论数控机床加工技术与机床维护

论数控机床加工技术与机床维护摘要：数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。

数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻的变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。

数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床及生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。

本论文主要介绍数控机床的定义，数控机床初学者的要求，机床加工前的准备工作，数控机床的程序指令，数控机床对刀操作方法，数控机床的工作原理和结构，加工特点，机床加工几何精度要求，数控机床的优点和缺点，数控机床与计算机实现自动技术，以及生产安全要求。

关键词：数控机床、数控加工、数控编程技术、维修一．数控加工技术概念与特点数控控制是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种技术方法，简称数控。

简单的说就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。

数控机床，就是采用了数控就是，装备了数控系统的机床。

数控系统是一种程序控制系统，它自动阅读输入载体上事先给定的数字信息，并将其译码，从而控制机床运动。

这样数控机床取代了普通机床操作人员的手工操作。

这是一种现代化的加工手段。

同时数控加工技术也成为一个国家制造业发展的标志。

利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证。

（一）数控机床优点1、加工效率高。

利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。

而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。

数控机床主轴和进给量的变化X围较大，因此在每道工序上都可选用最有力的切削用量。

由于数控机床的结构刚性好，因此允许采用大切削用量的强力切削，这就提高了数控机床的切削效率，节省了加工时间。

另外，数控机床的空行程速度快，工件装夹时间短，刀具自动更换，从而又节省了辅助时间；数控机床加工质量稳定，一般只作首件检查或中间抽查，节省了停车检查时间。

一台机床可实现多道工序的连续加工，生产效率明显提高。

2、加工精度高。

同传统的加工设备相比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。

3、劳动强度低。

由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不像传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。

所以劳动强度很低。

4、适应能力强。

数控加工系统就像计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的X围可以得到很大的扩展。

5、有利于现代化管理在数控机床上，零件的加工时间可由C精确计数，相同工件加工时间一致，因而工时和工时费用可精确估计，有利于精确编制生产进度表，均衡生产，取得更高的效益。

数控机床使用数字信息及标准接口、标准代码输入、可实现计算机联网，成为计算机辅助设计（CAD）计算机辅助制造（CAM）及管理一体化的基础。

6、工作环境好。

数控加工机床是机械控制、强电控制、弱电控制为一体高科技产物，对机床的运行温度、湿度及环境都有较高的要求。

7、就业容易、待遇高。

由于我国处于数控加工技术的大力发展阶段，大量的数控机床和先进的加工手段的快速引进，却没有大量熟练数控技术操作的人员参与，因此造成该行业严重缺乏人才。

(二)数控机床的缺点数控机床的主要缺点如下：价格较高，设备首次投资大；对操作、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时，手工编程的工作量大。

二、数控机床的分类数控机床的种类很多，主要分类如下：按工艺用途分类。

按工艺用途，数控机床可分类如下。

普通数控机床：这种分类方式与普通机床分类方法一样，铣床、数控锚床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。

加工中心机床：数控加工中心是在普通数控机床上加装一个刀库和自动换刀装置而构成的数控机床，它可在一次装夹后进行多种工序加工。

按运动方式分类。

按运动方式，数控机床可分类如下：点位控制数控机床。

数控系统只控制刀具从要有数控钻床、数控坐标锤床、数控冲剪床等。

直线控制数控机床：数控系统除了控制点与点之间的准确位置以外，还要保证两点之间移动的轨迹是一条直线，而且对移动的速度也要进行控制。

这类机床主要有简易数控车床、数控销、铣床等。

轮廓控制数控机床：数控系统能对两个或两个以上运动坐标的位置速度进行连续相关的控制，使合成的运动轨迹能满足加工的要求。

这类机床主要有数控车床、数控铣床等。

按伺服系统的控制方式分类。

按伺服系统的控制方式，数控机床可分类如下。

开环控制系统的数控机床。

闭环控制系统的数控机床。

半闭环控制系统的数控机床。

按数控系统的功能水平分类。

技功能水平分类，数控系统可分类如下。

经济性数控机床。

经济性数控机床大多指采用开环控制系统的数控机床价格便宜，适用于自动化程度要求不高的场合。

中档数控机床。

这类数控机床功能较全，价格适中，应用较广。

高档数控机床。

这类数控机床功能齐全，价格较贵。

三、数控机床零件加工的前期准备及要求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，而且各种机电设被多，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X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摄氏度，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X围内，不允许任意提高。

四、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X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。

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，液压卡盘夹紧要点如下：首先用扳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五．数控编程技术数控编程的主要内容包括：分析零件图纸，进行工艺处理，确定工艺过程；数学处理，计算刀具中心运动轨迹，获得刀位数据；编制零件加工程序；制备控制介质；校核程序及首件试切。

数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用，在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。

由于生产实际的强烈需求，国内外都对数控编程技术进行了广泛的研究，并取得了丰硕成果。

1.数控加工工艺无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟订工艺方案，选择合适的刀具，确定切削用量。

在编程中，对一些工艺问题（如对刀点，加工路线等）也需要做一些处理。

因此，数控编程的工艺处理是一项十分重要的工作。

2.数控加工工艺的基本特点在普通机床上加工零件时，是用工艺规程或工艺卡片来规定每道工序的操作程序，操作者按工艺卡上规定的“程序”加工零件。

而在数控机床上加工零件时，要把被加工的全部工艺过程、工艺参数和位移数据编制成程序，并以数字信息的形式记录在控制介质（如穿孔纸带，磁盘等）上，用它控制机床加工。

由此可见，数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。

1）工序的内容复杂。

这是由于数控机床比普通机床价格贵，若只加工简单工序在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至在普通机床上难以完成的工序。