第一篇：數(shù)控論文

談數(shù)控技術的現(xiàn)狀及發(fā)展

作者：遼寧科技大學 06機械8班

丁洪帥

內容摘要：

隨著科學技術的高速發(fā)展,制造業(yè)領域發(fā)生了根本的變化。數(shù)控技術的廣泛應用大大提高了生產效率和產品質量,使得機械加工進入了柔性自動化時代。數(shù)控技術集傳統(tǒng)的機械制造、計算機、現(xiàn)代控制、傳感技術、信息處理、光機電技術于一體,是現(xiàn)代制造技術的基礎。它的應用和發(fā)展不僅給機械制造界帶來深刻的變化,而且給其他領域帶來了變革。數(shù)控設備在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛的應用,其數(shù)量和數(shù)控化率高低已成為衡量一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平的重要標志。本文將對數(shù)控技術的含義、現(xiàn)狀、未來發(fā)展以及我國數(shù)控技術的未來發(fā)展空間這四個方面進行探討。

關鍵詞：

數(shù)控技術，現(xiàn)實發(fā)展狀況，未來發(fā)展及變革空間，我國數(shù)控技術的發(fā)展 正文：

一，數(shù)控的基本理解

數(shù)控技術是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實現(xiàn)一臺或多臺機械設備動作控制的技術。它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和與機械能量流向有關的開關量。數(shù)控的產生依賴于數(shù)據(jù)載體和二進制形式數(shù)據(jù)運算的出現(xiàn)。1908年，穿孔的金屬薄片互換式數(shù)據(jù)載體問世；19世紀末，以紙為數(shù)據(jù)載體并具有輔助功能的控制系統(tǒng)被發(fā)明；1938年，香農在美國麻省理工學院進行了數(shù)據(jù)快速運算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計算機，包括計算機數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎。數(shù)控技術是與機床控制密切結合發(fā)展起來的。1952年，第一臺數(shù)控機床問世，成為世界機械工業(yè)史上一件劃時代的事件，推動了自動化的發(fā)展。

數(shù)控技術也叫計算機數(shù)控技術，目前它是采用計算機實現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術。這種技術用計算機按事先存貯的控制程序來執(zhí)行對設備的控制功能。由于采用計算機替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入數(shù)據(jù)的存貯、處理、運算、邏輯判斷等各種控制機能的實現(xiàn)，均可通過計算機軟件來完成。

二，數(shù)控技術的現(xiàn)狀

近年來我國企業(yè)的數(shù)控機床占有率逐年上升，在大中企業(yè)已有較多的使用，在中小企業(yè)甚至個體企業(yè)中也普遍開始使用。在這些數(shù)控機床中，除少量機床以fms模式集成使用外，大都處于單機運行狀態(tài)，并且相當部分處于使用效率不高，管理方式落后的狀態(tài)。

２００１年，我國機床工業(yè)產值已進入世界第５名，機床消費額在世界排名上升到第３位，達４７．３９億美元，僅次于美國的５３．６７億美元，消費額比上一年增長２５％。但由于國產數(shù)控機床不能滿足市場的需求，使我國機床的進口額呈逐年上升態(tài)勢，２００１年進口機床躍升至世界第２位，達２４．０６億美元，比上年增長２７．３％。

近年來我國出口額增幅較大的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控磨床、數(shù)控特種加工機床、數(shù)控剪板機、數(shù)控成形折彎機、數(shù)控壓鑄機等，普通機床有鉆床、鋸床、插床、拉床、組合機床、液壓壓力機、木工機床等。出口的數(shù)控機床品種以中低檔為主。

同時，新產品開發(fā)有了很大突破，技術含量高的產品占據(jù)了主導地位。數(shù)控機床產量的大幅度增長也是我國數(shù)控領域的基本現(xiàn)狀之一。數(shù)控機床發(fā)展的關鍵配套產品有了較大的突破，近年來通過政府的支持，數(shù)控機床“"套餐”“開始擺上“餐桌”。如北京航天機床數(shù)控系統(tǒng)集團公司建立了具有自主知識產權的新一代開放式數(shù)控系統(tǒng)平臺；煙臺第二機床附件廠開發(fā)了為數(shù)控機床配套的多種動力卡盤和過濾排屑裝置；濟南第二機床集團公司的數(shù)控龍門鏜銑床、數(shù)控落地鏜銑

床及數(shù)控鍛壓設備等３０多個系列１００多個品種的數(shù)控”“套餐”"，吸引了人們廣泛關注。

三，數(shù)控技術的發(fā)展空間

從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，其主要研究熱點有以下幾個方面：

第一，高速、高精加工技術及裝備的新趨勢：

效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。為此日本先端技術研究會將其列為5大現(xiàn)代制造技術之一，國際生產工程學會（CIRP）將其確定為21世紀的中心研究方向之一。

在加工精度方面，近10年來，普通級數(shù)控機床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密級加工中心則從3～5μm，提高到1～1.5μm，并且超精密加工精度已開始進入納米級(0.01μm)。

在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。

第二.，5軸聯(lián)動加工和復合加工機床快速發(fā)展：

采用5軸聯(lián)動對三維曲面零件的加工，可用刀具最佳幾何形狀進行切削，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。一般認為，1臺5軸聯(lián)動機床的效率可以等于2臺3軸聯(lián)動機床，特別是使用立方氮化硼等超硬材料銑刀進行高速銑削淬硬鋼零件時，5軸聯(lián)動加工可比3軸聯(lián)動加工發(fā)揮更高的效益。但過去因5軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)、主機結構復雜等原因，其價格要比3軸聯(lián)動數(shù)控機床高出數(shù)倍，加之編程技術難度較大，制約了5軸聯(lián)動機床的發(fā)展。

當前由于電主軸的出現(xiàn)，使得實現(xiàn)5軸聯(lián)動加工的復合主軸頭結構大為簡化，其制造難度和成本大幅度降低，數(shù)控系統(tǒng)的價格差距縮小。因此促進了復合主軸頭類型5軸聯(lián)動機床和復合加工機床（含5面加工機床）的發(fā)展。

第三，智能化、開放式、網(wǎng)絡化成為當代數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要趨勢：

21世紀的數(shù)控裝備將是具有一定智能化的系統(tǒng)，智能化的內容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面：為追求加工效率和加工質量方面的智能化，如加工過程的自適應控制，工藝參數(shù)自動生成；簡化編程、簡化操作方面的智能化，如智能化的自動編程、智能化的人機界面等；還有智能診斷、智能監(jiān)控方面的內容、方便系統(tǒng)的診斷及維修等。

數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。所謂開放式數(shù)控系統(tǒng)就是數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)可以在統(tǒng)一的運行平臺上，面向機床廠家和最終用戶，通過改變、增加或剪裁結構對象（數(shù)控功能），形成系列化，并可方便地將用戶的特殊應用和技術訣竅集成到控制系統(tǒng)中，快速實現(xiàn)不同品種、不同檔次的開放式數(shù)控系統(tǒng)，形成具有鮮明個性的名牌產品。

網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年國際著名機床博覽會的一個新亮點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。

第四，重視新技術標準、規(guī)范的建立：

（1）關于數(shù)控系統(tǒng)設計開發(fā)規(guī)范

如前所述，開放式數(shù)控系統(tǒng)有更好的通用性、柔性、適應性、擴展性，美國、歐共體和日本等國紛紛實施戰(zhàn)略發(fā)展計劃，并進行開放式體系結構數(shù)控系統(tǒng)規(guī)范(OMAC、OSACA、OSEC)的研究和制定，世界3個最大的經(jīng)濟體在短期內進行了幾乎相同的科學計劃和規(guī)范的制定，預示了數(shù)控技術的一個新的變革時期的來臨。

（2）關于數(shù)控標準

數(shù)控標準是制造業(yè)信息化發(fā)展的一種趨勢。數(shù)控技術誕生后的50年間的信息交換都是基于ISO6983標準，即采用G，M代碼描述如何（how）加工，其本質特征是面向加工過程，顯然，他已越來越不能滿足現(xiàn)代數(shù)控技術高速發(fā)展的需要。為此，國際上正在研究和制定一種新的CNC系統(tǒng)標準ISO14649（STEP－NC)，其目的是提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機制，能夠描述產品整個生命周期內的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實現(xiàn)整個制造過程，乃至各個工業(yè)領域產品信息的標準化。

第五，數(shù)字式交流伺服成為主流，數(shù)字式交流伺服系統(tǒng)體積小，性能好，調試方便，克服了過去模擬伺服系統(tǒng)用電位器調節(jié)的不便。通過數(shù)字設定可優(yōu)化速度，電流環(huán)，可進行轉矩限制，進行加減速控制，另外可以和外

部計算機通訊，備份伺服參數(shù)，并在上位機顯示電流，扭矩波形，便于觀察。

四，我國數(shù)控技術發(fā)展

我國數(shù)控技術發(fā)展應該結合我國的具體實際，在一下幾個方面多家改進： 首先，中國廠多人眾，極需正確的方針、政策對數(shù)控機床的發(fā)展進行有力的指引。應學習美、德、日經(jīng)驗，政府高度重視、正確決策、大力扶植。在方針政策上，應講究科學精神、經(jīng)濟實效，以切實提高生產率、勞動生產率為原則。

其次，在方法上，深入用戶，精通工藝，低中高檔并舉，學習日本，批量生產，占領市場，減少進口，擴大出口。

再次，在步驟措施上，必須使國產數(shù)控系統(tǒng)先進、可靠，狠抓產品質量與配套件過關，打好技術基礎。近期重在打基礎，建立信譽，擴大國產數(shù)控機床的國內市場份額，遠期謀求趕超世界先進水平，大步走向世界市場。

最后，必須狠抓根本，堅持“以人為本”，加速提高人員素質、培養(yǎng)各種專家人才，從根本上改變目前低效、落後的狀態(tài)。人是一切事業(yè)成敗的根本，層層都要重視“培才、選才、用才”，建立學習型企業(yè)，樹立企業(yè)文化，加速培育新人，培訓在職人員，建立師徒相傳制度，舉辦各種技術講座、訓練班和專題討論會，甚至聘請外國專家、顧問等，盡力提高數(shù)控。

數(shù)控技術的應用不但給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來了革命性的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的象征，而且隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，他對國計民生的一些重要行業(yè)（汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為這些行業(yè)所需裝備的數(shù)字化已是現(xiàn)代發(fā)展的大趨勢。數(shù)控技術的未來發(fā)展空間是很廣闊的，數(shù)控技術的發(fā)展離不開整個社會服務體系的完善，包括人材培訓，維修服務等方面的配合，這也是我國社會需要加緊步伐的部分，中國今后要加速發(fā)展數(shù)控機床產業(yè)，既要深入總結過往的經(jīng)驗教訓，切實改善存在的問題，又要認真學習國外的先進經(jīng)驗，沿正確的道路前進。

第二篇：數(shù)控論文

學院

畢業(yè)論文

題 目 數(shù)控零件加工工藝設計 專 業(yè) 數(shù)控技術 年 級 2009級 學生姓名 指導教師

2011.06.29

摘 要

隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展和應用領域的擴大，數(shù)控加工技術對國計民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因為效率、質量是先進制造技術的主體。高速、高精加工技術可極大地提高效率，提高產品的質量和檔次，縮短生產周期和提高市場競爭能力。而對于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產品。

本文根據(jù)數(shù)控機床的特點，針對具體的零件，進行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過整個工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設備在保證加工精度，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。

前 言

在機械加工工藝教學中，機械制造專業(yè)學生及數(shù)控技術專業(yè)學生都要學習數(shù)控車床操作技術。讓學生了解相關工種的先進技術，同時培養(yǎng)工作崗位的前瞻性；在講授數(shù)控知識的同時，必須要求學生掌握基本的機械加工工藝，增強系統(tǒng)意識，理解手動操作與自動操作之間的聯(lián)系，真正把學生培養(yǎng)成為適應各種工作環(huán)境和崗位的多面手。數(shù)控車工基礎工藝理論及技能有機融合，包括夾具的使用、量具的識讀和使用、刃具的刃磨及使用、基準定位等，分類敘述了車床操作、數(shù)控車床自動編程仿真操作、數(shù)控車床編程與操作的初、中級內容。以機械加工中車工工藝學與數(shù)控車床技能訓練密切結合為主線，常用量具識讀及工件測量、刀具及安裝、工件定位與安裝、金屬切削過程及精加工，較清晰地展示了數(shù)控車工必須掌握的知識和技能的訓練途徑。對涉及與數(shù)控專業(yè)相關的基礎知識、專業(yè)計算，都進行了有針對性的論述，目的在于塑造理論充實、技能扎實的專業(yè)技能型人才。

本文以與切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結合數(shù)控加工的特點，分別進行工藝方案分析，機床的選擇，刀具加工路線的確定，數(shù)控程序的編制，最終形成可以指導生產的工藝文件。在整個工藝過程的設計過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準、剛性好，合理選用刀具和切削參數(shù)，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。最終形成的工藝文件要完整，并能指導實際生產。

第2章 工藝方案分析

2.1 零件圖

技術要求 去除毛刺 尖角倒鈍。2 未注倒角均為45。3 無熱處理和硬度要求。

2.2 零件圖分析 該零件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋等表面組成。尺寸標注完整，選用毛坯為45#鋼，Φ55mm×150mm，無熱處理和硬度要求。

2.3 確定加工方法

加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實際選擇時，要結合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。

圖上幾個精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時沒有取平均值，而取其基本尺寸。

在輪廓線上，有個錐度10度坐標P1、和一處圓弧切點P2，在編程時要求出其坐標，P1（45.29，75）P2（35，56.46）。

通過以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟性，最理想的加工方式為車削，考慮該零件為大批量加工，故加工設備采用數(shù)控車床。

根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6032數(shù)控機床。

2.4 確定加工方案

零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達到的。對這些表面僅僅根據(jù)質量要求選擇相應的最終加工方法是不夠的，還應正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。

毛坯先夾持左端，車右端輪廓113mm處，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、R9mm、Φ35mm、錐度為10度的外圓，Φ52mm.調頭裝夾已加工Φ52mm外圓，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺紋M25mm×1.5mm.該典型軸加工順序為：

預備加工---車端面---粗車右端輪廓---精車右端輪廓---切槽---工件調頭---車端面---粗車左端輪廓---精車左端輪廓---切退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋

第3章 工件的裝夾

3.1 定位基準的選擇

在制定零件加工的工藝規(guī)程時，正確地選擇工件的定位基準有著十分重要的意義。定位基準選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，提高加工效率。

3.2 定位基準選擇的原則

1）基準重合原則。為了避免基準不重合誤差，方便編程，應選用工序基準作為定位基準，盡量使工序基準、定位基準、編程原點三者統(tǒng)一。

2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準應能保證定位準確、可靠，定位、夾緊機構簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。

3）便于對刀的原則。批量加工時在工件坐標系已經(jīng)確定的情況下，保證對刀的可能性和方便性。

3.3 確定零件的定位基準

以左右端大端面為定位基準。

3.4 裝夾方式的選擇 為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質量，而且對生產率，加工成本及操作安全都有直接影響。

3.5 數(shù)控車床常用的裝夾方式

1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個卡爪是同步運動的，能自動定心，一般不需要找正。該卡盤裝夾工件方便、省時，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。

2）在兩頂尖之間裝夾。對于尺寸較大或加工工序較多的軸類工件，為了保證每次裝夾時的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。

3）用卡盤和頂尖裝夾。當車削質量較大的工件時要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確，應用較廣泛。

4）用心軸裝夾。當裝夾面為螺紋時再做個與之配合的螺紋進行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準確。

3.6 確定合理的裝夾方式

裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達到工件精度要求；再工件調頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端Φ52，再加工左端達到工件精度要求。

第4章 刀具及切削用量

4.1 選擇數(shù)控刀具的原則

刀具壽命與切削用量有密切關系。在制定切削用量時，應首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應根據(jù)優(yōu)化的目標而定。一般分最高生產率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標確定。

選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復雜和精度高的刀具壽命應選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30min。對于裝刀、換刀和調刀比較復雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應選得高些，尤應保證刀具可靠性。車間內某一工序的生產率限制了整個車間的生產率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當某工序單位時間內所分擔到的全廠開支M較大時，刀具壽命也應選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細粒度硬質合金)并使用可轉位刀片。

4.2 選擇數(shù)控車削用刀具

數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應盡量少用或不用成型車刀。尖形車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構成，如90°內外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時基本相同，但應結合數(shù)控加工的特點(如加工路線、加工干涉等)進行全面的考慮，并應兼顧刀尖本身的強度。

二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點都是圓弧形車刀的刀尖，應此，刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時應考慮兩點車刀切削刃的圓弧半徑應小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強度太弱或刀體散熱能力差而導致車刀損壞。4.3 設置刀點和換刀點

刀具究竟從什么位置開始移動到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標系下開始運動的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時刀具相對于工件運動的起點，所以稱程序起始點或起刀點。此起始點一般通過對刀來確定，所以，該點又稱對刀點。在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。對刀點設置原則是:便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對刀點可以設置在加工零件上，也可以設置在夾具上或機床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應盡量設置在零件的設計基準或工藝基誰上。實際操作機床時，可通過手工對刀操作把刀具的刀位點放到對刀點上，即“刀位點”與“對刀點”的重合。所謂“刀位點”是指刀具的定位基準點，車刀的刀位點為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線與刀具底面的交點。球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。加工過程中需要換刀時，應規(guī)定換刀點。所謂“換刀點”是指刀架轉動換刀時的位置，換刀點應設在工件或夾具的外部，以換刀時不碰工件及其它部件為準。

4.4 確定切削用量

數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。切削用量包括主軸轉速、背吃刀量及進給速度等。對于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產率，降低成本。第5章 典型軸類零件的加工

5.1 軸類零件加工工藝分析

（1）技術要求

軸類零件的技術要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級通常為IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動；保證配合軸頸對于支承軸頸的同軸度，是軸類零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。

（2）毛坯選擇

軸類零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動機曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為60mm，材料45#鋼，在鋸床上按150mm長度下料。

（3）定位基準選擇 軸類零件外圓表面、內孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對軸中心線的垂直度是其相互位置精度的主要項目，而這些表面的設計基準一般都是軸中心線。用兩中心孔定位符合基準重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準。

當不能采用中心孔時或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準，或是以外圓表面和中心孔共同作為定位基準，能承受較大的切削力，但重復定位精度并不太高。

數(shù)控車削時，為了能用同一程序重復加工和工件調頭加工軸向尺寸的準確性，或為了端面余量均勻，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時，則應采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階兒面作為軸向定位基準。

（4）軸類零件的預備加工 車削之前常需要根據(jù)情況安排預備加工，內容通常有:直--毛坯出廠時或在運輸、保管過程中，或熱處理時常會發(fā)生彎曲變形。過量彎曲變形會造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車削前需增加校直工序。

切斷---用棒料切得所需長度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進行，也可以在普通車床切斷或在沖床上用沖模沖切。

車端面和鉆中心孔—對數(shù)控車削而言，通常將他們作為預備加工工序安排。（5）熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車前應根據(jù)材質和技術要求安排正火火退火處理，以消除應力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應安排調質處理，以提高零件的綜合機械性能；對于硬度和耐磨性要求不高的零件，調質也常作為最終熱處理。相對運動的表面需在精加工前或后進行表面淬火處理或進行化學熱處理，以提高其耐磨性。

（6）加工工序的劃分一般可按下列方法進行：

①刀具集中分序法

就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時間，減少不必要的定位誤差。

②以加工部位分序法

對于加工內容很多的零件，可按其結構特點將加工部分分成幾個部分，如內形、外形、曲面或平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡單的幾何形狀，再加工復雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。

③以粗、精加工分序法 對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進行校形，故一般來說凡要進行粗、精加工的都要將工序分開。

綜上所述，在劃分工序時，一定要視零件的結構與工藝性，機床的功能，零件數(shù)控加工內容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實際情況來確定，但一定力求合理。

（7）工時在加,加工順序的安排應根據(jù)零件的結構和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序一般應按下列原則進行：

①上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。

②先進行內形內腔加工序，后進行外形加工工序。

③以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進行，以減少重復定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。

④在同一次安裝中進行的多道工序，應先安排對工件剛性破壞小的工序。

在數(shù)控車床上粗車、半精車分別用一個加工程序控制。工件調頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動”繼續(xù)加工。（8）走刀路線和對刀點選擇

走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運動到切削起始點、刀具切入、切出并返回切削起始點或對刀點等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀路線是沿其零件輪廓順序進行的，所以確定走刀路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。合理確定對刀點,對刀點可以設在被加工零件上，但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位，有時在第一道工序后對刀點被加工毀壞，會導致第二道工序和之后的對刀點無從查找，因此在第一道工序對刀時注意要在與定位基準有相對固定尺寸關系的地方設立一個相對對刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對位置關系找回原對刀點。這個相對對對刀位置通常設在機床工作臺或夾具上。

5.2 典型軸類零件加工工藝

（1）確定加工順序及進給路線

加工順序按粗到精、由近到遠（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進行外輪廓粗車（留0.5mm余量精車），然后從右到左進行外輪廓精車，最后切槽；工件調頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。

（2）選擇刀具

1）車端面：選用硬質合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。

2)粗、精車外圓：（因為程序選用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質合金90度放型車刀，Kr=90度,Kr＇=60度;E=30度,（因為有圓弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來檢驗.3)車槽: 選用硬質合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm）4)車螺紋:選用60度硬質合金外螺紋車刀.（3）選擇切削用量

第三篇：數(shù)控論文

系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動，機械故障，機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常，機床位置環(huán)異常或控制邏輯不妥，是生產中數(shù)控機床加工精度異常故障的常見原因。關鍵詞 ：數(shù)控機床 加工精度異常 故障診斷 生產中經(jīng)常會遇到數(shù)控機床加工精度異常的故障。此類故

摘要 ： 系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動，機械故障，機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常，機床位置環(huán)異常或控制邏輯不妥，是生產中數(shù)控機床加工精度異常故障的常見原因。

關鍵詞 ：數(shù)控機床 加工精度異常 故障診斷

生產中經(jīng)常會遇到數(shù)控機床加工精度異常的故障。此類故障隱蔽性強，診斷難度比較大。形成這類故障的原因主要有五個方面：{1}機床進給單位被改動或變化。{2}機床各個軸的零點偏置[NULL OFFSET]異常。{3}軸向的反向間隙[BACK LASH]異常。{4}電機運行狀態(tài)異常，即電氣及控制部分異常。{5}機械故障，如絲杠，軸承，軸聯(lián)器等部件。另外加工程序的編制，刀具的選擇及人為因素，也可能導致加工精度異常。

1． 系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生變化或改動

系統(tǒng)參數(shù)主要包括機床進給單位，零點偏置，反向間隙等。例如SIMENS，F(xiàn)ANUC數(shù)系統(tǒng)，其進給單位有公制和英制兩種。機床修理過程中某些處理，常常影響到零點偏置和間隙的變化，故障處理完畢后應作適時的調整和修改；另一方面，由于機械磨損嚴重或連結松動也可能造成參數(shù)實測值的變化，需要對參數(shù)做相應的修改才能滿足機床加工精度的要求。2． 機械故障導致的加工精度異常

一臺THM6350立式加工中心，采用SIMENS 840D系統(tǒng)。在加工聯(lián)桿模具過程中，忽然發(fā)現(xiàn)Z軸進給異常，造成至少1毫米的切削誤差量（Z向過切）。調查中了解到：故障是忽然發(fā)生的。機床在點動，MDI（手動數(shù)據(jù)輸入方式）操作方式下各個軸運行正常，且回參考點正常；無任何報警提示，電氣控制部分硬故障的可能性排除。分析認為，主要應對以下幾個方面逐一進行檢查。

[1]檢查機床精度異常時正在運行的加工程序段，特別是刀具長度補償，加工坐標系（G54—G59）的校對和計算。

[2]在點動方式下，反復運動Z軸，經(jīng)過視，觸，聽對其運動狀態(tài)診斷，發(fā)現(xiàn)Z向運動噪

音異常，特別是快速點動，噪音更加明顯。由此判斷，機械方面可能存在隱患。

[3]檢查機床Z軸精度。用手搖脈沖發(fā)生器移動Z軸，（將其倍率定為1X100的擋位，即每變化一步，電機進給0.1毫米），配合百分表觀察Z軸的運動情況。在單向運動精度保持正常后作為起始點的正向運動，脈沖器每變化一步，機床Z軸運動的實際距離d=dl=d2=d3….=0.1mm，說明電機運行良好，定位精度也良好。而返回機床實際運動位移的變化上，可以分為四個階段：①機床運動距離d1>d=0.1mm(斜率大于1)；②表現(xiàn)出為d1=0.1>d2>d3(斜率小于1)；③機床機構實際沒移動，表現(xiàn)出最標準的反向間隙；④機床運動距離與脈沖器給定數(shù)值相等（斜率等于1），恢復到機床的正常運動。

無論怎樣對反向間隙（參數(shù)1851）進行補償，其表現(xiàn)出的特征是：除了③階段能夠補償外，其他各段變化依然存在，特別是①階段嚴重影響到機床的加工精度。補償中發(fā)現(xiàn)，間隙補償越大，①階段移動的距離也越大。

分析上述檢查認為存在幾點可能原因：一是電機有異常；二是機械方面有故障；三是絲杠存在間隙。為了進一步診斷故障，將電機和絲杠完全脫開，分別對電機和機械部分進行檢查。檢查結果是電機運行正常；在對機械部分診斷中發(fā)現(xiàn)，用手盤動絲杠時，返回運動初始有非常明顯的空缺感。而正常情況下，應能感覺到軸承有序而平滑的移動。經(jīng)過拆卸檢查發(fā)現(xiàn)其軸承確實受損，且有滾珠脫落。更換后機床恢復正常。

3． 機床電氣參數(shù)未優(yōu)化電機運行異常

有一臺北京產的立式數(shù)控銑床，配備SIMENS840D系統(tǒng)。在加工過程中，發(fā)現(xiàn)X軸精度異常。檢查發(fā)現(xiàn)X軸存在一定間隙，且電機啟動時存在不穩(wěn)定的現(xiàn)象。有手觸摸X軸電機時感覺電機抖動比較厲害，停止是抖動不明顯，尤其是點動方式下比較明顯。分析認為，故障原因有兩點，一是絲杠反向間隙很大；二是X軸電機工作異常。利用SIMENS系統(tǒng)的參數(shù)功能，對電機進行調試。首先對存在的間隙進行補償；調整伺服增益參數(shù)及脈沖抑制功能參數(shù)，X軸電機的抖動消除，機床加工精度恢復正常。

4． 機床位置環(huán)異常或控制邏輯不妥

一臺TH61140加工中心，系統(tǒng)是FANUC18I，全閉環(huán)控制方式。加工過程中，發(fā)現(xiàn)該機床Y軸精度異常，精度誤差最小為0.006mm，最大為1.4mm。檢查中，機床已經(jīng)按照要求設置了G54工件坐標系。在MDI（手動數(shù)據(jù)輸入方式）方式下，以G54坐標系運行一段程序即“G00G90G54Y80F100；M30；”，待機床運行結束后顯示器上顯示的機械坐標值為“-1046.605”，記錄下該數(shù)值。然后在手動方式下，將機床點動到其他任意位置，再次在MDI方式下運行上次的程序段，待機床停止后，發(fā)現(xiàn)此時機床機械坐標數(shù)值顯示為“-1046.992”，同第一次執(zhí)行后的數(shù)值相比差了0.387mm。按照同樣的方法，將Y軸點動到不同的位置，反復執(zhí)行該程序段顯示器上顯示的數(shù)值不定。用百分表對Y軸進行仔細檢查，發(fā)現(xiàn)機械位置實際誤差同數(shù)顯顯示出的誤差基本一致，從而認為故障原因為Y軸重復定位誤差過大。對Y軸的反向間隙及定位精度進行檢查，重新做補償，均無效果。因此懷疑光柵尺及系統(tǒng)參數(shù)等有問題。但為什么產生如此大的誤差，卻未出現(xiàn)相應的報警信息呢？進一步檢查發(fā)現(xiàn)，次軸為垂直方向的軸，當Y軸松開時主軸箱向下掉，造成了誤差。

對機床的PLC邏輯控制程序做了修改，即在Y軸松開時，先把Y軸使能加載，再把Y軸松開；而在夾緊時，先把軸夾緊后，再把Y軸使能去掉。調整后機床故障得以解決。

第四篇：數(shù)控論文

院系：物理與機電工程學院 專業(yè)：電氣自動化技術 姓名：陳楠祥 學號：2012049505

數(shù)控加工與編程技術對電氣自動化技術的意義

“電氣自動化技術”專業(yè)與“數(shù)控加工與編程技術”對社會的發(fā)展有著很重要的意義：一是屬于信息產業(yè)，信息產業(yè)被人們譽為“朝陽產業(yè)”，發(fā)展快、需要人才多、待遇高，是當今科技發(fā)展的趨勢所在，因此，作為信息產業(yè)中的重要一員，電氣自動化技術專業(yè)與“數(shù)控加工與編程技術”同樣有著光輝的前途；二是“電氣自動化技術”與“數(shù)控加工與編程技術”的應用范圍廣，目前，幾乎所有的工業(yè)部門都可以同自動控制與數(shù)控加工掛上鉤，現(xiàn)代化的農業(yè)、國防也都與自動化和數(shù)控息息相關；三是電氣自動化技術專業(yè)與“數(shù)控加工與編程技術”對于個人發(fā)展非常有利。電氣自動化技術專業(yè)課程設置的覆蓋面廣，所學的東西與其他學科交叉甚多。這也與本專業(yè)的來歷有關，電氣自動化技術專業(yè)大部分源于計算機或者電子工程系的自動控制專業(yè)。

數(shù)控加工的最大特征有二點：一是可以極大地提高精度，包括加工質量精度及加工時間誤差精度；二是加工質量的重復性，可以穩(wěn)定加工質量，保持加工零件質量的一致。也就是說加工零件的質量及加工時間是由數(shù)控程序決定而不是由機床操作人員決定的。

數(shù)控加工具有如下優(yōu)點：(1)提高生產效率；(2)不需要熟練的機床操作人員；(3)提高加工精度并且保持加工質量；(4)可以減少工裝卡具；(5)容易進行加工過程管理；(6)可以減少檢查工作量；(7)可以降低廢、次品率；(8)便于設計加工變更，加工設定柔性強；(9)容易實現(xiàn)操作過程的自動化，一人可以操作多臺機床；(10)操作容易，極大減輕體力勞動強度。

數(shù)控加工的缺點：（1）費用高，不利于加工大批量零件；（2）操作人員要求高，工資成本高；（3）系統(tǒng)復雜，維修費用高，需要好的工作環(huán)境。

隨著制造設備的數(shù)控化率不斷提高，數(shù)控加工技術在我國得到日益廣泛的使用，在模具行業(yè)，掌握數(shù)控技術與否及加工過程中數(shù)控化率的高低已成為企業(yè)是否具有競爭力的象征。

對于“數(shù)控”專業(yè)人員，主要是學習數(shù)控編程等以及一些機床加工知識，從事機床操作。而對于 “電氣自動化技術”專業(yè)人員，主要是學習電工知識、電氣自動化控制，包括可編程序控制器PLC、變頻技術、電機調速、變壓器、數(shù)控加工與編程技術、單片機、自動檢測與轉換技術、工廠供配電等強電弱電等。雖然我們不是數(shù)控專業(yè)的，但是數(shù)控技術不僅與“電氣自動化技術”專業(yè)有著密切的關系，而且在我們的實際生活當中占據(jù)了很大的比例。

數(shù)控技術是用數(shù)字信息對機械運動和工作過程進行控制的技術，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術為代表的新技術對傳統(tǒng)制造產業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機電一體化產品，即所謂的數(shù)字化裝備，如數(shù)控機床等。其技術涉及多個領域：(1)機械制造技術；(2)信息處理、加工、傳輸技術；(3)自動控制技術；(4)伺服驅動技術；(5)傳感器技術；(6)軟件技術等。

數(shù)控技術及裝備是發(fā)展新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術和最基本的裝備。世界各國信息產業(yè)、生物產業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應能力和競爭能力。工業(yè)發(fā)達國家還將數(shù)控技術及數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術及其產業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術為核心的先進制造技術已成為世界各發(fā)達國家加速經(jīng)濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。

傳統(tǒng)的機械加工都是用手工操作普通機床作業(yè)的，加工時用手搖動機械刀具切削金屬，靠眼睛用卡尺等工具測量產品的精度的。現(xiàn)代工業(yè)早已使用電腦數(shù)字化控制的機床進行作業(yè)了，數(shù)控機床可以按照技術人員事先編好的程序自動對任何產品和零部件直接進行加工了。這就是我們說的“數(shù)控加工”。數(shù)控加工廣泛應用在所有機械加工的任何領域，更是模具加工的發(fā)展趨勢和重要和必要的技術手段。

數(shù)控機床是按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工。我們把零件的加工工藝路線、工藝參數(shù)、刀具的運動軌跡、位移量、切削參數(shù)(主軸轉數(shù)、進給量、背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉、反轉、切削液開、關等)，按照數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把這程序單中的內容記錄在控制介質上(如穿孔紙帶、磁帶、磁盤、磁泡存儲器)，然后輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，從而指揮機床加工零件。

這種從零件圖的分析到制成控制介質的全部過程叫數(shù)控程序的編制。數(shù)控機床與普通機床加工零件的區(qū)別在于數(shù)控機床是按照程序自動加工零件，而普通機床要由人來操作，我們只要改變控制機床動作的程序就

可以達到加工不同零件的目的。因此，數(shù)控機床特別適用于加工小批量且形狀復雜要求精度高的零件 由于數(shù)控機床要按照程序來加工零件，編程人員編制好程序以后，輸入到數(shù)控裝置中來指揮機床工作。程序的輸入是通過控制介質來的。

經(jīng)過這一學期的《數(shù)控加工與編程技術》學習，讓我明白了數(shù)控加工與編程的一些基本的方法：在普通機床上加工零件時，首先應由工藝人員對零件進行工藝分析，制定零件加工的工藝規(guī)程，包括機床、刀具、定位夾緊方法及切削用量等工藝參數(shù)。同樣，在數(shù)控機床上加工零件時，也必需對零件進行工藝分析，制定工藝規(guī)程，同時要將工藝參數(shù)、幾何圖形數(shù)據(jù)等，按規(guī)定的信息格式記錄在控制介質上，將此控制介質上的信息輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置，由數(shù)控裝置控制機床完成零件的全部加工。我們將從零件圖樣到制作數(shù)控機床的控制介質并校核的全部過程稱為數(shù)控加工的程序編制，簡稱數(shù)控編程。數(shù)控編程是數(shù)控加工的重要步驟。理想的加工程序不僅應保證加工出符合圖樣要求的合格零件，同時應能使數(shù)控機床的功能得到合理的利用與充分的發(fā)揮，以使數(shù)控機床能安全可靠及高效地工作。

一般來講，數(shù)控編程過程的主要內容包括：分析零件圖樣、工藝處理、數(shù)值計算、編寫加工程序單、制作控制介質、程序校驗和首件試加工。

例如我們學校實驗室最近安裝了一個新型的機器人實驗室，實驗室里的機器手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。機械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機器人，它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全。在現(xiàn)今的生活上,科技日新月益的進展之下,機械人手臂與有人類的手臂最大區(qū)別就在于靈活度與耐力度。也就是機械手的最大優(yōu)勢可以重復的做同一動作在機械正常情況下永遠也不會覺得累！機械手臂的應用也將會越來越廣泛,機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產設備，作業(yè)的準確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力。工業(yè)機械手機器人的一個重要分支。機械手可以減省工人、提高效率、降低成本、提高產品品質、安全性好、提升工廠形象。多關節(jié)機械手的優(yōu)點是:動作靈活、運動慣性小、通用性強、能抓取靠近機座的工件，并能繞過機體和工作機械之間的障礙物進行工作.隨著生產的需要，對多關節(jié)手臂的靈活性，定位精度及作業(yè)空間等提出越來越高的要求。多關節(jié)手臂也突破了傳統(tǒng)的概念，其關節(jié)數(shù)量可以從三個到十幾個甚至更多，其外形也不局限于像人的手臂，而根據(jù)不同的場合有所變化，多關節(jié)手臂的優(yōu)良性能是單關節(jié)機械手所不能比擬的。

這種機器人的應用就有包含“數(shù)控加工與編程技術”與“電氣自動化技術”相結合的應用，通過數(shù)控加工生產出機器手，再加上電氣自動化技術的可編程序控制器PLC的應用，使得機器人能夠代替我們人類來工作，能更好的適應未來的需要與發(fā)展。

隨著計算機技術的迅速發(fā)展，數(shù)控機床的應用日益廣泛，井進一步推動了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，產生了自動編程系統(tǒng)、計算機數(shù)控系統(tǒng)、計算機群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計算機集成制造系統(tǒng)及計算機輔助設計、制造一體化是機械制造一體化的高級階段，可實現(xiàn)產品從設計到制造的全部自動化。

綜上所述，機械設備控制技術的產生，并不是孤立的，而是各種技術相互滲透的結果。它代表了正在形成中的新一代的生產技術，已顯示出并將越來越顯示出強大的威力。

數(shù)控機床控制技術的發(fā)展趨勢：高速化、高精度化、高可靠性、復合化、智能化、柔性化、集成化和開放性是當今數(shù)控機床行業(yè)的主要發(fā)展方向。

數(shù)控技術的問世已有40多年的歷史，它是由機械學、控制學、電子學、計算機科學四大基礎學科發(fā)展起來的一門綜合性新型學科。技術發(fā)展的需要對21世紀的數(shù)控技術提出了更高的要求。

當今的市場，國際合作的格局逐漸形成，產品競爭日趨激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級，用戶的個性化要求日趨強烈，專業(yè)化、專用化、高科技的機床越來越得到用戶的青睞。

新一代數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)核心是開放性。開放性有軟件平臺和硬件平臺的開放式系統(tǒng)，采用模塊化，層次化的結構，并通過形式向外提供統(tǒng)一的應用程序接口。

為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產業(yè)化生產存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究，數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結構規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。網(wǎng)絡化數(shù)控裝備是近兩年的一個新的焦點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡化將極大地滿足生產線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對

信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎單元。國內外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)制造公司都在近兩年推出了相關的新概念和樣機。

學習“電氣自動化技術”專業(yè)的人員將來可以去當“數(shù)控機床維修技術員”，因為數(shù)控機床就有用到伺服系統(tǒng)，與“電氣自動化技術”專業(yè)有著密切的聯(lián)系，數(shù)控機床維修技術員的職責是：負責各類數(shù)控系統(tǒng)、PLC、伺服系統(tǒng)的維修；負責解決各類數(shù)控機床的電氣及機械故障；負責制定設備的日常維護保養(yǎng)計劃及備件計劃；對設備性能的改進提供解決方案。

所以要做好一名數(shù)控機床維修技術員，首先我們要學好自己的專業(yè)知識，多增加對數(shù)控加工與編程技術的理解與認識，多向有經(jīng)驗者學習，不斷發(fā)揮自己的人生價值，為社會貢獻出自己的一份力量。數(shù)控加工中心是從數(shù)控銑床發(fā)展而來的。與數(shù)控銑床的最大區(qū)別在于加工中心具有自動交換加工刀具的能力，通過在刀庫上安裝不同用途的刀具，可在一次裝夾中通過自動換刀裝置改變主軸上的加工刀具，實現(xiàn)多種加工功能。

數(shù)控加工中心是由機械設備與數(shù)控系統(tǒng)組成的適用于加工復雜零件的高效率自動化機床。數(shù)控加工中心是目前世界上產量最高、應用最廣泛的數(shù)控機床之一。它的綜合加工能力較強，工件一次裝夾后能完成較多的加工內容，加工精度較高，就中等加工難度的批量工件，其效率是普通設備的5～10倍，特別是它能完成許多普通設備不能完成的加工，對形狀較復雜，精度要求高的單件加工或中小批量多品種生產更為適用。

數(shù)控加工中心是一種功能較全的數(shù)控加工機床。它把銑削、鏜削、鉆削、攻螺紋和切削螺紋等功能集中在一臺設備上，使其具有多種工藝手段。加工中心設置有刀庫，刀庫中存放著不同數(shù)量的各種刀具或檢具，在加工過程中由程序自動選用和更換。這是它與數(shù)控銑床、數(shù)控鏜床的主要區(qū)別。特別是對于必需采用工裝和專機設備來保證產品質量和效率的工件。這會為新產品的研制和改型換代節(jié)省大量的時間和費用，從而使企業(yè)具有較強的競爭能力。

數(shù)控加工中心工有下列優(yōu)點：

①大量減少工裝數(shù)量，加工形狀復雜的零件不需要復雜的工裝。如要改變零件的形狀和尺寸，只需要修改零件加工程序，適用于新產品研制和改型。

②加工質量穩(wěn)定，加工精度高，重復精度高，適應飛行器的加工要求。

③多品種、小批量生產情況下生產效率較高，能減少生產準備、機床調整和工序檢驗的時間，而且由于使用最佳切削量而減少了切削時間。

④可加工常規(guī)方法難于加工的復雜型面，甚至能加工一些無法觀測的加工部位。數(shù)控加工中心的缺點是機床設備費用昂貴，要求維修人員具有較高水平。學習“電氣自動化技術”專業(yè)的人員將來也可以從事數(shù)控加工中心工作，數(shù)控加工中心比普通的數(shù)控機床的要求與條件要高很多，當然企業(yè)主要是要招“電氣自動化技術”專業(yè)的人員當“數(shù)控機床維修技術員”，所以說“電氣自動化技術”專業(yè)與“數(shù)控”專業(yè)，有著很重要關系，而且將來這兩種專業(yè)的工作比較好找也很有發(fā)展前途，為社會的發(fā)展，起到了一個很重要的作用。

電氣自動化技術專業(yè)屬于制造大類，裝備制造業(yè)是為國民經(jīng)濟和國防建設提供技術裝備的基礎性、戰(zhàn)略性產業(yè)。隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，現(xiàn)代化電氣設備的廣泛應用，工業(yè)生產的自動化程度越來越高，工業(yè)電氣自動化已成為現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的基礎和主導，因此，企事業(yè)部門急需電氣自動化技術專業(yè)的技術人才。同時，隨著裝備制造業(yè)新技術、新工藝、新設備的不斷涌現(xiàn)，企業(yè)現(xiàn)有電氣設備維修管理人員的知識老化，適應行業(yè)發(fā)展的高素質技能型人才嚴重短缺。

經(jīng)濟發(fā)展逐步全球化,外資企業(yè)和合資企業(yè)不斷進入中國，這些企業(yè)起點高，技術新，有大量的設備需要用到“電氣自動化技術”和“數(shù)控加工與編程技術”方面知識；與此同時，很多大中型企業(yè)為了提高產品質量和數(shù)量以加大競爭力，進行技術改造，也引進先進設備培養(yǎng)高新技術人才，隨著機電一體化的設備越來越多，PLC控制技術、現(xiàn)場總線技術、變頻技術、計算機集散控制技術（DCS）、微電子技術等新知識在各行各業(yè)中特別是在工業(yè)崗位中用得越來越多，原來這些崗位的人員只懂得傳統(tǒng)的控制，故在未來的五至十年內急需大量高層次、具有較強實踐能力的技能型專門人才去充實這些崗位，以滿足和適應不斷增

長新技術的需要，這樣就需要大量的電氣自動化技術專業(yè)與數(shù)控專業(yè)人才，另外商業(yè)、娛樂場所、住宅管理也需要這樣的高級技術應用型人才。

所以我們要培養(yǎng)掌握好“電氣自動化技術”專業(yè)與“數(shù)控加工與編程技術”的基本理論和知識、技能，以便將來從事工業(yè)電氣控制設備及系統(tǒng)安裝、設計、調試、維護及技術管理的高級技術應用性專門人才。

第五篇：數(shù)控論文

數(shù)控電火花線切割加工 引言

數(shù)控電火花線切割加工是一項涉及多門學科的綜合性技術，是模具制造中的主力裝備。成型塑料制品的模具簡稱為塑料模具，塑料模具生產的塑料制品在機械、電子工業(yè)中有著廣泛的應用。在金屬加工中，數(shù)控電火花線切割始終是塑料模加工的利器。不論是動模、定模、零配件，還是特殊加工場合，只要編制出正確的數(shù)控程式，電火花線切割在塑料要模中發(fā)揮著越來越重要的作用。

線切割主要用于加工各種形狀復雜和精密細小的工件，例如沖裁模的凸模、凹模、凸凹模、固定板、卸料板等，成形刀具、樣板、電火花成型加工用的金屬電極，各種微細孔槽、窄縫、任意曲線等，具有加工余量小、加工精度高、生產周期短、制造成本低等突出優(yōu)點，已在生產中獲得廣泛的應用，目前國內外的電火花線切割機床已占電加工機床總數(shù)的60%以上。

根據(jù)電極絲的運行速度不同，電火花線切割機床通常分為兩類：一類是高速走絲電火花線切割機床（WEDM-HS），其電極絲作高速往復運動，一般走絲速度為8～10m/s，電極絲可重復使用，加工速度較高，但快速走絲容易造成電極絲抖動和反向時停頓，使加工質量下降，是我國生產和使用的主要機種，也是我國獨創(chuàng)的電火花線切割加工模式；另一類是低速走絲電火花線切割機床（WEDM-LS），其電極絲作低速單向運動，一般走絲速度低于0.2m/s，電極絲放電后不再使用，工作平穩(wěn)、均勻、抖動小、加工質量較好，但加工速度較低，是國外生產和使用的主要機種。

根據(jù)對電極絲運動軌跡的控制形式不同，電火花線切割機床又可分為三種：一種是靠模仿形控制，其在進行線切割加工前，預先制造出與工件形狀相同的靠模，加工時把工件毛坯和靠模同時裝夾在機床工作臺上，在切割過程中電極絲緊緊地貼著靠模邊緣作軌跡移動，從而切割出與靠模形狀和精度相同的工件來；另一種是光電跟蹤控制，其在進行線切割加工前，先根據(jù)零件圖樣按一定放大比例描繪出一張光電跟蹤圖，加工時將圖樣置于機床的光電跟蹤臺上，跟蹤臺上的光電頭始終追隨墨線圖形的軌跡運動，再借助于電氣、機械的聯(lián)動，控制機床工作臺連同工件相對電極絲做相似形的運動，從而切割出與圖樣形狀相同的工件來；再一種是數(shù)字程序控制，采用先進的數(shù)字化自動控制技術，驅動機床按照加工前根據(jù)工件幾何形狀參數(shù)預先編制好的數(shù)控加工程序自動完成加工，不需要制作靠模樣板也無需繪制放大圖，比前面兩種控制形式具有更高的加工精度和廣闊的應用范圍，目前國內外95%以上的電火花線切割機床都已采用數(shù)控化。

切割屬電加工范疇,是由前蘇聯(lián)人發(fā)明的,我國是第一個用于工業(yè)生產的國家,當時由復但大學和蘇州長風機械廠合作生產的這是最早的機型叫復旦型,我們國內在此基礎上發(fā)展了快走絲系統(tǒng)(HS).歐美和日本發(fā)展了慢走系統(tǒng)(LS)，主要區(qū)別：是

1、電極絲我國采用鎢鉬合金絲,國外采用黃銅絲。

2、我國采用皂化工作液,國外采用去離子水。

3、我國的走絲速度為11米/秒左右,國外為3~5米/分。

4、我們的電極絲是重復利用的直到斷絲為至,國外是走過后不再重用。

5、我們的精度不如國外高。

1.1數(shù)控電火花切割加工原理與特點 1.1.1數(shù)控電火花切割加工原理

電火花數(shù)控線切割加工的過程中主要包含下列三部分內容(如圖a所示):（1）電極絲與工件之間的脈沖放電。

（2）電極絲沿其軸向(垂直或Z方向)作走絲運動。（3）工件相對于電極絲在X、Y平面內作數(shù)控運動。

(1)電火花線切割加工時電極絲和工件之間的脈沖放電

電火花線切割時電極絲接脈沖電源的負極，工件接脈沖電源的正極。在正負極之間加上脈沖電源，當來一個電脈沖時，在電極絲和工件之間產生一次火花放電，在放電通道的中心溫度瞬時可高達10000°C以上，高溫使工件金屬熔化，甚至有少量氣化，高溫也使電極絲和工件之間的工作液部分產生氣化，這些氣化后的工作液和金屬蒸氣瞬間迅速熱膨脹，并具有爆炸的特性。這種熱膨脹和局部微爆炸，將熔化和氣化了的金屬材料拋出而實現(xiàn)對工件材料進行電蝕切割加工。通常認為電極絲與工件之間的放電間隙在0.O1mm左右，若電脈沖的電壓高，放電間隙會大一些。

為了電火花加工的順利進行，必須創(chuàng)造條件保證每來一個電脈沖時在電極絲和工件之間產生的是火花放電而不是電弧放電。首先必須使兩個電脈沖之間有足夠的間隔時間，使放電間隙中的介質消電離，即使放電通道中的帶電粒子復合為中性粒子，恢復本次放電通道處間隙中介質的絕緣強度，以免總在同一處發(fā)生放電而導致電弧放電。一般脈沖間隔應為脈沖寬度的4倍以上。

為了保證火花放電時電極絲不被燒斷，必須向放電間隙注人大量工作液，以便電極絲得到充分冷卻。同時電極絲必須作高速軸向運動，以避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷，電極絲速度約在7~10m/s左右。高速運動的電極絲，還有利于不斷往放電間隙中帶入新的工作液，同時也有利于把電蝕產物從間隙中帶出去。

電火花線切割加工時，為了獲得比較好的表面粗糙度和高的尺寸精度，并保證電極絲不被燒斷，應選擇好相應的脈沖參數(shù)，并使工件和鉬絲之間的放電必須是火花放電，而不是電弧放電。(2)電火花線切割加工的走絲運動

為了避免火花放電總在電極絲的局部位置而被燒斷，影響加工質量和生產效率。在加工過程中電極絲沿軸向作走絲運動。走絲原理如圖b所示。鉬絲整齊地纏繞在儲絲筒上，并形成一個閉合狀態(tài)，走絲電機帶動儲絲筒轉動時，通過導絲輪使鉬絲作軸線運動。

(3)X、Y坐標工作臺運動

工件安裝在上下兩層的X、Y坐標工作臺上，分別由步進電動機驅動作數(shù)控運動。工件相對于電極絲的運動軌跡，是由線切割編程所決定的。

1.1.2數(shù)控電火花切割加工特點

數(shù)控電火花線切割是數(shù)字系統(tǒng)控制下直接利用電能加工工件的一種方法，因一些與其他加工方相比有自己獨立的特點：

（1）直接利用線狀的電極絲作電極，不需要制作專用電極，可節(jié)約電極的設計、制造費用。

（2）可以加工用傳統(tǒng)切削加工方法難以加工或無法加工的形狀復雜的工件。對不同的工件只需編制不同的控制程序，對不同形狀工件都很容易實現(xiàn)自動加工，很適合小批量形狀復雜零件、單件和試制品的加工，且加工周期短。

（3）利用電蝕加工原理，電極絲與工件不直接接觸，兩者之間的作用很小，故而電極絲、夾具不需要太高強度。

（4）傳統(tǒng)的車、銑、鉆加工中，刀具硬度必須比工件大，而數(shù)控電火花線切割機床電極絲材料不必比工件材料硬，可節(jié)省輔助時間和刀具費用。

（5）直接利用電、熱能進行加工，可以方便地對影響加工精度的加工參數(shù)（脈沖寬度、間隔、伺服速度等）進行調整，有利于加工精度提高，便于實現(xiàn)加工過程的自動化控制。

（6）工作液一般采用水基乳化液或純水，成本低，不會發(fā)生火災。

（7）利用四軸或五軸聯(lián)動，可加工錐度、上下面異形體或回轉體等零件。

（8）由于電極絲比較細，可以方便地加工微細異形孔、窄縫和復雜截面的型柱、型孔。由于切縫很窄，實際金屬去除量很少，材料的利用率很高。對加工、節(jié)約貴重金屬有重要意義。

（9）采用移動的長電極絲進行加工，使單位長度電極絲的損耗較少，從而對加工精度的影響比較小，特別在慢走絲線切割加工中，電極絲一次性使用，電極絲損耗對加工精度的影響更小。

正是由于電火花線切割加工有許多突出確良特點，因面在國內外發(fā)展都很快，在塑料模具加工中已獲得了廣泛的應用。

電火花線切割要求有嚴格的工作環(huán)境

（1）滿足線切割機床所要求的空間尺寸；

（2）選擇能承受機床重量的場所；

（3）選擇沒有振動和沖擊傳入的場所。

線切割放電機床是高精度加工設備，如果所放置的地方有振動和沖擊，將會對機臺造成嚴重的損傷，從而嚴重影響其加工精度，縮短其使用壽命，甚至導致機器報廢。

（4）選擇沒有粉塵的場所，避免流眾多的通道旁邊；

線切割放電機器之本身特性，其空氣中有灰塵存在，將會使機器的絲桿受到嚴重磨損，從而影響使用壽命；

線切割放電機器屬于計算機控制，計算機所使用的磁盤對空氣中灰塵的要求相當嚴格的，當磁盤內有灰塵進入時，磁盤就會被損壞，同時也損壞硬盤；線切割放電機本身發(fā)出大量熱，所以電器柜內需要經(jīng)常換氣，若空氣中灰塵太多，則會在換氣過程中附積到各個電器組件上，造成電器組件散熱不良，從而導致電路板被燒壞掉。因此，機臺防塵網(wǎng)要經(jīng)常清潔。

（5）選擇溫度變化小的場所，避免陽光通過窗戶和頂窗玻璃直射及靠近熱流的地方

高精密零件加工之產品需要在恒定的溫度下進行，一般為室溫20C；

由于線切割放電機器本身工作時產生相當大的熱量，如果溫度變化太大則會對機器使用壽命造成嚴重影響。

（6）選擇屏蔽屋：因線切割放電加工過程屬于電弧放電過程，在電弧放電過程中會產生強烈的電磁波，從而對人體健康造成傷害，同時會影響到周圍的環(huán)境.（7）選擇通風條件好，寬敞的廠房，以便操作者和機床能在最好的環(huán)境下工作.1.2數(shù)控電火花切割機床

1.2.1電火花線切割機床分類

1.按走絲的速度分為：可分為慢速走絲方式和高速走絲方式線切割機床

2.按加工特點分為：可分為大、中、小型以及普通直臂切割型與錐度切割型線切割機床。

3.按脈沖形式分為：可分為RC電源、晶體管電源、分組脈沖電源及自適應控制電源線切割機床。

1.3數(shù)控電火花線切割工藝基礎

1.3.1模坯準備 1.3.2工件的裝夾與調整 1.3.3電極絲的選用和調整 1.3.4工藝參數(shù)的選擇

1.4數(shù)控電火花切割機床的基本編程方法

1.4.13B格式編制程序 1.4.2Pre編程