车削。这样，每把刀的刀位点在刀架上安装的位置，或相对于车床固定原点的位置，都需要对刀、调整和测量，并以确认，以保证零件的加工质量。（2）数控装置和伺服系统数控车床与普通车床的主要区别就在于是否具有数控装置和伺服系统这两大部分。如果说，数控车床的检测装置相当于人的眼睛，那么，数控装置相当于人的大脑，伺服系统则相当于人的双手。这样，就不难看出这两大部分在数控车床中所处的重要位置了。a）数控装置7阳泉职业技术学院————毕业论文数控装置的核心是计算机及其软件，它在数控车床中起“指挥”作用：数控装置接收由加工程序送来的各种信息，并经处理和调配后，向驱动机构发出执行命令；在执行过程中，其驱动、检测等机构同时将有关信息反馈给数控装置，以便经处理后发出新的执行命令。b）伺服系统伺服系统准确地执行数控装置发出的命令，通过驱动电路和执行元件（如步进电机等），完成数控装置所要求的各种位移。8阳泉职业技术学院————毕业论文第三章 数控车床的工作过程数控车床的工作过程数控车床的工作过程如图5所示。图5数控车床的工作过程（1）首先根据零件加工图样进行工艺分析，确定加工方案、工艺参数和位移数据。（2）用规定的程序代码和格式规则编写零件加工程序单；或用自动编程软件进行CAD/CAM工作，直接生成零件的加工程序文件。（3）将加工程序的内容以代码形式完整记录在信息介质（如穿孔带或磁带）上。（4）通过阅读机把信息介质上的代码转变为电信号，并输送给数控装置。由手工编写的程序，可以通过数控机床的操作面板输入程序；由编程软件生成的程序，通过计算机的串行通信接口直接传输到数控机床的数控单元（MCU）。（5）数控装置将所接受的信号进行一系列处理后，再将处理结果以脉冲信号形式向伺服系统统发出执行的命令。（6）伺服系统接到执行的信息指令后，立即驱动车床进给机构严格按照指令的要求进行位移，使车床自动完成相应零件的加工。9阳泉职业技术学院————毕业论文第四章 数控车床的选用与安装数控车床、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：选用原则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。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。10阳泉职业技术学院————毕业论文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。根据性能价格比来选择做到功能、精度不闲置、不浪费，不要选择和自己需要无关的功能。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。安装方法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。基础及位置机床应安装在牢固的基础上， 位置应远离振源；避免阳光照射和热辐射；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。机床的安装11阳泉职业技术学院————毕业论文机床放置于基础上，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0.02／1000mm。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。试运转前的准备间润滑装置的油是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：12阳泉职业技术学院————毕业论文包装箱是否完好，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：各种手动试验a.手动操作试验 试验手动操作的准确性。点动试验主轴变档试验超程试验功能试验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。13阳泉职业技术学院————毕业论文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。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。液压、润滑、冷却系统做密封、润滑、冷却性试验，做到不渗漏。卡盘做夹紧、松开、灵活性及可靠性试验。主轴做正转、反转、停止及变换主轴转速试验。转塔刀架进行正反方向转位试验。进给机构做低中高进给量为快速进给变换试验。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。空动转试验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℃；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。负荷试验14阳泉职业技术学院————毕业论文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。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。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%。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。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。温度条件15阳泉职业技术学院————毕业论文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。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。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。16阳泉职业技术学院————毕业论文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。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。合理选择刀具粗车时，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。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。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。合理选择夹具尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具；零件定位基准重合，以减少定位误差。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。应能保证加工精度和表面粗糙要求；应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。17阳泉职业技术学院————毕业论文目前，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。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。18阳泉职业技术学院————毕业论文第五章 数控车床的操作5.1 数控车床安全的操作规程开机前应对数控车床进行全面细致的检查，包括操作面板、导轨面、卡爪、尾座、刀架、刀具等，确认无误后方可操作。数控车床通电后，检查各开关、按钮和按键是否正常、灵活、机床有无异常现象。程序输入后，应仔细核对代码、地址、数值、正负号、小数点及语法是否正确。正确测量和计算工件坐标系，并对所得结果进行检查。输入工件坐标系，并对坐标、坐标值、正负号、小数点进行认真核对。未装工件前，空运行一次程序，看程序能否顺利进行，刀具和夹具安装是否合理，有无超程现象。试切时快速倍率开关必须打到较低挡位。试切进刀时，在刀具运行至工件30~50㎜处，必须在进给保持下，验证Z轴和X轴坐标剩余值与加工程序是否一致。试切和加工中，刃磨刀具和更换刀具后，要重新测量刀具位置并修改刀补值和刀补号。程序修改后，要对修改部分仔细核对。必须在确认工件夹紧后才能启动机床，严禁工件转动时测量、触摸工件。操作中出现工件跳动、打抖、异常声音、夹具松动等异常情况时必须停车处理。紧急停车后，应重新进行机床“回零”操作，才能再次运行程序。内容简介：数控车床的主要技术参数包括最大回转直径、 最大车削长度、各坐标轴行程、主轴转速范围、切削进给速度范围、定位精度、刀架定位精度等5.2 车床的主要技术参数机床的主要参数允许最大工件回转直径 460mm最大切削直径 292mm最大切削长度 650mm19阳泉职业技术学院————毕业论文主轴转速范围50-2000r/min（连续无级）床鞍定位精度X轴：0.015/100mm;Z轴:0.025/300mm床鞍重复定位精度X轴：+-0.003mm;Z轴:+-0.005mm刀架有效行程X轴：215mm;Z轴:675mm快速移动速度X轴：12m/min;Z轴：16m/min安装刀具数12把刀具规格车刀20mm*20mm;镗刀直径8-40mm自动润滑15min/次卡盘最大夹紧力42140N尾座套筒行程90mm主轴电动机功率（连续30min超载11/15kW（变频调速）进给伺服电动机X轴：AC0.6kW;Z轴：AC1.0kW数控系统的主要技术规格控制轴数2轴（X轴、Z轴,受动方式时仅一轴）联动轴数2轴最小输入增量X轴:0.001mmZ轴：0.001mm最小指令增量X轴：0.0005mm/PZ轴：0.001mm/P最大编程尺寸9999.999mm程序存储量256M程序号0+4位数字此外，该数控系统还有直线插补功能、全象限圆弧插补功能、进给功能、主轴功能、刀具功能、辅助功能、编辑功能、安全功能、键盘式受动数据输入(MDI)功能、通信功能、CRT数据显示功能、丝杠间隙补偿、螺距误差补偿、刀具半径及位置补偿和故障自诊断功能等。5.3 数控车床操作面板说明及操作简介20阳泉职业技术学院————毕业论文机床操作面板由大小两块组成，小面板上安装有主轴负载表及控制器电源通断按钮，大操作面板位于操作下部，装有各种按钮，指示灯及操作部件，以下主要对人操作面板进行说明。操作面板说明1．CYCLESTART程序执行启动按钮(带灯)自动操作方式时，选择所要执行的程序，按下此按钮自动操作开始，执行自动操作执行期间，按钮内指示灯点亮2．FEEDHOLD进给保持按钮(带灯)自动执行程序期间，按下此按钮，机床运动轴即减速停止。（注：其实就是暂停。）3．MODESELECT方式选择开关，选择机床的工作方式1)EDIT：编辑方式2)AUTO：自动方式3)MDI：手动数据输入方式4)JOG：点动进给方式5)HANDLE：手摇脉冲发生器进给方式 6)RAPID：手动快速进给方式7)ZRN：手动返回机床参考零点方式8)DNC：DNC工作方式9)TEACH.H：手轮示教方式4，FEEDRATEOVERRIDE进给速率修调开关21阳泉职业技术学院————毕业论文以给定的F指令进给时，可在 0—150％的范围内修改进给率。JOG方式时，亦可用其改变JOG速率。BDT程序段跳步功能按钮(带灯)自动操作时此按钮接通，程序中有“＼”的程序段将不执行。6．SBK单程序段执行按钮(带灯)自动操作执行程序时，每按一下 CYCLESTART按钮，只执行一个程序段。7．DRN空运行功能按钮(带灯)自动或MDI方式时，此按钮接通，机床按空运行方式执行程序。8．ZAXISLOCKZ轴锁定功能按钮(带灯)自动执行程序时，此按钮接通，可禁止 Z轴方向的移动MLK机床锁定按钮(带灯)自动，MDI或JOG操作时，此按钮接通，即禁止所有轴向运动已 (进给的轴将减速停止)但位置显示仍将更新 M，S，T功能不受影响。OPS程序段选择停功能按钮(带灯)此按钮接通，所执行的程序在遇有M01指令处，自动停止执行。E-STOP急停按钮机床操作过程中，出现紧急情况时按下此按钮伺服进给及主轴运行立即停止 ，CNC进入急停状态。12，MACHINERESET机床复位按钮22阳泉职业技术学院————毕业论文机床通电后，释放急停按钮，如机床正常运行的条件均以具备，按下此按钮，强电复位并接通伺服。13．PROGRAMPROTECT程序保护开关(带锁)此开关处于“0”的位置可保护内存程序及参数不被修改，需要执行存入或修改操作时，此开关应置“l”。TOOLUNCLAMP刀具松放按钮手动工作方式下，按此按钮可卸下装于上轴上的刀柄。15．WORKLAMP工作灯开关16．RPMOVERRIDE土轴转速修调开关可在50-120％的范围内修调以 S指令给定的主轴转速CW主轴手动正转按钮(带灯)19．STOP主轴手动停止按钮(带灯)机床处于手动工作方式，并已有S指令输入的条件下，可使用以上只按钮，主轴进行启，停操作，20．COOLON冷却泵启动按钮(带灯)21，COOLOFF冷却泵停止按钮(带灯)不论处于何种工作方式都可控制冷泵的启停。AXISSELECT手动进给轴选择开关HANDLEMULTIPLIER手轮进给倍率开关23阳泉职业技术学院————毕业论文用于选择手轮进给的每格位置当量。24．jOG+点动正向按钮JOG-点动负向按钮点动方式下，以上两只按钮与轴选择开关配合可点动移动各轴，ZRN方式下，JOG+用于相应轴回零操作。26．MANUAIPELSECENERTOR手摇脉冲发生器手轮工作方式下，与轴选择开关配合可以手轮移动各轴。27．发光二极管指示灯1)MACHINEPOWER绿()机床电源接通指示2)MACHINEREADY绿()机床强电复位指示3)CNCPOWER绿()控制器电源接通指示4)CNCALARM橙()控制器故障报警5)SPINDLEALARM橙()主轴变频器报警6)LUBEALARM橙()润滑泵液面低报警7)AIRALARM(橙)气压低报警8)ATCALARM(橙)自动换刀报警9)XHOME(红)X轴机床回零指示10)YHOME(红)Y轴机床回零指示24阳泉职业技术学院————毕业论文11)ZH09田(红)Z轴机床回零指示12）HOME红()第四轴机床回零指示5.4 车床的程序编制实例数控车床加工编程典型实例分析(西门子802S数控系统)数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。随着数控机床的发展与普及，现代化企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量必将不断增加。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。本文就数控车床零件加工中的程序编制问题进行探讨。一、编程方法数控编程方法有手工编程和自动编程两种。手工编程是指从零件图样分析工艺处理、数据计算、编写程序单、输入程序到程序校验等各步骤主要有人工完成的编程过程。它适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件的加工，以及计算较简单，程序段不多，编程易于实现的场合等。但对于几何形状复杂的零件（尤其是空间曲面组成的零件），以及几何元素不复杂但需编制程序量很大的零件，由于编程时计算数值25阳泉职业技术学院————毕业论文的工作相当繁琐，工作量大，容易出错，程序校验也较困难，用手工编程难以完成，因此要采用自动编程。所谓自动编程即程序编制工作的大部分或全部有计算机完成，可以有效解决复杂零件的加工问题，也是数控编程未来的发展趋势。同时，也要看到手工编程是自动编程的基础，自动编程中许多核心经验都来源于手工编程，二者相辅相成。二、编程步骤拿到一张零件图纸后，首先应对零件图纸分析，确定加工工艺过程，也即确定零件的加工方法（如采用的工夹具、装夹定位方法等），加工路线（如进给路线、对刀点、换刀点等）及工艺参数（如进给速度、主轴转速、切削速度和切削深度等）。其次应进行数值计算。绝大部分数控系统都带有刀补功能，只需计算轮廓相邻几何元素的交点（或切点）的坐标值，得出各几何元素的起点终点和圆弧的圆心坐标值即可。最后，根据计算出的刀具运动轨迹坐标值和已确定的加工参数及辅助动作，结合数控系统规定使用的坐标指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单，并输入CNC装置的存储器中。三、典型实例分析数控车床主要是加工回转体零件，典型的加工表面不外乎外圆柱、外圆锥、螺纹、圆弧面、切槽等。例如，要加工形状如图所示的零件，采用手工编程方法比较合适。由于不同的数控系统其编程指令代码有所不同， 因此应根据设备类型进行编程。以西门子802S数控系统为例，应进行如下操作。确定加工路线按先主后次，先精后粗的加工原则确定加工路线，采用固定循环指令对外轮廓进行粗加工，再精加工，然后车退刀槽，最后加工螺纹。装夹方法和对刀点的选择采用三爪自定心卡盘自定心夹紧，对刀点选在工件的右端面与回转轴线的交点。26阳泉职业技术学院————毕业论文选择刀具根据加工要求，选用四把刀，1号为粗加工外圆车刀，2号为精加工外圆车刀，3号为切槽刀，4号为车螺纹刀。采用试切法对刀，对刀的同时把端面加工出来。确定切削用量车外圆，粗车主轴转速为500r/min，进给速度为0.3mm/r，精车主轴转速为800r/min，进给速度为0.08mm/r，切槽和车螺纹时，主轴转速为300r/min，进给速度为0.1mm/r。程序编制确定轴心线与球头中心的交点为编程原点，零件的加工程序如下：主程序JXCP1.MPFN05G90G95G00X80Z100（换刀点）N10T1D1M03S500M08（外圆粗车刀）-CNAME=“L01”R105=1R106=0.25R108=1.5（设置坯料切削循环参数）R109=7R110=2R111=0.3R112=0.08N15LCYC95（调用坯料切削循环粗加工）N20G00X80Z100M05M09N25M00N30T2D1M03S800M08（外圆精车刀）N35R105=5（设置坯料切削循环参数）N40LCYC95（调用坯料切削循环精加工）N45G00X80Z100M05M09N50M00N55T3D1M03S300M08（切槽车刀，刀宽4mm）27阳泉职业技术学院———