小伙伴们反映都在为论文烦恼，小编为大家精选了《数控车床论文范文(精选3篇)》，供大家阅读，更多内容可以运用本站顶部的搜索功能。【摘要】通过对不同零件加工选择普通车床或数控车床的合理性分析对比，寻求降低零件车削加工成本和提高加工效率的有效途径。【关键词】车削加工数控车床普通车床合理选用在实际车削加工生产中，会遇到各种各样的零件，根据不同类型的零件合理选用车床类型，能做到既提高功效，又降低生产成本。
第一篇：数控车床论文范文
数控车床零件加工程序的优化
摘 要： 本文以可调式凸轮控制器零件度盘的生产加工工艺为例，为保证加工精度降低废品率提高生产效率，从不同角度分析如何对数控车床加工程序优化的问题。
关键词： 数控车床 零件加工 程序优化
我们在数控车床上加工的零件主要是回转件，其加工精度要求一般比较高，而往往生产中加工精度要求高，加工程序不合理产生的废品率就高，因而实际生产中对程序的编制相对复杂一些。那么如何既保证高的精度又降低废品率?当然要达到高精度低废品率的要求需要考虑多方面的原因，本文主要侧重从加工程序这一角度分析，目的是使数控车床编程人员在充分满足工艺要求的前提下，对数控车床加工程序进行优化，从而编制出既简洁、运算量小又能保证加工精度并使机床损耗小、刀具磨损小的程序。根据我校校办企业生产的可调式凸轮控制器零件度盘生产实例(见下图)，可从不同角度分析如何对加工程序优化的问题。
可调式凸轮控制器零件度盘(以下简称度盘)，根据图纸要求先分析一下工艺。编制数控机床加工零件程序主要是处理一系列的工艺问题。一般普通机床上零件加工的工艺，都是操作工人自行来决定，机床加工的切削用量、走刀路线、工序内的工步安排等。而数控机床是通过运行程序进行加工的。因此加工中的所有工序、工步、每道工序的切削用量、走刀路线、加工余量，以及所用刀具的尺寸、类型等都要预先确定好并编入程序中。这就要求由编程人员首先编出一个合格的工艺，要达到此要求必须对数控机床的性能、特点和应用、切削规范和刀具系统非常熟悉，否则就无法做到全面、细致地考虑零件加工全过程，也无法正确、合理地确定零件加工程序。根据上图其加工工艺主要包括：合理选择切削用量、工序划分及安排、走刀路线、加工顺序等。
1.切削用量的选择
切削用量的选择：数控加工零件时，其切削用量都预先编到加工程序里面，在正常的情况下是人工不允许变动的。只有在试切削或是出现异常情况时，才允许通过速度调节或是手摇轮调节其切削用量。因此程序中所选的切削用量一般是最合理、最优化的。这样才可以提高其数控加工机床的加工精度、刀具寿命和生产率，降低加工成本。
从实际生产中发现，影响数控加工切削用量的主要因素有：
(1)机床选用。切削用量的选择必须在机床主传动功率、进给传动功率、主轴转速范围之内。机床刀具工件系统的刚性是限制切削用量的重要因素。选择合理的切削用量，避免机床—刀具—工件系统发生较大的振动，影响加工。尽量选稳定性好、热变形小、刚性好的数控机床，适当加大切削用量。
(2)车刀选用。车刀材料是影响切削用量的又一重要因素。生产中常用的刀具材料不外乎高速钢、硬质合金、陶瓷和金刚石。金刚石刀片性能最好，允许很高的切削速度，耐磨性好，硬度高，硬度随温度变化小，但价格贵。数控机床所采用的刀具多是不重磨可换刀片俗称机夹刀片，机夹刀片的材料、形状和尺寸，必须与程序中切削速度和进给量相适应并存在刀具参数里面。目前市场有许多采用新工艺制造的表面涂层刀具，增强刀具硬度、耐磨性，阻挡刀具因受热而引起的化学成分互溶。
(3)工件材料。度盘的材料是ZL104，很容易粘刀，影响表面精度和尺寸精度。加工工件的材料不同，所选用的刀具角度也不同。度盘加工中注意加大前角，保持切削刃锋利。同时也要注意其毛坯铸造质量和加工的切削性。
(4)冷却液(切削液)。冷却液具有冷却和润滑的作用。冷却液能带走切削过程中产生的热量，降低工件、刀具、夹具和机床的升温，减少刀具与工件的摩擦与磨损，提高刀具寿命和工件的表面加工质量。使用冷却液还能提高切削用量。冷却液使用过程必须定期更换，以防变质有异味，腐蚀机床导轨或其他零件。
2.工序划分的选择
(1)刀具的集中分序法。采用单刀多刃来分工序加工。在一次装夹中，用同一把刀完成零件上所有可以完成的加工表面。再用第二把刀、第三把刀完成可以完成的表面。这样可以减少换刀的次数，压缩空行程时间，减少定位误差产生。
(2)粗精加工分序法。可调式凸轮控制器零件度盘生产批量较大。对于同一批零件生产安排，建议先全部进行粗加工、半精加工，最后再进行精加工，且粗、精加工之间最好先隔一段时间以使粗加工后的零件的变形得到充分地恢复，然后再进行精加工以提高零件的加工精度。
(3)按加工部位分序法。一般是先加工大端面和大外圆进行定位，再加工小外圆端各表面及螺纹，最后加工孔。
3.确定加工路线的选择原则及加工顺序
确定加工路线。加工路线是指数控机床加工过程中刀具的运动轨迹和方向。每一道工序的加工路线的确定都是非常重要的，因为它影响零件的加工精度及表面粗糙度。其加工路线的总体划分原则为：保证加工精度及粗糙度、使得空行程最少及加工路线最短、计算也要方便。但是在加工路线的确定中还要考虑以下几点：(1)应尽量减少进、退刀时间和其他辅助时间，采用单刀多刃分工序加工即可。(2)选择合理的进刀位置和换刀点，尽量避免沿零件轮廓法向切入和进给中途停顿，防止加工干涉。(3)加工路线一般是先加工外圆轮廓，然后再加工螺纹和内孔。
确定加工顺序。重点是为了保证定位的可靠性，确保加工精度。夹紧时工件的刚性。一般可按以下原则来进行：(1)上道工序加工不能影响下道工序的装夹(特别是定位表面)。(2)以相同的装夹方式或同一把刀加工的工序尽可能采用集中的连续加工，减少重复装夹、更换刀具等辅助时间。(3)同一次安装中的加工内容，以对零件刚性影响小的内容先加工。
一年多的生产实践证明，可调式凸轮控制器零件度盘采用以上加工程序优化改进措施，大大降低工人的劳动强度，减少机床使用时间，同时也降低刀具消耗，保证产品质量，故企业获得很好的经济效益。
参考文献：
[1]魏杰.数控机床编程与操作.北京：电子工业出版社，2012.
[2]孙摘茂.数控机床加工编程技术.北京：机械工业出版社，2004.
[3]唐利平.数控车削加工技术.北京：机械工业出版社，2011.
作者：滕玮 卓奇敏
第二篇：浅谈车削加工中数控车床与普通车床的合理选用
【摘 要】通过对不同零件加工选择普通车床或数控车床的合理性分析对比，寻求降低零件车削加工成本和提高加工效率的有效途径。
【关键词】车削加工 数控车床 普通车床 合理选用
在实际车削加工生产中，会遇到各种各样的零件，根据不同类型的零件合理选用车床类型，能做到既提高功效，又降低生产成本。
目前，我国企业机械零件车削加工所采用的车床有普通车床、数控车床及车削中心。普通车床是传统的手动操作，操作工人的劳动强度较大。但普通车床刚性好，承受的切削扭矩大，适用于不规则毛坯及大余量零件的粗车以及单件小批量零件的车削加工。数控车床或车削中心是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，加工精度高，产品质量稳定，且自动化程度极高，可减轻工人的体力劳动强度，大大提高了生产效率，并且可以完成普通机床难以完成的复杂曲面的零件加工，尤其车削中心可对付含车、铣、钻多工种加工的大型零件，因而数控机床在机械制造业中的地位愈来愈显得重要。但是数控车床造价比普通车床高，而刚性比普通车床刚性要差些，承受的加工扭矩、抗冲击性比普通车床小，所以，应根据加工对象选用车床。如果不假思索地随意选用车床，可能出现加工出的零件精度达不到图样要求、生产效率过低，或者浪费设备资源，或者缩短精密车床寿命等现象。
选择车床类别时应根据零件结构、工艺特征及数量等要素选择来选择。
一、根据零件结构选择车床类别
零件结构指零件各组成加工表面轮廓的要素。如轴类零件有结构简单和复杂之分，有外圆、端面组成的圆柱销(或光轴)，有圆柱面、端面组成的圆锥销，有多圆柱面组成的台阶轴，这些结构较简单的轴承为简单轴类零件;由外圆柱面、圆锥面、沟槽、螺纹、特形面、内孔、径向孔等组合而成的轴承为复杂轴类零件。套类零件同样也有简单套类零件和复杂套类零件之分。
(一)对于结构简单的零件。结构简单且精度较容易控制的零件，如粗车图1所示零件，精度要求不高，从缩短切削基本时间方面考虑，基本时间计算如下：
车削基本时间为tj■×■，式中tj为基本时间(min)，l为刀具行程长度(mm)，n为工件转速(r/min)，f为进给量(mm/r)，z为工序余量(mm)，?琢p为背吃刀量(mm)。其中，■为加工该表面的走刀次数，设为N，取整数。
若选用普通车床加工，转速n选取1000 r/min，进给量f选取0.5 mm/r，背吃刀量?琢p取4 mm，那么左、中、右三处外圆表面的走刀次数由z/?琢p计算并取整后N分别为2、1、2，起切点离端面2 mm。计算基本时间如下：
tj左■×2=0.068(min)
tj中■×1=0.07(min)
tj右■×2=0.408(min)
总基本时间为tj=0.068+0.07+0.408=0.546(min)
若选用数控车床加工，选用不重磨车刀，由于数控车床刚性差些，转速n选取1500 r/min，进给量f选取0.3 mm/r，背吃刀量?琢p取3 mm，左、右两端的外圆表面需各粗车两刀，半精车一刀，中间的外圆表面粗车两刀，半精车一刀。所以左、中、右三处外圆表面的走刀次数N分别为3、2、3。计算基本时间如下：
tj左■×3=0.113(min)
tj中■×2=0.156(min)
tj右■×3=0.68(min)
总基本时间为tj=0.113+0.156+0.68=0.815(min)
由此可见，粗加工结构简单且余量大的零件时，普通车床所用基本时间比在数控车床所用基本时间少，损耗功率就少。虽然数控车床所用的辅助时间比普通车床所用的辅助时间要少些，但车床折旧成本考虑，数控车床的成本远高于普通车床的成本，所以，从经济效益的角度考虑，选择普通车床更合理。
(二)对于结构复杂的零件。由多种表面构成形状较复杂的零件，如图2所示零件的车削，若采用普通车床来加工，圆弧、圆锥、螺纹等表面的加工率就比较低，且普通车削所加工的螺纹的种类相当有限，而数控车床不但能加工任何等距的直螺纹、锥螺纹和端面螺纹，还能车削变螺距的螺纹，能使等距螺纹与变距螺纹之间平滑过渡，加工出来的螺纹精度高、表面粗糙度小。采用数控车床加工复杂的零件，只要输入正确的加工程序及正确操作就可以轻而易举地保证按图样加工出来。对批量生产，数控车床由于辅助时间很短，切削加工进退刀动作连贯，就更加显现其效率优势。所以，对于结构复杂的批量生产的零件，或零件的部分内容普在通车床无法加工或难加工、质量难保证、劳动强度大、加工效率低的零件，应选用数控车加工。
(三)对于多工种转换加工的零件。若加工的零件包含车、铣、钻等多工种加工内容，且尺寸较大的零件，则应选择车削中心来加工，这样可减少转换工种是消耗过多辅助时间。但尺寸较小的零件不适宜在车削中心加工，避免贵重的大设备加工小零件造成资源浪费，可按上述两种的选择原则选用普车床或数控车床加工后再转到其他工种加工其他工序内容。
二、根据加工零件的工艺特征选择车床类别
选用车床类型还应根据零件加工工艺特征来确定，如加工精度高低与数量多少、粗加工还是精加工、加工余量大小及加工是否断续切削具有冲击性等因素来考虑。
(一)对于尺寸精度高的零件。普通车削时，车床的切削用量、进给路线和加工步骤等是由操作工人自行选定，车床受控于操作工人，加工尺寸精度高的零件难度大、质量不稳定。数控车削加工按程序指令自动进行的，数控车床受控于程序指令，质量不稳定。所加工的零件尺寸精度要求高，但零件数量少，如果选用数控车床加工，准备加工程序及其他准备工作的平均辅助时间长，生产成本反而提高了，这时可选用普通车床上加工。如果零件数量多，在用普通车床上加工，整批零件的精度难以较稳定的控制，加工效率不高，这时应选用数控车床来加工。
(二)对于表面粗糙度精度高的零件。表面粗糙度要求较高的零件，在数控车床上加工更容易保证质量，尤其是加工零件的端面和锥面时，在普通车床上车削，车床主轴转速恒定不变，加工工件的切削速度却在不断变化，导致被加工零件表面粗糙度值不一样。而数控车床有恒线速切削功能，它能根据加工零件直径的改变来调整主轴的转速，加工出来的零件表面粗糙度值小又均匀。所以对表面粗糙度要求高且数量多的零件应选用数控车床加工。
(三)对加工余量大小的零件粗精车。对加工余量较大的零件粗车，采用强力切削来提高功效，从降低车床和刀具经济损耗考虑，若选用数控车床加工成本比普通车床高，选用刚性好的普通车床进行粗加工，精车可选用数控车床。如果是大型零件且轮廓复杂，普通车床加工难度大、效率低，选用车削中心加工更能提高效率。
(四)对断续切削具有冲击性的零件。毛坯为铸件或锻件，加工余量不均匀，加工呈现断续切削具有冲击性的零件，如果选用高精度、造价高的数控车床加工，车床、刀具抗冲击性能差，尤其是铸铁件的毛坯表皮有沙粒或白口对刀具与车床损害更大，加之铸铁粉末使车床导轨表面的磨损加剧。数控车床相对普通车床的加工成本高，所以，加工粗车时选用普通车床，刚性、抗冲击性、经济性比数控车床好，精车时再选用数控车床提高效率更合理。
三、根据加工最大损耗功率选择车床规格型号
根据加工零件的材料、直径、切削量、加工精度及表面粗糙度要求，初步确定选用刀具，再通过查阅切削手册计算并确定切削用量、切削力及切削功率才能正确选用机床额定功率，否则可能出现所选车床动力不足或动力过大造成浪费。主切削力及切削功率可根据以下公式计算：
主切削力：Fz=9.81CFz ?琢pxFZ fyFZ vCnFZ KFZ
式中各参数通过查阅切削手册选取，切削力修正系数由KFZ=计算。
切削功率：PC=(10-3Fz?自c)/60(kw)
如工件为中碳钢，毛坯直径为φ70 mm，最大加工余量为12 mm，加工精度为h12级，表面粗糙度Ra6.3?滋m，假定选用YT15硬质合金90°不重磨车刀，刀片厚度为6 mm，?酌0=10°，?酌01=-5°，λs=0°，?酌ε=0.5 mm，通过查阅切削手册计算确定切削用量：?琢p=5mm，f=0.4 mm，?自c=100 mm/min，其他参数：CFz=270，xFz=1.0，yFz=0.75，nFz=-0.15，KFZ=1.0(KFZ修正系数在此取1.0)。
所以FZ=9.81×270×51.0×0.41.0×100-0.15×1.0=2655(N)
PC=(10-3×2655×100)/60=4.425(kw)
考虑机床效率ηm=0.8，则车床额定功率Pe≥Pc/ηm=4.425÷0.8=5.531(kw)。
最后根据切削功率，选择普通车床。若选择普通车床，应选择额定功率为7.5 kw的CA6140。若选择SK6140数控车床，主电机的额定功率为5.5 kw，因此切削深度及进给量相对于普通车床CA6140应取小些，而切削速度可取高些，充分发挥数控刀具的潜能。
以上是根据加工零件选择车床类型的一般方法。由于数控车削的操作方法、工艺制定、工序的安排以及加工方法与普通车削有较大差别，对操作工的技术要求也不同，工资待遇有所区别。实际生产中，考虑生产成本的差异尤为重要。选择加工机床时还需考虑以下问题，如加工前期准备工作，根据典型零件的工艺要求，是否需要制作工装夹具及制作周期;特殊刀具与选用的车床相匹配;提高产品质量靠性和生产效率，等等。
综上所述，根据加工对象选择加工车床可大体原则如表1所示，给生产管理提供参考。
【参考文献】
[1]田春霞.数控加工技术[M].北京：机械工业出版社，2002：153-154
[2]倪森寿.机械制造工艺与装备[M].北京：化学工业出版社，2003
[3]机械工程手册、机电工程手册编辑委员会.机械工程手册：第8卷[M].北京：机械工业出版社，1982
【作者简介】韦富基(1958- )，男，壮族，广西上思人，柳州职业技术学院机电工程系副教授，研究方向：机电技术教育。
作者：韦富基
第三篇：开放式数控系统在数控车床改造中的应用
摘要：传统数控车床系统随着现代制造业的快速发展，人机界面不灵活、功能不易扩展、兼容性差、系统封闭等问题日益凸现出来，而开放式数控系统的出现有效地解决了数控车床升级改造的问题，有效地解决了框架结构固定、控制系统专一与市场需求变化频繁之间的问题，也增强了控制系统的适应性和柔性。文章首先分析了开放式数控系统的特点，其次就开放式数控系统的应用进行了较为深入的探讨，提出了自己的看法和建议，具有一定的参考价值。
关键词：开放式数控系统;数控车床;上位机;下位机;现代制造业
1 概述
数控车床是当今先进制造技术的主要组成部分，也是制造高精度、高质量、形状复杂的机械产品的必备设备。但是令人遗憾的是，传统数控车床系统随着现代制造业的快速发展，人机界面不灵活、功能不易扩展、兼容性差、系统封闭等问题日益凸现出来，尤其是封闭性问题大大阻碍了数控车床系统中采用先进的计算机技术，使得数控车床技术的发展受到了严重的阻碍。而在这种情况下，开放式数控系统的出现有效地解决了数控车床升级改造的问题，有效地解决了框架结构固定、控制系统专一与市场需求变化频繁之间的问题，也增强了控制系统的适应性和柔性，本文就开放式数控系统在数控车床改造中的应用进行探讨。
2 开放式数控系统的特点
开放式数控系统最大的特点就是“开放”，能够根据生产系统的要求来升级控制系统的相应软件或者硬件，同时将二者完全分开，构成网络化的制造环境，软件平台和定义接口都可以由用户自行定义，面向软件配置数控系统的结构，在开放式数控系统中不断地集成各种功能，按照加工过程的要求来提高数控车床的性能，并且还能够对控制系统的功能进行添加、删除、修改，用户还可以结合自己的实际需要来不断地增加新的控制功能。这样一来，开放式数控系统在数控车床改造中的应用，对于用户和机床制造商都是极为有利的，这也是机床控制技术的发展方向。开放式数控系统主要具有五大特点，分别是适应网络操作方式、平台无关性、模块化、可再次开发、标准化。
2.1 适应网络操作方式
开放式数控系统会考虑到工业生产领域的应用范围以及网络技术的迅速发展速率，信息交换的过程中通过通信来实现各相对独立的功能模块，以便有效地达到满足实时控制需要的要求。
2.2 平台无关性
开放式数控系统结构中能够实现各模块相互之间独立、无关联的效果，也能够有效地明确各模块接口协议，最终用户、机床厂、系统厂都能够根据自己生产的需要和市场的需要来开发出个性的模块。
2.3 模块化
开放式数控系统的构造是透明的和可移植的，采用分布式控制原则，具有模块化的特征。控制结构采用模块分级式、子系统式、系统式。
2.4 可再次开发
开放式数控系统允许用户在进行数控车床改造的过程中实现第二次开发，根据自己生产的需要和市场的需要来编辑、重构一个系统多种用途的作用。
2.5 标准化
开放式数控系统的“开放”不是毫无约束的开放，而是在一定条件下，一定约束规范的开发，因此，各类机床控制器的研发过程中应该用一个标准来进行约束。
3 开放式数控系统的应用——以T560_T开放式车床数控系统为例
T560_T开放式车床数控系统由PMAC-LITE四轴运动控制卡和工业控制计算机组成，它的软件分为上位机(PC)和下位机(PMAC)两部分。上位机主要完成系统的管理功能，如人机界面的实现、加工状态显示、仿真的实现、参数编辑、参数配置、程序文件编辑、端口状态监测和故障的诊断等工作。下位机的软件主要是实现机床的运动控制与信号的逻辑控制。PTALK部分为上位机与下位机的通信模块。servoworks提供丰富的用户开发工具——servoworks sdk，其核心部分是swapi。它提供设计数控系统所需要的各种函数，如系统初始化、速度和位置控制、系统和伺服控制参数设置、手动和自动加工方式操作、数据和状态的采集、系统自诊断、轴同步控制、PLC命令等。这些api提供对所有实时进程和资源的完全访问能力，用户可以使用它来开发自己的应用软件。运动程序命令是一组缓冲命令，存放在缓冲器中，用R命令执行，其作用是指定运动位置、运动方式和属性、程序逻辑控制、变量赋值。
作者简介：张志辉，男，广东广州人，广东技术师范学院工业中心助理实验师，研究方向：机械制造及自动化。
(责任编辑：文 森)
作者：张志辉