数控车床的基本应用

新疆石河子职业技术学院

毕业论文

题

目 数控车床的基本应用

专 业 数控技术 年 级 大 三 学生姓名 孙海程 指导教师 杨徐飞

二零一四 年 四 月 十六 日

数控车床的基本应用

【摘要】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。

【关键词】数控，工业化发展，刀具，机床

第1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2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。

（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。

第3章 数控机床的分类

3.1 按加工工艺方法分类 （1)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。

(2）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)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。

3.2 按控制运动轨迹分类 (1)点位控制数控机床

位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。

这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。

3.3 按驱动装置的特点分类 （1）开环控制数控机床

这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件，伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令，经驱动电路功率放大后，驱动步进电机旋转一个角度，再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转，通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的，即进给脉冲发出去后,实际移动值不再反馈回来，所以称为开环控制数控机床。

（2）闭环控制数控机床

接对工作台的实际位移进行检测,将测量的实际位移值反馈到数控装置中，与输入的指令位移值进行比较,用差值对机床进行控制,使移动部件按照实际需要的位移量运动，最终实现移

动部件的精确运动和定位.从理论上讲，闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度,也与传动链的误差无关，因此其控制精度高。这类控制的数控机床，因把机床工作台纳入了控制环节，故称为闭环控制数控机床。

第4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。

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。

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.

结 语

制定符合中国国情的总体发展战略，确立与国际接轨的发展道路，对21世纪我国数控

技术与产业的发展至关重要.本文在对数控技术和产业发展趋势的分析,对我国数控领域存在的问题进行研究的基础上,对21世纪我国数控技术和产业的发展途径进行了探讨，提出了以科技创新为先导,以商品化为主干，以管理和营销为重点，以技术支持和服务为后盾，坚持可持续发展道路的总体发展战略。在此基础上，研究了发展新型数控系统、数控功能部件、数控机床整机等的具体技术途径。

我们衷心希望,我国科技界、产业界和教育界通力合作，把握好知识经济给我们带来的难得机遇，迎接竞争全球化带来的严峻挑战,为在21世纪使我国数控技术和产业走向世界的前列，使我国经济继续保持强劲的发展势头而共同努力奋斗!

参考文献

［1］ 李铁尧，金属切削机床 ：机械工业出版社，1989

［2］ 罗永顺，普通机床数控化改造设计中关键问题的研究，机床与液压，2005 ［3］ 马水明，数控机床的未来发展趋势，科技创新，2008 ［4］ 李善术，数控机床及其应用 ：机械工业出版社，2001

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，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！