数控车床的优点精选(九篇)

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第1篇：数控车床的优点范文

关键词：数控车床 PLC技术 应用

1、前言

随着国内社会科学技术不断实现新的突破，PLC技术，其全称为可编程控制器，是一种较为复杂的技术，其集中了电子领域的相关技术、计算机技术、智能控制技术等。该技术已经被各个领域广泛的进行运用，其中包括数控车床的控制方面。

2、数控车床中PLC技术的分类

对于数控车床的控制，按其控制方式的不同，通常分为数字以及顺序控制。而数字控制是指对生产过程中相关坐标进行控制，而顺序控制的实质是对生产的各个环节进行控制，其中包括机械设备的启动与停止、更换刀具、对相关设备以及所加工的零件进行冷却处理、清理碎屑等。将数控技术按照控制方式作为分类指标，又可将其分为对单个点的控制、对直线的控制以及较为连续的控制等。在实际生产的过程中，对单个点的控制往往在钻孔等进行加工的过程中进行运用。该控制方式具有多方面的优点，其中包括所加工的零件能够在控制之下进行较为精确的位置移动。而在实际运用过程中，对点控制的使用方式一般分为两种：其一，运用全面的数控设备，相对而言，该设备的使用性能较好，但是其成本相对较高，而且在实际生产的过程中，部分功能并不会被使用，造成一定程度的浪费；其二，运用单片机对车床进行相关控制，在该方式的使用过程中，需要进行针对性的编程作业，并需要相关软件作为支持，除此之外，还需要例如驱动电路等设备作为辅助。而在现今的机械加工领域当中，通常采用PLC技术取代传统的继电器进行控制，从能能够达到优化车床的结构，完善其使用功能，提高其反应速度，提升其安全性能等目的。

3、PLC技术的工作原理以及对车床改造后的优点

数控技术对车床的控制机理如下：在实际生产的过程中，其对车床进行改造一般是对其所使用的刀具、坐标中的X、Z轴改造为运用PLC进行控制。在选择PLC输出设备时，尽量选用晶体的输出设备。

而在数控车床中采用PLC技术具有以下几方面的优点：

第一，传统生产过程中所不能进行加工的零件，均能够运用改造后的车床进行加工，其原因在于运用计算机技术，能够将几何形状较为复杂的零件进行较为精确的计算，并对每个坐标轴上的位移进行定位，从而能够实现加工几何形状较为复杂的零件。

第二，运用改造后的数控车床对零件进行加工的过程中，其加工速度得以显著提升，根据相关研究结果显示，传统车床的加工速度仅为改造后车床的1/3～1/6，而且改造后的数控车床能够达到智能化控制加工的目的。改造后的数控车床之所以能够达到该加工水平，其原因在于计算机拥有较大的存储能力，通过计算机的存储功能，能够将编写的程度完整的进行记忆，并能在实际加工过程中自动执行。因而在对数控车床进行改造的过程中，仅仅需要编写一套针对性的程序，就能够实现车床对零件加工的智能化作业以及控制。

第三，运用改造后的数控车床能够实现对零件进行精确度较高的加工，从而能够简化零件的装配工作。

第四，在运用改造后的数控车床进行零件加工的过程中，能够将多个工序集中到一台车床之中，因而大大降低了员工搬运零件的次数，大大降低了工作人员的劳动强度。

第五，在数控车床中运用PLC技术之后，能够实现车床的智能化控制，其中包括智能化报警、智能化检测等，能够使得数控车床在一定时间段内无人操作的情况下进行加工，在一定程度上节约了劳动力。

4、数控车床中PLC技术的运用

第一，在运用改造后的车床进行零件加工的过程中，为了能够在确保零件的加工精确度不受影响的基础之上，将定位速度进行提高，通常将定位过程进行细致的划分，分为粗略定位时期以及精确定位时期。该两种定位时期在对电机设备进行调整的过程中，其频率基本相同，但是在所需脉冲量方面却存在较大的差异。对于粗略定位时期而言，在对点进行定位的过程中，不需要对零件进行切削作业，所以在该时期对其脉冲量进行调整的过程中，其调整范围可适当增大；而在精确定位期间，在粗略定位时期结束之后，为了能够确保对零件进行较为精确的定位，此时期应将脉冲量调整到一个较小的范围之内，从而能够使得刀具的位置靠近定位的位置。而为了能够完成上述操作，在设备进行选择过程中，需要运用两种不同的机械设备。在粗略定位期间，应运用步进电机带动车床进行工作，而在精确定位时期，应更换运用转速较为缓慢的设备，而对这两种机械设备进行控制的过程中，应采用电磁离合器。

第二，PLC技术在数据车床的运用过程中，应在保证其基本使用功能不变的基础之上对其进行丰富。目前国内使用较为频繁的控制输入装置采用的是BCD盘，该输入装置是一种十进制的装置，该装置共有十个按键，每个按键都配置有对应的数字。在PLC技术的应用过程中，运用该输入装置能够在很大程度上减少输入点的数量。在使用的过程中为了防止出现对输入点意外触碰而对设备的运行带来极大的负面影响，尽量选用单个输入键，在确保机械设备的各个环节均处于正常位置的时候，再点击该键，使得PLC技术开始工作。

5、结束语

在数控车床中运用PLC技术，能够在实际生产过程中适应对设备进行相关控制的要求，运用PLC技术进行编写程序，具有简单易行、辅助设备数量相对较小、加工精确、生产过程安全性较高的特点，且受到外界环境影响程度较小，能够达到全面提升数控车床的改造要求。

【参考文献】

[1]汪洪.基于PLC控制的机床数控系统探讨[J].中国电子商务，2012，（9）：93-94.

第2篇：数控车床的优点范文

【关键词】数控车床教学 订单生产 项目教学

【中图分类号】G【文献标识码】 A

【文章编号】0450-9889（2014）09B-0115-02

数控车床也叫CNC车床，即是用计算机数字控制的车床，是目前使用较为广泛的数控机床之一。数控车床与普通车床相比，由于增加了数字控制功能，加工过程自动化程度高，因此具有更强的灵活性和通用性及更高的加工精度和加工效率。数控车床能自动完成端面、内外圆柱面、内外圆锥面、内外圆弧面、螺纹等工序的切削加工，所以特别适合加工形状复杂的轴类或盘类工件。数控车床这种通用性强、加工灵活、能适应产品品种和规格频繁变化的特点，能满足新产品的开发和多品种、小批量、生产自动化的要求，所以被广泛应用于机械制造业，如汽车制造厂、模具厂、发动机制造厂等。目前国内对掌握数控车床操作技能人才需求量大，但是此类人才比较短缺。掌握数控车床操作技能熟练程度对学生将来就业与择业影响非常大。

贵港市职业教育中心数控技术应用专业在数控车床操作技能教学方面主要是以高等教育出版社的《数控车削编程与操作训练》作为教材。此书是按照项目教学法编写的，但是由于出版时间比较早（2004年），随着现代制造业技术的发展出现很多新工艺和新方法，新产品也不断出现，教材内容显得比较陈旧，跟不上企业发展变化。往届毕业生就业后反馈回来的问题也提到老师教的知识与企业实际工作相差比较大。在教学中笔者发现，当学生感觉实训加工的零件与工厂产品关联不大或相差太远时，就认为自己学的东西没有用，对自己将来就业帮助不大，从而产生厌学心理，进而影响教学质量。面对上述问题，本文从技能教学的角度探讨中职数控技术应用专业中订单生产与项目教学的结合，为教学模式改革进行有益的尝试。

一、订单生产与项目教学结合的优点

第一，教学内容与实际生产结合提升了数控车床操作技能的教学质量。教学内容跟随着企业工厂的产品变化，改变了以往教学内容与实际机械制造业生产相脱节现象，提升了学生数控车床加工实际工业产品的能力，为他们的就业打下良好基础。

第二，克服目前中职学生在企业顶岗实习加工工序单一性缺点。当前中职学校数控技术应用专业的办学模式大部分采用三年制形式，其中两年在学校，最后一年在企业顶岗实习。现在比较大型的制造业为了提高生产率往往采用流水线的生产方式，每个工位只做一道工序。如只做加工外圆柱工序或只加工镗孔工序等。学生顶岗期间一直周而复始地做同样工作，这样对他们掌握数控车床操作技能完整性不好。从长远来看，不利于学生以后职业发展。订单生产则不同，在学生熟悉数控车床操作以后，可以利用学校数控车床设备承接一些小批量制造业产品订单，让他们操作机床生产。其生产流程是：接到订单―分析产品工件图―设计加工工艺―编写数控程序G代码―调试―加工产品―检测产品。由于订单不同，加工工艺、加工方法和加工程序也不同，这对掌握数控车床操作技能完整性是十分有益的。

第三，提高学生的学习兴趣。因为不是流水线生产，学生能从分析零件图、设计加工工艺、编写数控程序和加工产品进行实训。这样不但使学生的数控车床操作技能得到完整训练，而且加工的是实际的工业产品。这种“即学即用”方式让学生真实感觉他们的数控车床操作技能价值所在，大大提高他们的学习兴趣，从而进入良性循环，对提升教学质量有很大帮助。

二、数控车床教学中订单生产与项目教学的结合

（一）订单生产需要的数控机床设备和市场条件

笔者根据数控车床设备情况和贵港市制造业市场调查的情况，进行校本教学改革的实践与探索，即订单生成与项目教学结合的实践与探索。目前学校数控车床设备情况是：广州数控车床980TD 12台、普通车床21台、数控铣床4台、普通铣床4台、普通磨床1台、万能磨床1台、数控火花机床1台、数控线切割机床1台、冲床3台、液压机1台、注塑机1台。学校现有的数控机床设备条件能够接收小批量的机械加工产品订单。市场方面，贵港地势平坦，内河运输、公路运输和铁路运输都比较发达；近年发展起来的工业农机制造业、五金业等方兴未艾。市场对机械产品的需求是求大于供，目前贵港制造业生产的产品还无法满足市场需求。综合两方面的因素考虑，学校数控技术应用专业在数控车床操作技能教学中可以就近接一些小批量的机械产品的订单进行生产实训。

（二）订单生产与项目教学结合的教学模式

订单生产与项目教学结合的教学模式中，教师可以按照“根据订单布置加工项目―老师讲解加工零件要点及注意事项―学生完成工件加工―师生评价产品质量”四个步骤进行，使理论与实践有效结合。例如，学校数控专业承接的一个订单――500个阶梯轴类零件，组织教学是这样安排的：

1.根据订单布置加工项目――阶梯轴类零件的数控加工。

2.老师讲解加工零件要点及注意事项：（1）零件图分析。在数控车床上加工订单所示的阶梯轴类零件，该零件由外圆圆柱面、外圆锥面、圆弧面及螺纹构成，零件的最大外径是Ф58 mm，所以选取毛坯为Ф60 mm×150 mm的棒料，材料为45钢。（2）确定工件装夹方式。这工件是实心轴类零件，直径较大，并且轴的长度不很长，可以采用工件左端面和Ф60 mm外圆作为定位基准。用普通三爪卡盘夹紧工件，取工件的右端面中心为工件坐标系的原点。（3）确定数控加工刀具及加工工序卡。根据零件外形和加工要求，选用以下刀具：T01号刀为45°外圆车刀；T02号刀为90°外圆车刀；T03号刀为切槽刀（刀宽4mm）；T04号刀为60°外螺纹车刀。以T01号刀为基准刀，其余进行刀具补偿。并制定加工工序卡。（4）合理选择切削用量。制定数控加工刀具卡。（5）编写加工程序。

3.学生完成工件加工。（1）在数控车床输入零件加工程序。（2）进行程序校验及加工轨迹仿真。（3）进行对刀操作。（4）在自动方式下自动加工并测量修调。

4.师生评价产品质量。通过对零件的检测分析加工工序是否合理，是否需要改进。分析选择的切削用量――主轴转速、进给速度是否是最佳。让学生在实际加工机械产品中提高数控车床的操作技能。

三、订单生产与项目教学结合取得的成效

订单生产与项目教学结合的教学模式实践半年多以后，学生的数控车床操作技能有明显提高。主要表现在以下几个方面：

第一，承接生产的订单产品用户使用后比较满意。其中，承接玉柴汽车发动机制造厂的部分轴类工件订单产品经用户测试校验后评为“放心产品”。来自本地木材加工厂的压板机订单产品中，刚开始接的是十台压板机订单，用户使用后对产品的性能非常满意；结果陆续收到多家本地木材加工厂三百多台压板机订单。生产出用户满意的产品说明学生的数控车床操作技能水平比较高。

第二，学生考数控车床操作工中级证合格率100%，一些优秀的学生甚至取得数控车床操作工高级证。技能等级证的成绩也反映这种教学模式是有一定成效的。

第三，实训班的一位学生代表贵港市参加2013年广西第八届全区中等职业学校技能比赛荣获现代制造技术专业数控车加工技术项目三等奖。

第四，很多学生在实习阶段就被一些厂家（如深圳比亚迪汽车制造厂、玉林柴油发动机制造厂、贵港贵糖集团等）签约。从用人单位反馈回来的情况看，效果还是比较好的。许多学生凭自己扎实的数控车床操作技能在生产车间脱颖而出，成为生产线里的技术骨干。

【参考文献】

[1]关颖.数控车床[M].北京：化学工业出版社，2005

[2]李震.校企一体化办学平台下的人才培养模式研究――以鹤壁汽车工程职业学院为例[J].中国职业技术教育，2014（9）

【基金项目】贵港市“十一五”规划A类课题（2010 A2）

第3篇：数控车床的优点范文

[关键词]数控车床；刀架钻夹系统；设计及使用；

中图分类号：C39 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）27-0077-01

引言

目前在我国机械加工领域中使用的数控车床大部分都是经济型数控车床，特别是在私营企业、国有小企业、教学单位和西部落后地区使用的数控车床90%以上为经济型数控车床，并且有一部分数控车床还是用普通车床改装而成。这些数控车床都是使用四工位立式数控刀架，机床的局限性造成钻头装夹时定位精度不高，难以达到加工要求，把钻头准确定位并装夹在此类数控车床的刀架上就成为一个技术难点。

0.数控车床钻头夹具的设计要求

①可以保证工件稳定的加工精度；

②确保安装、加工工件时操作安全；

③装夹操作要省时、省力和方便。在结合经济性的情况下，尽量采用气动、高效自锁机构等自动化夹紧装置，提高装夹速度；

④应具有良好的结构工艺性。

1.设计方案比选

笔者在总结现有经验的基础上，设计了一种实用新型数控车床刀架钻夹，使用它装夹钻头既能够方便、快捷地把钻头安装在数控车床刀架上，又能够使钻头定位准确。具体技术设计方案如下：方案1（参见图1-3）：

此设计方案的数控车床刀架钻夹适用于直柄钻头及中心钻，其包括钻夹体1、螺丝孔2、V形槽3、夹紧垫片4、V形块5等要素。在钻夹体1一侧开有3个螺丝孔2。

方案2（参见图4）：此设计方案的数控车床刀架钻夹适用于锥柄钻头，钻夹体1设计为长方体，在钻夹体1长度方向水平设置一个莫氏锥孔2，在莫氏锥孔尾部水平设置一个扁孔3，用来配合钻头锥柄尾部的扁榫，以防止钻头打滑及拆卸钻头。

2.设计原理及说明

方案1：（1）如图1所示，钻夹体1为长方体，其各面及各面之间的平面度、垂直度、平行度都有适当的精度要求（主要的形位公差如图所示），以保证钻夹体1在数控刀架上的定位精度，从而保证钻头的定位精度。（2）在钻夹体内，水平设置一条V形槽3，V形槽3的中心线与钻夹体平行，V形角的角平分线与水平面平行，这样就使得尺寸大小不等的钻头安装在V形槽里夹紧之后其中心高度都是一样的，且V形槽的中心线高度相等。（3）钻夹体底面到V形槽的中心线的高度H，设计与数控刀架车刀支承面到车床主轴中心线的高度相等，这样钻头在安装使用时，在高度方向上无需再用垫片调整。（4）钻头用3个内六角螺栓夹紧，图3的垫片安放在钻头与螺栓之间，用于夹紧尺寸大的钻头，目的是在夹紧钻头时使钻头受力均匀，防止钻头弯曲变形、夹伤等；图3的V形块亦安放在钻头与螺钉之间，主要用于装夹尺寸小的钻头。

方案2：该钻夹外形为长方体设计，其各面及各面之间也都有相应的平面度、垂直度、平行度等形位公差的要求（主要的形位公差如图4所示）。在长度方向水平设有一莫氏锥孔，垂直于锥孔在锥孔后面水平设置有一扁孔，以配合钻头锥柄后端的扁榫，目的是防止钻头打滑转动及拆卸钻头。钻夹的后部在与锥孔同一轴心线上开一螺丝孔，此孔与扁孔、锥孔连通，拧进螺丝即可把钻头从锥孔推出。底面到莫氏锥孔中心线的高度H，与刀架车刀支承面到车床主轴中心高度相等，钻头在安装使用时无需再用垫片调整。

3.使用方法

（1）安装

方案1：参照图1-4所示，安装前先把刀架的刀位擦干净，把钻夹的V形槽及底面（A面）和垂直面（B面）吹洗干净，安装时，首先把钻头插入V形槽3里套入垫片5，用螺丝2夹紧，然后把钻夹安放在刀位上（注意把钻夹与刀架的各接触面压平、贴紧），再用刀架螺丝夹紧钻夹安装即完毕。

方案2的安装与方案1同理。

（2）对刀

钻头在安装完毕之后与其它刀具一样还要进行对刀才能使用，本人在实践中总结出钻头常用的对刀方法有以下三种（因Z轴方向对刀比较容易在此不作陈述）：

目测对刀法。就是移动钻头用眼睛观测，当观察到钻头中心与工件旋转中心一致后，设置钻头X方向的刀补。

定点对刀法。像其它刀具一样移动钻头使钻头的棱边轻轻接触到试车过的外圆处，然后设置钻头X方向的刀补（注意要加上钻头的直径值）。

对中法。如数控铣床对刀的方法一样，启动主轴，移动刀架使钻头先后与试车过的工件前后两边轻轻接触，2个接触位置的平均值即为工件旋转中心。用G00指令把钻头移动到中心位置，再设置钻头X方向的刀补。

（3）换刀

因钻头磨损需刃磨或更换时，只需松开夹紧钻头的螺丝2（方案2拧进螺丝顶出锥钻头）即可把钻头卸下，此时钻夹仍牢牢固定在刀架上，然后把新钻头插入V形槽（方案2为锥孔，注意拧退卸刀螺丝）夹紧，对Z方向重新对刀即可使用。如果是钻通孔或孔深精度要求不高，对于方案1换刀时还有一捷径，即先进行前面程序的加工直到调出钻头并快速定位到起刀点，即G00X0Z3处，然后暂停，再把钻头从钻夹后面插入，用目测方法，当钻尖到达Z3处后夹紧即可继续进行加工。

4.局限性

（1）因受刀架装刀位置高度尺寸的影响，钻夹的V形槽（或锥孔）不能做得太大，因此在使用直径大的钻头时有一定局限性。

（2）钻头装夹时的定位精度受刀架精度影响，在钻深孔时，仍需根据试钻情况对钻头进行微调。

5.结束语

此钻头夹具在长达一年的实际加工作用过程中，已证实其所钻之孔均能达到10至12的公差等级精度，钻头的使用寿命亦不受到额外影响。实践证明此钻头夹具具有结构简单、实用方便、安全有效等优点。在批量生产中与使用尾座对比，生产效率明显提高，工人的劳动强度明显降低。

参考文献

第4篇：数控车床的优点范文

关键词 数控车床；程序编制；车削加工

中图分类号TH18 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）42-0134-02

数控车削在加工过程中经常涉及到程序编制、工艺分析、装刀、对刀、装工件、半精加工、粗加工、精加工。数控车削的加工是不是能有效地实现，主要就在于对数控车削全部工艺过程的合理分析。

1 数控车削的加工技术和方法

数控车削的加工首先要选择其要加工的零件，这是整个加工过程的关键内容，然后就要对所要加工的零件图纸分析与研究，通过对整个数控车削的加工工艺路线的分析，才能准确的调整和选择具体的加工工具和夹具，对于切削用量也要进行具体的选择。最后才是工步和工序的具体设计、加工轨迹的优化和计算以及编写整个数控加工的工艺技术制度及文件。笔者在实践中曾观察过一些一线的数控车削的技术工人，发现总是有很多的使用者都是依据一个比较传统的路线进行工艺的分析。其路线是：确定加工内容研究图纸选择工具选择切削用量划分和拟定工序优化加工轨迹编制技术文件。然而经过笔者的分析和研究，发现如果依据上述路线，工步、工序的设计很多时候都是很难符合所需零件形位的公差要求，经常会导致一些产生次品的出现，针对这种现象，笔者提出以下的观点。

2 数控车削的加工技术的改进

经过上述的分析和研究，笔者结合实际工作，对上述的加工路线做了如下的一些调整。笔者感觉比较合理数控车削的工艺分析步骤为：确定加工内容研究图纸划分和拟定工序选择工具选择切削用量优化加工轨迹编制技术文件。

2.1 零件的图纸分析

零件的图纸分析属于制定整个数控车削工艺的关键之所在。要对所要加工的工件进行一个全面的摸底和评估，对具体的尺寸进行标注分析，对轮廓几何的要素和部件的加工技术和精度进行分析和研究。同时，也要对零件的加工要求与结构进行合理的评估和分析，从而才能确保准备的选择工艺。

2.2 选择的基准分析

零件图纸上的尺寸标注必须要符合数控车床的实际加工中的具体特点，通常都是采用直接给出坐标尺寸或同一基准标注尺寸的方法。选用这种标注的方法优点是不但有利于设计基准、编程原点、测量基准、工艺基准的统一，而且还便于编程和修改。在进行手工的具体编程时，一定要计算出所有节点的坐标，同时还要在自动编程的时候，针对零件大概轮廓的每一个几何元素要进行合理准确的定义。

2.3 精度和技术要求分析

对所要加工的零件技术和精度经过必要的分析，此过程属于零件工艺性分析的基础，只有在分析了所有零件的表面粗糙度和具体尺寸精度，才能更准备合理地去选择装夹方式、加工方法、切削用量及刀具等。

3 工步、工序的设计

3.1 工序划分的原则

通过数控车床进行加工零件，一般情况下所选用的工序都可归纳为两种原则。其一，确保精度的原则。工序一定要最大程度地集中粗、精加工，一般情况下都是在一次装夹中就能完成所有的加工。为抵消和降低切削力变形和热变形所带来的对工件的位置精度、形状、表面粗糙度和尺寸精度的影响，所以通常都是把精、粗加工经过分开而实现的；其二，提高生产效率的原则。为抵消和降低换刀次数，从而节省实际操作中的换刀时间，这样就会大大提高了整个生产过程中的效率，所以通常情况下都是用同一把刀加工整个加工部位，等完成之后才去换新刀来完成其他部位的加工，这样还能减少整个空刀运行的过程。

3.2 确定加工顺序

制定加工顺序通常都会遵循一下原则：先粗后精。按照粗车半精车精车的先后顺序进行，不断地进行提高其加工的精度；先近后远。对离刀点相对比较近的部位先加工，对离刀点相对比较远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，降低了整个空刀运行的时间。此外，先近后远车削还有一个优点，就是能够比较完整地保持坯件或半成品的刚性，从而改善了其切削条件；内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的粗加工，后进行内外表面的精加工；基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来，定位基准的表面越精确，装夹误差越小。

3.3刀具和夹具的选择

数控车削加工中最大程度地做到一次装夹之后，就能加工出大部分或全部代加工表面，努力降低装夹的次数，以提高整个加工的效率、确保整个加工的精度。对于轴类的零件加工，一般都是以零件自身的外圆柱面作定位基准；对于套类零件，则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的四爪卡盘、三爪自动定心卡盘、液压、气动夹具及电动之外，还有多种通用性较好的专用夹具。

3.4 切削用量选择

数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量aD、主轴转速S及进给速度F。切削用量的选择原则，合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求，以及刀具的耐用度去选择，也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是：粗车时，首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap；其次选择较大的进给量 最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度u。增大背吃刀量可减少走刀次数，提高加工效率，增大进给量有利于断屑。精车时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高加工效率，因此宜选用较小的背吃刀量和进给量，尽可能地提高加工速度。主轴转速S（r/min）可根据切削速度v （mm/min）由公式S=v1000/πD（D为工件或刀/具直径mm）计算得出，也可以查表或根据实践经验确定。

4 结论

数控机床作为一种高效率的设备，欲充分发挥其高性能、高精度和高自动化的特点，除了必须掌握机床的性能、特点及操作方法外，还应在编程前进行详细的工艺分析和确定合理的加工工艺，以得到最优的加工方案。

参考文献

第5篇：数控车床的优点范文

论文摘要：本人于2007年4月份进入广东省广州昊达机电有限公司进行毕业前的综合实践，从事有关变频器的工作。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，并简述了无速度传感器的矢量变频器的基本应用。

前言

数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技术为一身的自动化设备。其中主轴运动是数控车床的一个重要内容，以完成切削任务，其动力约占整台车床的动力的70%～80%。基本控制是主轴的正、反转和停止，可自动换档和无级调速。

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。

第1章变频器矢量控制阐述

70年代西门子工程师F.Blaschke首先提出异步电机矢量控制理论来解决交流电机转矩控制问题。矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量(励磁电流)和产生转矩的电流分量(转矩电流)分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens，AB，GE，Fuji等国际化大公司变频器上。

采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。

第2章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2-1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2-2所示所示形状，则由图2-2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。

第3章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3-1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3-2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1-1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;

4SR速度闭环参数设定。

第4章结束语

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

1.王侃夫.数控机床控制技术与系统[M].北京:机械工业出版社,2002.

2.杜金城.电气变频调速设计技术[M].北京:中国电力出版社,2001.

第6篇：数控车床的优点范文

关键词：数控车床；故障；排除措施

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.13.219

0 引言

数控机床是机械加工过程中比较常见的自动化器械，具有较高的技术含量。一旦数控机床出现故障就会比较麻烦，不仅会影响到数控机床的工作效率，同时还会缩短数控机床的使用寿命。此外，数控机床故障诊断难度比较大，必须要借助现代故障诊断技术才可以确定故障发生的原因，并排除故障。因此，进行有关数控机床常见故障及排除措施的研究十分必要。本文将从介绍数控机床故障诊断概述入手，分析和研究数控机床常见的故障类型，并提出故障排除的方法，希望对以后的相关工作能有所帮助。

1 数控车床故障诊断概述

1.1 数控机床故障诊断的基本原则

在对数控机床进行故障诊断的过程中应遵守一定的原则。

第一，从外部到内部的原则。近年来，随着相关技术的不断发展，数控机床出现故障的可能性越来越低。但如果发生了故障，维修人员在诊断时应先进行数控机床外部检查，确定外部不存在问题以后才可以进行内部检查。在故障诊断的过程中尽量不要拆卸数控机床，因为数控机床对精度的要求比较高，随意拆卸数控机床可能会影响其精度，进而影响数控机床的正常使用；

第二，从主机到电气的原则。数控机床发生故障的部位主要有三个，分别为主机、数控系统和电气。相比于后两个部位来说，数控机床主机出现故障比较容易诊断出来。因此，要先进行主机诊断。而且，大量的实践也证明了数控机床主机出现故障的概率比较高。先进行主机诊断可以节省很多的时间。如果确定了主机不存在故障，则可以进行数控系统和电气故障诊断；

第三，从静态到动态的原则。如果发现数控机床出现了故障则应先断电。在数控机床停止运行的状态下进行故障诊断。只有在保证通电以后不会发生更大的事故时才可以给数控机床通电。通电以后要对数控机床运行的状态进行观察，找到故障发生的位置；

第四，从简单到困难的原则。如果数控机床发生了多种故障，则应先判断故障排除的难易度，先处理比较容易排除的故障，然后在解决难以排除的故障。

1.2 数据机床故障诊断的方法

在数控机床故障诊断的过程中可以采用多种方法，下文将介绍几种比较常见的故障诊断方法。

第一，是直观诊断法。顾名思义，就是通过直接观察判断故障发生的位置、故障的类型。在观察的过程中不仅要目测，还要手摸、通电检验。一般情况下，在数控机床故障初步诊断的过程中会采用直观诊断法；

第二，是自诊断功能法。随着相关技术的不断发展，数控机床越来越先进，自带诊断功能。因此，当数控机床发生故障以后要充分利用自诊断功能，分析和判断故障发生的原因；

第三，是交换诊断法。采用交换诊断法主要是为了判断故障转移的方向。在具体应用的过程中，维修人员需要将具有同种功能的模块交换安装，从而确定故障发生的位置；

第四，是仪器测量诊断法。目前，市场上已经有专门用于数控机床故障诊断的仪器设备。在数控机床发生故障以后可以通过仪器测量的方法对数控机床的运行状态进行检查，从而确定故障发生的位置。

在实践过程中，需要根据实际情况选择故障诊断的方法。对于一些比较复杂的情况，可以同时采用上述的方法，这样可以提高故障诊断的速度和准确性。

2 数控车床常见的故障及排除措施

首先，是数控机床主轴电机故障。目前，数控机床大多使用的是变频调速电动机。这种类型的电动机具有很多的优点。第一，变频调速电动机稳定性比较好，使用成本比较低；第二，变频调速电动机损耗比较小，可以进行速度变换。虽然，变频调速电动机具有很多的优点，但在使用的过程中也比较容易出现故障。变频调速电动机出现的故障主要有三种。第一种是噪声故障。如果电机轴承在使用的过程中缺少油脂或者出现了损坏则会导致噪声故障的发生。排除故障的方法有两种，如果是电机轴承受损则应更换新的轴承，如果是缺少油脂，则应使用耐高温性较好的油脂；第二种是振动故障。导致变频调速电动机出现振动故障的原因有很多，例如电机轴承受损、电机紧固螺栓松动等。针对不同的原因应采用不同的故障排除方法。例如，如果是因紧固螺栓松动导致振动故障发生则应加固连接螺栓；第三种是发热故障。轴承受损、轴承间隙过大、散热排风扇损坏等均可能导致发热故障的发生。如果是散热排风扇出现问题则应更换新的排风扇。

其次，是数控机床工作台故障。在进行零部件加工的过程中，数控机床的工作台经常会出现运行停止、电机不间断抖动的现象。导致这种现象发生的原因有两个，一个是工作台机械出现故障，另一个是系统故障。通常来说，系统故障发生的可能性比较小。如果是机械故障，则可以将工作台退回到原点，重新启动，这样就可以排除故障。如果故障没有排除掉，则要检查传动系统是否出现了损坏，是否有异物存在。在这种情况下要先切断电源，然后再进行故障诊断。

3 总结

总之，数控机床是精密度比较高的机械设备，在运行的过程中很少会出现故障。但如果发生故障，导致故障发生的原因一般都是比较复杂的，从而加大了故障诊断的难度。因此，必须要加强对数控机床故障诊断技术的研究，提高数控机床故障诊断的效率，从而确保数控机床运行的安全性和稳定性。

参考文献：

[1]王东阳.数控车床自动回转刀架常见故障诊断与排除[J].科技创业月刊，2011（06）：155-156.

第7篇：数控车床的优点范文

关键词：悼爻荡玻磺邢髁Γ徊饬浚坏テ机；DSP

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.10.021

0 引言

在数控车床的加工过程中，切削力对整个加工过程有着重要的影响。首先在切削过程中，切削力导致了切削热的产生，切削热会使刀具产生不同程度的磨损，进而对降低刀具的耐用度与加工表面的质量，会影响整个加工过程。其次，可以根据切削力计算出切削功率的大小，选择合适的机床、刀具与夹具。最后，通过对切削力的测量可以保证数控机床顺利的运行，在数控加工中可以实时监控，有利于数控机床的自动加工，避免出现过载等问题。在研究数控车床切削力的时候，根据实际需要通常把总的切削力分解成X、Y、Z方向上三个互相垂直的力来进行测量。

1 数控车床切削力测量方法分类

最开始的方法，是利用一些已有的经验公式，带入数据得出切削力的数值。例如，机床在加工的时候，产生的功率可以用仪器测量出来。如果切削速度可以确定，代入经验公式可以得出具体的切削力数值。这种方法可以粗略估算切削力的值，误差大。以下常用的方法大致可以分为直接测量和间接测量。

直接测量一般利用测力仪将测得的力信号转化为电信号，经过一系列处理后读出三个方向上的切削分力值。这种方法具有灵敏度高、量程范围大等优点但是耗时大、误差大、测量精度较高，可以通过不同的数据处理方法提高测量精度。

2 基于单片机的数控车床切削力测量

利用单片机测量数控车床的切削力，系统设计一般为将力通过传感器进行测量，通过电桥放大器把信号进行放大，然后进行模数转换，设计单片机进行信号处理，通过设计按键电路使LED数码管进行循环显示切削力的大小，设置通信接口，当切削力过大时进行过载报警。

电阻应变片和压电晶体是我们测量力的时候常用的传感器。其中电阻应变片具有灵活性大、适应性广、性能稳定等优点。在数控车床车削时，车削力经工件转动传递于车刀刀架上，使紧贴在上面的电阻应变片产生变形。无论应变片受拉伸使电阻丝直径变细，或者应变片受压缩变形使电阻丝直径变粗，都会使电阻值发生变化，从而产生电信号。

3 基于DSP实现机床切削力信号在线监测

我们选取压电测力采集机构，采取压电刀杆式的测力方法进行测量。机构在外形上与普通外圆车刀相似，在后面加一个三向的压电传感器对信号进行采集。机床工作产生切削力的时候，切削力会作用在压电传感器上，自动在X 、Y 、Z 三个方向进行分解并输出。测得的输出信号需要经过电荷放大器处理后，连接采集系统TMS320C5402。利用TMS320C5402数字信号处理器组成的采集系统，对压电传感器测得的切削力信号进行实时采集并动态显示信号。实现计算机与通信采集系统的通信，从而来监控数控机床的加工过程。

电荷是压电力传感器的输出信号，作用力的大小可以通过电荷的多少来进行反应。通过电荷放大器，我们可以将微弱的电荷量进行处理，进行完这一系列的操作后，就能利用DSP进行数据采集和数据的处理。数字信号处理器将采集来的数据进行后续处理与分析。具体的操作包括显示、滤波、相关分析谱分析等，在时域和频域上对信号进行分析，可以得出信号的特征。

4 基于虚拟分析仪的切削力测量

当今时代，科学技术迅速发展，计算机技术发展尤其迅速，有各种各样新式仪器，现在出现了一种基于计算机和软件的仪器――虚拟仪器。

切削力测量的传统方法需要用专门的测力仪、示波器、记录仪等，这种方法的局限性是只能测量力的数值，之后需要进行大量的数据分析与数据处理，才能得到经验公式。虚拟分析仪可以对作用在刀具上的力和力矩进行分析，对数据进行滤波、平滑等一系列的处理。虚拟仪器可以显示图形，这可以提高对测量数据的理解和解释，可对测量数据进行数据库管理 ，充分体现了计算机在数据计算 、存储 和显示等方面的巨大优势。在节省财力、人力的条件下，具有精确度高，速度快，稳定性高，使用方便的优点。

力信号可以应用八角环测力仪转换成电阻变化信号，再通过动态电阻应变仪将电阻变化信号转换成电压信号，通过 A/D 转换将电信号转换成数字信号，后面连接计算机，再通过虚拟式分析仪器对数据进行处理。

在数控机床车削加工中，利用虚拟分析仪器对输出的电信号进行数据采集，可以得到切削力的值。通过实验可以得出，对各种电信号可以利用虚拟式信号分析仪器进行数据的采集、处理和分析。此种方法包含了各种仪器，方便使用，有很好的发展潜力。

5 存在的问题以及发展

现代数控机床的切削加工正在朝着高速度、高精度、高自动化的方向快速发展。这会大大提高生产者对切削力测量系统的要求。切削力的测量系统应该具有较宽的测量范围、以及较高的分辨率；实时监测性好，能在线进行测量；数据处理与分析能力强大，能够对各种复杂的切削力信号进行快速准确的分析。

针对切削力测量系统精度的问题，可以开发新型的弹性元件，将弹性元件的结构进行完善，合理设计应变片的摆放方案，可以有效解决应变式测力仪灵敏度低问题，提高测量系统的精度。将集成电路与微电子技术应用到切削力测量系统中，集成化数据采集系统，使数据采集系统的速度与精度得到提高。

6 结论

切削力的测量有着重要的实际意义，有利于数控机床实现自动化。切削力的测量方法，总体上分为间接测量与直接测量。其中间接测量误差大，适用于一些特定的场合。利用单片机技术可以较为方便、快速的测量出切削力的大小，性价比高但精度低。DSP与虚拟仪器等新技术将会有更大的发展前景。

参考文献：

[1]徐哲，施志辉.虚拟分析仪器及其在切削力测量中的应用[J].航空制造技术，2005（05）：99-100.

[2]岳文辉，陈雪华，何艳芳.虚拟仪器及其在切削力测量中的应用[J].现代科学仪器，2010（05）：133-137.

第8篇：数控车床的优点范文

关键词：双线蜗杆；进刀方法；宏程序

1 双线蜗杆零件特点

蜗杆的齿形面与梯形螺纹很相似，其轴向剖面为梯形，但是蜗杆的齿形较深、导程较大、切削面积大，车削时比一般梯形螺纹难得多。车蜗杆时，首先要合理选择车刀的几何参数，其次要采用合理的进刀方法，才能顺利完成蜗杆的车削。

2 车削加工中的难题

车削蜗杆一般在普通车床加工，在加工大模数蜗杆时由于导程大，刀具运动速度快，车削时容易出现碰撞现象，技术性要求较高，由于是手动操作，加工质量难以保证，有时受到车床进给箱和挂轮的限制，如果名牌上没有相应的模数，蜗杆是无法加工的。

图1 零件图

如果在数控车床上加工就能解决这一问题。但是蜗杆在数控车床上加工时会遇到一些实际问题：因为蜗杆的齿槽比较深，如采用G92单循环指令车削蜗杆为直进法，加工时刀具三刃车削，刀具受力大，易产生振动，刀具很容易折断，刀具与工件摩擦强烈、排屑困难，齿面表面质量也很差。如采用G76复合循环指令车蜗杆，刀具为斜进法，加工时刀具是两刃车削，刚开始车削时是比较平稳的，但随着切削深度的加深，刀具与工件接触面积越来越来越大，刀具受力逐渐增大，特别在最后几刀，刀具很容易折断，而且加工后的蜗杆齿面一侧光滑、一侧粗糙度较大，特别是大模数的蜗杆根本无法加工。

3 解决方案

3.1 进刀方法的选择

根据上述分析和自己多年的实践，进刀法无论采用直进法或斜进法车削模数（mx≥2）的蜗杆，其加工过程无法顺利进行，极易产生刀具折断，工件顶弯等现象，加工质量无法保证。

要想顺利加工，就要在车削时减小刀具与工件的接触面积，以达到减小切削抗力的目的。这样可采用车槽法和左右车削法相结合的方法，即：车刀先沿着齿槽中心车一刀，再在同一深度沿着齿槽的左侧与右侧分别车一刀（如刀具路径示意图），加工顺序是：1-2-3，然后再不断重复这样一个过程，直到加工结束。这种加工方法的优点是：可以保证车刀每次进刀都保持小的、均匀的加工量。刀具每车一刀都是单刃切削，受力小、切削平稳、齿面表面质量好、加工精度容易保证。

从齿槽中心往左右侧偏置的距离L随着进给深度的增加而减少。L与H 的数学关系为：L=Htan20°（如建模图），把切削深度H作为主变量，把齿槽中心往左右侧偏置的距离L作为因变量，给变量之间赋予的一定的数学关系让它自动进行赋值和运算，计算出齿槽中心往左右侧偏置的距离。再结合多头螺纹车削循环指令G32，编制成一个完整的程序，自动完成蜗杆的整个加工。

3.2 机床选用

机床选用经济型数控车床（主轴箱有齿轮变速的机床，此类机床扭矩较大）。数控系统为FANuc 0i-TB。（主轴有分度功能）

3.3 车刀的选择

刀具采用手工磨制，分为粗车刀与精车刀。粗车刀刀尖角39.5°。刀尖宽度为2.2 mm；精车刀刀尖角40°，刀尖宽度为2.2 mm。

3.4 加工程序及编程

程序编制可采用宏程序的条件判别语句和G32指令联合编程。深度作为变量，用#4=TAN[20]*#1、#5=2.39-#4计算刀具左右偏置量，并对刀具沿Z轴定位，以实现车槽法和左右切削法的应用。深度步距为0.1mm，单边留量0.20mm。

精车程序与粗车基本相同

第9篇：数控车床的优点范文

关键词：薄壁深孔；数控车；加工方法

薄壁深孔零件加工由于排屑导热困难，加工变形大，对刀具刚性要求高，加工难度较大。特别是高精度套筒加工，由于其设计要求严格，采用传统方法进行加工，不仅加工质量难以保证，其加工效率也较低。

衡阳财经工业职业技术学院实习工厂有一批套筒零件（如图1），最初采用普通车床或卧式镗床进行加工，不仅耗时费力，废品率也一直居高不下，难以满足用户的需要。

针对这一问题，本文在总结原先一些深孔加工经验的基础上，尝试在数控卧式车床采用适应的夹具和刀具，选用适当的转速及进给量，进行车削，其结果使加工精度和加工效率均令人满意，经济效益明显提高。

一、工艺分析

该套筒为高速旋转零件，工作时最高转速接近15000r/min，设计要求动平衡极为严格。外圆和各台阶孔同轴度要求较高，需控制在0.01之内。该零件为整体结构，台阶孔为深孔，最深孔近900mm，长径比接近11mm。深孔切削时，振动、让刀、排屑困难，不易散热等现象使得加工难度较大，并且深孔测量、深孔与外圆的同轴度保证也很困难。

由于是整体结构，毛坯料采用45#圆钢，加工前坯料重达120kg，加工后仅剩18kg，不到原重量的六分之一。大量的金属被切削掉，因此变形严重。工件原来是在普通车床上加工，精加工时要求一次完成内孔及内球面的车削，在加工过程中不允许换刀。刀杆直径只能做到φ60mm。由于刀杆细长、刚性不足、强度低，在加工中刀杆产生振动较大，极易产生让刀现象，孔壁的粗糙度值严重超标，生产效率低，加工质量难以保证。

如果将刀杆直径增大，则在加工内孔时，刀杆与孔壁间隙太小，引起排屑不畅，造成堵塞，冷却液进入困难，刀具磨损加剧，从而影响加工精度。

为了满足生产需要，使工件加工质量保持稳定，提高生产效率，解决数控车床加工深孔的不足，我们设计了一种车削深孔的专用刀具，可在数控车床上进行深孔加工。

二、刀夹具选用

设计专用刀具应该在能使切屑顺利排出的前提下，尽量提高刀杆的强度和刚度，避免加工过程中刀杆的振动，确保加工精度，并实现刀具的旋转，达到车削内表面的功能。

深孔粗半精加工，采用比较成熟的后导向扩孔，孔一层一层地扩大，层层导向。导向扩孔克服了深孔加工的振动和孔中心的偏斜。导向扩孔刀如图2所示。

深孔车削时最大的问题是振动，防振、减振是薄壁深孔套筒加工的关键。为此，我们设计了一种专用刀座，专用刀座将深孔刀具的刀柄做成圆柱形，用专用刀座将刀柄固定在车床的中拖板上，大大提高了刀具的刚性（见图3）。

为了减少精车孔时的刀具震动，我们专门定做了防震结构的减振刀杆（见图4）。

刀具几何参数选用主偏角为90°的小圆弧半径的可转位刀片，尽量减小背吃刀力。

三、机床的选择

机床的选择首先要考虑其机床的精度，因衬套的两只深孔是最后的成形尺寸，同时工件的壁薄容易引起变形，所以，要在车床的新旧程度、导轨的精度、机床的振动、主轴的跳动等多方面进行考虑。综合考虑以上因素，我们选用径向轴向跳动小、导轨直线度好、抗震性好的CK6140数控车床。

四、加工方法

为保证加工精度，加工时我们工艺上采用了以下几项措施：

第一，深孔的导向扩孔只解决了孔的粗半精加工，要保证制造成功，还要解决各台阶孔的精车。加工深孔的基准是外圆，加工外圆的基准是中心孔。在工艺安排时考虑到孔口较大，不易保证孔口的圆度，我们采用多次镶配闷头的方法。粗车后两端配闷头，以闷头中心孔为准粗精车外圆，然后半精加工孔，继而配闷头，半精车外圆，时效后配闷头精车外圆，最后精车孔。

第二，经粗车内孔、外圆后，在工件两端法兰上建立找正基准。为解决工件刚性差的问题，避免装夹变形，工件通过定位工装和中心架进行固定。

第三，采用滚动中心架精车孔时，为防止工件外圆与中心架的摩擦发热，采用精密滚动轴承中心架。精车孔时冷却液要充分，防止工件发热引起新的变形。

第四，根据切削用量可转位刀片选用断屑性能好的槽形，保证深孔切削排屑顺利。

参考文献：

1、张新林,谢鑫.薄壁深孔件的加工探讨[J].机械管理开发,2007(1).

2、张荫素.薄壁深孔加工[J].航天技术.1988(4).