数控机床加工与操作方法

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1、 . . . 数控机床加工与操作方法学 生 姓 名：学 号：专 业 班 级：指 导 教 师：年 月 日 / 摘要数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻的变化，它的关联效益和辐射能力更是难以估计。数控技术与数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业，其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志，实现加工机床与生产过程数控化，已经成为当今制造业的发展方向。 本论文主要介绍数控机床的定义，数控机床初学者的要求，机床加工前的准备工作，数控机床的程

2、序指令，数控机床对刀操作方法，数控机床的工作原理和结构，加工特点，机床加工几何精度要求，数控机床的优点和缺点，数控机床与计算机实现自动技术，机床维修和生产安全要求。目录摘要I目录II一、数控技术的概念与特点1二、数控机床加工前的准备要求22.1数控技术常用术语大全42.2数控机床工作原理和结构简介72.3数控机床加工特点8 2.4数控车床是怎样操作的10三、数控机床产生几何误差的因素143.1 普遍认为数控机床的几何误差由以下几方面原因引起143.2几何误差补偿技术15四、计算机数控系统16五、 数控机床的分类与发展18 5.1数控机床分类18 5.2数控机床发展19六、数控机床维修中应注意的

3、事项20七、数控加工安全规则21结论22致23参考文献24一、数控加工技术概念与特点简单的说就是利用数字化控制系统在加工机床上完成整个零件的加工。这一类的机床称为数控机床。这是一种现代化的加工手段。同时数控加工技术也成为一个国家制造业发展的标志。利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证。总体上说，和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下特点（既有优缺点）： （一） 数控机床优点1、加工效率高。 利用数字化的控制手段可以加工复杂的曲面。而加工过程是由计算机控制，所以零件的互换性强，加工的速度快。 2、加工精度高。 同传统的加工设备相

4、比，数控系统优化了传动装置,提高分辨率,减少了人为误差，因此加工的效率可以得到很大的提高。 3、劳动强度低。 由于采用了自动控制方式，也就是说加工的全部过程是由数控系统完成，不像传统加工手段那样烦琐，操作者在数控机床工作时，只需要监视设备的运行状态。所以劳动强度很低。 4、适应能力强。 数控加工系统就像计算机一样，可以通过调整部分参数达到修改或改变其运作方式，因此加工的围可以得到很大的扩展。 5、工作环境好。 数控加工机床是机械控制、强电控制、弱电控制为一体高科技产物，对机床的运行温度、湿度与环境都有较高的要求。 (二)数控机床的缺点 数控机床的主要缺点如下：价格较高，设备首次投资大；对操作、

5、维修人员的技术要求较高；加工复杂形状的零件时,手工编程的工作量大。 二、数控机床零件加工前的准备要求1. 机床位置环境要求 机床的位置应远离振源、应避免直接照射和热辐射的影响，避免潮湿和气流的影响。如机床附近有振源，则机床四周应设置防振沟。否则将直接影响机床的加工精度与稳定性，将使电子元件接触不良，发生故障，影响机床的可靠性。 2. 电源要求 一般数控车床安装在机加工车间，不仅环境温度变化大，使用条件差，而且各种机电设备多，致使电网波动大。因此，安装数控车床的位置，需要电源电压有严格控制。电源电压波动必须在允许围，并且保持相对稳定。否则会影响数控系统的正常工作。 3. 温度条件 数控车床的环境

6、温度低于30摄氏度，相对温度小于80%。一般来说，数控电控箱部设有排风扇或冷风机，以保持电子元件，特别是中央处理器工作温度恒定或温度差变化很小。过高的温度和湿度将导致控制系统元件寿命降低，并导致故障增多。温度和湿度的增高，灰尘增多会在集成电路板产生粘结，并导致短路。 4. 按说明书的规定使用机床 用户在使用机床时，不允许随意改变控制系统制造厂设定的参数。这些参数的设定直接关系到机床各部件动态特征。只有间隙补偿参数数值可根据实际情况予以调整。 用户不能随意更换机床附件，如使用超出说明书规定的液压卡盘。制造厂在设置附件时，充分考虑各项环节参数的匹配。盲目更换造成各项环节参数的不匹配，甚至造成估计不

7、到的事故。 使用液压卡盘、液压刀架、液压尾座、液压油缸的压力，都应在许用应力围，不允许任意提高。 数控车削的工艺与工装 数控车床加工的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。 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。 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。

8、 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。 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. 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。 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与使用的条件下，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。 6. 夹具安装要点 目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连

9、接是靠拉杆实现的，如图1。液压卡盘夹紧要点如下：首先用扳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。 刀具上的 修光刃 指的是在刀具刀刃后面副偏角方向磨出的一小段与刀尖平行的刀刃 主要用于刀刃切削后进行一次二次切削 相当于精加工过程 去处毛刺等伤痕 目的是提高工件的表面粗糙度 多应用于进行精加工的刀具上 2.1、数控技术常用术语大全所选用的数控术语主要参考国际标准ISO 2806和中华人民国国家标准GB 81291987 以与近年新出现的一些数控词汇1）计算机数值控制 （Computerized Numerical Control, CNC） 用

10、计算机控制加工功能，实现数值控制。2）轴（Axis）机床的部件可以沿着其作直线移动或回转运动的基准方向。3）机床坐标系（ Machine Coordinate Systern ）固定于机床上，以机床零点为基准的笛卡尔坐标系。4）机床坐标原点（ Machine Coordinate Origin ）机床坐标系的原点。5）工件坐标系（ Workpiece Coordinate System ）固定于工件上的笛卡尔坐标系。6）工件坐标原点（ Wrok-piexe Coordinate Origin）工件坐标系原点。7）机床零点（ Machine zero ）由机床制造商规定的机床原点。8）参考位置（

11、 Reference Position ）机床启动用的沿着坐标轴上的一个固定点，它可以用机床坐标原点为参考基准。9）绝对尺寸（Absolute Dimension)绝对坐标值（Absolute Coordinates）距一坐标系原点的直线距离或角度。10）增量尺寸（ Incremental Dimension ) 增量坐标值（Incremental Coordinates）在一序列点的增量中，各点距前一点的距离或角度值。11）最小输人增量（Least Input Increment） 在加工程序中可以输人的最小增量单位。12）命令增量（Least command Increment）从数值控制

12、装置发出的命令坐标轴移动的最小增量单位。13）插补 （InterPolation）在所需的路径或轮廓线上的两个已知点间根据某一数学函数（例如：直线，圆弧或高阶函数）确定其多个中间点的位置坐标值的运算过程。14）直线插补（Llne Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，两点间的插补沿着直线的点群来逼近，沿此直线控制刀具的运动。15）圆弧插补（Circula : Interpolation）这是一种插补方式，在此方式中，根据两端点间的插补数字信息，计算出逼近实际圆弧的点群，控制刀具沿这些点运动，加工出圆弧曲线。16）顺时针圆弧（Clockwise Arc）刀具参考点围绕轨迹中心

13、，按负角度方向旋转所形成的轨迹方向旋转所形成的轨迹17）逆时针圆弧（Counterclockwise Arc）刀具参考点围绕轨迹中心，按正角度方向旋转所形成的轨迹。18）手工零件编程（Manual Part Prograrnmiog）手工进行零件加工程序的编制。19）计算机零件编程（Cornputer Part prograrnrnlng）用计算机和适当的通用处理程序以与后置处理程序准备零件程序得到加工程序。20）绝对编程（Absolute Prograrnming）用表示绝对尺寸的控制字进行编程。21）增量编程（Increment programming）用表示增量尺寸的控制字进行编程。22

14、）宇符（Character）用于表示组织或控制数据的一组元素符号。23）控制字符（Control Character）出现于特定的信息文本中，表示某一控制功能的字符。24）地址（Address）一个控制字开始的字符或一组字符，用以辨认其后的数据。25）程序段格式（Block Format）字、字符和数据在一个程序段中的安排。26）指令码（Instruction Code) /机器码（Machine Code）计算机指令代码，机器语言，用来表示指令集中的指令的代码。27）程序号（Program Number）以识别加工程序时，在每一程序的前端指定的编号 .28）程序名（Prograo Name）

15、以名称识别加工程序时，为每一程序指定的名称。29）指令方式（Command Mode）指令的工作方式。30）程序段（Block）程序中为了实现某种操作的一组指令的集合31）零件程序（P art Program）在自动加工中，为了使自动操作有效按某种语言或某种格式书写的顺序指令集。零件程序是写在输人介质上的加工程序，也可以是为计算机准备的输人，经处理后得到加工程序。32）加工程序（Machine Program）在自动加工控制系统中，按自动控制语言和格式书写的顺序指令集。这些指令记录在适当的输人介质上，完全能实现直接的操作。33）程序结束（End of Program）指出工件加工结束的辅助功能34）数据结束（End of Data）程序段的所有命令执行完后，使主轴功能和其他功能（例如冷却功能）均被删除的辅助功能。35）程序暂停（Progrom Stop）程序段的所有命令执行完后，删除主轴功能和其他功能，并终止其后的数据处理的辅助功能.36）准备功能（Preparatory Functton