数控车床范文10篇

数控车床范文篇1

关键词：数控车床；创新设计；TRIZ理论

1经济型数控车床

数控车床的结构简单，操作方便，制造成本低并且技术容易掌握，通过用微机控制的步进电动机来执行本身的进给运动，其结构是由进给传动链最短出发，让步进电动机输出端配置减速器并与进给系统的丝杠连接，来实现X、Z轴的进给运动；采用可控电动尾座来实现对零件的顶尖顶紧工作；安装自动回转刀架，通过数控系统传递信号来实现刀具的旋转与进给加工；并采用开环控制系统，加工精度由执行元件和传动机构的精度来保证，虽然这种数控车床的定位精度较低，但是该数控车床的投资少，安装调试方便，适用于精度要求不高的零件加工，也是目前机械制造业应用最普遍的一种。

2冲突分析

经济型数控车床采用的是螺旋转位刀架，根据数控机床的加工特点，我们了解到，对于内孔的加工，只能借住车床尾座通过手动操作来打中心孔和钻孔从而实现内孔的加工，还有就是这种类型的刀架只能加工出内外圆柱、圆锥、螺纹、孔等，而达不到在零件侧面进行平面、腔的加工，在这里应用TRIZ理论来进行经济型CK6140数控车床的刀架的创新。工程冲突包括技术、物理和数学这三种冲突，它的主要内容也是TRIZ研究的内容。物理冲突就是为了实现某种功能而表现出一个子系统或元件有一种特性，并且出现与此特性相反的特性。情况分析如下：当一个子系统的有用功增强时也使其系统的有害功增强；当一个子系统的有害功降低也会使其有害功降低。

3利用TRIZ理论解决冲突

应用技术冲突解决的原理又称发明原理，随着科学技术的飞速发展，TRIZ团体通过对250万专利的精心研究，总结出了39条工程参数，所有的冲突问题都可以在工程参数表中查到，同时又提出了解决技术冲突的40条发明原理。经济型CK6140数控车床刀架改造技术冲突：数控车床实现零件轴上平面、腔的加工，若采用车铣复合装置的转塔刀架和机械手，提高了加工效率，但是制造成本较高，而且结构设计比较麻烦，不易于制造和维修。从39个工程参数中选择技术冲突的一对特征参数，由此确定标准工程参数如下：1）希望改进的特征：速度、生产率；2）恶化的特征：可制造性、可维修性；3）从冲突矩阵表中可查出发明原理。

4创新设计

主要设计是在刀架上加上一个动力铣头，动力铣头的主轴轴线与数控车床中心线相垂直，动力铣头由单独的步进电动机实现。若孔或腔的加工在同一母线上，可以把主轴电机上加个刹车即可实现。其螺旋转位四工位刀架需要改，选用中拖板丝杠的行程，而所选用的动力铣头要尽量靠近中拖板的后端，使得铣头和刀架之间的距离最大化。经过创新之后经济型CK6140数控车床在进行车削的加工同时，可以通过Y向步进电动机带动动力铣头进行铣削加工，实现轴上平面和槽的加工。具体的设计是把M33(车削)和M34(铣削)指令加入到PLC控制程序中，当数控车床开机时默认为车削加工状态，数控系统对内取消对Y轴电动机的监控和铣头电动机的控制指令输出，对外输出信号切断Y轴电动机的强电，这时只有X轴、Z轴参与联动工作。当需要对零件进行铣削加工时，只需在加工程序的编程中输入M34指令，就实现了系统对内恢复对Y轴电动机的监控和铣头电动机的控制指令输出，对外输出信号接通Y轴电动机的强电，这时数控车床就可以实现铣削功能，让主轴停止转动，即工件不动，铣刀旋转进给铣削。和经济型数控车床一样，电动刀架上可以安装4把车刀，铣头主轴上可安装一把铣刀，加工时通常是先进行车削加工，此时滑板上的电动刀架靠近工件进行车削加工，车削完成后，滑板后退，车削刀架远离工件，铣削主轴靠近工件，Y轴按加工需要动作，铣头电机旋转，进行铣削加工，如需更换铣刀，要停机手动换刀再继续加工，从而完成轴的平面、槽的加工。通过对数控车床总体结构进行创新设计，本文的主要研究内容和成果为：（1）提出刀架需要改进的地方，对其不足之处进行分析确定冲突类型属于技术冲突，介绍了TRIZ理论中的39个工程参数和40条发明原理，主要运用TRIZ理论中的矛盾冲突矩阵,根据在刀架的设计中遇到的问题，然后在冲突矩阵表格中选取提供的39个工程参数中的改善条件与恶化条件的关系,来初步确定可能应用到的40条发明原理中的其中一些原理，根据原理来设计预期的符合要求的刀架结构，在刀架上加上一个动力铣头，动力铣头的主轴轴线与数控车床中心线相垂直，动力铣头由单独的步进电动机实现。（2）对设计的刀架进行试验，验证它的工作原理，实现了在经济型数控车床上进行轴上平面和槽的加工，一般操作过程是先进行车削，此时切断Y轴电动机和动力铣头电动机，当进行铣削时，在程序中输入M34，恢复Y轴电动机和动力铣头电动机的工作，从而进行平面和槽的加工，工作原理是车床主轴不动即工件不动，让铣刀旋转进给进行铣削，到达加工的目的。

5小结

运用TRIZ理论对经济型数控车床的刀架进行结构和原理上的创新设计，理论上具有很强的可行性，此次对刀架具体结构设计并没有进行详细的计算和布局，机构设计不够理想，需要进一步完善该机构，才能更好地改善经济型数控车床的性能。

作者:孙玉生 单位:佛山市顺德区胡宝星职业技术学校

数控车床范文篇2

关键词：改造；数控车床；质量控制

如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造，仅购买新的数控车床，则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。

由于进行数控化改造对于改造厂家来说，较杂又乱，但如何对改造的数控机床进行质量控制则是我们一直以来需要探讨的问题，在此谈一下如何进行改造数控车床的质量控制。

普通车床数控改造分为新机改造和旧机改造，新机改造是用户购买普通车床或普通光机（指仅带床头箱和纵、横向导轨的车床），改造厂家根据其要求进行数控化改造。旧机改造是指用户将已经使用过的普通车床或数控车床进行翻新并进行数控化改造。其中旧机改造包括大修车床改造和用户旧机部件改造。在此浅谈改造数控车床在机械方面的质量控制方法、着重控制点和检验过程。

1新机改造和旧机大修车床改造都必须经过如下相同改造

(1)更换X轴、Z轴丝杆、轴承、电机。

(2)增加电动刀架和主轴编码器。

(3)增加轴向电机的驱动装置，限制运行超程的行程开关，加装变频器（客户需要）以及为了加工和安全所需的电气部分。

(4)X轴、Z轴的丝杆两端支承面的配刮、滚珠丝杆副托架与床鞍的配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮。

(5)据需要增加防护设施，如各向丝杆的防护罩，安全防护门，行程开关的防护装置。

2新机改造和旧机大修车床改造的不同点

(1)新机改造的主轴和尾座部分未进行改动，主轴部分和尾座部分无须进行再改造。

(2)旧机大修车床由于经过长时间使用，导轨已磨损，为了保证大修后，能继续长时间使用而不变形，必须经过淬火工序，然后磨导轨，且磨导轨后必须保证导轨硬度≥HRC47。

(3)旧机大修车床应根据客户需要对主轴部分和尾座部分进行改造和调整。

3新机改造和大修机床改造的精度检验是检验的重要项目

精度检验执行JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床精度》。

4新车床改造的精度质量控制如下

(1)铲刮检验。新车床改造经过对X轴、Z轴的丝杆两端支承面的进行配刮、对滚珠丝杆副托架与床鞍进行配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮等。车床的主轴、尾座部分未拆动。检验方法如下：用配合面进行涂色，相互配合面进行结合，并相对摩擦，然后对铲刮面进行铲刮点数检验，并对结合处用塞尺进行结合程度检验，其中刮研点不得低于6点/25*25mm，0.03mm的塞尺塞结合处，不入。

(2)丝杆与导轨平行度检验：装配丝杆时，丝杆与导轨的平行度必须≤0.02mm。

(3)精度检验的G1项中导轨在垂直平面内的直线度(只许凸)应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

(4)精度检验中的主轴部分精度G4、G5、G6项也应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

(5)G11项床头、尾座两顶尖的等高度由普通车床厂家进行保证，不作为改造厂家质量控制的重点项目。

5用户大修车床改造的精度检验

由于进行了磨导轨，基准面已变动，所以精度检验中的所有项目必须进行检验，且应严格进行控制，以保证改造后的使用性能。

6大修车床改造和新机改造的其它质量重要控制点

(1)锈蚀检查：各横、纵向导轨面，主轴、主轴法兰盘，尾座空心套和各

(2)外露非油漆表面都必须采取防锈措施，如清洗干净后，用润滑脂等进行防锈检查：铲刮面、丝杆和轴承在进行装配前必须清洗干净，不得留有红丹粉、铁削和其它脏物质；电箱内侧、防护罩内侧无灰尘、脏物。

(3)渗漏检查：大修车床改造的主轴轴承和齿轮等必须保持润滑，大修车床改造和新车床改造的轴向丝杆和轴承必须有润滑，必须有冷却装置，且以上润滑和冷却中接头处，油、水箱等处都不得有渗漏现象。

(4)机床噪声、温升、转速、空运转试验：

①主轴在各种转速下连续空运转4min，其中最高转速运转时间不小于2小时。整机空运行时间≥16h，对圆弧、螺纹、外圆、端面等循环车削进行模拟空运行试验。

②主轴轴承温度稳定后，测轴承温度及温升滚动轴承：温度≤70℃，温升≤40℃；滑动轴承：温度≤60℃，温升≤30℃。

③机床噪声声压级空运转条件下≤83dB(A)，且机床有无不正常尖叫、冲击声。各轴方向进给运动进行应平稳，无明显振动、颤动和爬行现象。

④机床连续空运转试验在规定连续空运转时间内，无故障，运行可靠，稳定。

(5)用户更换部件（包括机床部分的维修）的改造：由于车床更换部件的改造项目较多，主要是更换主轴轴承、轴向丝杆、轴向电机、轴向轴承和系统。

①更换主轴轴承：由于更换主轴轴承是为了保证加工外圆和端面的精度，必须在更换轴承后，先行检验主轴的噪声在无异常的情况下，整机噪声声压级不得超过83dB（A），然后进行加工精度检验，并检验加工工件的表面粗糙度。

②更换轴向丝杆检验：检验各向位置精度，确保在规定范围内，跑机运行达到轴向运行无不正常的冲击声和杂音。更换轴向电机：由于其它项目未进行改造，则检验仅对跑机运行的噪声进行检验，轴向运行无不正常的冲击声和杂音。检验其轴向反向间隙，以防在装配中由于装配引起反向差值不符合要求。

数控车床范文篇3

关键词：虚拟数控车床；加工技术；机械生产

在科学技术迅猛发展的大背景下，自动化技术已经逐渐融入到现代机械生产中，人们对数控机床的加工性能也提出了更高的要求。由此可知，数控机床在现代化机械生产行业中扮演着十分重要的角色，机械企业应该投入大量资金来引进先进设备和技术，同时注重对技术操作人员的专业培训。然而，当前多数的机械企业都是通过车床实战来训练技术人员，这种培训方式存在一些不稳定的因素，而且只有操作人员在了解车床具体的理论知识之后，才能够熟练操作数控车床。同时，在当下的机械生产技术方面，我们应该重视对虚拟数控车床加工技术的技术研究和指标分析。操作人员在工作过程中也应该注重对相应的技术发展现状展开讨论，只有通过多管齐下的方式，才能为整个机械生产行业的快速发展奠定坚实的基础。此外，数控车床的操作人员应该对车床内部的系统结构进行研究并时刻有着创新的思想，才能使我国虚拟数控车床的发展水平再上新的台阶，从而提升我国在数控车床技术领域的发展水平。

1虚拟数控车床的特点

1.1系统结构稳定。计算机技术是虚拟数控车床的主要技术支撑，在对数控车床进行相应的仿真模拟时，所有数据都是来源于实际应用场景，促使虚拟数控机床的系统结构逐步趋于稳定。设计虚拟数控机床时，要注重以当前拥有的数控车床为基础，进而确保能够切实反映出数控机床的常见问题，最终为培养数控机床的操作人员提供数据保障。虚拟数控车床具有比较稳定的系统结构是由于其内部的独立系统结构，正是这种模块化的组合方式才使得现实中的数控车床与虚拟数控车床有着极高的相似度，进而为操作虚拟数控车床提供极高的仿真体验。除此之外，虚拟数控车床还可以按照预定的针对性命令对内部模块进行适应性重组，最终满足各种应用场景的使用要求。1.2图形结构较为完善。虚拟数控车床主要被用来仿真模拟，进而协助机械企业培训自己的技术操作人员，因此必须要将虚拟数控车床与实际应用中的数控车床相结合，这就要求虚拟数控机床的图形结构足够完善。只有构建具备完善图形结构的虚拟数控车床，才能为虚拟数控车床的模拟生产提供有力保障。近年来，虚拟数控车床的发展速度中规矩，所形成的系统体系相对完善，充分利用计算机技术实现数控的仿真，可以在一定程度上实现数控车床的灵活应对。1.3数据接口符合标准。从虚拟数控车床整体发展的角度出发，构建标准的数据接口是发展虚拟数控车床的必备技术。完善虚拟数控车床的数据接口可以协助虚拟数控车床适应外界的数据输入，值得一提的是，在当前的虚拟数控机床大发展的背景下，我们要不断更新虚拟数控车床的数据接口技术，进而将外界真实的数控车床与虚拟数控车床建立密切的联系。对数据格式而言，虚拟数控车床必须与真实的数控车床符合相同的标准，从而进一步完善虚拟数控车床的功能，增强真实数控车床的整体性能。

2虚拟数控车床的系统结构分析

虚拟数控车床系统主要是借助计算机仿真技术实现，通过计算机代码对虚拟数控车床进行相应的仿真实现，对于机械生产加工过程中涉及的虚拟仿真是整个虚拟数控车床系统中的重要组成部分。虚拟数控车床加工环境与加工过程构成虚拟数控车床加工系统，值得一提的是，加工环境能够影响数控车床的仿真模拟部分，涉及数控车床生产过程中的车床和刀具等部分。除此之外，虚拟数控车床加工系统还包括生产加工过程的虚拟部分。虚拟部分主要由计算机代码的编译部分、三维模拟仿真部分、生产加工工程的质检部分和生产加工的物理仿真部分组成。虚拟数控车床的模块设置具有显著的颗粒性，也正是因为车床自身的颗粒性才能够促进车床的每个系统模块顺利进行独立的工作，这样就能在很大程度上提高虚拟数控车床的可操作性。

3虚拟数控车床的系统功能与技术

通过了解虚拟数控车床的仿真系统，能够对其涉及的计算机仿真技术有一定的认知，在计算机系统开发平台的技术支持下，虚拟数控车床可以模拟实现周围环境，营造逼真的应用场景。虚拟数控车床仿真系统能够建模仿真数控车床的导轨和刀架等机械设备，还能够对机械加工过程中的车床和车床道具的切割过程进行理想的仿真模拟。此外，虚拟数控车床在出现异常工作情况时，会以指示灯或者提示音的形式报警。最后，虚拟数控车床可以在一定程度上模仿数控车床在工作时发出的声音。总而言之，虚拟数控车床能够广泛应用于机械生产过程中的各个环节，整个虚拟仿真过程可以借助计算机代码对驱动进行仿真实现，从而根据实际的运行情况修改原有的计算机代码。几何建模技术与虚拟数控车床的设备组装技术构成虚拟数控车床系统的关键技术，建立系统过程中涉及的计算机代码编译转换技术、模拟仿真技术和监测技术也是虚拟数控车床系统的技术难点。

4虚拟数控车床的应用解析

4.1生产模拟的作用。生产模拟是虚拟数控车床的主要功能，可以给实际的生产生活带来便利。对于生产模拟而言，虚拟数控车床能够按照我们要求的技术标准，借助虚拟仿真技术对车床加工工程进行仿真。通过我们的虚拟仿真，可以随时观察生产过程中的材料使用情况，从而根据实际生产需求调整我们的生产计划，促进机械生产行业向自动化方向进展。4.2控制数控生产成本。虚拟数控车床在数控生产模拟的过程中能够起到有力的虚拟仿真作用，能够为机械企业培养数控车床的技术操作人员提供可行性方案。通过应用虚拟数控车床，企业能够对其数控生产方案进行及时的检验和调整，将预先设置的生产数据送到数控车床，进而对现实的数控车床进行虚拟的产品生产模拟。对产品进行合格的生产模拟可以协助我们及时发现机械生产产业的技术缺陷，从而对产业流程进行相应的优化，在节约生产成本的同时提高机械生产效率。虚拟数控车床除了可以进行产品生产模拟之外，还可以被用于培养数控车床的技术人员，在生产模拟过程中不用对车床操作人员损害数控车床进行惩罚。4.3完成繁琐的加工过程。虚拟数控车床可以协助技术人员完成繁琐的加工过程，与直接操作数控车床相比，虚拟数控车床可以更加节约生产成本。在实际的机械生产过程中，如果直接借助数控车床对生产流程复杂的机械生产流程进行操作，生产出的机械工件会出现大批量的不合格工件。然而，借助虚拟数控车床生产的复杂机械零件可以将生产零件的任务转移到虚拟环境中，进而根据虚拟仿真的情况进行实际的机械生产过程，最终实现复杂机械零件的顺利生产。

5结论

现阶段来看，随着虚拟数控车床技术的不断发展与完善，我们能够将计算机技术和自动化技术融入到机械生产的加工过程中，为数控车床的加工提供更大的展示平台，促使繁琐的生产过程得以顺利实现。除此之外，充分研究虚拟数控车床加工技术不仅能扩展数控车床的应用范围，还可以在保证数控车床生产过程稳定性的同时提高数控车床加工技术的有效性。

参考文献：

[1]司徒福华.浅析虚拟数控车床加工技术与应用[J].中国科技纵横，2015（14）：43-43.

数控车床范文篇4

在目前数控车床中，主轴控制装置通常是采用交流变频器来控制交流主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的要求，必须有以下性能:(1)宽调速范围，且速度稳定性能要高;(2)在断续负载下，电机的转速波动要小;(3)加减速时间短;(4)过载能力强;(5)噪声低、震动小、寿命长。

本文介绍了采用数控车床的主轴驱动中变频控制的系统结构与运行模式，并阐述了无速度传感器的矢量变频器的基本应用。

2数控车床主轴变频的系统结构与运行模式

2.1主轴变频控制的基本原理

由异步电机理论可知，主轴电机的转速公式为:

n=(60f/p)×(1-s)

其中P—电动机的极对数，s—转差率，f—供电电源的频率，n—电动机的转速。从上式可看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可以平滑地调节电机转速，而对于变频器而言，其频率的调节范围是很宽的，可在0～400Hz(甚至更高频率)之间任意调节，因此主轴电机转速即可以在较宽的范围内调节。

当然，转速提高后，还应考虑到对其轴承及绕组的影响，防止电机过分磨损及过热，一般可以通过设定最高频率来进行限定。

图1所示为变频器在数控车床的应用，其中变频器与数控装置的联系通常包括:(1)数控装置到变频器的正反转信号;(2)数控装置到变频器的速度或频率信号;(3)变频器到数控装置的故障等状态信号。因此所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。

2.2主轴变频控制的系统构成

不使用变频器进行变速传动的数控车床一般用时间控制器确认电机转速到达指令速度开始进刀，而使用变频器后，机床可按指令信号进刀，这样一来就提高了效率。如果被加工件如图2(1)所示所示形状，则由图2(1)中看出，对应于工件的AB段，主轴速度维持在1000rpm，对应于BC段，电机拖动主轴成恒线速度移动，但转速却是联系变化的，从而实现高精度切削。

在本系统中，速度信号的传递是通过数控装置到变频器的模拟给定通道(电压或电流)，通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置，数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置，以满足数控车床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。

3无速度传感器的矢量控制变频器

3.1主轴变频器的基本选型

目前较为简单的一类变频器是V/F控制(简称标量控制)，它就是一种电压发生模式装置，对调频过程中的电压进行给定变化模式调节，常见的有线性V/F控制(用于恒转矩)和平方V/F控制(用于风机水泵变转矩)。

标量控制的弱点在于低频转矩不够(需要转矩提升)、速度稳定性不好(调速范围1:10)，因此在车床主轴变频使用过程中被逐步淘汰，而矢量控制的变频器正逐步进行推广。

所谓矢量控制，最通俗的讲，为使鼠笼式异步机像直流电机那样具有优秀的运行性能及很高的控制性能，通过控制变频器输出电流的大小、频率及其相位，用以维持电机内部的磁通为设定值，产生所需要的转矩。

矢量控制相对于标量控制而言，其优点有:(1)控制特性非常优良，可以直流电机的电枢电流加励磁电流调节相媲美;(2)能适应要求高速响应的场合;(3)调速范围大(1:100);(4)可进行转矩控制。

当然相对于标量控制而言，矢量控制的结构复杂、计算烦琐，而且必须存贮和频繁地使用电动机的参数。矢量控制分无速度传感器和有速度传感器两种方式，区别在于后者具有更高的速度控制精度(万分之五)，而前者为千分之五，但是在数控车床中无速度传感器的矢量变频器的控制性能已经符合控制要求，所以这里推荐并介绍无速度传感器的矢量变频器。

3.2无速度传感器的矢量变频器

无速度传感器的矢量变频器目前包括西门子、艾默生、东芝、日立、LG、森兰等厂家都有成熟的产品推出，总结各自产品的特点，它们都具有以下特点:(1)电机参数自动辩识和手动输入相结合;(2)过载能力强，如50%额定输出电流2min、180%额定输出电流10s;(3)低频高输出转矩，如150%额定转矩/1HZ;(4)各种保护齐全(通俗地讲，就是不容易炸模块)。

无速度传感器的矢量控制变频器不仅改善了转矩控制的特性，而且改善了针对各种负载变化产生的不特定环境下的速度可控性。图3所示，为某品牌无速度传感器变频器产品在低频和正常频段时的转矩测试数据(电机为5.5kW/4极)。从图中可知，其在低速范围时同样可以产生强大的转矩。在实验中，我们同样将2Hz的矢量变频控制和V/F控制变频进行比较发现，前者具有更强的输出力矩，切削力几乎与正常频段(如30Hz或50Hz)相同。

3.3矢量控制中的电机参数辨识

由于矢量控制是着眼于转子磁通来控制电机的定子电流，因此在其内部的算法中大量涉及到电机参数。从图4的异步电动机的T型等效电路表示中可以看出，电机除了常规的参数如电机极数、额定功率、额定电流外，还有R1(定子电阻)、X11(定子漏感抗)、R2(转子电阻)、X21(转子漏感抗)、Xm(互感抗)和I0(空载电流)。

参数辨识中分电机静止辨识和旋转辨识2种，其中在静止辨识中，变频器能自动测量并计算顶子和转子电阻以及相对于基本频率的漏感抗，并同时将测量的参数写入;在旋转辨识中，变频器自动测量电机的互感抗和空载电流。

在参数辨识中，必须注意:(1)若旋转辨识中出现过流或过压故障，可适当增减加减速时间;(2)旋转辨识只能在空载中进行;(3)如辨识前必须首先正确输入电机铭牌的参数。

3.4数控车床主轴变频矢量控制的功能设置

从图1中可以看出，使用在主轴中变频器的功能设置分以下几部分:

(1)矢量控制方式的设定和电机参数;

(2)开关量数字输入和输出;

(3)模拟量输入特性曲线;

(4)SR速度闭环参数设定。

4结束语

对于数控车床的主轴电机，使用了无速度传感器的变频调速器的矢量控制后，具有以下显著优点:大幅度降低维护费用，甚至是免维护的;可实现高效率的切割和较高的加工精度;实现低速和高速情况下强劲的力矩输出。

参考文献

数控车床范文篇5

1.1工作原理。通过数控击穿能够使一些较为复杂的零件加工工作在较高的精度上得到完成，而且数控车床具有的工作效率也相对较强，在对其进行应用的过程中可以在一个较短的时间之内完成大量零件的生产制造任务。在其对零件进行加工期间由于使用传统机床进行加工，这种情况下大都是依靠一些工作人员不停地对车窗进行操作，来使零件的加工任务得以完成。然而传统机床虽然具有一定的智能加工特点，但是其所具有的工作效率却相对较低。而在对数控机床进行应用的过程中却具有一定的自动化特点，这种情况之下就不需要工作人员参与到零件的加工过程之中。只需要设定一些较为简单的程序便能够使加工任务得以完成。应用数控机床对零件进行加工的过程中，所涉及到的主要是自动化制造技术与一些现代化的电子计算机技术。其中涉及道德内容主要包括内置传感器、电子控制单位以及一些资源。在对其应用的过程中主要目的是为人为选定一些合理的零件图纸，并且将其传入到加工程序，在经过CNC装置与伺服系统之后使其经过最为主要的车床部位加工便可以将零件制作成功。1.2车刀。车削加工期间车刀能够发挥出切削的功能，并且也是在切削加工过程中应用的最为广泛的刀具。构成车刀的要素主要包括切屑部位、刀刃以及储屑空间和一些对于切屑液处理的通道。在应用数控车床进行制造的过程中主要应用电子计算机来进行控制。通过对自动化控制技术进行应用能够使人们所需的零件更为容易的得到。然而因为一些设备之中存有偏差常常会影响到零件的精度。而在众多影响零件精度的因素之中最为普遍的一个就是车刀的偏差。1.3伺服系统。该系统主要是通过对于某一个过程进行跟随或者再现的反馈控制系统来使工程的需要得以完成，基于这一特点我们也可以将其称之为随动系统。在数控车床工作期间伺服系统主要通过对车床驱动来继续进行加工。在这个过程之中需要应用滚珠丝杠的精确性来对数控车床进行定位于控制。而滚珠丝杠工作的驱动又是依靠伺服系统来完成的，基于这种情况无论是伺服系统还是滚珠丝杠的误差会影响到数控车床工作期间的精确度。

2影响数控车床加工精度的因素

数控车床的加工精度所包括的主要有车床机械精度与数控系统控制精度，这些组成因素会对数控车床的加工精度带来直接的影响。笔者结合相关资料发现影响数控车床加工精度的因素主要有：①车床自身所具有的误差；②由于车床热变形而造成的误差；③由于车刀所具有的几何参数而引起的误差；④刀具由于磨损而出现的误差；⑤伺服进给系统所具有的误差。

3提高数控车床加工精度方法

3.1对刀具角度与材料进行合理选择。在当前工业化不断深入的情况下零件较之从前也更具统一化与标准化特点，而自然的数控车床所适用的工具也必然具有这些特点。虽然数控车床有着自身较为完善的样式、材质以及一些性能多样的数控刀具库。基于这种情况要想保证数控车床加工精度就需要保证所选刀具比较科学合理，比如在实际加工过程中需要考虑刀具所具有的硬度、强度以及其所具有的耐磨性。在当前应用最为广泛的刀具材质主要有合金与高速钢等。3.2对加工零件工艺性加以分析。工厂加工零件之前必须对其工艺性加以分析，结合零件特征与尺寸来对加工计划进行制作，并且将加工的先后顺序进行明确之后降低加工期间刀具更换所需时间，在这种情况下不仅能够使数控车床加工的速度得到有效提高，还能够在一定程度上使零件加工期间的精度得以保证。我们除了上述的方法之外还可以应用确定加工基准的方法来保证零件的加工精度。3.3对于数控车床对刀具的影响加以重视。如果我们在对机械进行加工的过程中已经将工件加装的方式确定好了就需要在随后对刀具的对刀点加以确定。对刀点所指的是在坐标系上刀具运动最开始的那个点。我们常常将对刀点寻找的过程称之为零件对刀。我们需要对与对刀过程给予足够重视，在刀出现问题的情况下会使机械零件加工的精度受到影响，而且其中还有可能存有一些危害到人员安全的安全隐患。基于这种情况我们就需要特别注意数控车床对刀具的影响。

4结束语

零部件对于任何一台设备或者一个工程而言都有着极为重要的意义，而且零部件的精度也会对设备与工程的整体质量带来直接的影响。在当前我国对于零部件进行加工的过程中对于数控机床的应用较为广泛，基于这种情况就需要对数控机床所具有的加工精度给予一定的提高。笔者在本文之中对于影响数控机床加工精度的因素与相关的对策进行了简要的分析，希望能够由此能够在一定程度上促进其发挥出更高的价值。

参考文献：

[1]仓宁宁.数控车床加工精度评估技术研究[J].价值工程,2018,37(35):243-244.

[2]朱丽军.提高数控车床加工精度的方法[J].黑龙江科学,2018,9(16):46-47.

[3]郑培果.提高数控车床加工精度的思考探析[J].国防制造技术,2017(02):58-60.

数控车床范文篇6

关键词：数控车床霍尔开关继电器伺服驱动

一、换刀装置故障

数控车换刀一般的过程是：换刀电机接到换刀信号后，通过蜗轮蜗杆减速带动刀架旋转，由霍尔元件发出刀位信号，数控系统再利用这个信号与目标值进行比较以判断刀具是否到位。刀换到位后，电机反转缩紧刀架。在我维修数控车的过程中遇到了以下几个故障现象。

故障一：一台四刀位数控车床，发生一号刀位找不到，其它刀位能正常换刀的故障现象。

故障分析：由于只有一号刀找不到刀位，可以排除机械传动方面的问题，确定就是电气方面的故障。可能是该刀位的霍尔元件及其周围线路出现问题，导致该刀位信号不能输送给PLC。对照电路图利用万用表检查后发现：1号刀位霍尔元件的24V供电正常，GND线路为正常，T1信号线正常。因此可以断定是霍尔元件损坏导致该刀位信号不能发出。

解决办法：更换新的霍尔元件后故障排除，一号刀正常找到。

故障二：一台六刀位数控车床，换刀时所有刀位都找不到，刀架旋转数周后停止，并且数控系统显示换刀报警：换刀超时或没有信号输入。

故障分析查找：对于该故障，仍可以排除机械故障，归咎于电气故障所致。产生该故障的电气原因有以下几种：1.磁性元件脱落；2.六个霍尔元件同时全部损坏；3.霍尔元件的供电和信号线路开路导致无电压信号输出。其中以第三种原因可能性最大。因此找来电路图，利用万用表对霍尔元件的电气线路的供电线路进行检查。结果发现：刀架检测线路端子排上的24V供电电压为0V，其它线路均正常。以该线为线索沿线查找，发现从电气柜引出的24V线头脱落，接上后仍无反应。由此判断应该是该线断线造成故障。

解决办法：利用同规格导线替代断线后，故障排除。

故障三：一台配有FANUC-0imate系统大连机床厂的六刀位车床，选刀正常但是当所选刀位到位之后不能正常锁紧。系统报警：换刀超时。

故障分析查找：刀架选刀正常，正转正常，就是不能反向锁紧。说明蜗轮蜗杆传动正常，初步定为电气线路问题。在机床刀架控制电气原理图上，发现刀具反向锁紧到位信号是由一个位置开关来控制发出的，是不是该开关即周围线路存在问题呢?为了确认这个故障原因，打开刀架的顶盖和侧盖，利用万用表参照电路图检查线路，发现线路未有开路和短路，通过用手按动刀架反向锁紧位置开关，观察梯形图显示有信号输入，至此排除电气线路问题。推断可能是挡块运动不到位，位置微动开关未动作。于是重新换刀一次来观察一下，结果发现：果然挡块未运动到位。于是把挡块螺栓拧紧，试换刀一次正常。再换一次刀，原故障又出现了，同时发现蜗杆端的轴套打滑并且爬升现象。难道是它造成了电机反转锁紧时位置开关的挡块不能到位?于是把该轴套进行了轴向定位处理，将刀架顶盖装好。结果刀架锁紧正常了。

解决办法：对轴套进行轴向定位故障解决。

二、稳压电源故障

机床在运行时机床照明灯突然不亮，机床操作面板灯也不亮，系统电源正常，同时系统急停报警，和主轴无信号警。关机后重新上电故障依旧。

故障分析检查：经询问当时操作人员，没有违规操作，排除人为原因，也可以排除机械原因，应该是电气故障引起。该机床的电器原理图显示，这些失电区域都和24V有关，并且该机床拥有两个稳压电源，一个是I/O接口电源，另一个为系统电源。失电区域都与I/O接口有关，于是打开电气柜观察发现I/O接口稳压电源指示灯未能点亮，说明该电源未能正常工作或损坏。由稳压电源的工作原理知道，稳压电源有电流短路和过载保护的功能，当电源短路或过载时自动关断电源输出，以保护电源电路不被损坏。于是试着把电源的输出负载线路拆下来，结果发现重新上电后电源指示灯亮了。这说明电源本身没有损坏。通过分析得知该电源为I/O接口电源，负载不大，也不会出现过载现象，应该是输出回路中有短路故障。沿着输出线号进行检查发现有一根24V+输出线接头从绝缘胶布中露出并接触到机床床体。原因很明显：由于该线与机床发生对地短路，造成该稳压电源处于自我保护状态，使得操作面板和一些I/O接口继电器供电停止，导致发生以上故障。至于变频器报警可能24V信号不能到位发出报警。

解决办法：用绝缘胶布把接头处重新包好，重新上电开机所有故障解决，报警解除照明灯也亮了。

三、系统程序锁故障

一台数控车，配有FANUC-0i-mate系统，无法输入对刀值等参数，不能编辑程序，并伴有报警。

故障分析检查：对此现象首先想到了程序保护开关，通过对比正常的系统发现：与系统锁住时现象一样。所以怀疑系统锁开关坏了，但经过短接，仍不能解决问题。通过观察故障系统的梯形图发现X56输入点无信号输入，说明这条输入线路断路。沿着这条线号利用万用表检查，发现在操作面板后面选轴开关接头处线头脱落，导致线路无法输入信号，使PLC逻辑关系不正确，才出现以上故障。公务员之家

解决办法：用烙铁焊锡把脱落的线头重新焊接好，报警解除，参数输入正常，故障消失。

四、结束语

以上维修案例，可作为类似故障的排除参考。一般地，对于任何故障，首先是根据现象，根据原理来判断故障点，分析每一个可能性，如一个开关，一个线接头，一个螺钉都会是都会是故障原因，参照之前的操作、维修历史进行分析，能有利于缩小查找范围，有利于提高维修的效率。

参考文献：

[1]FANUC-0i-mate使用说明书.

[2]大连机床集团数控车床电器说明书.

[3]广州数控GSK980T使用说明书.

数控车床范文篇7

本文作者研究的主要是数控车床的主传动系统，这类主传动系统的设计可用于对普通车床的改造，以适应当前我国机床工业发展的现状，具有一定的经济效益和社会效益。

本文作者完成的设计主要包括根据一些原始数据（其中包括机床的类型、规格等）结合实际条件和情况对车床一些参数进行拟定，再根据拟定的参数，进行传动方案的比较，确定传动方案。然后计算各传动副的传动比及齿轮齿数，再估算齿轮的模数和各轴的轴径，并对齿轮和轴的强度、刚度进行校核。除此之外，还要对箱体内的主要结构进行设计，一些零件的选型，如电磁离合器的选择等，从而完成对整个主传动系统的设计。

关键词：数控车床主传动系统设计

Abstract

Whatauthorofthistextstudynumericalcontrolmaintransmissionoflathemainly,themaindesignoftransmissioncanusefortoordinarytransformationoflathe,Inordertoadapttothecurrentsituationofthepresentindustrialdevelopmentoflatheofourcountry,havecertaineconomicbenefitsandsocialbenefit.

Thedesignthattheauthorofthistextfinishedincludesaccordingtosomeinitialdatamainly(type,specificationofincludingthelathe,etc.)Combineactualconditionandsituationdrafttosomeparametersoflathe,andthenaccordingtotheparameterdrafted,Carryonthecomparisonofthetransmissionscheme,confirmthetransmissionscheme.Itthencan''''tcalculateeverytransmissiontransmissionofthepacksthanandgearwheeltoothcount,estimatemodulusandtheeveryaxlefoot-pathsofaxleofgearwheelmore,Andchecktheintensity,rigidityofgearwheelandaxle.Inaddition,willdesignthemainstructureinthebodyofthecase,theselectingtypesofsomeparts,Electromagneticchoiceofclutch,etc.,finishtowholemaindesignoftransmissionforinstance.

Keywords：NCmachinetool;maindrivingsystem;design

这次毕业设计中,我所从事设计的课题是经济型数控车床主传动机构设计。此类数控车床属于经济型中档精度机床，这类机床的传动要求采用手动与电控双操纵方式，在一定范围内实现电控变速。总体的设计方案就是对传动方案进行比较，绘出转速图，对箱体及内部结构进行设计，包括轴和齿轮的设计、校核等。

为什么要设计此类数控车床呢？因为随着我国国民经济的不断发展，我国制造业领域涌现出了许多私营企业，这些企业的规模普遍不大，没有太多的资本。一些全功能数控系统，其功能虽然丰富，但成本高，对于这些中小型企业来说购置困难，但是中小型企业为了发展生产，希望对原有机床进行改造，进行数控化、自动化，以提高生产效率。我国机床工业的发展现状是机床拥有量大、工业生产规模小，突出的任务就是用较少的资金迅速改变机械工业落后的生产面貌，使之尽可能提高自动化程度，保证加工质量，减轻劳动强度，提高经济效益。我国是拥有300多万台机床的国家，而这些机床又大量是多年累积生产的通用机床，自动化程度低，要想在近几年内用自动和精密设备更新现有机床，不论是资金还是我国机床厂的能力都是办不到的。因此，普通机床的数控改造，大有可为。它适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造主要方法之一。目前，我国经济型数控系统发展迅速，研制了几十种简易数控系统，有力地促进了我国数控事业的发展。经济型数控机床系统就是结合现实的生产实际，我国的国情，在满足系统基本功能的前提下，尽可能地降低价格。

经济型数控车床有许多优点。1）其降格便宜，且性能价格比适中，与进口标准数控车床相比，前者只需一万元左右，后者则需十万甚至几十万元。因此，它特别适合于改造在设备中占有较大比重的普通车床，适合在生产第一线大面积推广。从提高资本效率出发，改造闲置设备，能发挥机床的原有功能和改造后的新增功能，提高机床的使用价值。2）适用于多品种、中小批量产品的适应性强。在普通车床上加工的产品，大都可在经济型数控车床上进行。加工不同零件，只要改变加工程序，很快适应和达到批量生产的要求。3）相对于普通车床，经济型数控车床能提高产品质量，降低废品损失。数控有较高的加工精度，加工出的产品尺寸一致性好，合格率高。4）采用数控车床，能解决复杂的加工精度，还能节约大量工装费用，降低生产成本。5）采用此类车床，还能减轻工人劳动强度将工人从紧张、繁重的体力劳动中解脱出来。6）可以提高工人素质，促进技术进步。数控系统的出现扩大了工人的视野，带动了学习微电子技术的热潮，为工人由“体力型”向“智力型”过渡创造了条件，促进了工厂的技术进步。7）增强了企业应变能力，为提高企业竞争能力创造了条件。企业应用经济型数控设备对设备进行改造后，提高了加工精度和批量生产的能力，同时又保持“万能加工”和“专用高效”这两种属性，提高设备自身对产品更新换代所需要的应变能力，增强企业的竞争能力。

本设计中的数控车床主传动系统的特点就是主电机采用双速电机，这样可以简化箱体内的结构。操纵方式并非是完全数控，而是采用采用手动与电控双操纵方式，在一定范围内实现电控变速。本设计就是对在我国应用非常广泛的C6型数控车床进行的改造，具有广泛的适应性。C6型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。实践证明，把这种车床改造为数控车床，已经收到了良好的经济效益。

总体的设计方案就是对传动方案进行比较，绘出转速图，对箱体及内部结构进行设计，包括轴和齿轮的设计、校核等。设计时一要注意设计的科学性和条理性，另一点就是要注意和实际的结合。设计的依据主要是以经验或类比为基础的传统(经验)设计方法。作为一名尚未毕业的大学生，经验自然是我们所欠缺的，所以除了老师的指导，最主要的就是借鉴书上的设计方法。书上虽然不会有完全相同的示例，但一些其他类型的主轴箱设计方法在这个课题上同样适用，适用也只是大体上的适用，具体到一些细节的设计就需我们自己查设计手册了。比如说其中涉及到电磁离合器的设计就需自己解决。虽然我们很缺乏设计的经验，但还应处处从实际出发。从大处讲，联系实际是指在进行机床工艺可能性的分析、参数拟定和方案确定中，既要了解当今的先进生产水平和可能趋势，更应了解我国实际生产水平，使设计的机床、机器在四化建设中发挥最佳的效益。从小处讲，指对设计的机床零部件的制造、装配和维修要进行认真的、切实的考虑和分析，对推荐的设计数据和资料要结合实际情况进行取舍。通过设计实践，了解和掌握结合实际、综合思考的设计方法。

总体设计方案拟定

1．1拟定主运动参数

机床设计的初始，首先需要确定有关参数，它们是传动设计和结构设计的依据，影响到产品是否能满足所需要的功能要求。根据拟定的参数、规格和其他特点，了解典型工艺的切削用量，了解极限转速、和级数Z、主传动电机功率N。

1．2运动设计

根据拟定的参数，通过结构网和转速图的分析，确定传动结构方案和传动系统图。传动方案有多种，传动型式更是式样众多，比如：传动型式上有集中传动的主轴变速箱。分离传动的主轴箱与变速箱；扩大变速范围可以用增加传动组数，也可用背轮机构、分支传动等型式；变速型式上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。然后计算各传动比及齿轮的齿数。

1．3动力计算和结构草图设计

估算齿轮模数m和轴颈d，选择和计算离合器。

将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安排、布置和设计。

1．4轴和齿轮的验算

在结构草图的基础上，对一根传动轴和齿轮的刚度、强度进行校核。

1．5主轴变速箱装配设计

主轴变速箱装配图是以结构草图为“底稿”，进行设计和绘制的。图上各零部件要表达清楚，并标明尺寸和配合。

目录

0引言1

1总体设计方案拟定3

1．1拟定主运动参数(、、Z)3

1．2运动设计3

1．3动力计算和结构草图设计3

1．4轴和齿轮的验算3

1．5主轴变速箱装配设计3

2参数拟定4

2.1车床主参数(规格尺寸)和基本参数4

2.2各级转速的确定4

3．运动设计5

3．1主拟定传动方案5

3．2传动方案的比较5

3．2．1采用单速电机5

3．2．2采用双速电机6

3．3各级传动比的计算7

3．4各轴转速的确定方法9

3．4．1Ⅰ轴的转速9

3．4．2中间传动轴的转速9

3．5转速图拟定10

4动力计算11

4.1齿轮的计算11

4.1.1确定齿轮齿数和模数（查表法）11

4．1.2确定齿轮的齿数和模数（计算法）并校核12

4．1.3齿轮的精度设计；15

4.2电磁离合器的选择和使用19

5轴的设计和验算21

5.1轴的结构设计21

5.2轴的强度校核(以Ⅰ轴为例)21

5.2.1选择轴的材料22

5.2.2初估轴径22

5.2.3结构设计22

5．2.4轴的受力分析23

5.3轴的刚度校核(以Ⅰ轴为例)25

6主轴变速箱的装配设计28

6.1箱体内结构设计的特点28

6.2设计的方法(以轴的布置为例)28

7结论31

致谢32

参考文献33

附件清单34

附件清单

1数控车床总装图CK-000A3一张

2主传动系统装配图CK-001A0一张

3内隔套零件图CK-101A4一张

4齿轮零件图CK-102A3一张

5齿轮零件图CK-103A3一张

6齿轮零件图CK-108A3一张

7挡油环零件图CK-114A4一张

8挡油环零件图CK-115A3一张

9主轴零件图CK-116A1一张

10轴承透盖零件图CK-117A3一张

11齿轮零件图CK-118A3一张

12齿轮零件图CK-120A3一张

13Ⅰ轴零件图CK-121A3一张

14内隔套零件图CK-122A4一张

15内隔套零件图CK-123A4一张

16带轮零件图CK-124A3一张

17轴承透盖零件图CK-125A4一张

18外隔套零件图CK-126A4一张

19齿轮零件图CK-127A4一张

20内隔套零件图CK-129A4一张

21齿轮零件图CK-131A3一张

22内隔套零件图CK-132A4一张

23齿轮零件图CK-133A3一张

24外隔套零件图CK-134A4一张

25内隔套零件图CK-135A4一张

26床头箱零件图CK-139A0一张

27端盖零件图CK-140A4一张

28外隔套零件图CK-143A4一张

29轴承透盖零件图CK-146A3一张

30传动键零件图CK-147A4一张

31卡口垫零件图CK-148A3一张

数控车床范文篇8

关键词：数控机床；机械加工；刀具补偿

在机械加工行业所使用的技术中，数控机床技术是使用最广泛、最典型、最重要的技术之一。数控机床在连续进行各种切削加工过程中，若对刀架进行换刀，则前一刀片与更换后的刀片在位置和精度上存在一定的差异，且受刀具磨损或是刀尖圆弧半径的误差影响，部件加工尺寸和精度达不到相应的要求，从而影响部件的实际应用。探究刀具补偿方法尤为重要。

1刀具补偿的类型

常见的刀具补偿主要有两种，一种是刀具位置补偿，也叫刀具偏移补偿，另一种是刀尖圆弧半径补偿。刀具在加工过程中安装的位置与理论上的位置总会存在一定的偏差，这时就需要进行刀具补偿以缩小偏差。在传统的机械加工中一旦刀具需要作出变更，就需要变更整个制程的加工程序，刀具补偿法可以避免出现需要大规模变动工序的弊端，利用刀具补偿来解决偏差问题[1]。

2刀具补偿的必要性

数控技术主要是通过计算机编程对刀具进行控制，让它在某一范围内运动，通过统一的标准设定在理论上保障机械加工的质量。但这仅仅是理想状态，在实际操作过程中刀片的刀尖是不可能固定在同一位置的，这是因为不仅更换刀片会存在误差，不同刀具的圆弧半径和尺寸也有误差。这就会导致部件的尺寸和精度发生变化，从而影响机械加工的进程。刀具补偿是提升机械加工精度和质量的根本方法。数控机床编程是以基准位置为基础，以机床加工的自动化和标准化为目标，所进行的数字编程技术。数控机床编程所面临的一大问题就是当机床刀具的实际位置与基准位置之间存在误差时，会增加数控车床加工的误差。此时刀具补偿的作用就会凸显，另外刀具磨损导致的刀具位置变化也可以通过补偿刀具偏移量的方法解决[2]。

3刀具补偿的作用

缩小刀具尺寸和安装位置带来的加工尺寸误差，减少实际操作与图纸定义之间的偏差，大幅度提高整个加工制程的效率和质量，刀具补偿可以在加工过程中快速精准地进行刀具尺寸的调整，提高加工成品的良率，缩小加工成品的尺寸，使加工的材料品质更加稳定。可以看出，刀具补偿是现代化工业发展的先导技术和重要力量。3.1提高刀具的适应性在数控车床加工过程中，刀具的磨损和更换都会使加工部件产生误差，而刀具补偿正是能减小这些误差的重要方法，对提高数控车床的加工精度具有不可替代的作用。如果将X、Z假设为原数控机床刀具补偿值，ΔX和ΔZ就是在一段时间的机械加工后，刀具会因为磨损等其他因素的影响而产生偏差量，那么（X-ΔX）和（Z-ΔZ）就是新的刀具补偿值，通过假设可以看到，在更换刀具时，不用改变数控控制程序，只需调整变化量即可。如果是由于刀具更换而产生的误差，那么刀具磨损偏移所造成的精度问题也会产生变化，则需要操作人员将数据更换为新的刀具补偿值，以提升加工精度和刀具的使用效率，使数控机床操作更加简单便捷。3.2有助于实现加工件粗精加工调整加工精度不仅是生产过程中的日常工作，同时也是提高加工效率不可缺少的措施。在这个过程中，刀具中心和工件轮廓之间的实际偏差值并没有太大作用，而是需要操作人员手动设置。所谓粗加工就是零件精度较低，在粗加工过程中，刀具半径的补偿值是实际半径和精加工余量之和。而在进行精加工的过程中，只需要刀具和实际半径值一个数据即可进行操作。另外，在操作中粗精加工之间还可以转换，具体的操作过程如下：设置粗加工的刀具，输入刀具半径补偿值，这个过程需要进行人工操作，包括刀具半径补偿和加工余量两个数据；其次是粗加工向精加工转变，是在粗加工基础上输入微调量。在操作微调量时，应依照加工的实际情况进行明确，比如精加工尺寸小于粗加工尺寸，则微调量为正值；反之，若精加工尺寸大于粗加工尺寸则为负值。针对数控机床的偏差的问题，通过刀具偏差补偿的方法可以有效调整。这种方法不仅提高了工件加工的精度和机器质量，而且简化了加工操作的过程，降低了机床操作的难度[3]。

4数控车床刀具补偿的分类

4.1偏置补偿。刀具偏置补偿弥补的是刀具与原点的偏差，数控机床加工安装刀具时，一般采用手动安装的方式进行，机床的原点和工件原点就会不可避免的产生偏差，车刀刀尖或圆弧中心处在与原来不同的位置，为了纠正偏差，刀尖或圆弧中心必须移动到原点。偏置补偿在实际运用过程中主要有以下两种方式：刀具磨损和刀具几何偏置补偿，磨损偏置补偿法补偿的是刀具磨损后的偏值与规定的标准值之间的偏差；几何偏置补偿是实际加工使用的刀具与标准规定的刀具之间的偏差进行相应的补偿，其中，刀具的型号、规格、材质等也会对补偿值有一定的影响，不同的刀具具有自身特有的补偿值，在实际操作过程中会有一定的差异，需要根据具体的使用过程来定义其数控系统的补偿值。刀具偏置补偿一般由刀具号和刀具补偿号来表示，利用T功能来实现常规数控机床的刀具补偿，刀具偏置补偿的设置需要根据刀具的使用说明来严格地进行补偿计算。当刀具补偿号数值为0时，在实际加工过程中，就不需要进行刀具的偏置补偿。4.2刀具半径补偿。数控车床加工使用的刀具在调整的过程中需要采用刀尖对刀的方式。在数控车床机械加工实际操作中，刀尖有一定微小的弧度，这就要求操作人员在调整刀具时对刀尖的半径进行取点，沿着刀具的弧面轨迹对半径进行相应的补偿，以使刀具的刀尖与需要加工的位置重合。理论与实际的差异主要表现在刀具刀尖与被加工料件的接触面是刀尖半径取点的切线切点，在加工的过程中，会产生一定的偏移量，这就需要及时地进行刀具的补偿，以确保刀具在加工过程中减少偏移，这一补偿的过程被称作刀具半径补偿。在实际加工过程中，操作人员需要考量编程的基准是参考刀具的圆弧轮廓来进行，而非刀具的中心轨迹，按照提前编写好的程式来自动计算并进行刀具加工的补偿，以降低料件加工后的偏差。G41和G42是刀具半径补偿法最常用到的两种指令，在实际操作过程中，应先使用G40指令将之前已保存的半径补偿编程全部清除，之后再编写G41指令来调整刀具在料件左侧的运动，或者编写G42指令来调整刀具在料件右侧的运动。

5刀具补偿的基本方法

刀具补偿需要以刀架中心为原点进行编程，利用编程来控制加工过程中刀具的移动轨迹，监控刀片的磨损状况，根据实际情况实时进行刀具的调整以实现对刀具的补偿，降低料件的偏差。目前有很多刀具补偿的方法，一般情况下，在实际运用中，会使用多种补偿手段来综合性调整刀具的补偿值，以减小加工料件的误差。目前这种灵活的刀具补偿法已经被运用到多个机械加工行业，使复杂的机械加工编程更加简单有效，不仅使加工后的料件精度和质量提高，更增加了机械加工行业的有形效益，促进了现代化工业的发展。

6数控机床加工中刀具补偿的应用

6.1刀具几何位置的补偿。可利用试切法来确定数控机械车床加工过程中刀具的位置和点位之间的偏差，目的是为了减小刀具与编程之间的误差以精准地进行数控车床的机械加工。一般来讲，试切法主要包含以下几个步骤：首先，车床的坐标系要确定，坐标原点一般会选择数控车床的旋转中心来建立坐标系，当操作机器归零后，按照坐标系的规律确定关键点的坐标，来给下一步操作做准备；其次，是刀具的选择，刀具对机械加工的影响很大，刀具会直接影响加工后料件的精度，不同精度的刀具对刀补偿值的影响也不同，精车刀需要在补值之前做好相应的清空处理，首先，要将车刀具的端面加入验证工作，之后将刀具拿出检查，在刀补表里输入相应的记录，以便系统自动算出车刀具需要在Z轴方向上的补偿值，之后再验证车刀具的外圆，撤出刀具后测量试切值，在刀补表里输入测量的数据，最后得出车刀具在X轴方向上的补偿值；再次，用一把新的车刀具对料件进行试加工，试切的过程中注意保持水平方向，当刀具撤出之后测量刀具在Z轴的长度并记录在案，以便于系统可以自动计算出第二把刀具在Z轴方向上的补偿值；最后，是重复以上的工作，得出所有车床加工刀具在Z轴方向上的补偿值，以便于料件被更精准地加工。6.2刀具刀尖的位置补偿。刀具的刀尖由于其需要，需要将刀尖做成点一样的形状，来进行料件的切割加工。而在实际车床机械加工的过程中，由于刀具刀尖承受的压力，其切割过程中极易导致刀尖磨损形成微小的弧面，且随着加工时间的加长，在没有进行刀具更换的前提下，磨损的刀具弧面会越来越大，甚至出现崩刀的现象，这使料件加工的精度和质量会大幅度折扣，甚至出现不良品，保证刀具的刀尖不受磨损是保证料件质量的前提，也是刀具能精准地进行位置补偿的关键。刀具的刀尖形态，在坐标系中是以点的形式出现，但是在实际加工的过程中可以发现刀尖的点是一个微小半径的面，在加工的过程中需要对刀具的位置进行准确的定位，以及确定补偿值和补偿位置，需要利用数控系统编程来自行操作，减少人为的误差，对刀具的切削进行相应的补偿，以使料件在切削的过程中处于可控的状态[4]。

7结束语

数控车床虽然是自动化和机械化的设备，但部件的精度和质量也会受机械在使用中的磨损和安装中人的因素等的影响。因此在实际使用中要密切关注刀具磨损情况以及圆弧半径的变化，根据刀具与机床的特征以及加工部件的特性采取不同的刀具补偿方法减小偏差，这样才能在实践中提高我国机械加工的质量和效率。

参考文献：

[1]何龙剑.数控车床加工中刀具半径补偿的应用探究[J].装备制造技术,2013(8):70-71+73.

[2]张毅.数控机床误差测量、建模及网络群控实时补偿系统研究[D].上海:上海交通大学,2013.

[3]蔡安江,宋仁杰,杜金健,等.五轴数控加工3D刀具补偿及其后置处理方法[J].长安大学学报(自然科学版),2018,38(1):120-126.

数控车床范文篇9

油管在石油工业中被广泛应用。它是用于油井内输送石油和天然气的钢管，安装于套管内，油气从油管内流升至井口。油管一般都用接箍连接，接箍两端有螺纹，因此油管螺纹是油管间连接的重要环节。

油管螺纹牙型尺寸有两种，一种为每英寸8牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹，一种为每英寸10牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹。

油管扣与普通螺纹相比具有许多特点，它可拆性好，连接强度高，它的牙型分布在1:16的圆锥体上，技术要求高。油管螺纹加工完后应试压，试压要求用规定的螺纹脂(丝扣油)并经过机紧后在规定的最小静水压试验压力下不出现渗漏(并保持规定的时间)。一般为25MPa～45MPa,保压5分钟左右。

下面介绍的是在数控车床上用梳刀加工油管螺纹的实例，图1是泄油体零件图，加工设备是济南机床一厂生产的JICNC-IV数控车床，数控系统是航空航天部七○六所生产的MNC826。

2成形梳刀车削油管螺纹的加工原理

我们知道，数控车床加工的基本原理就是插补原理。无论机床是作直线插补、圆弧插补还是螺纹插补，刀具实际的轨迹都是折线。即机床X轴走1步，Z轴走1步，刀具始终是围绕着理论轨迹作阶梯运行。利用插补原理，我们用梳刀对油管螺纹进行成形加工。所不同的是，机床的插补功能是数控系统内部设定的，只要给其坐标值后，系统既能自动进行插补运算，使刀具走出理想轨迹。而梳刀的插补运行是靠程序编制完成的，通过程序的计算和运行，不断改变刀具的起刀位置，从而能做到直接用梳刀加工出油管螺纹。这种加工方法尤其能达到油管螺纹的技术要求，保证精度，密封性好。

3对油管扣加工进行分析、计算

我们从零件图1中可知，这是一个两头对称的27/8TBG油管螺纹，固其加工工艺分为在普通车床上加工外圆、内孔至尺寸，1:16外锥留适量余量；然后在数控车床上用油管螺纹梳刀分六次车削油管螺纹。图2为用2齿梳刀车削27/8TBG螺纹的切削图形。计算尺寸如图3。

4编制加工程序

27/8TBG油管螺纹分六刀车削完毕，其中每一刀的程序编制除尺寸有所变化外，其它基本一样，也可编成一个车螺纹的子程序。其循环过程为：

每次切削余量有所变化，呈逐渐减少趋势，最后一刀为精车油管螺纹，余量最小。

数控车床范文篇10

关键词：改造；数控车床；质量控制

如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造，仅购买新的数控车床，则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。

由于进行数控化改造对于改造厂家来说，较杂又乱，但如何对改造的数控机床进行质量控制则是我们一直以来需要探讨的问题，在此谈一下如何进行改造数控车床的质量控制。

普通车床数控改造分为新机改造和旧机改造，新机改造是用户购买普通车床或普通光机（指仅带床头箱和纵、横向导轨的车床），改造厂家根据其要求进行数控化改造。旧机改造是指用户将已经使用过的普通车床或数控车床进行翻新并进行数控化改造。其中旧机改造包括大修车床改造和用户旧机部件改造。在此浅谈改造数控车床在机械方面的质量控制方法、着重控制点和检验过程。

1新机改造和旧机大修车床改造都必须经过如下相同改造

(1)更换X轴、Z轴丝杆、轴承、电机。

(2)增加电动刀架和主轴编码器。

(3)增加轴向电机的驱动装置，限制运行超程的行程开关，加装变频器（客户需要）以及为了加工和安全所需的电气部分。

(4)X轴、Z轴的丝杆两端支承面的配刮、滚珠丝杆副托架与床鞍的配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮。

(5)据需要增加防护设施，如各向丝杆的防护罩，安全防护门，行程开关的防护装置。

2新机改造和旧机大修车床改造的不同点

(1)新机改造的主轴和尾座部分未进行改动，主轴部分和尾座部分无须进行再改造。

(2)旧机大修车床由于经过长时间使用，导轨已磨损，为了保证大修后，能继续长时间使用而不变形，必须经过淬火工序，然后磨导轨，且磨导轨后必须保证导轨硬度≥HRC47。

(3)旧机大修车床应根据客户需要对主轴部分和尾座部分进行改造和调整。

3新机改造和大修机床改造的精度检验是检验的重要项目

精度检验执行JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床精度》。

4新车床改造的精度质量控制如下

(1)铲刮检验。新车床改造经过对X轴、Z轴的丝杆两端支承面的进行配刮、对滚珠丝杆副托架与床鞍进行配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮等。车床的主轴、尾座部分未拆动。检验方法如下：用配合面进行涂色，相互配合面进行结合，并相对摩擦，然后对铲刮面进行铲刮点数检验，并对结合处用塞尺进行结合程度检验，其中刮研点不得低于6点/25*25mm，0.03mm的塞尺塞结合处，不入。

(2)丝杆与导轨平行度检验：装配丝杆时，丝杆与导轨的平行度必须≤0.02mm。

(3)精度检验的G1项中导轨在垂直平面内的直线度(只许凸)应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

(4)精度检验中的主轴部分精度G4、G5、G6项也应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

(5)G11项床头、尾座两顶尖的等高度由普通车床厂家进行保证，不作为改造厂家质量控制的重点项目。5用户大修车床改造的精度检验

由于进行了磨导轨，基准面已变动，所以精度检验中的所有项目必须进行检验，且应严格进行控制，以保证改造后的使用性能。

6大修车床改造和新机改造的其它质量重要控制点

(1)锈蚀检查：各横、纵向导轨面，主轴、主轴法兰盘，尾座空心套和各

(2)外露非油漆表面都必须采取防锈措施，如清洗干净后，用润滑脂等进行防锈检查：铲刮面、丝杆和轴承在进行装配前必须清洗干净，不得留有红丹粉、铁削和其它脏物质；电箱内侧、防护罩内侧无灰尘、脏物。

(3)渗漏检查：大修车床改造的主轴轴承和齿轮等必须保持润滑，大修车床改造和新车床改造的轴向丝杆和轴承必须有润滑，必须有冷却装置，且以上润滑和冷却中接头处，油、水箱等处都不得有渗漏现象。

(4)机床噪声、温升、转速、空运转试验：

①主轴在各种转速下连续空运转4min，其中最高转速运转时间不小于2小时。整机空运行时间≥16h，对圆弧、螺纹、外圆、端面等循环车削进行模拟空运行试验。

②主轴轴承温度稳定后，测轴承温度及温升滚动轴承：温度≤70℃，温升≤40℃；滑动轴承：温度≤60℃，温升≤30℃。

③机床噪声声压级空运转条件下≤83dB(A)，且机床有无不正常尖叫、冲击声。各轴方向进给运动进行应平稳，无明显振动、颤动和爬行现象。

④机床连续空运转试验在规定连续空运转时间内，无故障，运行可靠，稳定。

(5)用户更换部件（包括机床部分的维修）的改造：由于车床更换部件的改造项目较多，主要是更换主轴轴承、轴向丝杆、轴向电机、轴向轴承和系统。

①更换主轴轴承：由于更换主轴轴承是为了保证加工外圆和端面的精度，必须在更换轴承后，先行检验主轴的噪声在无异常的情况下，整机噪声声压级不得超过83dB（A），然后进行加工精度检验，并检验加工工件的表面粗糙度。

②更换轴向丝杆检验：检验各向位置精度，确保在规定范围内，跑机运行达到轴向运行无不正常的冲击声和杂音。更换轴向电机：由于其它项目未进行改造，则检验仅对跑机运行的噪声进行检验，轴向运行无不正常的冲击声和杂音。检验其轴向反向间隙，以防在装配中由于装配引起反向差值不符合要求。