簡析數控機床加工與操作方法

【摘要】本文主要介紹數控機床的定義，數控機床初學者的要求，機床加工前的準備工作，數控機床的程序指令，數控機床對刀操作方法，數控機床的工作原理和結構，加工特點，機床加工幾何精度要求，數控機床的優點和缺點，數控機床與計算機實現自動技術，機床維修和生產安全要求。

【關鍵詞】數控技術概念；加工方法；分類；刀具補償

【中圖分類號】TH17 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2012）09-0278-01

一、數控加工技術概念與特點

簡單的說就是利用數字化控制系統在加工機床上完成整個零件的加工。這一類的機床稱為數控機床。這是一種現代化的加工手段。同時數控加工技術也成為一個國家制造業發展的標志。利用數控加工技術可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工，而且加工的準確性和精度都可以得到很好的保證?？傮w上說，和傳統的機械加工手段相比數控加工技術具有以下特點（既有優缺點）：

（一）數控機床優點1、加工效率高。利用數字化的控制手段可以加工復雜的曲面。而加工過程是由計算機控制，所以零件的互換性強，加工的速度快。2、加工精度高。同傳統的加工設備相比，數控系統優化了傳動裝置，提高分辨率，減少了人為誤差，因此加工的效率可以得到很大的提高。3、勞動強度低。由于采用了自動控制方式，也就是說加工的全部過程是由數控系統完成，不像傳統加工手段那樣煩瑣，操作者在數控機床工作時，只需要監視設備的運行狀態。所以勞動強度很低。4、適應能力強。數控加工系統就像計算機一樣，可以通過調整部分參數達到修改或改變其運作方式，因此加工的范圍可以得到很大的擴展。5、工作環境好。數控加工機床是機械控制、強電控制、弱電控制為一體高科技產物，對機床的運行溫度、濕度及環境都有較高的要求。

（二）數控機床的缺點

數控機床的主要缺點如下：價格較高，設備首次投資大；對操作、維修人員的技術要求較高；加工復雜形狀的零件時，手工編程的工作量大。

二、數控機床零件加工前的準備要求

1.機床位置環境要求機床的位置應遠離振源、應避免陽光直接照射和熱輻射的影響，避免潮濕和氣流的影響。

2.電源要求一般數控車床安裝在機加工車間，不僅環境溫度變化大，使用條件差，而且各種機電設備多，致使電網波動大。因此，安裝數控車床的位置，需要電源電壓有嚴格控制。電源電壓波動必須在允許范圍內，并且保持相對穩定。否則會影響數控系統的正常工作。

3.溫度條件數控車床的環境溫度低于30攝氏度，相對溫度小于80%。過高的溫度和濕度將導致控制系統元件壽命降低，并導致故障增多。溫度和濕度的增高，灰塵增多會在集成電路板產生粘結，并導致短路。

4.按說明書的規定使用機床用戶在使用機床時，不允許隨意改變控制系統內制造廠設定的參數。這些參數的設定直接關系到機床各部件動態特征。只有間隙補償參數數值可根據實際情況予以調整。用戶不能隨意更換機床附件，如使用超出說明書規定的液壓卡盤。制造廠在設置附件時，充分考慮各項環節參數的匹配。盲目更換造成各項環節參數的不匹配，甚至造成估計不到的事故。

數控車削的工藝與工裝數控車床加工的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：

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。進給條件與刀具后面磨損關系在極小的范圍內產生。但進給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。用戶要根據被加工的材料、硬度、切削狀態、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規則的、穩定的磨損達到壽命才是理想的條件。

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。

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.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。

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。

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：首先用扳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。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與刀尖平行的刀刃主要用于刀刃切削后進行一次二次切削相當于精加工過程去處毛刺等傷痕目的是提高工件的表面粗糙度多應用于進行精加工的刀具上。

三、數控機床的初學者要求

對于數控機床操作初學者，經常發生碰撞。常聽別人說，不碰機床，就學不會機床操作，這一種非常錯誤有害認識。機床碰撞對機床精度很大損害，對于不同類型機床影響也不一樣。一般來說，對于剛性不強機床影響較大，對于剛性較強龍門結構機床，同等撞擊力下影響較小。如果機床懸臂式得結構，以及機床主軸裝一回轉軸上機床結構，一旦機床發生碰撞話，對機床精度影響致命。所以對于高精度數控機床來說，碰撞絕對要杜絕。只要操作者細心掌握一定防碰撞方法，碰撞完全可以預防避免。以下幾點心得或許對數控機床初學者預防碰撞有所幫助。

碰撞發生最主要原因：一對刀具或者砂輪直徑長度輸入錯誤；二對工件尺寸其他相關幾何尺寸輸入錯誤以及工件初始位置定位錯誤；三機床工件坐標系設置錯誤，或者機床零點加工過程被重置，而產生變化。

機床碰撞大多發生機床快速移動過程，這時候發生碰撞危害也最大，應絕對避免。所以操作者要特別要注意機床執行程序初始階段機床更換刀具或砂輪時候，此時一旦程序編輯錯誤，刀具或砂輪直徑長度輸入錯誤，那么就很容易發生碰撞。程序結束階段，各數控軸退刀動作順序錯誤，那么也可能發生碰撞。

為了避免上述碰撞，第一次使用刀具砂輪時，要仔細進行對刀，不能輕視該問題。為了避免碰撞，操作者操作機床時，要充分五官功能，觀察機床有無異常動作，有無火花，有無噪音異常響動，有無震動，有無焦味。發現異常情況應立即停止程序，待機床問題解決后，機床才能繼續工作。同時操作之前，操作者應該接受機床操作安全培訓，每類機床應有安全操作規程，操作人員應經系統操作安全培訓，持有培訓合格上崗證后才能上機床工作。工作前，應知道滅火器位置，并且操作者要掌握滅火器方法，機床氣壓開關位置，機床輸入電源開關位置，液壓工作站位置，都因掌握應急關閉方法，對于使用冷卻油磨床應將滅火器放置機床三米之內。

總之，掌握數控機床操作技巧一個循序漸進過程，并不能一蹴而就。它建立掌握了機床基本操作、基礎機械加工知識基礎編程知識之上。