第一篇：數控車技師論文

數控機床加工工藝路線的研究

理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應能使數控機床的功能得到合理的應用和充分的發揮。數控機床是一種高效率的自動化設備，它的效率高于普通機床的2——3倍，所以，要充分發揮數控機床的這一特點，必須熟練掌握其性能、特點、使用操作方法，同時還必須在編程之前正確地確定加工方案。

在數控機床加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變萬化，加上材料不同、批量不同等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應該進行具體分析和區別對待，靈活處理。只有這樣，才能使制定的加工方案合理，從而達到質量優、效率高和成本低的目的。

在對加工工藝進行認真和仔細的分析后，制定加工方案的一般原則為先粗后精，先近后遠，先內后外，程序段最少，走刀路線最短，由于生產規模的差異，對于同一零件的加工方案是有所不同的，應根據具體條件，選擇經濟、合理的工藝方案。

1、加工工序劃分

在數控機床上加工零件，工序可以比較集中，一次裝夾應盡可能完成全部工序。與普通機床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點，常用的工序劃分原則有以下兩種。

1.1 保證精度的原則

數控加工要求工序盡可能集中。常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應將粗、精加工分開進行。對軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質量要求。同時，對一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應先加工表面而后加工孔。

1.2 提高生產效率的原則

數控加工中，為減少換刀次數，節省換刀時間，應將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時應盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個部位時，應以最短的路線到達各加工部位。

實際中，數控加工工序要根據具體零件的結構特點、技術要求等情況綜合考慮。

2、加工路線的確定六劍客職教園（最大的免費職教教學資源站）

在數控加工中，刀具（嚴格說是刀位點）相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，直至結束加工程序所經過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。影響走刀路線的因素很多，有工藝方法、工件材料及其狀態、加工精度及表面粗糙度要求、工件剛度、加工余量，刀具的剛度、耐用度及狀態，機床類型與性能等，加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質量，其次考慮數值計算簡單，走刀路線盡量短，效率較高等。

下面舉例分析研究數控機床加工零件時常用的加工路線。

2.1車圓錐的加工路線分析

數控車床上車外圓錐，假設圓錐大徑為D,小徑為d,錐長為L,車圓錐的加工路線如圖1所示。

圖1 車圓錐的加工路線

按圖1（a）的階梯切削路線，二刀粗車，最后一刀精車；二刀粗車的終刀距S要作精確的計算，可有相似三角形得：

此種加工路線，粗車時，刀具背吃刀量相同，但精車時，背吃刀量不同；同時刀具切削運動的路線最短。

按圖1（b）的相似斜線切削路線，也需計算粗車時終刀距S,同樣由相似三角形可計算得：

按此種加工路線，刀具切削運動的距離較短。

按圖1（c）的斜線加工路線，只需確定了每次背吃刀量ap,而不需計算終刀距，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運動的路線較長。

2.2 車圓弧的加工路線分析

應用G02（或G03）指令車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實際車圓弧時，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車得所需圓弧。

下面研究分析車圓弧常用加工路線。

圖2 圓弧切削路線的形式

在圖2中，a圖表示為同心圓形式，b圖表示為等徑圓弧（不同圓心）形式，c圖表示為三角形形式，d圖表示為梯形形式。不同形式的切削路線有不同的特點，了解它們各自的特點，有利于合理地安排其走刀路線。現分析上述幾種切削路線：程序段數最少的為同心圓形式及等徑圓形式；走刀路線最短的為同心圓形式，其余依次為三角形梯形及等徑圓形式；計算和編程最簡單的為等徑圓形式（可利用程序循環功能），其余依次為同心圓、三角形式和梯形形式：金屬切除率最高、切削力分布最合理的為梯形形式；精車余量均勻的為同心圓形式。

圖3 階梯切削路線的車圓弧

圖3為車圓弧的階梯切削路線。即先粗車成階梯，最后一刀精車出圓弧。此方法在確定了每刀吃刀量ap后，須精確計算出粗車的終刀距S,即求圓弧與直線的交點。此方法刀具切削運動距離較短，但數值計算較繁。

圖4 同心圓弧切削路線車圓弧

圖4為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次吃刀量ap后，對90°圓弧的起點、終點坐標較易確定，數值計算簡單，編程方便，常采用。但按圖4b加工時，空行程時間較長。

圖5 車錐法切削路線車圓弧

圖5為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個圓錐，再車圓弧。

第二篇：數控車技師論文

技師論文

題目：薄壁套類零件的加工

分析

姓 名： 徐 超工 種： 數控車工日期：2008年9月26日 摘 要︰ 薄壁零件節約材料，因為它具有重量輕，結構緊湊等特點，已日益廣泛地應用在各工業部門。但薄壁零件因其壁薄,剛性差,易變形,所以在車削加工中一直是比較棘手的問題。

關鍵字:變形原因、受力分析、工件裝卡

薄壁零件按其形狀大致可以分為兩大類：殼體類薄壁零件通常采用銑削方式或冷加工的方法加工，而軸套類零件通常采用車削加工的方式加工。現有一個軸套類零件如圖1-1，材料為45#需要加工，我們對它在加工過程中所出現的問題進行了分析。

因軸套類零件是用來支承旋轉軸及軸上零件或用來導向的，該零件的主要表面是內孔和外圓，其主要技術要求是內孔及外圓的尺寸以及圓度要求；內外圓之間的同軸度要求；孔軸線端面的垂直度要求。薄壁類零件因其壁厚很薄，徑向剛度很弱，在加工過程中受切削力、切削熱及夾緊力等因素的影響，及易變形，導致以上各項技術要求難以保證。薄壁零件的變形原因 薄壁零件的加工問題，一直是較難解決的。為此要對工件的裝夾、刀具幾何參數、程序的編制等方面進行試驗，從中找到一套更好的加工方法，從而有效地克服薄壁零件加工過程中出現的變形，只有這樣才能更好的保證工件的加工精度。影響薄壁零件加工精度的因素有很多，但歸納直來主要可以歸為三個主要方面：

(1)受力變形 因工件壁薄，在夾緊力的作用下容易產生變形，從而影響工件的尺寸精度和形狀精度，如圖2所示。

(2)受熱變形

因工件較薄，切削熱會引起工件熱變形，使工件尺寸難于控制。

(3)振動變形

在切削力（特別是徑向切削力）的作用下，很容易產生振動和變形，影響工件的尺寸精度、形狀、位置精度和表面粗糙度。

1、在

第三篇：數控車論文數控車工技師論文

數控車論文數控車工技師論文

中職學校數控車實訓淺談

內容摘要：目前，我國制造業對既掌握數控技術又熟練數控編程、加工操作的中等職業畢業生需求越來越大，教學內容與生產技術水平總是存在著滯后。教學經費投入的不足，限制了實驗、實訓設備及數控應用軟件的投入與更新，為了滿足社會對數控技術應用型人才的需求，更為滿足畢業生的需要，作者所在學校對現有的實訓教學進行了相應的調整。

關鍵詞： 數控技術 應用專業 實訓 四個階段

目前，我國制造業對既掌握數控技術又熟練數控編程、加工操作的中等職業畢業生需求越來越大，由于數控技術發展日新月異，教學內容與生產技術水平總是存在著滯后。教學經費投入的不足，限制了實驗、實訓設備及數控應用軟件的投入與更新。為了滿足社會對數控技術應用型人才的需求，更為滿足我校畢業生的需要，我們對現有的教學計劃進行了相應的調整：我校數控技術應用專業學制為五年，前四年在校學習理論知識、到校實訓中心接受實驗、實訓，在理論學習期間，特開設了《車工工藝學》、《數控加工技術》、《數控編程與設備》、《公差測量與技術》、《機械制圖》等十幾門專業課和專業基礎課，使學生的知識結構更趨于合理，為實訓作了很好的鋪墊，夯實了基礎。后一年到企業頂崗實習，為更好地向企業輸送合格的數控人才，把實訓分四個階段，以鞏固和深化理論知識，提高和完善操作技能。

第一階段：普車實訓。

這一階段是學習數控車床不能逾越的過程，學生在普通車床上實習、練習刃磨車刀，熟練操作車床，從加工端面、外圓、內孔、切槽開始，逐漸接觸到螺紋各部分的尺寸計算和加工，特殊形面的加工，在這一過程中深刻理解刀具幾何角度對切削加工精度和表面粗糙度的影響，進一步認識切削三要素Vc、ap、F在加工中的相互關系及其對工件質量的影響，掌握車床的調整方法，掌握切削的有關計算、了解常用工具、量具的結構，熟悉掌握其使用方法，合理地選擇工件的定位基準，安排加工工藝過程。同時還須讓學生知道只有完成這一階段的實訓任務，將來才有可能在數控車床上所編制的加工程序更為合理和實用。

第二階段：仿真實訓。

第一階段的實訓后，對學生進行技能考試，操作達到要求的學生到計算機進行數控仿真軟件的練習，同時也能促進未選中的學生努力練習，激發他們的學習興趣和競爭意識。首先讓學生了解數控車床編程的概念，熟悉仿真機床的操作面板和錄入面板明確每個按鍵的功

能，建立工件坐標系的方法，如何選擇刀具幾何角度設置刀偏及刀補，詳細地講解每個過程。

在數控車床上加工零件，首先需要根據零件圖樣分析零件的工藝過程、工藝參數等內容，用規定的數控編程代碼和程序格式編制出合適的數控加工程序，這個過程成為數控編程。數控編程可分為手工編程和計算機輔助編程（自動編程）兩大類。

編程過程依賴人工完成的稱為手工編程，手工編程主要用于編制結構簡單，并可以方便地使用數控系統提供的各種簡化編程指令來編制數控加工程序的零件。由于數控車床的主要加工對象是回轉類零件，零件程序的編制相對較簡單，因此車削類零件的數控加工程序主要依靠手工編程完成。但對手工編程工作量大。煩瑣且易出錯，目前也借助計算機輔助設計軟件的CAGD（計算機輔助幾何設計）功能來求取輪廓的基點和節點。手工編程有兩大“短”原則：一是零件加工程序要盡可能短。二是零件的加工路線要盡可能短，這個主要包括兩個方面：竊謔用量的合理選擇和程序中空走刀路線的選擇。合理的加工路線對提高零件的生產效率有非常重要的作用。

在編程車削倒角時，可用兩種方式：（1）把車刀刀位點指定在倒角起點處，再G01車

削；（2）把車刀定位在倒角的右邊延長線上，然后G01車削而成。同時讓學生比較哪種方

式更為簡單和實用。

在普通外圓加工中，讓學生分別使用G71、G72、G73、循環指令來編程加工外圓，使用

使用粗加工固定循環G71、G72、G73指令后，必須使用G70指令進行精車，使工件達到所要

求的尺寸精度和表面粗糙度。

（1）外徑粗加工循環（G71）

該指令主要用于圓柱棒料粗車外圓加工，也可用在內孔需要切除較多余量時的情況。

格式：G71U(Δd）R(e)

G71P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(Δt)

N(ns)............F(f)S(s)以零件圖編輯的，用來描述工件輪廓編程軌

跡循環語句，是粗、精加工中循環軌跡計算的依據G70P(ns)Q(nf)

其中，Δd：每次切削背吃刀量，以半徑值表示，無正負號；

e ：每次切削后的退刀量；

ns：粗、精加工循環的起始程序段號；

nf：粗、精加工循環的結束程序段號；

Δu：x軸方向精加工余量，以直徑值表示；

Δw：z軸方向精加工余量；

Δf：粗車時進給量；

Δs：粗車時主軸轉速;

Δt):車削時選用刀具（通常在G71之前已經指定，一般省略）；

f ：精車時的進給量；

s ：精車時的主軸轉速；

（2）斷面粗加工循環（G72）

該指令主要用于直徑方向的切除余量比軸向余量大時，其刀具循環路徑。

格式：G72W(Δd）R(e)

G72P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(Δt)

N(ns)............F(f)S(s)

以零件圖編輯的，用來描述工件輪廓編程軌

跡循環語句，是粗、精加工中循環軌跡計算的依據G70P(ns)Q(nf)

其中，Δd：每次切削背吃刀量，以半徑值表示，無正負號；

e ：每次切削后的退刀量；

ns：粗、精加工循環的起始程序段號；

nf：粗、精加工循環的結束程序段號；

Δu：x軸方向精加工余量，以直徑值表示；

Δw：z軸方向精加工余量；

Δf：粗車時進給量；

Δs：粗車時主軸轉速；

Δt):車削時選用刀具（通常在G71之前已經指定，一般省略）；

f ：精車時的進給量；

s ：精車時的主軸轉速；

（3）固定形狀粗加工循環（G73)

G73實用于毛胚輪廓形狀與零件輪廓形狀基本接近的毛胚的粗車，如一些鍛造和鑄件的出車。

格式：G73U（Δi）W(Δk）R(d）

G73P(ns)Q(nf)U(Δu)W(Δw)F(Δf)S(Δs)T(Δt)

N(ns)............F(f)S(s)以零件圖編輯的，用來描述工件輪廓編程軌

跡循環語句，是粗、精加工中循環軌跡計算的依據G70P(ns)Q(nf)

其中，Δi：x軸方向退刀距離和方向，以半徑值表示，當向+x軸方向退刀時，為負；

Δk：z軸方向退刀距離和方向，當向+z軸方向退刀時，該值為正，反之為負；

d ：粗切削次數；

ns：粗、精加工循環的起始程序段號；

nf：粗、精加工循環的結束程序段號；

Δu：x軸方向精加工余量，以直徑值表示；

Δw：z軸方向精加工余量；

Δf：粗車時進給量；

Δs：粗車時主軸轉速;

Δt):車削時選用刀具（通常在G71之前已經指定，一般省略）；

f ：精車時的進給量；

s ：精車時的主軸轉速；

Δi及Δk為第一次車削時退離工件輪廓的距離及方向，確定該值時應參考毛胚的粗加

工余量大小，以使第一次走刀車削時就有合理的背吃刀量，計算方法如下：

Δi=（x軸粗加工余量）—（每一次背吃刀量）

Δk-（z軸粗加工余量）—（每一次背吃刀量）

例：如果x軸方向粗加工余量為6mm，分三次走刀，每一次背吃刀量2mm，則Δi=（6-2）

mm=4mm，d=3mm。

在普通螺紋加工中，讓學生分別使用G92、G76螺紋循環指令來編程加工螺紋，在實訓

中讓學生了解根據導程的大小和螺紋的精度高低選擇不同的加工指令更為合適。G92直進式

切削和G76斜進式切削。由于切削刀具進刀方式的不同，這兩種加工方法有所區別，各自的編程方法也不同，造成加工誤差也不同，工件加工后螺紋段的加工精度也有所不同。G92螺

紋切削循環采用直進式進刀方式進行螺紋切削，螺紋中徑誤差較大，但牙形精度較高，一般

多用于小螺距高精度螺紋的加工；加工程序較長，在加工中要經常測量。G76螺紋切削循環

采用斜進式進刀方式進行螺紋切削，牙形精度較差，但工藝性比較合理，編程效率較高，一

般適用于大螺距低精度螺紋的加工。在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為簡捷方

便。所以，學生要掌握各自的加工特點及適用范圍，并根據工件的加工特點與工件要求的精

度正確靈活地選用這些切削循環指令，然后編制加工程序，并自動加工。

第三階段：數控加工。

在數控仿真軟件加工出合格工件的同學先到數控車床上進行編程加工。由于仿真軟件和數控車床是同一個界面，學生短時間內可熟練操縱機床，但需注意以下幾點。

（1）要根據工件的材質，所用刀具的幾何角度來選擇不同的切削參數。經過普車的實訓，這將不是難題。

（2）學生編制的程序要先經過圖形模擬加工，程序正確后再進行對刀加工。

（3）在首件加工中合理使用程序暫定M00指令，在精加工前對工件進行測量，看是否需調整刀具補償，最后加工出合格的工件。

（4）重點突出典型零件的工藝分析，裝卡方法的選擇、程序編制，調整加工和檢驗，如果有缺陷，應找出原因并修正。遵循由易到難、由簡單到復雜、由單項到綜合這一過程，重視在實踐教學中培養學生的實踐能力和創新能力。

對學生加工的工件，按小組進行互評。學生都有好勝心理，會對對方的工件一絲不茍地檢查，不放過任何一個細節。最后教師根據實際情況給出綜合性的評價，或者讓學生保存自己滿意的作品，激發學生的興趣。學生的學習效果非常明顯。

如此，學生能全面了解數控加工的全過程，深刻理解加工原理、機床工作過程、編程方法及制訂工藝的原則，能夠對數控機床加工中出現的常見故障予以解決，對將來從來數控工作上手快，操作規范，具備解決問題的能力。

第四階段：總結提高。

老師和同學共同探討實訓經驗及實踐教學中遇到的問題。由于實訓內容較多，機床種類全，學生在短時間內既要掌握機床的操作，又要對復雜零件進行合理的工藝安排和準確地編程加工，現場講解具有局限性。將工藝分析及基本編程內容制成課件，能方便學生掌握和復習，多年來的實踐證明這是行之有效的方法，優化實訓的效果。數控實訓教學過程：普車加工—仿真數控軟件—數控機床加工，這幾步走的教學方案能最大限度地發揮教學資源的使用性和經濟性，盡可能避免事故的發生，縮短機床的人均占有時間，提高機床的利用率和使用壽命，如果能結合實際生產，其教學效果將更顯著。

參考文獻：

［1］程仲文.數控實訓項目研究與改革.蘭州工業大學，2007.［2］張夢欣.數控機床編程與操作.中國勞動社會保障出版社，2005.［3］高楓.數控車削編程與操作訓練.高等教育出版社，2004.［4］謝曉紅.數控車削編程與加工技術.電子工業出版社，2005.[5] 王愛玲.系現代數控編程技術及應用.國防工業出版社，2005

第四篇：數控車論文數控車工技師論文

數控車論文數控車工技師論文

中職學校數控車實訓淺談

摘 要：目前，我國制造業對既掌握數控技術又熟練數控編程、加工操作的中等職業畢業生需求越來越大，教學內容與生產技術水平總是存在著滯后。教學經費投入的不足，限制了實驗、實訓設備及數控應用軟件的投入與更新，為了滿足社會對數控技術應用型人才的需求，更為滿足畢業生的需要，作者所在學校對現有的實訓教學進行了相應的調整。

關鍵詞： 數控技術 應用專業 實訓 四個階段

目前，我國制造業對既掌握數控技術又熟練數控編程、加工操作的中等職業畢業生需求越來越大，由于數控技術發展日新月異，教學內容與生產技術水平總是存在著滯后。教學經費投入的不足，限制了實驗、實訓設備及數控應用軟件的投入與更新。為了滿足社會對數控技術應用型人才的需求，更為滿足我校畢業生的需要，我們對現有的教學計劃進行了相應的調整：我校數控技術應用專業學制為三年，前兩年在校學習理論知識、到校實訓中心接受實驗、實訓，在理論學習期間，特開設了《車工工藝學》、《數控加工技術》、《數控編程與設備》、《公差測量與技術》、《機械制圖》等十幾門專業課和專業基礎課，使學生的知識結構更趨于合理，為實訓作了很好的鋪墊，夯實了基礎。后一年到企業頂崗實習，為更好地向企業輸送合格的數控人才，把實訓分四個階段，以鞏固和深化理論知識，提高和完善操作技能。

第一階段：普車實訓。

這一階段是學習數控車床不能逾越的過程，學生在普通車床上實習、練習刃磨車刀，熟練操作車床，從加工端面、外圓、內孔、切槽開始，逐漸接觸到螺紋各部分的尺寸計算和加工，特形面的加工，在這一過程中深刻理解刀具幾

何角度對切削加工精度和表面粗糙度的影響，進一步認識切削三要素Vc、ap、F在加工中的相互關系及其對工件質量的影響，掌握車床的調整方法，掌握切削的有關計算、了解常用工具、量具的結構，熟悉掌握其使用方法，合理地選擇工件的定位基準，安排加工工藝過程。同時還須讓學生知道只有完成這一階段的實訓任務，將來才有可能在數控車床上所編制的加工程序更為合理和實用。

第二階段：仿真實訓。

第一階段的實訓后，對學生進行技能考試，操作達到要求的學生到計算機進行數控仿真軟件的練習，同時也能促進未選中的學生努力練習，激發他們的學習興趣和競爭意識。首先讓學生熟悉仿真機床的操作面板和錄入面板明確每個按鍵的功能，建立工件坐標系的方法，如何選擇刀具幾何角度設置刀偏及刀補，詳細地講解每個過程。

在編程車削倒角時，可用兩種方式：（1）把車刀刀位點指定在倒角起點處，再G01車削；（2）把車刀定位在倒角的右邊延長線上，然后G01車削而成。同時讓學生比較哪種方式更為簡單和實用。

在普通螺紋加工中，讓學生分別使用G92、G76螺紋循環指令來編程加工螺紋，在實訓中讓學生了解根據導程的大小和螺紋的精度高低選擇不同的加工指令更為合適。G92直進式切削和G76斜進式切削。由于切削刀具進刀方式的不同，這兩種加工方法有所區別，各自的編程方法也不同，造成加工誤差也不同，工件加工后螺紋段的加工精度也有所不同。G92螺紋切削循環采用直進式進刀方式進行螺紋切削，螺紋中徑誤差較大，但牙形精度較高，一般多用于小螺距高精度螺紋的加工；加工程序較長，在加工中要經常測量。G76螺紋切削循環采用斜進式進刀方式進行螺紋切削，牙形精度較差，但工藝性比較合理，編程

效率較高，一般適用于大螺距低精度螺紋的加工。在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法更為簡捷方便。所以，學生要掌握各自的加工特點及適用范圍，并根據工件的加工特點與工件要求的精度正確靈活地選用這些切削循環指令，然后編制加工程序，并自動加工。

第三階段：數控加工。

在數控仿真軟件加工出合格工件的同學先到數控車床上進行編程加工。由于仿真軟件和數控車床是同一個界面，學生短時間內可熟練操縱機床，但需注意以下幾點。

（1）要根據工件的材質，所用刀具的幾何角度來選擇不同的切削參數。經過普車的實訓，這將不是難題。

（2）學生編制的程序要先經過圖形模擬加工，程序正確后再進行對刀加工。

（3）在首件加工中合理使用程序暫定M00指令，在精加工前對工件進行測量，看是否需調整刀具補償，最后加工出合格的工件。

（4）重點突出典型零件的工藝分析，裝卡方法的選擇、程序編制，調整加工和檢驗，如果有缺陷，應找出原因并修正。遵循由易到難、由簡單到復雜、由單項到綜合這一過程，重視在實踐教學中培養學生的實踐能力和創新能力。對學生加工的工件，按小組進行互評。學生都有好勝心理，會對對方的工件一絲不茍地檢查，不放過任何一個細節。最后教師根據實際情況給出綜合性的評價，或者讓學生保存自己滿意的作品，激發學生的興趣。學生的學習效果非常明顯。

如此，學生能全面了解數控加工的全過程，深刻理解加工原理、機床工作過程、編程方法及制訂工藝的原則，能夠對數控機床加工中出現的常見故障予以解決，對將來從來數控工作上手快，操作規范，具備解決問題的能力。

第四階段：總結提高。

老師和同學共同探討實訓經驗及實踐教學中遇到的問題。由于實訓內容較多，機床種類全，學生在短時間內既要掌握機床的操作，又要對復雜零件進行合理的工藝安排和準確地編程加工，現場講解具有局限性。將工藝分析及基本編程內容制成課件，能方便學生掌握和復習，多年來的實踐證明這是行之有效的方法，優化實訓的效果。數控實訓教學過程：普車加工—仿真數控軟件—數控機床加工，這幾步走的教學方案能最大限度地發揮教學資源的使用性和經濟性，盡可能避免事故的發生，縮短機床的人均占有時間，提高機床的利用率和使用壽命，如果能結合實際生產，其教學效果將更顯著。

參考文獻：

［1］程仲文.數控實訓項目研究與改革.蘭州工業大學，2007.［2］劉蔡保.數控機床編程與操作.化學工業出版社，2009.［3］高楓.數控車削編程與操作訓練.高等教育出版社，2004.［4］謝曉紅.數控車削編程與加工技術.電子工業出版社，2005.

第五篇：數控技師技師論文

江西工貿高級技工學校

數控技師論文

題 目：

數控車床的基本應用

系（院）：

機電技術系

專 業：

數控技術應用

年 級：

08數控技師班

姓 名：

張 永 東

學 號：

2008020103041

指導教師：

周偉 董躍平

二零一一年五月

摘 要

世界制造業轉移，中國正在逐步成為世界加工廠。美國、德國、韓國等國家已經進入工業化發展的高技術密集時代與微電子時代，鋼鐵、機械、化工等重工業正逐漸向發展中國家轉移。我國目前經濟發展已經過了發展初期，正處于重化工業發展中期。

未來10年將是中國機械行業發展最佳時期。美國、德國的重化工業發展期延續了18年以上，美國、德國、韓國四國重化工業發展期平均延續了12年，我們估計中國的重化工業發展期將至少延續10年，直到2015年。因此，在未來10年中，隨著中國重化工業進程的推進，中國企業規模、產品技術、質量等都將得到大幅提升，國產機械產品國際競爭力增強，逐步替代進口，并加速出口。目前，機械行業中部分子行業如船舶、鐵路、集裝箱及集裝箱起重機制造等已經受益于國際間的產業轉移，并將持續受益；電站設備、工程機械、床等將受益于產業轉移，加快出口進程

關鍵詞 : 數控 工業化發展 刀具 機床

Abstract Transfer of world manufacturing, China is gradually becoming the world's factory.United States, Germany, Korea and other countries have already entered the era of industrialization and the development of microelectronics era of high-tech intensive, steel, machinery, chemicals and other heavy industry is gradually transferred to developing countries.China's current economic development has been the early stages of development, the development of heavy industry is in the middle.The next 10 years will be the best period of China's machinery industry.United States, the development of heavy chemical industry in Germany more than 18 years of continuity, the United States, Germany, South Korea four countries on average continue the development of heavy chemical industry for 12 years, we estimate that the development of China's heavy chemical industry will continue through at least 10 years, until 2015.Therefore, in the next 10 years, with China to promote the process of heavy and chemical industries, the Chinese firm size, product technology, quality and so will be significantly improved international competitiveness of domestic machinery products increased, and gradually replace imports and exports accelerate.Currently, the central molecular machinery industry sectors such as shipbuilding, railway, container and container crane manufacturer, have already benefited from the international industrial transfer, and will continue to benefit;power plant equipment, engineering machinery, beds, etc.will benefit from the transfer of industries, accelerate the export processKeywords: CNC machine tool industrial development

目 錄

第一章 數控機床的產生......................................................................................................5 第二章 數控機床的發展......................................................................................................6 2.1 數控系統的發展......................................................................................................6 2.2 機床的發展趨勢......................................................................................................6 第三章 數控機床的分類......................................................................................................7 3.1 按加工工藝方法分類..............................................................................................7 3.2金屬切削類數控機床........................................................................................7 3.3特種加工類數控機床........................................................................................7 3.4板材加工類數控機床.......................................................................................8 4.1.合理選擇切削用量.................................................................................................8 4.2.合理選擇刀具.........................................................................................................8 4.3.合理選擇夾具.........................................................................................................9 4.4.確定加工路線.........................................................................................................9 4.5.加工路線與加工余量的聯系.................................................................................9 4.6.夾具安裝要點.........................................................................................................9 第五章 程序首句妙用與控制尺寸精度的技巧................................................................10 5.1、程序首句妙用G00的技巧.................................................................................10 5.2、控制尺寸精度的技巧...........................................................................................11 5.2.1.修改刀補值保證尺寸精度.......................................................................11 5.2.2.半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度...........................................11 5.2.3.程序編制保證尺寸精度...........................................................................11 5.2.4.修改程序和刀補控制尺寸......................................................................12 第六章

數控技術..............................................................................................................13 6.1數控機床運動坐標的電氣控制.............................................................................13 參考文獻.......................................................................................................................15

第一章 數控機床的產生

在機械制造工業中并不是所有的產品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產的零件（批量在10～100件）約占機械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、機床、重型機械以及國防工業更是如此。

為了滿足多品種，小批量的自動化生產，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產品頻繁變化的柔性自動化機床。數控機床就是在這樣的背景下誕生與發展起來的。它為單件、小批量生產的精密復雜零件提供了自動化的加工手段。

根據國家標準ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，對機床數字控制的定義：用數字控制的裝置（簡稱數控裝置），在運行過程中，不斷地引入數字數據，從而對某一生產過程實現自動控制，叫數字控制，簡稱數控。用計算機控制加工功能，稱計算機數控（computerized numerical，縮寫ＣＮＣ）。

數控機床即使采用了數控技術的機床，或者說裝備了數控系統的機床。從應用來說，數控機床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數字化的代碼來表示，通過控制介質將數字信息送入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發出各種指令來控制機床的伺服系統或其他執行元件，是機床自動加工出所需要的零件。

第二章 數控機床的發展

2.1 數控系統的發展

從１９５２年第一臺數控機床問世后，數控系統已經先后經歷了兩個階段和六代的發展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計算機、微處理器和基于工控ＰＣ機的通用CNC系統。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數控，簡稱ＮＣ系統；后三代為第二階段，乘坐計算機軟件數控，簡稱ＣＮＣ系統。

2.2 機床的發展趨勢

數控機床總的發展趨勢是工序集中、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世紀50年代末期，在一般數控機床的基礎上開發了數控加工中心，即自備刀具庫的自動換刀數控機床。在加工中心機床上，工件一次裝夾后，機床的機械手可以自動更換刀具，連續的對工件進行多種工序加工。

目前，加工中心機床的刀具庫容量可達到100多把刀具，自動換刀裝置的換刀時間僅需0.5～2秒。加工中心機床使工序集中在一臺機床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時也減少了機床的臺數與占地面積，壓縮了半成品的庫存量，減少了工序間的輔助時間，有效的提高了數控機床的生產效率和數控加工的經濟效益。

（2）高速、高效、高精度

高速、高效、高精度是機械加工的目標，數控機床因其價格昂貴，在上述三方面的發展也就更為突出。

（3）方便使用

數控機床制造廠把建立友好的人機界面、提高數控機床的可靠性作為提高競爭能力的主要方面。

1）加工編程方便

手工編程和自動編程已經使用了幾十年，有了長足的發展，在手工編程方面，開發了多種加工循環、參數編程和除直線、圓弧以外的各種插補功能，CAD/CAM的研究發展，從技術上來講可以替代手工編程。但是一套適用的CAD/CAM軟件加上計算機硬件，投資較大，學習、掌握時間較長，對大多數的簡單工件很不經濟。

2）使用方法

數控機床普遍采用彩色CRT進行人機對話、圖形顯示和圖形模擬的。有的數控機床將采用說明書、編程指南、潤滑指南等存入系統共使用者調閱。

第三章 數控機床的分類

3.1 按加工工藝方法分類

3.2金屬切削類數控機床

與傳統的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數控機床有數控車床、數控銑床、數控鉆床、數控磨床、數控齒輪加工機床等。盡管這些數控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數字化控制的，具有較高的生產率和自動化程度。

3.3特種加工類數控機床

除了切削加工數控機床以外，數控技術也大量用于數控電火花線切割機床、數控電火花成型機床、數控等離子弧切割機床、數控火焰切割機床以及數控激光加工機床等。

3.4板材加工類數控機床

常見的應用于金屬板材加工的數控機床有數控壓力機、數控剪板機和數控折彎機等。近年來，其它機械設備中也大量采用了數控技術，如數控多坐標測量機、自動繪圖機及工業機器人等。

第四章 數控車的工藝與工裝削

數控車床加工工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數控車床是一次裝夾，連續自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。

4.1.合理選擇切削用量

對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質量。經濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。

切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。

4.2.合理選擇刀具

1)粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。

2)精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。3)為減少換刀時間和方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。

4.3.合理選擇夾具

1)盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具； 2)零件定位基準重合，以減少定位誤差。

4.4.確定加工路線

加工路線是指數控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。1)應能保證加工精度和表面粗糙要求；

2)應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。

4.5.加工路線與加工余量的聯系

目前，在數控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。

4.6.夾具安裝要點

目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現的，液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。

第五章 程序首句妙用與控制尺寸精度的技巧

5.1、程序首句妙用G00的技巧

目前我們所接觸到的教科書及數控車削方面的技術書籍，程序首句均為建立工件坐標系，即以G50 Xα Zβ作為程序首句。根據該指令，可設定一個坐標系，使刀具的某一點在此坐標系中的坐標值為(Xα Zβ)(本文工件坐標系原點均設定在工件右端面)。采用這種方法編寫程序，對刀后，必須將刀移動到G50設定的既定位置方能進行加工，找準該位置的過程如下。

1.對刀后，裝夾好工件毛坯；

2.主軸正轉，手輪基準刀平工件右端面A；

3.Z軸不動，沿X軸釋放刀具至C點，輸入G50 Z0，電腦記憶該點； 4.程序錄入方式，輸入G01 W-8 F50，將工件車削出一臺階；

5.X軸不動，沿Z軸釋放刀具至C點，停車測量車削出的工件臺階直徑γ，輸入G50 Xγ，電腦記憶該點；

6.程序錄入方式下，輸入G00 Xα Zβ，刀具運行至編程指定的程序原點，再輸入G50 Xα Zβ，電腦記憶該程序原點。

。上述步驟中，步驟6即刀具定位在XαZβ處至關重要，否則，工件坐標系就會被修改，無法正常加工工件。有過加工經驗的人都知道，上述將刀具定位到XαZβ處的過程繁瑣，一旦出現意外，X或Z軸無伺服，跟蹤出錯，斷電等情況發生，系統只能重啟，重啟后系統失去對G50設定的工件坐標值的記憶，“復位、回零運行”不再起作用，需重新將刀具運行至XαZβ位置并重設G50。如果是批量生產，加工完一件后，回G50起點繼續加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系。鑒于上述程序首句使用G50建立工件坐標系的種種弊端，筆者想辦法將工件坐標系固定在機床上，將程序首句G50 XαZβ改為G00 Xα Zβ后，問題迎刃而解。其操作過程只需采用上述找G50過程的前五步，即完成步驟1、2、3、4、5后，將刀具運行至安全位置，調出程序，按自動運行即可。即使發生斷電等意外情況，重啟系統后，在編輯方式下將光標移至能安全加工又不影響工件加工進程的程序段，按自動運行方式繼續加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的實質是將工件坐標系固定在機床上，不再囿于G50 Xα Zβ程序原點的限制，不改變工件坐標系，操作簡單，可靠性強，收到了意想不到的效果。中國金屬加工在線

5.2、控制尺寸精度的技巧 5.2.1.修改刀補值保證尺寸精度

由于第一次對刀誤差或者其他原因造成工件誤差超出工件公差，不能滿足加工要求時，可通過修改刀補使工件達到要求尺寸，保證徑向尺寸方法如下： a.絕對坐標輸入法

根據“大減小，小加大”的原則，在刀補001～004處修改。如用2號切斷刀切槽時工件尺寸大了0.1mm，而002處刀補顯示是X3.8，則可輸入X3.7，減少2號刀補。b.相對坐標法

如上例，002刀補處輸入U-0.1，亦可收到同樣的效果。

同理，對于軸向尺寸的控制亦如此類推。如用1號外圓刀加工某處軸段，尺寸長了0.1mm，可在001刀補處輸入W0.1。

5.2.2.半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度

對于大部分數控車床來說，使用較長時間后，由于絲桿間隙的影響，加工出的工件尺寸經常出現不穩定的現象。這時，我們可在粗加工之后，進行一次半精加工消除絲桿間隙的影響。如用1號刀G71粗加工外圓之后，可在001刀補處輸入U0.3，調用G70精車一次，停車測量后，再在001刀補處輸入U-0.3，再次調用G70精車一次。經過此番半精車，消除了絲桿間隙的影響，保證了尺寸精度的穩定。

5.2.3.程序編制保證尺寸精度

a.絕對編程保證尺寸精度

編程有絕對編程和相對編程。相對編程是指在加工輪廓曲線上，各線段的終點位置以該線段起點為坐標原點而確定的坐標系。也就是說，相對編程的坐標原點經常在變換，連續位移時必然產生累積誤差，絕對編程是在加工的全過程中，均有相對統一的基準點，即坐標原點，故累積誤差較相對編程小。數控車削工件時，工件徑向尺寸的精度一般比軸向尺寸精度高，故在編寫程序時，徑向尺寸最好采用絕對編程，考慮到加工及編寫程序的方便，軸向尺寸常采用相對編程，但對于重要的軸向尺寸，最好采用絕對編程。

b.數值換算保證尺寸精度

很多情況下，圖樣上的尺寸基準與編程所需的尺寸基準不一致，故應先將圖樣上的基準尺寸換算為編程坐標系中的尺寸。如圖2b中，除尺寸13.06mm外，其余均屬直接按圖2a標注尺寸經換算后而得到的編程尺寸。其中，φ29.95mm、φ16mm及60.07mm三個尺寸為分別取兩極限尺寸平均值后得到的編程尺寸。

5.2.4.修改程序和刀補控制尺寸

數控加工中，我們經常碰到這樣一種現象：程序自動運行后，停車測量，發現工件尺寸達不到要求，尺寸變化無規律。如用1號外圓刀加工圖3所示工件，經粗加工和半精加工后停車測量，各軸段徑向尺寸如下：φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。對此，筆者采用修改程序和刀補的方法進行補救，方法如下：

a.修改程序

原程序中的X30不變，X23改為X23.03，X16改為X16.04，這樣一來，各軸段均有超出名義尺寸的統一公差0.06mm；

b.改刀補

在1號刀刀補001處輸入U-0.06。

經過上述程序和刀補雙管齊下的修改后，再調用精車程序，工件尺寸一般都能得到有效的保證。

數控車削加工是基于數控程序的自動化加工方式，實際加工中，操作者只有具備較強的程序指令運用能力和豐富的實踐技能，方能編制出高質量的加工程序，加工出高質量的工件。

第六章

數控技術

6.1數控機床運動坐標的電氣控制

數控機床一個運動坐標的電氣控制由電流(轉矩)控制環、速度控制環和位置控制環串聯組成。

(1)電流環是為伺服電機提供轉矩的電路。一般情況下它與電動機的匹配調節已由制造者作好了或者指定了相應的匹配參數，其反饋信號也在伺服系統內聯接完成，因此不需接線與調整。

(2)速度環是控制電動機轉速亦即坐標軸運行速度的電路。速度調節器是比例積分(PI)調節器，其P、I調整值完全取決于所驅動坐標軸的負載大小和機械傳動系統(導軌、傳動機構)的傳動剛度與傳動間隙等機械特性，一旦這些特性發生明顯變化時，首先需要對機械傳動系統進行修復工作，然后重新調整速度環PI調節器。

速度環的最佳調節是在位置環開環的條件下才能完成的，這對于水平運動的坐標軸和轉動坐標軸較容易進行，而對于垂向運動坐標軸則位置開環時會自動下落而發生危險，可以采取先摘下電動機空載調整，然后再裝好電動機與位置環一起調整或者直接帶位置環一起調整，這時需要有一定的經驗和細心。速度環的反饋環節見前面“速度測量”一節。

(3)位置環是控制各坐標軸按指令位置精確定位的控制環節。位置環將最終影響坐標軸的位置精度及工作精度。這其中有兩方面的工作：

一是位置測量元件的精度與CNC系統脈沖當量的匹配問題。測量元件單位移動距離發出的脈

沖數目經過外部倍頻電路和/或CNC內部倍頻系數的倍頻后要與數控系統規定的分辨率相符。例如位置測量元件10脈沖/mm，數控系統分辨率即脈沖當量為0.001mm，則測量元件送出的脈沖必須經過100倍頻方可匹配。

二是位置環增益系數Kv值的正確設定與調節。通常Kv值是作為機床數據設置的，數控系統中對各個坐標軸分別指定了Kv值的設置地址和數值單位。在速度環最佳化調節后Kv值的設定則成為反映機床性能好壞、影響最終精度的重要因素。Kv值是機床運動坐標自身性能優劣的直接表現而并非可以任意放大。關于Kv值的設置要注意兩個問題，首先要滿足下列公式： Kv=v/Δ

式中v——坐標運行速度，m/min Δ——跟蹤誤差，mm

注意，不同的數控系統采用的單位可能不同，設置時要注意數控系統規定的單位。例如，坐標運行速度的單位是m/min，則Kv值單位為m/(mm·min)，若v的單位為mm/s，則Kv的單位應為mm/(mm·s)。

其次要滿足各聯動坐標軸的Kv值必須相同，以保證合成運動時的精度。通常是以Kv值最低的坐標軸為準。

位置反饋(參見上節“位置測量”)有三種情況：一種是沒有位置測量元件，為位置開環控制即無位置反饋，步進電機驅動一般即為開環；一種是半閉環控制，即位置測量元件不在坐標軸最終運動部件上，也就是說還有部分傳動環節在位置閉環控制之外，這種情況要求環外傳動部分應有相當的傳動剛度和傳動精度，加入反向間隙補償和螺距誤差補償之后，可以得到很高的位置控制精度；第三種是全閉環控制，即位置測量元件安裝在坐標軸的最終運動部件上，理論上這種控制的位置精度情況最好，但是它對整個機械傳動系統的要求更高而不是低，如若不然，則會嚴重影響兩坐標的動態精度，而使得機床只能在降低速度環和位置精度的情況下工作。影響全閉環控制精度的另一個重要問題是測量元件的精確安裝問題，千萬不可輕視。

(4)前饋控制與反饋相反，它是將指令值取出部分預加到后面的調節電路，其主要作用是減小跟蹤誤差以提高動態響應特性從而提高位置控制精度。因為多數機床沒有設此功能，故本文不詳述，只是要注意，前饋的加入必須是在上述三個控制環均最佳調試完畢后方可進行。

參考文獻

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2.黃勇 陳子辰 浙江學 《機床數控系統的發展趨勢 》 3.作者：李佳 《數控機床及應用》

4.2001年第30卷第1期 《機械設計與制造工程》 5.2005年第12期 《機電新產品導報》 6.2007年第34卷第8期 《機械》

7.2007年第4期 《世界制造技術與裝備市場》 3.作者：李佳應用》

8.2001年第30卷第1期 《機械設計與制造工程》 9.2005年第12期 《機電新產品導報》 10.2007年第34卷第8期 《機械》

11.2007年第4期 《世界制造技術與裝備市場》3.作者：李佳 應用》

12.2001年第30卷第1期 《機械設計與制造工程》 13.2005年第12期 《機電新產品導報》 14.2007年第34卷第8期 《機械》 15.2007年第4期 《世界制造技術與裝備市場》

《數控機床及《數控機床及致

謝

時光匆匆如流水，轉眼便是大學畢業時節，春夢秋云，聚散真容易。在這個美好的季節里，我在電腦上敲出了最后一個字，心中涌現的不是想象已久的歡欣，卻是難以言喻的失落。是的，隨著論文的終結，意味著我生命中最純美的學生時代即將結束，盡管百般不舍，這一天終究會在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來臨。

三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識，更重要的是在閱讀、實踐中所培養的思維方式、表達能力和廣闊視野。很慶幸這些年來我遇到了許多恩師益友，無論在學習上、生活上還是工作上都給予了我無私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長。感恩之情難以用語言量度，謹以最樸實的話語致以最崇高的敬意。

還要感謝我的父母，給予我生命并竭盡全力給予了我接受教育的機會，養育之恩沒齒難忘； 他們不僅培養了我對中國傳統文化的濃厚的興趣，讓我在漫長的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業論文提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里，我會更加努力的學習和工作，不辜負父母對我的殷殷期望！我一定會好好孝敬和報答他們！，還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過客，但他們對我的支持和幫助依然在我記憶中留底了深刻的印象。在此無法一一羅列，但對他們，我始終心懷感激。最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝！