数控车技师论文

第一篇：数控车技师论文

技师论文

题目：薄壁套类零件的加工

分析

姓 名： 徐 超工 种： 数控车工日期：2008年9月26日 摘 要︰ 薄壁零件节约材料，因为它具有重量轻，结构紧凑等特点，已日益广泛地应用在各工业部门。但薄壁零件因其壁薄,刚性差,易变形,所以在车削加工中一直是比较棘手的问题。

关键字:变形原因、受力分析、工件装卡

薄壁零件按其形状大致可以分为两大类：壳体类薄壁零件通常采用铣削方式或冷加工的方法加工，而轴套类零件通常采用车削加工的方式加工。现有一个轴套类零件如图1-1，材料为45#需要加工，我们对它在加工过程中所出现的问题进行了分析。

因轴套类零件是用来支承旋转轴及轴上零件或用来导向的，该零件的主要表面是内孔和外圆，其主要技术要求是内孔及外圆的尺寸以及圆度要求；内外圆之间的同轴度要求；孔轴线端面的垂直度要求。薄壁类零件因其壁厚很薄，径向刚度很弱，在加工过程中受切削力、切削热及夹紧力等因素的影响，及易变形，导致以上各项技术要求难以保证。薄壁零件的变形原因 薄壁零件的加工问题，一直是较难解决的。为此要对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验，从中找到一套更好的加工方法，从而有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，只有这样才能更好的保证工件的加工精度。影响薄壁零件加工精度的因素有很多，但归纳直来主要可以归为三个主要方面：

(1)受力变形 因工件壁薄，在夹紧力的作用下容易产生变形，从而影响工件的尺寸精度和形状精度，如图2所示。

(2)受热变形

因工件较薄，切削热会引起工件热变形，使工件尺寸难于控制。

(3)振动变形

在切削力（特别是径向切削力）的作用下，很容易产生振动和变形，影响工件的尺寸精度、形状、位置精度和表面粗糙度。

1、在

第二篇：数控车论文数控车工技师论文

数控车论文数控车工技师论文

中职学校数控车实训浅谈

内容摘要：目前，我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大，教学内容与生产技术水平总是存在着滞后。教学经费投入的不足，限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新，为了满足社会对数控技术应用型人才的需求，更为满足毕业生的需要，作者所在学校对现有的实训教学进行了相应的调整。

关键词： 数控技术 应用专业 实训 四个阶段

目前，我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大，由于数控技术发展日新月异，教学内容与生产技术水平总是存在着滞后。教学经费投入的不足，限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新。为了满足社会对数控技术应用型人才的需求，更为满足我校毕业生的需要，我们对现有的教学计划进行了相应的调整：我校数控技术应用专业学制为五年，前四年在校学习理论知识、到校实训中心接受实验、实训，在理论学习期间，特开设了《车工工艺学》、《数控加工技术》、《数控编程与设备》、《公差测量与技术》、《机械制图》等十几门专业课和专业基础课，使学生的知识结构更趋于合理，为实训作了很好的铺垫，夯实了基础。后一年到企业顶岗实习，为更好地向企业输送合格的数控人才，把实训分四个阶段，以巩固和深化理论知识，提高和完善操作技能。

第一阶段：普车实训。

这一阶段是学习数控车床不能逾越的过程，学生在普通车床上实习、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，特殊形面的加工，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Vc、ap、F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、量具的结构，熟悉掌握其使用方法，合理地选择工件的定位基准，安排加工工艺过程。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：仿真实训。

第一阶段的实训后，对学生进行技能考试，操作达到要求的学生到计算机进行数控仿真软件的练习，同时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。首先让学生了解数控车床编程的概念，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，建立工件坐标系的方法，如何选择刀具几何角度设置刀偏及刀补，详细地讲解每个过程。

在数控车床上加工零件，首先需要根据零件图样分析零件的工艺过程、工艺参数等内容，用规定的数控编程代码和程序格式编制出合适的数控加工程序，这个过程成为数控编程。数控编程可分为手工编程和计算机辅助编程（自动编程）两大类。

编程过程依赖人工完成的称为手工编程，手工编程主要用于编制结构简单，并可以方便地使用数控系统提供的各种简化编程指令来编制数控加工程序的零件。由于数控车床的主要加工对象是回转类零件，零件程序的编制相对较简单，因此车削类零件的数控加工程序主要依靠手工编程完成。但对手工编程工作量大。烦琐且易出错，目前也借助计算机辅助设计软件的CAGD（计算机辅助几何设计）功能来求取轮廓的基点和节点。手工编程有两大“短”原则：一是零件加工程序要尽可能短。二是零件的加工路线要尽可能短，这个主要包括两个方面：窃谑用量的合理选择和程序中空走刀路线的选择。合理的加工路线对提高零件的生产效率有非常重要的作用。

在编程车削倒角时，可用两种方式：（1）把车刀刀位点指定在倒角起点处，再G01车

削；（2）把车刀定位在倒角的右边延长线上，然后G01车削而成。同时让学生比较哪种方

式更为简单和实用。

在普通外圆加工中，让学生分别使用G71、G72、G73、循环指令来编程加工外圆，使用

使用粗加工固定循环G71、G72、G73指令后，必须使用G70指令进行精车，使工件达到所要

求的尺寸精度和表面粗糙度。

（1）外径粗加工循环（G71）

该指令主要用于圆柱棒料粗车外圆加工，也可用在内孔需要切除较多余量时的情况。

格式：G71U(Δd）R(e)

G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(Δt)

N(ns)............F(f)S(s)以零件图编辑的，用来描述工件轮廓编程轨

迹循环语句，是粗、精加工中循环轨迹计算的依据G70P(ns)Q(nf)

其中，Δd：每次切削背吃刀量，以半径值表示，无正负号；

e ：每次切削后的退刀量；

ns：粗、精加工循环的起始程序段号；

nf：粗、精加工循环的结束程序段号；

Δu：x轴方向精加工余量，以直径值表示；

Δw：z轴方向精加工余量；

Δf：粗车时进给量；

Δs：粗车时主轴转速;

Δt):车削时选用刀具（通常在G71之前已经指定，一般省略）；

f ：精车时的进给量；

s ：精车时的主轴转速；

（2）断面粗加工循环（G72）

该指令主要用于直径方向的切除余量比轴向余量大时，其刀具循环路径。

格式：G72W(Δd）R(e)

G72P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(Δt)

N(ns)............F(f)S(s)

以零件图编辑的，用来描述工件轮廓编程轨

迹循环语句，是粗、精加工中循环轨迹计算的依据G70P(ns)Q(nf)

其中，Δd：每次切削背吃刀量，以半径值表示，无正负号；

e ：每次切削后的退刀量；

ns：粗、精加工循环的起始程序段号；

nf：粗、精加工循环的结束程序段号；

Δu：x轴方向精加工余量，以直径值表示；

Δw：z轴方向精加工余量；

Δf：粗车时进给量；

Δs：粗车时主轴转速；

Δt):车削时选用刀具（通常在G71之前已经指定，一般省略）；

f ：精车时的进给量；

s ：精车时的主轴转速；

（3）固定形状粗加工循环（G73)

G73实用于毛胚轮廓形状与零件轮廓形状基本接近的毛胚的粗车，如一些锻造和铸件的出车。

格式：G73U（Δi）W(Δk）R(d）

G73P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(Δt)

N(ns)............F(f)S(s)以零件图编辑的，用来描述工件轮廓编程轨

迹循环语句，是粗、精加工中循环轨迹计算的依据G70P(ns)Q(nf)

其中，Δi：x轴方向退刀距离和方向，以半径值表示，当向+x轴方向退刀时，为负；

Δk：z轴方向退刀距离和方向，当向+z轴方向退刀时，该值为正，反之为负；

d ：粗切削次数；

ns：粗、精加工循环的起始程序段号；

nf：粗、精加工循环的结束程序段号；

Δu：x轴方向精加工余量，以直径值表示；

Δw：z轴方向精加工余量；

Δf：粗车时进给量；

Δs：粗车时主轴转速;

Δt):车削时选用刀具（通常在G71之前已经指定，一般省略）；

f ：精车时的进给量；

s ：精车时的主轴转速；

Δi及Δk为第一次车削时退离工件轮廓的距离及方向，确定该值时应参考毛胚的粗加

工余量大小，以使第一次走刀车削时就有合理的背吃刀量，计算方法如下：

Δi=（x轴粗加工余量）—（每一次背吃刀量）

Δk-（z轴粗加工余量）—（每一次背吃刀量）

例：如果x轴方向粗加工余量为6mm，分三次走刀，每一次背吃刀量2mm，则Δi=（6-2）

mm=4mm，d=3mm。

在普通螺纹加工中，让学生分别使用G92、G76螺纹循环指令来编程加工螺纹，在实训

中让学生了解根据导程的大小和螺纹的精度高低选择不同的加工指令更为合适。G92直进式

切削和G76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同，这两种加工方法有所区别，各自的编程方法也不同，造成加工误差也不同，工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺

纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削，螺纹中径误差较大，但牙形精度较高，一般

多用于小螺距高精度螺纹的加工；加工程序较长，在加工中要经常测量。G76螺纹切削循环

采用斜进式进刀方式进行螺纹切削，牙形精度较差，但工艺性比较合理，编程效率较高，一

般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为简捷方

便。所以，学生要掌握各自的加工特点及适用范围，并根据工件的加工特点与工件要求的精

度正确灵活地选用这些切削循环指令，然后编制加工程序，并自动加工。

第三阶段：数控加工。

在数控仿真软件加工出合格工件的同学先到数控车床上进行编程加工。由于仿真软件和数控车床是同一个界面，学生短时间内可熟练操纵机床，但需注意以下几点。

（1）要根据工件的材质，所用刀具的几何角度来选择不同的切削参数。经过普车的实训，这将不是难题。

（2）学生编制的程序要先经过图形模拟加工，程序正确后再进行对刀加工。

（3）在首件加工中合理使用程序暂定M00指令，在精加工前对工件进行测量，看是否需调整刀具补偿，最后加工出合格的工件。

（4）重点突出典型零件的工艺分析，装卡方法的选择、程序编制，调整加工和检验，如果有缺陷，应找出原因并修正。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项到综合这一过程，重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。

对学生加工的工件，按小组进行互评。学生都有好胜心理，会对对方的工件一丝不苟地检查，不放过任何一个细节。最后教师根据实际情况给出综合性的评价，或者让学生保存自己满意的作品，激发学生的兴趣。学生的学习效果非常明显。

如此，学生能全面了解数控加工的全过程，深刻理解加工原理、机床工作过程、编程方法及制订工艺的原则，能够对数控机床加工中出现的常见故障予以解决，对将来从来数控工作上手快，操作规范，具备解决问题的能力。

第四阶段：总结提高。

老师和同学共同探讨实训经验及实践教学中遇到的问题。由于实训内容较多，机床种类全，学生在短时间内既要掌握机床的操作，又要对复杂零件进行合理的工艺安排和准确地编程加工，现场讲解具有局限性。将工艺分析及基本编程内容制成课件，能方便学生掌握和复习，多年来的实践证明这是行之有效的方法，优化实训的效果。数控实训教学过程：普车加工—仿真数控软件—数控机床加工，这几步走的教学方案能最大限度地发挥教学资源的使用性和经济性，尽可能避免事故的发生，缩短机床的人均占有时间，提高机床的利用率和使用寿命，如果能结合实际生产，其教学效果将更显著。

参考文献：

［1］程仲文.数控实训项目研究与改革.兰州工业大学，2007.［2］张梦欣.数控机床编程与操作.中国劳动社会保障出版社，2005.［3］高枫.数控车削编程与操作训练.高等教育出版社，2004.［4］谢晓红.数控车削编程与加工技术.电子工业出版社，2005.[5] 王爱玲.系现代数控编程技术及应用.国防工业出版社，2005

第三篇：数控车论文数控车工技师论文

数控车论文数控车工技师论文

中职学校数控车实训浅谈

摘 要：目前，我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大，教学内容与生产技术水平总是存在着滞后。教学经费投入的不足，限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新，为了满足社会对数控技术应用型人才的需求，更为满足毕业生的需要，作者所在学校对现有的实训教学进行了相应的调整。

关键词： 数控技术 应用专业 实训 四个阶段

目前，我国制造业对既掌握数控技术又熟练数控编程、加工操作的中等职业毕业生需求越来越大，由于数控技术发展日新月异，教学内容与生产技术水平总是存在着滞后。教学经费投入的不足，限制了实验、实训设备及数控应用软件的投入与更新。为了满足社会对数控技术应用型人才的需求，更为满足我校毕业生的需要，我们对现有的教学计划进行了相应的调整：我校数控技术应用专业学制为三年，前两年在校学习理论知识、到校实训中心接受实验、实训，在理论学习期间，特开设了《车工工艺学》、《数控加工技术》、《数控编程与设备》、《公差测量与技术》、《机械制图》等十几门专业课和专业基础课，使学生的知识结构更趋于合理，为实训作了很好的铺垫，夯实了基础。后一年到企业顶岗实习，为更好地向企业输送合格的数控人才，把实训分四个阶段，以巩固和深化理论知识，提高和完善操作技能。

第一阶段：普车实训。

这一阶段是学习数控车床不能逾越的过程，学生在普通车床上实习、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，特形面的加工，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Vc、ap、F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、量具的结构，熟悉掌握其使用方法，合理地选择工件的定位基准，安排加工工艺过程。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：仿真实训。

第一阶段的实训后，对学生进行技能考试，操作达到要求的学生到计算机进行数控仿真软件的练习，同时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，建立工件坐标系的方法，如何选择刀具几何角度设置刀偏及刀补，详细地讲解每个过程。

在编程车削倒角时，可用两种方式：（1）把车刀刀位点指定在倒角起点处，再G01车削；（2）把车刀定位在倒角的右边延长线上，然后G01车削而成。同时让学生比较哪种方式更为简单和实用。

在普通螺纹加工中，让学生分别使用G92、G76螺纹循环指令来编程加工螺纹，在实训中让学生了解根据导程的大小和螺纹的精度高低选择不同的加工指令更为合适。G92直进式切削和G76斜进式切削。由于切削刀具进刀方式的不同，这两种加工方法有所区别，各自的编程方法也不同，造成加工误差也不同，工件加工后螺纹段的加工精度也有所不同。G92螺纹切削循环采用直进式进刀方式进行螺纹切削，螺纹中径误差较大，但牙形精度较高，一般多用于小螺距高精度螺纹的加工；加工程序较长，在加工中要经常测量。G76螺纹切削循环采用斜进式进刀方式进行螺纹切削，牙形精度较差，但工艺性比较合理，编程

效率较高，一般适用于大螺距低精度螺纹的加工。在螺纹精度要求不高的情况下，此加工方法更为简捷方便。所以，学生要掌握各自的加工特点及适用范围，并根据工件的加工特点与工件要求的精度正确灵活地选用这些切削循环指令，然后编制加工程序，并自动加工。

第三阶段：数控加工。

在数控仿真软件加工出合格工件的同学先到数控车床上进行编程加工。由于仿真软件和数控车床是同一个界面，学生短时间内可熟练操纵机床，但需注意以下几点。

（1）要根据工件的材质，所用刀具的几何角度来选择不同的切削参数。经过普车的实训，这将不是难题。

（2）学生编制的程序要先经过图形模拟加工，程序正确后再进行对刀加工。

（3）在首件加工中合理使用程序暂定M00指令，在精加工前对工件进行测量，看是否需调整刀具补偿，最后加工出合格的工件。

（4）重点突出典型零件的工艺分析，装卡方法的选择、程序编制，调整加工和检验，如果有缺陷，应找出原因并修正。遵循由易到难、由简单到复杂、由单项到综合这一过程，重视在实践教学中培养学生的实践能力和创新能力。对学生加工的工件，按小组进行互评。学生都有好胜心理，会对对方的工件一丝不苟地检查，不放过任何一个细节。最后教师根据实际情况给出综合性的评价，或者让学生保存自己满意的作品，激发学生的兴趣。学生的学习效果非常明显。

如此，学生能全面了解数控加工的全过程，深刻理解加工原理、机床工作过程、编程方法及制订工艺的原则，能够对数控机床加工中出现的常见故障予以解决，对将来从来数控工作上手快，操作规范，具备解决问题的能力。

第四阶段：总结提高。

老师和同学共同探讨实训经验及实践教学中遇到的问题。由于实训内容较多，机床种类全，学生在短时间内既要掌握机床的操作，又要对复杂零件进行合理的工艺安排和准确地编程加工，现场讲解具有局限性。将工艺分析及基本编程内容制成课件，能方便学生掌握和复习，多年来的实践证明这是行之有效的方法，优化实训的效果。数控实训教学过程：普车加工—仿真数控软件—数控机床加工，这几步走的教学方案能最大限度地发挥教学资源的使用性和经济性，尽可能避免事故的发生，缩短机床的人均占有时间，提高机床的利用率和使用寿命，如果能结合实际生产，其教学效果将更显著。

参考文献：

［1］程仲文.数控实训项目研究与改革.兰州工业大学，2007.［2］刘蔡保.数控机床编程与操作.化学工业出版社，2009.［3］高枫.数控车削编程与操作训练.高等教育出版社，2004.［4］谢晓红.数控车削编程与加工技术.电子工业出版社，2005.

第四篇：数控车技师论文

数控机床加工工艺路线的研究

理想的加工程序不仅应保证加工出符合图样的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用和充分的发挥。数控机床是一种高效率的自动化设备，它的效率高于普通机床的2——3倍，所以，要充分发挥数控机床的这一特点，必须熟练掌握其性能、特点、使用操作方法，同时还必须在编程之前正确地确定加工方案。

在数控机床加工过程中，由于加工对象复杂多样，特别是轮廓曲线的形状及位置千变万化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影响，在对具体零件制定加工方案时，应该进行具体分析和区别对待，灵活处理。只有这样，才能使制定的加工方案合理，从而达到质量优、效率高和成本低的目的。

在对加工工艺进行认真和仔细的分析后，制定加工方案的一般原则为先粗后精，先近后远，先内后外，程序段最少，走刀路线最短，由于生产规模的差异，对于同一零件的加工方案是有所不同的，应根据具体条件，选择经济、合理的工艺方案。

1、加工工序划分

在数控机床上加工零件，工序可以比较集中，一次装夹应尽可能完成全部工序。与普通机床加工相比，加工工序划分有其自己的特点，常用的工序划分原则有以下两种。

1.1 保证精度的原则

数控加工要求工序尽可能集中。常常粗、精加工在一次装夹下完成，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，应将粗、精加工分开进行。对轴类或盘类零件，将各处先粗加工，留少量余量精加工，来保证表面质量要求。同时，对一些箱体工件，为保证孔的加工精度，应先加工表面而后加工孔。

1.2 提高生产效率的原则

数控加工中，为减少换刀次数，节省换刀时间，应将需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再换另一把刀来加工其它部位。同时应尽量减少空行程，用同一把刀加工工件的多个部位时，应以最短的路线到达各加工部位。

实际中，数控加工工序要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。

2、加工路线的确定六剑客职教园（最大的免费职教教学资源站）

在数控加工中，刀具（严格说是刀位点）相对于工件的运动轨迹和方向称为加工路线。即刀具从对刀点开始运动起，直至结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具引入、返回等非切削空行程。影响走刀路线的因素很多，有工艺方法、工件材料及其状态、加工精度及表面粗糙度要求、工件刚度、加工余量，刀具的刚度、耐用度及状态，机床类型与性能等，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，走刀路线尽量短，效率较高等。

下面举例分析研究数控机床加工零件时常用的加工路线。

2.1车圆锥的加工路线分析

数控车床上车外圆锥，假设圆锥大径为D,小径为d,锥长为L,车圆锥的加工路线如图1所示。

图1 车圆锥的加工路线

按图1（a）的阶梯切削路线，二刀粗车，最后一刀精车；二刀粗车的终刀距S要作精确的计算，可有相似三角形得：

此种加工路线，粗车时，刀具背吃刀量相同，但精车时，背吃刀量不同；同时刀具切削运动的路线最短。

按图1（b）的相似斜线切削路线，也需计算粗车时终刀距S,同样由相似三角形可计算得：

按此种加工路线，刀具切削运动的距离较短。

按图1（c）的斜线加工路线，只需确定了每次背吃刀量ap,而不需计算终刀距，编程方便。但在每次切削中背吃刀量是变化的，且刀具切削运动的路线较长。

2.2 车圆弧的加工路线分析

应用G02（或G03）指令车圆弧，若用一刀就把圆弧加工出来，这样吃刀量太大，容易打刀。所以，实际车圆弧时，需要多刀加工，先将大多余量切除，最后才车得所需圆弧。

下面研究分析车圆弧常用加工路线。

图2 圆弧切削路线的形式

在图2中，a图表示为同心圆形式，b图表示为等径圆弧（不同圆心）形式，c图表示为三角形形式，d图表示为梯形形式。不同形式的切削路线有不同的特点，了解它们各自的特点，有利于合理地安排其走刀路线。现分析上述几种切削路线：程序段数最少的为同心圆形式及等径圆形式；走刀路线最短的为同心圆形式，其余依次为三角形梯形及等径圆形式；计算和编程最简单的为等径圆形式（可利用程序循环功能），其余依次为同心圆、三角形式和梯形形式：金属切除率最高、切削力分布最合理的为梯形形式；精车余量均匀的为同心圆形式。

图3 阶梯切削路线的车圆弧

图3为车圆弧的阶梯切削路线。即先粗车成阶梯，最后一刀精车出圆弧。此方法在确定了每刀吃刀量ap后，须精确计算出粗车的终刀距S,即求圆弧与直线的交点。此方法刀具切削运动距离较短，但数值计算较繁。

图4 同心圆弧切削路线车圆弧

图4为车圆弧的同心圆弧切削路线。即用不同的半径圆来车削，最后将所需圆弧加工出来。此方法在确定了每次吃刀量ap后，对90°圆弧的起点、终点坐标较易确定，数值计算简单，编程方便，常采用。但按图4b加工时，空行程时间较长。

图5 车锥法切削路线车圆弧

图5为车圆弧的车锥法切削路线。即先车一个圆锥，再车圆弧。

第五篇：数控技师技师论文

江西工贸高级技工学校

数控技师论文

题 目：

数控车床的基本应用

系（院）：

机电技术系

专 业：

数控技术应用

年 级：

08数控技师班

姓 名：

张 永 东

学 号：

2008020103041

指导教师：

周伟 董跃平

二零一一年五月

摘 要

世界制造业转移，中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代，钢铁、机械、化工等重工业正逐渐向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期，正处于重化工业发展中期。

未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。美国、德国的重化工业发展期延续了18年以上，美国、德国、韩国四国重化工业发展期平均延续了12年，我们估计中国的重化工业发展期将至少延续10年，直到2015年。因此，在未来10年中，随着中国重化工业进程的推进，中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升，国产机械产品国际竞争力增强，逐步替代进口，并加速出口。目前，机械行业中部分子行业如船舶、铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移，并将持续受益；电站设备、工程机械、床等将受益于产业转移，加快出口进程

关键词 : 数控 工业化发展 刀具 机床

Abstract Transfer of world manufacturing, China is gradually becoming the world's factory.United States, Germany, Korea and other countries have already entered the era of industrialization and the development of microelectronics era of high-tech intensive, steel, machinery, chemicals and other heavy industry is gradually transferred to developing countries.China's current economic development has been the early stages of development, the development of heavy industry is in the middle.The next 10 years will be the best period of China's machinery industry.United States, the development of heavy chemical industry in Germany more than 18 years of continuity, the United States, Germany, South Korea four countries on average continue the development of heavy chemical industry for 12 years, we estimate that the development of China's heavy chemical industry will continue through at least 10 years, until 2015.Therefore, in the next 10 years, with China to promote the process of heavy and chemical industries, the Chinese firm size, product technology, quality and so will be significantly improved international competitiveness of domestic machinery products increased, and gradually replace imports and exports accelerate.Currently, the central molecular machinery industry sectors such as shipbuilding, railway, container and container crane manufacturer, have already benefited from the international industrial transfer, and will continue to benefit;power plant equipment, engineering machinery, beds, etc.will benefit from the transfer of industries, accelerate the export processKeywords: CNC machine tool industrial development

目 录

第一章 数控机床的产生......................................................................................................5 第二章 数控机床的发展......................................................................................................6 2.1 数控系统的发展......................................................................................................6 2.2 机床的发展趋势......................................................................................................6 第三章 数控机床的分类......................................................................................................7 3.1 按加工工艺方法分类..............................................................................................7 3.2金属切削类数控机床........................................................................................7 3.3特种加工类数控机床........................................................................................7 3.4板材加工类数控机床.......................................................................................8 4.1.合理选择切削用量.................................................................................................8 4.2.合理选择刀具.........................................................................................................8 4.3.合理选择夹具.........................................................................................................9 4.4.确定加工路线.........................................................................................................9 4.5.加工路线与加工余量的联系.................................................................................9 4.6.夹具安装要点.........................................................................................................9 第五章 程序首句妙用与控制尺寸精度的技巧................................................................10 5.1、程序首句妙用G00的技巧.................................................................................10 5.2、控制尺寸精度的技巧...........................................................................................11 5.2.1.修改刀补值保证尺寸精度.......................................................................11 5.2.2.半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度...........................................11 5.2.3.程序编制保证尺寸精度...........................................................................11 5.2.4.修改程序和刀补控制尺寸......................................................................12 第六章

数控技术..............................................................................................................13 6.1数控机床运动坐标的电气控制.............................................................................13 参考文献.......................................................................................................................15

第一章 数控机床的产生

在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件（批量在10～100件）约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。

为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。

根据国家标准ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行过程中，不断地引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerized numerical，缩写ＣＮＣ）。

数控机床即使采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。从应用来说，数控机床就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等）和步骤，以及刀具与工件之间的相对位移量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或通用的计算机，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机床的伺服系统或其他执行元件，是机床自动加工出所需要的零件。

第二章 数控机床的发展

2.1 数控系统的发展

从１９５２年第一台数控机床问世后，数控系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控ＰＣ机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段，称作为硬件连接数控，简称ＮＣ系统；后三代为第二阶段，乘坐计算机软件数控，简称ＣＮＣ系统。

2.2 机床的发展趋势

数控机床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。

（1）工序集中 20世纪50年代末期，在一般数控机床的基础上开发了数控加工中心，即自备刀具库的自动换刀数控机床。在加工中心机床上，工件一次装夹后，机床的机械手可以自动更换刀具，连续的对工件进行多种工序加工。

目前，加工中心机床的刀具库容量可达到100多把刀具，自动换刀装置的换刀时间仅需0.5～2秒。加工中心机床使工序集中在一台机床上完成，减少了由于工序分散，工件多次安装引起的定位误差，提高了加工精度，同时也减少了机床的台数与占地面积，压缩了半成品的库存量，减少了工序间的辅助时间，有效的提高了数控机床的生产效率和数控加工的经济效益。

（2）高速、高效、高精度

高速、高效、高精度是机械加工的目标，数控机床因其价格昂贵，在上述三方面的发展也就更为突出。

（3）方便使用

数控机床制造厂把建立友好的人机界面、提高数控机床的可靠性作为提高竞争能力的主要方面。

1）加工编程方便

手工编程和自动编程已经使用了几十年，有了长足的发展，在手工编程方面，开发了多种加工循环、参数编程和除直线、圆弧以外的各种插补功能，CAD/CAM的研究发展，从技术上来讲可以替代手工编程。但是一套适用的CAD/CAM软件加上计算机硬件，投资较大，学习、掌握时间较长，对大多数的简单工件很不经济。

2）使用方法

数控机床普遍采用彩色CRT进行人机对话、图形显示和图形模拟的。有的数控机床将采用说明书、编程指南、润滑指南等存入系统共使用者调阅。

第三章 数控机床的分类

3.1 按加工工艺方法分类

3.2金属切削类数控机床

与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别，具体的控制方式也各不相同，但机床的动作和运动都是数字化控制的，具有较高的生产率和自动化程度。

3.3特种加工类数控机床

除了切削加工数控机床以外，数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。

3.4板材加工类数控机床

常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。

第四章 数控车的工艺与工装削

数控车床加工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。

4.1.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。

4.2.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。

4.3.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。

4.4.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。

4.5.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。

4.6.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。

第五章 程序首句妙用与控制尺寸精度的技巧

5.1、程序首句妙用G00的技巧

目前我们所接触到的教科书及数控车削方面的技术书籍，程序首句均为建立工件坐标系，即以G50 Xα Zβ作为程序首句。根据该指令，可设定一个坐标系，使刀具的某一点在此坐标系中的坐标值为(Xα Zβ)(本文工件坐标系原点均设定在工件右端面)。采用这种方法编写程序，对刀后，必须将刀移动到G50设定的既定位置方能进行加工，找准该位置的过程如下。

1.对刀后，装夹好工件毛坯；

2.主轴正转，手轮基准刀平工件右端面A；

3.Z轴不动，沿X轴释放刀具至C点，输入G50 Z0，电脑记忆该点； 4.程序录入方式，输入G01 W-8 F50，将工件车削出一台阶；

5.X轴不动，沿Z轴释放刀具至C点，停车测量车削出的工件台阶直径γ，输入G50 Xγ，电脑记忆该点；

6.程序录入方式下，输入G00 Xα Zβ，刀具运行至编程指定的程序原点，再输入G50 Xα Zβ，电脑记忆该程序原点。

。上述步骤中，步骤6即刀具定位在XαZβ处至关重要，否则，工件坐标系就会被修改，无法正常加工工件。有过加工经验的人都知道，上述将刀具定位到XαZβ处的过程繁琐，一旦出现意外，X或Z轴无伺服，跟踪出错，断电等情况发生，系统只能重启，重启后系统失去对G50设定的工件坐标值的记忆，“复位、回零运行”不再起作用，需重新将刀具运行至XαZβ位置并重设G50。如果是批量生产，加工完一件后，回G50起点继续加工下一件，在操作过程中稍有失误，就可能修改工件坐标系。鉴于上述程序首句使用G50建立工件坐标系的种种弊端，笔者想办法将工件坐标系固定在机床上，将程序首句G50 XαZβ改为G00 Xα Zβ后，问题迎刃而解。其操作过程只需采用上述找G50过程的前五步，即完成步骤1、2、3、4、5后，将刀具运行至安全位置，调出程序，按自动运行即可。即使发生断电等意外情况，重启系统后，在编辑方式下将光标移至能安全加工又不影响工件加工进程的程序段，按自动运行方式继续加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的实质是将工件坐标系固定在机床上，不再囿于G50 Xα Zβ程序原点的限制，不改变工件坐标系，操作简单，可靠性强，收到了意想不到的效果。中国金属加工在线

5.2、控制尺寸精度的技巧 5.2.1.修改刀补值保证尺寸精度

由于第一次对刀误差或者其他原因造成工件误差超出工件公差，不能满足加工要求时，可通过修改刀补使工件达到要求尺寸，保证径向尺寸方法如下： a.绝对坐标输入法

根据“大减小，小加大”的原则，在刀补001～004处修改。如用2号切断刀切槽时工件尺寸大了0.1mm，而002处刀补显示是X3.8，则可输入X3.7，减少2号刀补。b.相对坐标法

如上例，002刀补处输入U-0.1，亦可收到同样的效果。

同理，对于轴向尺寸的控制亦如此类推。如用1号外圆刀加工某处轴段，尺寸长了0.1mm，可在001刀补处输入W0.1。

5.2.2.半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度

对于大部分数控车床来说，使用较长时间后，由于丝杆间隙的影响，加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时，我们可在粗加工之后，进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后，可在001刀补处输入U0.3，调用G70精车一次，停车测量后，再在001刀补处输入U-0.3，再次调用G70精车一次。经过此番半精车，消除了丝杆间隙的影响，保证了尺寸精度的稳定。

5.2.3.程序编制保证尺寸精度

a.绝对编程保证尺寸精度

编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上，各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。也就是说，相对编程的坐标原点经常在变换，连续位移时必然产生累积误差，绝对编程是在加工的全过程中，均有相对统一的基准点，即坐标原点，故累积误差较相对编程小。数控车削工件时，工件径向尺寸的精度一般比轴向尺寸精度高，故在编写程序时，径向尺寸最好采用绝对编程，考虑到加工及编写程序的方便，轴向尺寸常采用相对编程，但对于重要的轴向尺寸，最好采用绝对编程。

b.数值换算保证尺寸精度

很多情况下，图样上的尺寸基准与编程所需的尺寸基准不一致，故应先将图样上的基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。如图2b中，除尺寸13.06mm外，其余均属直接按图2a标注尺寸经换算后而得到的编程尺寸。其中，φ29.95mm、φ16mm及60.07mm三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到的编程尺寸。

5.2.4.修改程序和刀补控制尺寸

数控加工中，我们经常碰到这样一种现象：程序自动运行后，停车测量，发现工件尺寸达不到要求，尺寸变化无规律。如用1号外圆刀加工图3所示工件，经粗加工和半精加工后停车测量，各轴段径向尺寸如下：φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。对此，笔者采用修改程序和刀补的方法进行补救，方法如下：

a.修改程序

原程序中的X30不变，X23改为X23.03，X16改为X16.04，这样一来，各轴段均有超出名义尺寸的统一公差0.06mm；

b.改刀补

在1号刀刀补001处输入U-0.06。

经过上述程序和刀补双管齐下的修改后，再调用精车程序，工件尺寸一般都能得到有效的保证。

数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式，实际加工中，操作者只有具备较强的程序指令运用能力和丰富的实践技能，方能编制出高质量的加工程序，加工出高质量的工件。

第六章

数控技术

6.1数控机床运动坐标的电气控制

数控机床一个运动坐标的电气控制由电流(转矩)控制环、速度控制环和位置控制环串联组成。

(1)电流环是为伺服电机提供转矩的电路。一般情况下它与电动机的匹配调节已由制造者作好了或者指定了相应的匹配参数，其反馈信号也在伺服系统内联接完成，因此不需接线与调整。

(2)速度环是控制电动机转速亦即坐标轴运行速度的电路。速度调节器是比例积分(PI)调节器，其P、I调整值完全取决于所驱动坐标轴的负载大小和机械传动系统(导轨、传动机构)的传动刚度与传动间隙等机械特性，一旦这些特性发生明显变化时，首先需要对机械传动系统进行修复工作，然后重新调整速度环PI调节器。

速度环的最佳调节是在位置环开环的条件下才能完成的，这对于水平运动的坐标轴和转动坐标轴较容易进行，而对于垂向运动坐标轴则位置开环时会自动下落而发生危险，可以采取先摘下电动机空载调整，然后再装好电动机与位置环一起调整或者直接带位置环一起调整，这时需要有一定的经验和细心。速度环的反馈环节见前面“速度测量”一节。

(3)位置环是控制各坐标轴按指令位置精确定位的控制环节。位置环将最终影响坐标轴的位置精度及工作精度。这其中有两方面的工作：

一是位置测量元件的精度与CNC系统脉冲当量的匹配问题。测量元件单位移动距离发出的脉

冲数目经过外部倍频电路和/或CNC内部倍频系数的倍频后要与数控系统规定的分辨率相符。例如位置测量元件10脉冲/mm，数控系统分辨率即脉冲当量为0.001mm，则测量元件送出的脉冲必须经过100倍频方可匹配。

二是位置环增益系数Kv值的正确设定与调节。通常Kv值是作为机床数据设置的，数控系统中对各个坐标轴分别指定了Kv值的设置地址和数值单位。在速度环最佳化调节后Kv值的设定则成为反映机床性能好坏、影响最终精度的重要因素。Kv值是机床运动坐标自身性能优劣的直接表现而并非可以任意放大。关于Kv值的设置要注意两个问题，首先要满足下列公式： Kv=v/Δ

式中v——坐标运行速度，m/min Δ——跟踪误差，mm

注意，不同的数控系统采用的单位可能不同，设置时要注意数控系统规定的单位。例如，坐标运行速度的单位是m/min，则Kv值单位为m/(mm·min)，若v的单位为mm/s，则Kv的单位应为mm/(mm·s)。

其次要满足各联动坐标轴的Kv值必须相同，以保证合成运动时的精度。通常是以Kv值最低的坐标轴为准。

位置反馈(参见上节“位置测量”)有三种情况：一种是没有位置测量元件，为位置开环控制即无位置反馈，步进电机驱动一般即为开环；一种是半闭环控制，即位置测量元件不在坐标轴最终运动部件上，也就是说还有部分传动环节在位置闭环控制之外，这种情况要求环外传动部分应有相当的传动刚度和传动精度，加入反向间隙补偿和螺距误差补偿之后，可以得到很高的位置控制精度；第三种是全闭环控制，即位置测量元件安装在坐标轴的最终运动部件上，理论上这种控制的位置精度情况最好，但是它对整个机械传动系统的要求更高而不是低，如若不然，则会严重影响两坐标的动态精度，而使得机床只能在降低速度环和位置精度的情况下工作。影响全闭环控制精度的另一个重要问题是测量元件的精确安装问题，千万不可轻视。

(4)前馈控制与反馈相反，它是将指令值取出部分预加到后面的调节电路，其主要作用是减小跟踪误差以提高动态响应特性从而提高位置控制精度。因为多数机床没有设此功能，故本文不详述，只是要注意，前馈的加入必须是在上述三个控制环均最佳调试完毕后方可进行。

参考文献

1．《数控加工工艺学》

2.黄勇 陈子辰 浙江学 《机床数控系统的发展趋势 》 3.作者：李佳 《数控机床及应用》

4.2001年第30卷第1期 《机械设计与制造工程》 5.2005年第12期 《机电新产品导报》 6.2007年第34卷第8期 《机械》

7.2007年第4期 《世界制造技术与装备市场》 3.作者：李佳应用》

8.2001年第30卷第1期 《机械设计与制造工程》 9.2005年第12期 《机电新产品导报》 10.2007年第34卷第8期 《机械》

11.2007年第4期 《世界制造技术与装备市场》3.作者：李佳 应用》

12.2001年第30卷第1期 《机械设计与制造工程》 13.2005年第12期 《机电新产品导报》 14.2007年第34卷第8期 《机械》 15.2007年第4期 《世界制造技术与装备市场》

《数控机床及《数控机床及致

谢

时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。在这个美好的季节里，我在电脑上敲出了最后一个字，心中涌现的不是想象已久的欢欣，却是难以言喻的失落。是的，随着论文的终结，意味着我生命中最纯美的学生时代即将结束，尽管百般不舍，这一天终究会在熙熙攘攘的喧嚣中决绝的来临。

三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。很庆幸这些年来我遇到了许多恩师益友，无论在学习上、生活上还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在诸多方面都有所成长。感恩之情难以用语言量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。

还要感谢我的父母，给予我生命并竭尽全力给予了我接受教育的机会，养育之恩没齿难忘； 他们不仅培养了我对中国传统文化的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！我一定会好好孝敬和报答他们！，还有许多人，也许他们只是我生命中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！