数控车床(数控机床)知识大全

第一篇：数控车床(数控机床)知识大全

数控车床（数控机床）知识大全

34、数控车床的调试与验收方法

89、数控车床操作规程

1314、数控机床的知识

（二）1819、数控车床的选用要点

第二篇：数控车床类刀具知识

数控车床类刀具知识

1)刀具材料性能 刀具材料不仅是影响刀具切削性能的重要因素，而且它对刀具耐用度、切削用量、生产率、加工成本等有着重要的影响。因此，在机械加工过程中，不数控车床但要熟悉各种刀具材料的种类、性能和用途，还必须能根据不同的工件和加工条件，对刀具材料进行合理的选择。

切削时，刀具在承受较大压力的同时，还与切屑、工件产生剧烈的摩擦，由此而产生较高的切削温度；在加工余量不均匀和切削断续表面时，加工中心刀具还将受到冲击，产生振动。为此，刀具切削部分的材料应具备下列基本性能。

①硬度和耐磨性。刀具材料的硬度必须大于工件材料的硬度，一般情况下，要求其常温硬度在60HRC以上。通常，刀具材料的硬度越高，耐磨性也越好，刀具切削部分抗磨损的能力也就越强。耐磨性还取决于材料的化学成分、显微组织。刀具材料组织中硬质点的硬度越高，数量越多，晶粒越细，分布越均匀，则耐磨性越好。此外，刀具材料对工件材料的抗黏附能力越强，耐磨性也越好。

②强度和韧性。由于切削力、冲击和振动等作用，数控车床刀具材料必须具有足够的抗弯强度和冲击韧性，以避免刀具材料在切削过程中产生断裂和崩刃。

③耐热性与化学稳定性。耐热性是指刀具材料在高温下保持其硬度、耐磨性、强度和韧性的能力。耐热性越好，则允许的切削速度越高，同时抵抗切削刃塑性变形的能力也越强。

化学稳定性是指刀具材料在高温下不易和工件材料、周围介质发生化学反应的能力。化学稳定性越好，刀具的磨损越慢。除此之外，刀具材料还应具有良好的工艺性和经济性。如工具钢淬火变形要小加工中心，脱碳层要浅及淬透性要好；热轧成形刀具应具有较好的高温塑性等。(2)常用刀具材料

①高速钢。高速钢是一种加入较多的钨、钼、铬、钒等合金元素的高合金工具钢，有较高的热稳定性，切削温度达500～650~C时仍能进行切削，有较高的强度、韧性、硬度和耐磨性。其制造工艺简单，容易磨成锋利的切削刃，可锻造，这对于一些形状复杂的工具，如钻头、成形刀具、数控车床拉刀、齿轮刀具等尤为重要，是制造这些刀具的主要材料。

高速钢的品种繁多；按切削性能可分为普通高速钢和高性能高速钢；按化学成分可分为钨系、钨钼系和钼系高速钢；按制造工艺不同，分为熔炼高速钢和粉末冶金高速钢。

a．普通高速钢。国内外使用最多的普通高速钢是W6M05Cr4V2(M2钼系)及W18Cr4V(W18钨系)钢，含碳量为0．?％～0．9％，硬度63～66HRC，不适于高速和硬材料切削。

新牌号的普通高速钢W6M03Cr4V(W9)是根据我国资源情况研制的含钨量较多、含钼量较少的钨钼钢。其硬度为65～66．5HRC，有较好硬度和韧性的配合，热塑性、热稳定性都较好，焊接性能、磨削加工性能都较高，磨削效率比M2高20％，表面粗糙度值也小。

b．高性能高速钢指在普通高速钢中加入一些合金，如Co、A1等，使其耐热性、耐磨性又有进一步提高，热稳定性高。但综合性能不如普通高速钢，数控车床不同牌号只有在各自规定的切削条件下，加工中心才能达到良好的加工效果。我国正努力提高高性能高速钢的应用水平，如发展低钴高碳钢W12M03Cr4V3CoSSi、含铝的超硬高速钢W6MoSCr4V2A!、W10M04Cr4V3A1，提高韧性、热塑性、导热性，其硬度达67～69HRC，可用于制造出口钻头、铰刀、铣刀等。

c．粉末冶金高速钢。可以避免熔炼法炼钢时产生的碳化物偏析。其强度、韧性比熔炼钢有很大提高。可用于加工超高强度钢、不锈钢、钛合金等难加工材料。用于制造大型拉刀和齿轮刀具，特别制造是切削时受冲击载荷的刀具效果更好。

②硬质合金。硬质合金是由高硬度、高熔点的金属碳化物(如WC、TiC等)粉末，以钴(C。)为黏结剂，用粉末冶金方法制成的。硬质合金的硬度、耐磨性、数控车床耐热性都很高，硬度可达89—93HRA，在800～1000~C还能承担切削，耐用度较高速钢高十几倍，允许采用的切削速度达100～300m／miD_，甚至更高，约为高速钢刀具的4—10倍，并能切削一般工具钢刀具不能切削的材料(如淬火钢、玻璃、大理石等)。但其抗弯强度较高速钢低，仅为0．9—1．5GPa；冲击韧度差，切削时不能承受大的振动和冲击负荷。

硬质合金以其切削性能优良被广泛用作刀具材料，如车刀、加工中心端铣刀以至深孔钻等。它制成各种形式的刀片，然后用机械夹紧或用钎焊方式固定在刀具的切削部位上。

常用的硬质合金牌号按其金属碳化物的不同分为三类：

钨

3)刀具失效形式 刀具在切削过程中将逐渐产生磨损。当刀具磨损量达到一定程度时，可以明显地发现切削力加大，切削温度上升，切屑颜色改变，数控车床甚至产生振动。同时，工件尺寸可能会超出公差范围，机床电器已加工表面质量也明显恶化。此时，必须对刀具进行重磨或更换新刀。打时刀具也可能在切削过程中会突然损坏而失效，造成刀具破损。刀具的磨损、破损及其使用寿命(也称耐用度)关系到切削加工的效率、质量和成本，因此它是切削加工中极为重要的问题之一。

①刀具磨损的方式。

a．前刀面磨损(月牙洼磨损)。在切削速度较高、切削厚度较大的情况下加工塑性金属，当刀具的耐热性和耐磨性稍有不足时，切屑在前刀面上经常会磨出一个月牙洼。在前刀面上相应于产生月牙洼的地方，其切削温度最高，因此磨损也最大，从而形成一个凹窝(月牙洼)。月牙洼和切削刃之间有一条小棱边。在磨损的过程中，月牙洼宽度逐渐扩展。当月牙洼扩展到使棱边变得很窄时，切削刃的强度大为削弱，极易导致崩刃。月牙洼磨损量以其深度KT表示。

b．后刀面磨损。由于加工表面和后刀面间存在着强烈的摩擦，在后刀面上毗邻切削刃的地方很快被磨出后角为零的小棱面，这种磨损形式叫做后刀面磨损。在切削速度较低、数控车床切削厚度较小的情况下切削塑性金属以及加工脆性金属时，一般不产生月牙洼磨损，但都存在着后刀面磨损。

c．前刀面和后刀面同时磨损。机床电器这是一种兼有上述两种情况的磨损形式。在切削塑性金属时，经常会发生这种磨损。

②刀具磨损的原因。为了减小和控制刀具的磨损，为了研制新的刀具材料，必须研究刀具磨损的原因和本质。切削过程中的刀具磨损具有下列特点：刀具与切屑、工件间的接触表面经常是新鲜表面；接触压力非常大，有时超过被切削材料的屈服强度；接触表面的温度很高，对于硬质合金刀具可达800～1000~C，对于高速钢刀具可达300～600~C。在上述条件下工作，刀具磨损经常是机械的、热的、化学的三种作用的综合结果，可以产生磨料磨损、冷焊磨损(有的文献称为黏结磨损)、扩散磨损和氧化磨损等。

a．磨料磨损。切屑、工件的硬度虽然低于刀具的硬度，但其结构中经常含有一些硬度极高的微小的硬质点，机床电器能在刀具表面刻划出沟纹，这就是磨料磨损。数控车床硬质点有碳化物(如Fe3C、TiC、VC等)、氮化物(如TiN、Si：N+等)、氧化物(如SiOz、Alz()，等)和金属间化合物。磨料磨损在各种切削速度下都存在，但对低速切削的刀具(如拉刀、板牙等)，磨料磨损是磨损的主要原因。这是因为低速切削时，切削温度比较低，由于其他原因产生的磨损尚不显著，因而不是主要的。高速钢刀具的硬度和耐磨性低于硬质合金、陶瓷等，故其磨料磨损所占的比重较大。

b．冷焊磨损。切削时切屑、工件与前、后刀面之间，存在很大的压力和强烈的摩擦，因而它们之间会发生冷焊。由于摩擦副之间有相对运动，冷焊结产生破裂被一方带走，从而造成冷焊磨损。

一般说来，工件材料或切屑的硬度较刀具材料的硬度为低，冷焊结的破裂往往发生在工件或切屑这一方。但由于交变应力、接触疲劳、热应力以及刀具表层结构缺陷等原因，数控车床冷焊结的破裂也可能发生在刀具这一方，机床电器这时，刀具材料的颗粒被切屑或工件带走，从而造成刀具磨损。

冷焊磨损一般在中等偏低的切削速度下比较严重。研究表明：脆性金属比塑性金属的抗冷焊能力强。在高速钢刀具正常工作的切削速度和硬质合金刀具偏低的切削速度下，正好满足产生冷焊的条件，故此时冷焊磨损所占的比重较大。提高切削速度后，硬质合金刀具冷焊磨损减轻。

c．扩散磨损。扩散磨损在高温下产生。切削金属时，切屑、工件与刀具接触过程中，双方的化学元素在固态下相互扩散，改变了材料原来的成分与结构，使刀具表层变得脆弱，从而加剧了刀具的磨损。

硬质合金中，钛元素的扩散率远低于钴、数控车床钨，TiC又不易分解，故在切钢时YT类合金的抗扩散磨损能力优于YG类合金。TiC基、丁i(C，N)基合金和涂层合金(涂覆TiC或TiN)则更佳；机床电器硬质合金中添加钽、铌后形成固镕体(W，丁i，Ta，Nb)C，也不易扩散，从而提高了刀具的耐磨性。

扩散磨损往往与冷焊磨损、磨料磨损同时产生，此时磨损率很高。前刀面上离切削刃有一定距离处的温度最高；该处的扩散作用最强烈；于是在该处形成月牙洼。高速钢刀具的工作温度较低，与切屑、工件之间的扩散作用进行得比较缓慢，故其扩散磨损所占的比重远小于硬质合金刀具。< ③刀具磨损过程及磨钝标准。刀具磨损到一定程度就不能继续使用，否则将降低工件的尺寸精度和已加工表面质量，同时也要增加刀具的消耗和加工成本。数控车床那么，刀具磨损到什么程度就不能使用呢?这需要制定一个磨钝标准。a．刀具磨损过程。后刀面磨损量VB随切削时间‘的延长而增大。沈阳第一机床厂典型的刀具磨损曲线，其磨损过程分三个阶段。

初期磨损阶段：这一阶段磨损曲线的斜率较大。由于刃磨后的新刀具，其后刀面与加工表面间的实际接触面积很小，压强很大，故磨损很快。新刃磨后的刀面上的微观粗糙度也加速了磨损。初期磨损量的大小与刀具刃磨质量有很大关系，通常在VB＝o．05～o．1mm之间。数控车床经过研磨的刀具，其初期磨损量小，而且要耐用得多。

正常磨损阶段：经过初期磨损，后刀面上被磨出一条狭窄的棱面，压强减小，故磨损量的增加也缓慢下来，并且比较稳定，这就是正常磨损阶段，沈阳第一机床厂也是刀具工作的有效阶段。这一阶段中磨损曲线基本上是一条向上的斜线，其斜率代表刀具正常工作时的磨损强度。磨损强度是比较刀具切削性能的重要指标之一。

剧烈磨损阶段：刀具经过正常磨损阶段后，切削刃显著变钝，切削力增大，切削温度升高，这时刀具的磨损情况发生了质的变化而进入剧烈磨损阶段。这一阶段的磨损曲线斜率很大，即磨损强度很大。此时刀具如继续工作，则不但不能保证加工质量，而且刀具材料消耗多，数控车床经济上是不合算的。故应当使刀具避免发生剧烈磨损。

观测前刀面磨损量(月牙洼深度KT)，其磨损曲线也可出现类似上述三个磨损阶段。

b．刀具的磨钝标准。刀具磨损后将影响切削力、切削温度和加工质量，因此必须根据加工情况规定一个最大的允许磨损值，这就是刀具的磨钝标准。一般刀具的后刀面上都有磨损，它对加工精度和切削力的影响比前刀面磨损显著，同时后刀面磨损量比较容易测量，因此在刀具管理和金属切削的科学研究中多按后刀面磨损尺寸来制定磨钝标准。通常所谓磨钝标准是指后刀面磨损带中间部分平均磨损量允许达到的最大值，沈阳第一机床厂以VB表示。

制定磨钝标准需考虑被加工对数控车床象的特点和加工条件的具体情况。

工艺系统的刚性较差时应规定较小的磨钝标准。后刀面磨损后，切削温度升高。加工不同的工件材料，切削温度的升高也不相同。在相同的切削条件下，加工合金钢的切削温度高于碳素钢，加工高温合金及不锈钢的切削温度又高于一般合金钢。在切削难加工材料时，一般应选用较小的磨钝标准；加工一般材料，磨钝标准可以大一些。

加工精度及表面质量要求较高时，数控车床应当减小磨钝标准，沈阳第一机床厂以确保加工质量。例如在精车时，应控制VB在0．1—0．3mm的范围内。c．刀具耐用度。

刀具耐用度的定义：刃磨后的刀具自开始切削直到磨损量达到磨钝标准为止的切削时间，称为刀具耐用度，以丁表示。它是指净切削时间，不包括用于对刀、测量、快进、回程等非切削时间。

刀具耐用度是很重要的数据。在同一条件下切削同一工件材料时，可以用刀具耐用度来比较不同刀具材料的切削性能；同一刀具材料切削各种工件材料，数控车床又可以用刀具耐用度来比较工件材料的切削加工性；也可以用刀具耐用度来判断刀具几何参数是否合理。工件材料、刀具材料的性能对刀具耐用度影响最大。在切削用量中，影响刀具耐用度最主要的因素是切削速度，其次是进给量、切削深度。此外，刀具几何参数对刀具耐用度也有重要影响。

切削速度与刀具耐用度的关系：切削速度与刀具耐用度的关系是用实验方法求得的。实验表明切削速度对使用寿命的影响小，即刀具的切削性能较好。

进给量、切削深度与刀具耐用度的关系：切削速度对刀具使用寿命的影响最大，沈阳第一机床厂其次是进给量，切削深度影响最小。所以在优选切削用量以提高生产率时，数控车床其选择先后顺序应为：首先尽量选用大的切削深度d，然后根据加工条件和加工要求选取允许的最大进给量／，最后才在刀具使用寿命或机床功率所允许的情况下选取最大的切削速度wc。4)数控镗铣类刀具选择 镗铣类数控机床按加工方式不同可分为钻削刀具、镗削刀具、铣削刀具、螺纹加工刀具、铰削刀具等。

①钻削刀具。数控车床钻削是镗铣类数控机床在实心材料上加工出孔的常见办法。钻削还用于扩孑L、锪孑L。钻头按结构分类有整体式、刀体焊接式、刀刃焊接式、可转位钻头；按柄部形状分类可分为直柄钻头、加工中心直柄扁尾钻头、(莫氏)锥柄钻头；按刃沟形状分类有右螺旋钻头、左螺旋钻头、直刃钻头；按刀体截面形状分类有内冷钻头、双刃带钻头、乎刃沟钻头；按长度分类有标准钻头、长型钻头、短型钻头；按用途分有中心钻、扩孔钻、锪钻、阶梯钻、导 向钻等。

a．中心钻。中心钻先在实心工件上加工出中心孔，起到定位和引导钻头的作用。

b．麻花钻。麻花钻一般为高速钢材料，制造容易，价格低廉，应用广泛。但标准麻花钻有许多缺点，如：不利屑的卷曲、切削性能差、排屑性能差、磨损快。

c．修磨麻花钻。针对标准麻花钻的缺点，可对其进行修磨，一般有以下几种方法：修磨主切削刃；修磨横刃；修磨前刀面；修磨棱边；修磨分屑槽。d．扩孔钻。加工中心应用扩孔钻，加工效率高，质量好。e．锪钻。用于加工沉头孔和端面凸台等。

f．硬质合金可转位式钻头。用于扩孔，数控车床也可加工实心孔，加工中心加工效率高、质量好。

g．加工中心用枪钻。用于长径比在5以上的深孑Lh口工。

②镗削刀具。分为单刃镗刀、双刃镗刀。

a．单刃镗刀。单刃镗刀是把类似车刀的刀尖装在镗刀杆上而形成的。刀尖在刀杆上的安装位置有两种：刀头垂直镗杆轴线安装，适于加工通孔；刀头倾斜镗杆轴线安装，适于盲孔、台阶孔的加工。

b．双刃镗刀。双刃镗刀常用的有定装式、机夹式和浮动式三种。双刃镗刀的好处是径向力得到平衡，工件孑L径尺寸由镗刀尺寸保证。浮动镗刀的刀块能在径向浮动，加工时消除了机床、刀具装夹误差及镗杆弯曲等误差，但不能矫正孔直线度误差和孑L的位置度误差。

③铣削刀具。

a．端铣刀。端铣刀主要用于加工平面，数控车床但是主偏角为90‘的端铣刀还能用于加工浅台阶。端铣刀一般做成可转位式。

b．立铣刀。立铣刀使用灵活，有多种加工方式。立铣刀按构成方式可分为整体式、焊接式和可转位式三种；按功能特点可分为通用立铣刀、键槽立铣刀、平面立铣刀、球头立铣刀、圆角立铣刀、多功能立铣刀、倒角立铣刀、T形槽立铣刀等。

c．盘形铣刀。包括槽铣刀、两面刃铣刀、三面刃铣刀。槽铣刀有一个主切削刃，用于加工浅槽。两面刃铣刀有一个主切削 刃、一个副切削刃，可用于加工台阶。三面刃铣刀有一个主切削刃、加工中心两个副切削刃，用于切槽及加工台阶。锯片铣刀比槽铣刀更窄，用于切断、切窄槽。

d．成形铣刀。为了提高效率，满足生产要求，有些零件可以采用成形铣刀进行铣削。④铰削刀具。铰刀主要用于孔的精加工及高精度孑L的半精加工。圆柱铰刀比较常见，但其加工性能不是很好，且无法加工有键槽的孔。加工中心广泛应用带负刃倾角的铰刀和螺旋齿铰刀。螺旋齿铰刀有两种，一种是普通螺旋齿铰刀，其刀齿有一定的螺旋角，切削平稳，能够加工带键槽的孔；另一种是螺旋推铰刀。其特点是螺旋角很大，切削刃长，连续参加切削，数控车床所以切削过程平稳无振动，切屑呈发条状向前排出，避免了切屑擦伤已加工孑L壁。

⑤螺纹加工刀具。加工中心一般使用丝锥作为螺纹加工刀具，丝锥加工螺纹的过程叫攻螺纹。一般丝锥的容屑槽制成直的，也有的做成螺旋形。螺旋形容屑槽排屑容易，切屑呈螺旋状。加工右旋通孔螺纹时，选用左旋丝锥；加工右旋盲孔螺纹时，选用右旋丝锥。

⑥刀柄。镗铣类数控机床使用的刀具种类繁多，而每种刀具都有特定的结构及使用方法，要想实现刀具在主轴上的固定，必须有一中间装置，该装置必须能够装夹刀具又能在主轴上准确定位。装夹刀具的部分(直接与刀具接触的部分)叫工作头，而安装工作头又直接与主轴接触的标准定位部分就叫刀柄。加工中心一般采用7；24锥柄，加工中心这是因为这种锥柄不自锁，并且与直柄相比有高的定心精度和刚性。数控车床刀柄要配上拉钉才能固定在主轴锥孔上，刀柄与拉钉都已标准化，刀柄型号主要有30、40、45、50、60等，刀柄标志代号有JT、BT、ST等，其中JT表示以国际ISO 7388、美< ⑦镗铣类装夹工具系统。加工中心的工具系统是刀具与加工中心的连接部分，由工作头、刀柄、拉钉、接长杆等组成，起到固定刀具及传递动力的作用。数控车床工具系统是能在主轴和刀库之间交换的相对独立的整体。机床工具系统的性能往往影响到加工中心的加工效率、质量、刀具的寿命、切削效果。另外，加工中心使用的刀柄、刀具数量繁多，合理地调配工具系统对成本的降低也有很大意义。

加工中心使用的工具系统是指镗铣类工具系统，可分为整体式与模块式两类。

a．整体式工具系统把刀柄和工作头做成一体，使用时选用不同品种和规格的刀柄即可使用，优点是使用方便、可靠，缺点是刀柄数量多。

b．模块式工具系统是指刀柄与工作头分开，做成模块式，然后通过不同的组合而达到使用目的，减少了刀柄的个数。(5)加工中心刀库及换刀方法

①刀库。刀库是用来储存加工刀具及辅助工具的，数控车床是自动换刀装置中最主要的部件之一。由于多数加工中心的取送刀具位置都是在刀库中某一固定刀位，因此刀库还需要有使刀具运动的机构来保证换刀的可靠性。刀库中刀具的定位机构是用来保证要更换的每一把刀具或刀套都能准确地停在换刀位置上。机床其控制部分可以采用简易位置控制器，或类似半闭环进给系统的伺服位置控制，也可以采用电气和机械相结合的销定位方式，一般要求其综合定位精度达到o．1～乱5mm，即可采用电动机或液压系统为刀库转动提供动力。

a．刀库的类型按刀库的结构形式可分为圆盘式刀库、链式刀库和箱型式刀库，前两种较为常见。

圆盘式刀库其结构简单，应用也较多。但因刀具采用单环排列，空间利用率低，因此出现了将刀具在盘中采用双环或多环排列的形式，以增加空间利用率。但这样使刀库的外径扩大，转动惯量也增大，选刀时间也长，所以，圆盘式刀库一般用于刀具容量较小的刀库。

链式刀库，适用于刀库容量较大的场合。数控车床链的形状可以根据机床的布局配置，也可将换刀位突出以利于换刀。当需要增加链式刀库的刀具容量时，只需增加链条的长度，在一定范围内，机床无需变更刀库的线速度及惯量。一般刀具数量30一120把时都采用链式刀库。

另外，按设置部位的不同，刀库可以分为顶置式、侧置式、悬挂式和落地式等多种类型。按交换刀具还是交换主轴，刀库可分为普通刀库(简称刀库)和主轴箱刀库。

b．刀库的容量确定。刀库的容量首先要考虑加工工艺的需要。对若干种工件进行分析表明，各种加工所必需的刀具数量是4把铣刀可完成工件95％左右的铣削工艺，10把孔加工刀具可完成70％的钻削工艺，因此14把刀的容量就可完成70％以上工件的钻铣工艺机床。如果从完成工件的全部加工所需的刀具数目统计，数控车床则80％的工件(中等尺寸，复杂程度一般)完成全部加工任务所需的刀具数为40种以下。所以对于一般的中、小型立式加工中心，配有14～40把刀具的刀库就能够满足70％一95％工件的加工需要。

c．刀库的选刀方式。目前，加工中心刀库使用的选刀方式有顺序选刀和任意选刀两种。顺序选刀是在加工之前将加工零件所需刀具按照工艺要求依次插入刀库的刀套中，／顷序不能有差错，加工时按顺序调刀。加工不同的工件时必须重新调整刀库中的刀具顺序，因而操作十分繁琐，而且加工同一工件中各工序的刀具不能重复使用。这样就会增加刀具的数量，而且由于刀具的尺寸误差也容易造成加工精度的不稳定。数控车床其优点是刀库的驱动和控制都比较简单，机床因此这种方式适合加工批量较大、工件品种数量较少的中、小型自动换刀装置。

随着数控系统的发展，目前绝大多数的数控系统都具有刀具任选功能。任选刀具的换刀方式可以有刀套编码、刀具编码和记忆等方式。数控车床刀具编码或刀套编码都需要在刀具或刀套安装用于识别的编码条，摇臂钻床一般都是根据二进制编码原理进行编码。

刀具编码选刀方式采用了一种特殊的刀柄结构，并对每把刀具编码。由于每把刀具都具有自己的代码，刀具可以放在刀库中的任何一个刀座内，这样不仅刀库中的刀具可以在不同的工序中多次重复使用，而且换下的刀具也不用放回原来的刀座，这对装刀和选刀都十分有利，刀库的容量也可以相应地减少，而且还可以避免由于刀具顺序的差错所造成的事故。但是由于每把刀具上都带有专用的编码系统，使刀具的长度加长，制造困难，刀具刚度降低，同时使得刀库和机械手的结构也变得复杂。对于刀套编码的方式，一把刀具只对应一个刀套，从一个刀套中取出的刀具必须放回同一刀套中，取送刀具十分麻烦，换刀时间长。因此，无论是刀具编码还是刀套编码都给换刀系统带来麻烦。摇臂钻床目前，绝大多数加工中心都使用记忆式的任选换刀方式。这种方式是第一次给刀库装刀时，控制系统记忆刀库中的每个刀套号和该刀套上的刀具号，刀具在使用中不一定被送还到原来的刀套上，但是控制系统仍能记住该刀具号所在的新刀套号。数控车床这种方式有利于缩短换刀、选刀时间。由于这种方式经常改变刀具号与刀套的对应关系，所以在重新启动机床时必须使刀库回零，校验一下显示器上显示的内容与实际刀具的情况。

刀库选刀方式一般采用就近移动原则，即无论采取哪种选刀方式，在根据程序指令把下一工序要用的刀具移到换刀位置时，都要向距离换刀最近的方向移动，以节省选刀时间。

②换刀及刀具交换装置。数控机床的自动换刀系统中，实现刀库与机床主轴之间刀具传递和刀具装卸的装置称为刀具交换装置。刀具的交换方式通常分为无机械手换刀和有机械手换刀两大类。a．无机械手换刀的方式是利用刀库与机床主轴的相对运动实现刀具交换。这种换刀机构不需要机械手，结构简单、紧凑。由于交换刀具时机床不工作，所以不会影响加工精度，数控车床但会影响机床的生产率。其次因刀库尺寸限制，装刀数量不能太多。这种换刀方式常用于小型加工中心。

b．采用机械手进行刀具交换的方式应用得最为广泛，这是因为机械手换刀有很大的灵活性，摇臂钻床而且可以减少换刀时间。机械手的结构类型多种多样，因此换刀运动也有所不同。

(6)刀具安装、标定及工件坐标系的建立

①刀具安装。加工中心使用的刀具由刀杆、通用刀柄、拉钉三部分组成(刀柄和拉钉型号参考具体设备说明)，经装配后方能根据加工需要依次装入刀库。

②加工中心常用对刀仪器。

量块：一般用于刀具Z向标定。

Z向设定器：一般用于刀具Z向标定。

寻边器：标定刀具X、y向位置。寻边器常见有电子式和机械式两种。

找正器：用于确定圆心。

机内对刀器：用于刀具X、y、Z向标定。

机外对刀仪：在机床外测量刀具长度、直径和几何角度等，不占机时。3D测头：自动测量刀具X、y、Z向的位置和补偿值。

③工件坐标系的建立。建立工件坐标系是数控加工的重要内容之一。数控车床建立工件坐标系实际就是将用户选定的编程坐标系告知CNC系统，若不能正确建立工件坐标系，即使编程指令正确，机床仍可能产生误动作。摇臂钻床机床的误动作有可能损坏刀具、机床，甚至可能会伤害到用户。

由于数控加工中心系统功能不同，建立工件坐标系的具体方法有所不同。但基本原理相类似。

a．直接法。直接法即试切法。启动主轴，选定一把基准刀接触工件上表面，设置Zo，即将基准刀Z向补偿值设为“o”；其他刀也触碰同一表面，标定其他刀的Z向补偿值。用刀具接触工件侧面设置X。、Yo。测量刀具直径或根据刀具公称直径确定刀具半径补偿值。b．间接法。刀具不旋转，选择一把基准刀接触量块或Z向设定器，设置Z。将基准刀Z向补偿值设为“0”，其他刀触碰同一表面，标定Z向补偿值。Xo、y。及刀具半径补偿值的确定相同。

c．机内对刀。机内对刀通常使用机床自备的机内对刀仪。数控车床以主轴端面为基准，各把刀具从Z向触碰对刀仪，系统自动测出各刀相对某一基准点的长度作为刀具长度补偿值(每把刀的长度补偿值均不为“o

第三篇：数控机床2014（推荐）

试卷代号：243 1中央广播电视大学2013-2014学第一学期“开放专科”期末考试

数控机床试题

一、单项选择题（15道题，每小题3分，共45分）

1．(C)属于数控机床的机床本体。A．自动换刀装置B．伺服电机C．进给机构D．脉冲编码器

2．滚珠丝杠螺母副消除间隙的主要目的是(B)。A．减小摩擦力矩B．提高反向传动精度和轴向刚度C．增大驱动力矩D．提高使用寿命

3．按照运动轨迹控制分类，数控钻床属于(A)。A．点位控制B．轮廓控制C．直线控制D．远程控制

4．对箱体类，异形类，型腔模具工件，如果加工余量小（精加工），而且以单面孔系加工为主，工序集中的，一般选用(C)进行加工。A.卧式加工中心B．数控车床C．立式加工中心D．车削中心

5．(C)是数控系统和机床本体之间的电传动联系环节。A．控制介质B．反馈装置C．伺服系统D．辅助装置

6．数控机床的液压系统的控制属于机床的逻辑控制，由(D)完成。A．脉冲编码器B．数控装置C．伺服驱动控制器D．可编程控制器

7．位置检测劳置是位置控制闭环系统的重要组成部分，是保证数控机床(A)的关键。A．精度B．稳定性C．效率D．速度

8．图1所示卧式加工中心的自动换刀装置采用的是(A)换刀方式。A．机械手B．刀库式C．成套更换方式D．转塔式

9．加工中心最突出的特征是是设置有(B)，并能自动换刀。A．自动排屑装置B．刀库C．自动交换工作台D．主轴准停装置

10.ATC是(A)，数控机床采用其后数控加工的辅助时间主要用于工件的安装和调整。A．自动换刀系统B．自动托盘交换系统C．自动排屑系统D．自动冷却系统

11．下列(D)检验属于定位精度检验。A．主轴轴向及径向跳动B．主轴在Z轴方向移动的直线度C．X、Y、Z坐标轴的相互垂直度D．直线运动轴机械原点的返回精度

12．液压和气动装置在数控车床中不能用于(A)。A.交流伺服电机的控制B．尾架套筒的顶出和退回C．主轴高低速的换挡D．卡盘的夹紧与放松

13．数控电火花加工机床的加工局限性有(D)。A．电火花加工属不接触加工B．易于实现加工过程自动化C．加工过程中没有宏观切削力D．只能用于加工金属等导电材料

14．加工中心按照功能特征分类，可分为(C)、钻削和复合加工中心。A．刀库十主轴换刀B．卧式C．镗铣D．三轴

15.数控机床的故障按故障特征分类，可分为(B)和有报警故障两大类。A．随机性故障B．无报警故障C．可恢复性故障D．机械故障

二、判断题（5道题，每小题2分，共10分）

16．(√)数控机床是为了解决单件、小批量、精度高、形状复杂的零件加工的自动化要求而产生的。17．(×)数控机床加工的加工精度比普通机床高，是因为数控机床的传动链较普通机床的传动链长。

18．(×)数控机床工作的环境温度是没有限制条件的。19．(√)数控系统是数控机床实现自动加工的核心。20．(×)液压装置工作速度快和工作频率高，对环境要求适应性好，装置结构简单，工作

介质不污染环境。

三、简答题（3道题，共25分）

21．数控机床常见的导轨类型有哪几种？（5分）答：数控机床的导轨类型有滑动导轨、滚动导轨和静压导轨等

22．简述数控机床机械结构的主要特点。（10分）答：(1)高的静、动刚度；(2)良好的抗振性能；(3)良好的热稳定性；4)高的灵敏度；(5)高效化装置、高人性化操作。

23．与普通机床相比较，数控机床的主传动系统的特点有哪些？(10分)

答：1)转速高、功率大；(2)变速范围宽；(3)主轴变换迅速可靠；(4)主轴组件的耐磨性高

四、综合题（共20分）

图2为CJK1640型数控车床外形图，图3为CK7525型数控车床外形图，识图并回答下

列问题。

24.图2中的CJK1640型数控车床和图3中的CK7525型数控车床，按数控系统的功能分类，各属于什么类型的数控车床？（4分）A)经济(2分)；(B)全功能。（2分）(A)图2中的CJK1640型数控车床属于一型数控车床

(B)图3中的CK7525型数控车床属于型数控车床

25.图2中的CJK16 40型数控车床，这种类型的数控车床的特点是什么？（3分）

答：经济型数控车床一般是在普通车床的基础上进行改进设计，并采用步进电动机驱动的开环伺服系统。其控制部分采用单板机、单片机或档次比较低的数控系统来实现。此类车床结构简单，价格低廉。但功能简单

26.图3中的CK7525型数控车床，这种类型的数控车床的特点是什么？（3分）

答：全功能型数控车床控制系统是标准型的，带有高分辨率的CRT显示器以及各种显示、图形仿零点、刀具补偿等功能，而且具有通信或网络接口。全功能型数控车床采用闭环或半闭环控制的伺服系统，可以进行多个坐标轴的控制，并有高刚度、高精度和高效率等特点。

27.从床身结构上看，这两个数控机床的结构布局有什么不同？各自的特点是什么？(10分)

答：(1)图1中的CJK1640型数控车床，采用水平床身。（2分）图2中的CK7525型数控车床，采用倾斜床身。（2分）(2)水平床身特点：是加工工艺性好，其刀架水平放置，有利于提高刀架的运动精度，但这

种结构床身下部空间小，排屑困难。（3分）

倾斜床身特点：①机床外形美观，占地面积小； ②易于排屑和冷却液的排流；③便于操作者操作和观察；④易于安装上下料机械手，实现全面自动化； ⑤可采用封闭截面整体结构，以提高床身的刚度。（3分）

第四篇：数控机床机械拆装的安全知识

数控机床机械拆装的安全知识

机械拆装过程中的安全知识和注意事项如下：

（1）进入实训场地必须统一穿着学校指定的实习工作服，女同学戴好工作帽，不允许穿拖鞋或凉鞋，不允许戴戒指、手镯。

（2）在实训场地不允许说笑打闹，大声喧哗。

（3）工作前必须检查手用工具是否正常，并按手用工具安全规定操作。

（4）拆装车床时，首先应了解车床性能、作用及各部分的重要性，按顺序拆装。

（5）实训场地要经常保持整洁，通道不准放置物品。废料应及时清除。

（6）任何设备（车床）在修理前，首先要切断电源和相联部分（如操作杆、总线上的开关、管道等），并将车床总开关保险拉掉，挂上“有人检修，禁止使用”的警告标志，防止误开车床发生事故。

（7）拆卸车床时应注意有弹性的零件，防止这些零件突然弹出伤人，拆卸冲压床应首先放下锤头。

（8）车床导轨及油漆表面严禁放工具、量具、刃具、辅助器材及工件。

（9）拆卸下的零部件应摆放有序，不得乱丢、乱放，能滚动的零部件应两侧卡死，不让其转动。

（10）协同作业时必须互相联系协调，禁止互不通气盲目行事。

（11）拆装车床时，手脚不得放在或踏在车床的转动部分。

（1 2）在垂直导轨上拆装走道箱、主轴箱等部件或在其下面工作时，必须将垂直导轨上的部件用吊车吊起，并用木块垫牢，防止这些部件下落伤人。

（13）使用手钻要穿戴绝缘护具。钻孔时应戴上防护镜。

（14）拆卸笨重机件时必须用起重设备，不要以人力强制搬动。

（15）装拆零件、部件与搬运工件时，要稳妥可靠，以免零部件跌落受损或伤人。

（16）使用行灯必须用36V或36V以下的安全电压。

（17）使用电钻必须用三芯或四芯定相插座，并保证接地良好。

（18）试车用电必须通过专业电工将电线接妥后方可试车。

（19）使用三角吊架时，必须将三只脚用绳子绑住，以免滑倒。

（20）使用电动或手摇吊车时必须按照吊车的安全操作规程进行。

（21）把轴类零件插入车床组合时，禁止用手引导、用手探测或把手插入孔内。

（22）递接工具材料、零件时禁止投掷。

（23）锤击零件时，受击面应垫硬木、紫铜棒或尼龙66棒等材料。

（24）修理受压设备时，应按照受压容器规定进行。使用喷灯时，严格遵守喷灯安全操作规程。

（25）工作完毕要做到“三清”，即场地清、设备清、工具清。

注意

在机械拆装过程中，一些设备和工具如操作使用不当，都会对人身造成伤害。所以，在机械拆装过程中，安全非常重要，必须掌握安全知识。

第五篇：数控车床总结

数控车床总结

一． 面板熟悉

二． 装刀

三． 对刀

四． 沟槽加工

五． 螺纹加工

六． 内孔加工

具体内容：

一． 面板熟悉

1． 开机,关机

2． 手轮方式

说明--熟练掌握x.z轴正负方向的判定与操作，并结合使用不同倍率，在此方式下可进行主轴启动，停止，换刀及冷却液的开关

3． 手动方式

说明--熟练掌握x.z轴正负方向的判定与操作，并结合使用快速开关键中增减倍率进行快速移动，在此方式下可进行主轴启动，停止，换刀及冷却液的开关

4． 录入方式

可进行指令字的输入，指令字的执行和参数的设定，如进入程序页面后输入M03 S01，并执行（按启动），同时也可以查找内存中的程序。

5． 编缉方式

（1）新建程序：输入程序名——按“插入”键——按程序内容逐个程序段输入，每输完一个程序段，就按EOB键（相当于；）

（2）查找指令字或段：输入要查找的字或段——按上下光标键——按复位键光标回到程序头

（3）调出程序：按程序键—输入文件名—按向下键

（4）删除程序：输入要删除的某程序名——按删除键；输入O-9999——按删除键表示删除内存中所有的程序。

6． 自动方式

（1）加工

（2）模拟程序

7．刀补设定

清刀补值和精度控制时，将光标移至对应刀号然后按X0输入，Z0输入，均要在001，002等位置依次清零或输入。而对刀时，对980T是在101，102等输入相应数据，980DT则是在001,002等位置输入。

8． 超程解除

9． 机械回零

二．装刀

一般车刀的刀尖应与轴的中心线等高。用测量法装刀。

先装外圆刀，试切找中心，使外圆刀高度与轴中心高一致，测出数值。其它车刀的刀尖直接找对应数值的高度即可。

更换机种

在更换种中我们因该去认真选择夹具，工艺、工序、工步的确定认识，零件的数字处理及加工参数的选择和加工过程序，对刀的基本知识。在通过师

傅的细心教导，加上自我认真的练习、学习查找有关资料，渐渐地深入了解

了数控。现在也基本认识到数控车床编程特点与控制尺寸精度的技巧；

对刀也要学

在手轮方式下进行试切法对刀。对刀前先清原有的刀补，做法：按刀补页面—光标移到要清的对应刀号输入：X输入，Z输入

比如（1）外圆车刀：T0101号

对Z轴：车端面—X向退出—按刀补页面—光标移到101号—输入：Z0输入

对X轴：车外圆—Z向退出—停主轴，测量外圆记下（如30.2）—按刀补页面—光标移到101号—输入：

X30.2输入

（2）螺纹车刀：T0202

用刀尖轻碰外圆和工件右端面的交线处—按刀补页面—光标移到

104号—输入：X30.2输入，Z0输入

注意：凡在对刀过程中，有刀具切削工件或碰工件的操作，均要先进行主轴正转操作，不允许停车操作，以免发生断刀，飞刀等意外。

三． 台阶轴加工

1． 基本指令

（1）准备功能G指令：

单一循环指令G90X（U）__Z（W）__ F__;(圆柱面)G90X（U）__Z（W）__R__F__;（圆锥面）

G94X__Z__ F__;端面单一循环指令

快速移动指令 G00X（U）__Z（W）__;

直线切削指令 G01X（U）__Z（W）__ F__;

G00运动轨迹有直线和折线两种，该指令只是用于点定位，不能用于切削加工

G01按指定进给速度以直线运动方式运动到指令指定的目标点，一般用于切削加工

（2）辅助功能M指令

常用：M00M03M04M05M08M09M30

（3）F、T、S功能

F功能：指定进给速度。G99为指定每转进给，即：mm/r。G98为指定每分进给，即：mm/min

T功能：带刀补的为：T0101，T0202。。。。不带刀补的为：T0100，T0200。。。

S功能：指定主轴转速或速度。无级调速：S200，S500，S1000。。有级调速：S1/S

2五,螺纹加工

1．基本指令

螺纹单一循环指令G92

螺纹复合循环指令G76

单线螺纹：G92X（U）__Z（W）__ F__;

G 76 P_ _ _Q__R__

拓展

多线螺纹：G92X（U）__Z（W）__ F__L__;

G76 X（U）__Z（W）__P__Q__F__;

等

这几个月里的实践操作我了解了现代机械制造工业的生产方式和工艺过程。主要机械加工方法及其他主要设备的工作原理和典型结构、工夹量具的使用以安全操作技工。在工件主要成形加工方法上具有初步的独立操作技能。在了解、熟悉和掌握机种的能力和操作技能过程中，更进一步培养、提高和加强独立的操作能力。

所以在我更加努力学习数控铣床技术（C N C操机）。在我现在还是学徒的过程中，但我还是充满着艰苦与劳累，但我没放弃过、想法，我还是冲满希望。因为我没有忘记梦

想，我有计划，按目标前进，道路曲折，仍然坚定前途是光明的所属部门;制造一科签名;张文龙0 1 2 年 2月