时间：2022-05-06 16:20:57
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关键词:普通车床 数控改造
企业要在激烈的市场竞争中获得生存、得到发展,它必须在最短的时间内以优异的质量、低廉的成本,制造出合乎市场需要的、性能合适的产品,而产品质量的优劣,制造周期的快慢,生产成本的高低,又往往受工厂现有加工设备的直接影响。目前,采用先进的数控机床,已成为我国制造技术发展的总趋势。购买新的数控机床是提高数控化率的主要途径,而改造旧机床、配备数控系统把普通机床改装成数控机床也是提高机床数控化率的一条有效途径。我校为适应现代化生产和教学,对CA6140车床进行了数控化改造。
1 机床数控化改造的条件
1.1 机床基础件有足够的刚性
数控机床属于高精度机床,工件移动或刀具移动的位置精度要求很高,必须在0.001-0.01mm之间,高的定位精度和运动精度要求原有机床基础件具有很高的静刚度和动刚度。本次用于改造的CA6140车床自购进后一直保养良好,机床基础件刚性满足要求。
1.2 机床数控改装的总费用合适,经济性好
机床数控改装分两部分进行:一是维修机械部分。更换或修理磨损零件,调试大型基础零件,增加新的功能装置,提高机床的精度和性能,另一方面是舍弃原有的一部分进给系统,用新的数控系统和相应的装置来替代。改造总费用由机械维修和增加的数控系统两部分组成。若机床的数控改造的总费用仅为同类型车床价格的50% ~60%时,该机床数控改造在经济上适宜。经过考查,若购买同样配置的车床约需10万元,而我校机床数控改造的总费用为5.1万元,仅占51%,因此该机床数控改造在经济上是合适的。
2 系统配置及主要技术规格
该系统由SIEMENS 802S系统、接口电路、驱动线路及步进电机等组成,另外还配有自动转塔刀架、主轴变频调速器及主轴编码器等,系统属开环控制系统。其主要技术性能和参数如下:
(1)系统控制部分。采用SIEMENS 802S系统,键盘和显示部分装在面板上。
(2)系统软件具有若干指令。其中加工指令有直线、斜线、螺纹、锥螺纹和圆弧等5条指令。可实现车削外圆、端面、台阶、割槽、锥度、倒角、螺纹、顺圆弧和逆圆弧等操作。控制指令有结束循环、暂停、延时、延时换刀、编码换刀、通讯等,与加工指令配合,可加工出各种较复杂的零件。
(3)系统环境工作条件。温度-10-+40℃;湿度为40%-80%。
(4)输入电网电压。交流(220±22)V;频率为50Hz;电流为1.5A。
(5)步进电机。BYG550C-2型电机两台,驱动电压为110V;相电流为2.5A;步距角为0.36°/步;静力距为12N.m。
3 主传动的数控化改造
机床主传动的作用是把电机的转速和转矩通过一定途径传给主轴,使工件以不同的速度运动,主传动性能的好坏,直接影响零件的加工质量和生产效率。考虑到改造的经济性,可乘用机床原有的普通三相异步交流电动机拖动。考虑到加工过程中当电网电压和切削力矩发生变化时,电机的转速也会随之波动,直接影响加工零件的表面粗糙度。因此为提高加工精度,实现主轴自动无级变速,在主轴上增加了交流异步电动机变频调速系统,从而不需进行机械换档。针对机床要求具有螺蚊切削功能,在主轴部位安装主轴脉冲发生器,为保证脉冲发生器与主轴等速旋转,即主轴转一周,主轴脉冲发生器也主轴脉冲发生器安装示意图转一周,主轴脉冲发生器的安装方式很重要。改装时,主轴传动必须经过原有CA6140车床主轴箱中58/58和33/33两级齿轮(实现1∶1)传递到原有CA6140车床的挂轮轴X,拆除挂轮留出空间,安装脉冲发生器,并用法兰盘固定。
4 进给传动的数控化改造
进给传动的作用是接受数控系统的指令,驱动刀具作精确定位或按规定的轨迹作相对运动,加工出符合要求的零件,对进给传动的要求是高精度、高速度。改造中我们采用步进电机驱动系统实现开环控。
（1） 进给传动链；（2） 接口箱内减速齿轮的齿数比；（3） 传动滚珠丝杠副；（4） 刀架。
5 机电联动调试
5.1 机械调试
丝杠上,侧母线和横、纵导轨的平行度误差控制在0.01mm/全长之内;转动丝杠,丝杠轴向窜动在0.01mm之内;丝杠螺母同轴度误差控制在0.01mm之内。
5.2主轴控制
主轴电机采用交流变频控制电机,由变频器进行控制,转速范围60~6000r/min。模拟量由基本I/O单元的A0端口输出0~10V的直流电压,变频器根据输入的电压变化而输出相应的转速。由于模拟主轴电机没有编码器,因此在发出转速命令后,系统无法检测到主轴的是否运行。为解决这一问题,我们利用变频器上的功能端子,将其通过参数设置成“到达指令频率闭合”状态,并通过PLC检测此信号,从而实现对电机的运转进行监控。
5.3教学功能的附加
常用的工件材料类别如下：
> 一般钢材---普通碳钢、合金钢、工具钢
> 淬火钢
> 不锈钢
> 铸铁---灰铸铁、球墨铸铁
> 钛合金
> 高温合金---镍基合金、钴基合金
> 有色金属---铜合金、铝合金
> 复合材料
所谓难加工材料，就是切削加工性差的材料，即硬度高、强度高、延伸率高、冲击值大、导热系数小的材料。但在日常生产中，切削加工所用的材料种类很多，性能各异，对于某一种类材料性能并非全面达到或超过以上指标，其中一项或两项超过以上指标者，也是难加工材料。常用难加工材料有五大类，即高温合金（包括铁基、镍基和钴基三大类）、钛合金、不锈钢（如奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化型不锈钢）、超高强度钢、以及高温结构陶瓷材料等。
材料切削加工性的衡量指标通常有四种标志方法：刀具耐用度T、已加工表面质量、单位面积切削力、断屑性能。
超高强度钢难加工材料加工特点。如38CrNi3MoVA、 40CrNi2Si2MoVA 超高强度钢，其半精加工、精加工和部分粗加工常在调质状态下进行。调质后的金相组织为索氏体或托氏体，硬度高达HRC55。一般σs>1GPa或σb>1.1Gpa的结构钢，称为高强度钢；σs>1.2GPa或 σb>1.51Gpa的结构钢称为超高强度钢。与普通碳素结构钢相比，高强度钢、超高强度钢的强度高，导热系数偏低，故切削力大，切削温度高（比45钢高出100～200℃），刀具磨损快，使用寿命短，断屑亦稍难。
超高强度钢必须采用耐磨性强的刀具材料。按粗加工、半精加工、精加工的要求，应分别采用不同牌号的YT（P）类硬质合金，最好是添加钽、铌的牌号。高速精加工时，应采用高TiC含量并添加工钽铌的YT类合金、TiC基和Ti（C，N）基硬质合金，涂层硬质合金和复合Al2O3陶瓷等。刀具前角应较小。在工艺系统刚性允许的情况下，应采用较小的主偏角和较大的刀尖圆弧半径。切削用量，尤其是切削速度，应比加工中碳正火钢时适当降低。尽量采用切削液与断屑措施以改善切削条件。
高温合金和不锈钢材料加工特点。不锈钢按金相组织分，有铁素体、马氏体、奥氏体三种。奥氏体不锈钢的成分以铬、镍等元素为主，淬火后呈奥氏体组织，切削加工性比较差，表现在：
> 塑性大，加工硬化很严重，易生成积屑瘤而使已加工表面质量恶化。切削力约比45钢（正火）高25%。加工表面硬化程度及硬化层深度大，常给下序带来困难。且不易断屑
> 导热系数小，只为45钢的1/3，产生的热量不易传出，所以切削温度高。
> 由于切削温度高，加工硬化严重，加上钢中有碳化物（TiC等）形成硬质夹杂物，又易与工具发生冷焊，故刀具磨损快，使用寿命降低。
YT类合金刀具不宜用于加工奥氏体不锈钢和高温合金，因为YT类硬质合金中的钛元素易与工件材料中的钛元素发生亲和而导到冷焊，在高温下还加剧了扩散磨损。一般宜采用YG类（最好添加钽、铌，如YG6A）、YH类或YW类硬质合金，也可采用高性能高速钢。刀面应磨光，且需采取断屑措施。加工奥氏体不锈钢时，宜采用较大的前角（γ0=15～30°以减小切削变形）与中等的切削速度（50～80m/min，硬质合金）。加工高温合金时，宜采用偏小的前角（γ0=0～10°，以提高切削刃的强度）与偏低的切削速度（ 30～40 m/min，硬质合金）不论加工奥氏体或高温合金，切削深度和进给量均宜适当加工，避免切削刃和刀尖划过硬化层。
针对钛合金、不锈钢、超高强度钢等难加工材料的切削，使用的刀具材料主要是细晶粒硬质合金、超细晶粒硬质合金和高性能高速钢，应特别注意刀具材料（包括其涂层）与工件材料的匹配，实践证明，钛合金切削加工中，常规涂层对提高刀具性能方面没有明显作用，必须寻找新的涂层及涂层工艺。
> 钛合金的加工方法切削速度不宜过高（40～60m/min）：切削速度过高会产生大量切削热，导致刀具寿命降低。
> 缩短刀具与工件的接触时间：刀具与工件接触时间越长，产生的热量就越多，会导致刀具寿命降低。而刀具直径越大，接触时间就越长，因此在允许的范围内，应尽可能使用小直径刀具。
> 减小切削宽度：切削宽度越大，接触时间越长，会增加发热量。因此，加工时不宜加大切削宽度，而通过增加切削长度来提高加工效率。使用长刃刀具等对于粗加工很有效。切削宽度小的台肩铣削能减少切削热，使提高切削速度成为可能。
> 充分使用切削液，提高冷却效果：尤其是15MPa以上的超高压切削液。
> 使用45°主偏角刀具：只要工件形状允许，尽可能使用45°主偏角的刀具，以减薄切屑，延长刀具寿命。
难加工材料数控加工需要解决的关键技术问题如下：
（1） 数控加工仿真及数控程序优化技术；
（2） 加工难加工材料的先进刀具的选用和切削参数优化；
（3） 加工难加工材料的切削理论研究；
（4） 数控加工工艺技术；
（5） 基于毛坯加工及毛坯残留的数控编程与加工技术
难加工材料数控加工编程要点
> 刀具加工过程采用顺铣，尽量避免逆铣。
> 在加工中拐角减速，减速值为正常进给率的40%到70%。编程采用高速铣加工模块，所有转角执行R1-R3圆弧过渡连接，避免瞬间急转弯。
> 在粗加工半封闭槽或型腔的时候刀具不应超出工件外，刀具直径的20%到30%。
> 槽加工宜采用摆线加工方式。
> 先用直径大的刀具加工，再用直径小的刀具对拐角进行插铣，为精铣创造好条件。
> 粗加工时注意工件变形，注意陡壁加工、 分层加工、进退刀控制、 对称加工策略的应用。
小结
> 切实掌握常用五大类难加工材料的加工特点。
> 材料切削加工性的衡量指标、具体判据。
> 改善难加工材料切削加工性的措施。
> 掌握难加工材料数控加工关键技术及编程要点。
【关键词】椭球；工艺；程序；走刀路线
椭球长半轴30mm，短半轴20mm。
一、加工工艺的分析
首先，分析零件图样是工艺准备中的首要工作，直接影响零件的编制及加工结果。分析零件图样上的尺寸公差要求，以确定控制其尺寸精度的加工工艺，如刀具的选择及切削用量的确定等。看图得出为椭球两配合，单件，材质为45#钢，技术要求：表面粗糙度均为1.6，现有毛坯规格？50mm，长130mm一件。加工工分析如下：（1）从已知条件去选择机床CKA6136/
6140均可，如现在以FANUC 0i mate数控系统为例，准备相应的刀具和加工程序。（2）有毛坯规格和配合件对同轴度不难看出，在加工过程中应尽量采取一次装夹全部完成的方法。这对装夹的要求较高，通过计算得出。（3）刀具的选用：刀号01，刀具名称90°外圆车刀，型号YG8 A320，数量1；刀号02，刀具名称切槽刀，刀宽3mm，数量1；刀号03，刀具名称切断刀，5*20mm，数量1；刀号07，刀具名称麻花钻及钻套，Ф12mm*50mm，Ф16mm*30mm，数量各1；刀号08，刀具名称中心钻及钻夹头，A3 Ф1～13mm，数量各1；刀号04，刀具名称内螺纹车刀，M20*1.5mm*30mm，数量1，刀号05，刀具名称外螺纹车刀，M20*1.5mm，数量1；刀号06，刀具名称内孔车刀，Ф16mm，数量1。（4）具体的加工步骤如下：第一，装夹毛坯伸出长度不低于98mm，夹紧并找正。先用08号刀具钻出中心孔，再用07号刀具预制Ф16mm，深度不小于22 mm的孔，达到技术要求。第二，分别对06，04，03号刀具零点设置在轴线和毛坯右端面的交点处，粗精加工内孔及内螺纹，达到技术要求。第三，用03号刀具切断并保证30mm的总长度。把切下的内孔工件①先放一边。第四，先用08号刀具钻出中心孔，再用07号刀具预制Ф12mm，深度40mm的孔，达到技术要求。分别对01，05，02，03号刀具零点设置在轴线和毛坯右端面的交点处，粗精加工外圆及外螺纹，达到技术要求。第五，把切下的内孔工件①配到外螺纹上，用01号刀具加工外轮廓至椭球一半即可，再去掉内孔部分的工件①。第六，用03号刀具切断并保证50mm的总长度外轮廓工件②先放一边。第七，再次使用08号刀具钻出中心孔，用07号刀具预制Ф16mm，深度不小于22mm的孔，并分别对06，04号刀具零点设置在轴线和毛坯右端面的交点处，粗精加工内孔及内螺纹，达到技术要求。把外轮廓工件②配到内螺纹上，用01号刀具加工外轮廓至椭球一半达到技术要求即可，再去掉外轮廓工件②。第八，最后把内孔工件①和外轮廓工件②打毛刺后装配完成即可。（5）编程计算及编写程序（在后面）。（6）程序校验及加工。
二、加工程序
（1）椭球程序。O0001；（程序名）T0101 M03 S1200；（调用1号刀1号刀补，主轴正转，每分钟1200转）G00 X52 Z2；（快速跑到循环起点）G71 U2 R0.5；（外圆粗车循环）G71 P1 Q2 U0.5 W0.05 F0.3；（外圆粗车循环）N1 G00 X0；G1 Z0 F0.1；#1=0；（起始角度）#2=90；（终点角度）#3=30；（长半轴）#4=20；（短半轴）WHILE[#1 LE #2]DO 1；（当起始角度小于等于终点角度时，执行1）#5=#3*COS[#1]；（任意一点X坐标值）#6=#4*SIN[#1]；（任意一点Z坐标值）G1 X #5 Z #6 F0.1；（直线插补）#1=#1+0.5；（布距0.5度）END 1；（结束语）N2 G1 X52；G70 P1 Q2；（精车循环）G00 X100 Z100；（换刀点）M05；（主轴停）M30；（结束语）。（2）外圆程序省略。
参 考 文 献
1.1数控加工的定义
数控加工能够大大提高对复杂性产品的制造效率,能够充分保障产品的加工质量,它是集传统的机械制造工艺、现代化控制技术、传感技术等技术于一体的,它的广泛使用给机械制造业带来了极大的方便,数控技术的水平已经成为衡量一个国家综合国力的重要标志。
1.2数控加工的特点
数控加工技术与传统的机床加工技术相比,其具有以下几个方面的特点:1.加工零件的精度越来越高,能够适应许多品种复杂的小零件。数控机床是按数字形式给出的指令进行加工的,不需要人工干预,从而能够消除人为产生的误差。2.数控机床能够随生产对象的变化而发生变化,所以在数控机床上改变加工零件时,只需重新编制程序,输入新的程序后就能自动实现对新的零件的加工;而并不需要改变机械部分和控制部分的硬件,从而为复杂结构零件的生产提供了极大的方便。3.数控机床每一道工序都可以选用最有利的切削用量,这就提高了数控机床的切削效率,节省了时间,数控机床还能够实现多道工序的连续加工,大大提高了生产效率。4.数控机床加工零件一般不需要制作专用夹具,并且还可以实现一机多用,从而能够使生产成本进一步下降,可获得良好的经济效益。5.数控机床可以使用数字信息与标准代码处理、传递信息,从而为计算机辅助设计、制造以及管理一体化奠定了基础。
2数控机床
2.1数控机床的定义
数控机床是集多种技术于一体的现代化技术设备,是一种装有程序控制系统的自动化的数字机床,其控制系统能够自动的处理各种程序指令,从而使得机床工作加工零件。数控机床的系统一旦出现故障,就会使得机床停止运转,从而影响生产效率。数控机床容易出现的故障主要有:机械的磨损与锈蚀、工件表面粗糙度大、电子元器件发化,本身有隐患、灰尘、操作失误等,所以,对数控机床出现的故障及时的进行维修是保障数控机床能够正常运行的前提,对数控机床的快速发展和不断完善也起到了巨大的推动作用。
2.2数控机床的特点
(1)对加工对象的适应性比较强,能够根据不同加工对象为模具的制造提供合适的加工方法;(2)加工精度高,能够适应各种小而精密的零件的加工,具有比较稳定的加工质量;(3)当加工零件发生改变时,不需要重新进行设置,只需要更改数控的程序就可以,这样就大大节省了生产时间,提高了生产效率;(4)由于采用的是自动化程序控制,所以大大减轻了劳动强度;(5)数控机床对工作人员的素质要求比较高,对维修人员的技术要求更高。
2.3数控机床的分类
(1)按照加工工艺方法进行分类:金属切削类数控机床;特种加工类数控机床;扳材加工类数控机床;(2)按控制运动轨迹进行分类:点位控制数控机床、直线控制数控机床、轮廓控制数控机床。
3数控机床常常出现的故障分析
3.1数控机床监测技术的特点
随着社会的不断进步,经济的快速发展,数控机床监测技术也得到了迅速的发展,从而更加准确的确保了机床的正常运行。数控机床监测技术主要有以下三个特点:(1)数控机床监测的目的很明确,能够快速的对机床进行故障监测,进而及时的制定出科学、有效的解决方案,从而保障机床的正常运转;(2)数控机床监测技术涉及的范围比较广,主要涉及到物理学、机械动力学等多种学科知识领域;(3)数控机床监测技术能够很好的联系实际,能够把理论知识转化为实践,然后用于实际的操作中,这样就能够很好的提高数控机床的安全运行。
3.2数控系统故障
3.2.1位置环位控环报警:可能是测量回路开路;测量系统损坏,位控单元内部损坏;不发指令就运动,可能是漂移过高,正反馈,位控单元故障;测量元件损坏;测量元件故障,一般表现为无反馈值;机床回不了基准点;高速时漏脉冲产生报警的可能原因是光栅或读头脏了;光栅坏了。3.2.2电源部分电源是维持系统正常工作的能源支持部分,它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。
3.3无报警显示的故障
3.3.1机床失控由于伺服电动机内检测元件的反馈信号接反或元件故障本身造成的。3.3.2机床振动此时应首先确认振动周期与进给速度是否成比例变化,如果成比例变化,则故障的原因是机床、电动机、检测器不良,或是系统插补精度差,检测增益太高;如果不成比例,且大致固定时,则大都是因为与位置控制有关的系统参数设定错误,速度控制单元上短路棒设定错误或增益电位器调整不好,以及速度控制单元的印刷线路不好。
3.4数控机床监测人员要掌握方法对机床的监测
数控机床监测人员在检测前要详细了解机床发生故障前有哪些征兆或者是现象,根据这些现象对故障进行分析,这样可以大大提高监测效率;如果不能通过看机床表面判断出机床的故障,这时就必须进行深层次的故障检测,对很有可能发生故障的部位进行监测,从而监测出故障部位。监测人员还一定要熟悉相关机床的维修原理,在每一次监测完机床故障以后,应该详细的记录好监测方法,从而可以方便掌握机床的故障规律,从而提高故障诊断效率。
4数控加工及数控机床的维护及检修
4.1数控加工及数控机床维护与检修人员
由于数控机床的特点,所以对维护与检修人员的要求比较高,只有维修人员具有较高的素质和工作技术才能真正确保数控机床维修工作的快速、高效运行。有效的预防与维修的技术手段是确保数控机床能够高效运转的基本条件,所以要建立严格的维护修理制度对机床进行及时的维护、修理,从而来大大降低事故的发生率,每次使用完机床以后要对机床的每一个部件进行检测,对一些有破损的部件进行及时的更换,定期对机床进行检测,一旦发现问题及时的进行解决,另外,还可以对机床进行一定程度的升级或者是改装,从而使的机床的技术水平能够得到大幅度的提升,使得机床能够稳定运行、长时间运转,从而获得更多的经济效益;除此以外,还要对机床的使用寿命与更换频率进行评估,从而真正提高机床的使用寿命。保障数控机床能够正常运转的主体还是维护人员,为此,一定要加强对维护人员的培训力度,让维护人员在掌握基本的知识基础以后,掌握更多、更有效的技术方法,真正成为数控机床专业检测诊断技术的高级操作专家,此外还要提高维护人员的责任心,让维护人员能够利用自己灵活且基础扎实的知识体系,使机床的正常运行获得保证,从而减少事故的发生频率,带来更多的经济效益。
4.2加强对机床的安全监察力度
只有真正保障机床是在严格的操作流程下进行,才能真正保障人们的生命安全,减少事故的发生,所以,一定要重视事故的发生原因,对事故进行仔细的分析和解决,吸取教训,不断的总结经验,将事故发生的过程记录下来,从而能够避免下次再出现同样的事故,另外,还要加强对机床的安全监察力度,做好安全工作,对于不同种类的机床要采取不同的分析与诊断方法,还要做好定期维修和护理工作,提前对机床可能出现的故障进行预测,然后针对这些故障提前做好预防措施,对于机床的引进购买一定要确保是从正规厂家进行的购买,从而真正从源头上确保机床的质量,再者还要注意确保维护人员的生命安全,要牢记安全第一的原则,提高维护人员的安全意识,从而真正使得维护人员的安全有所保障。
4.3做好预防性维护工作
预防性维护工作的目的是为了降低故障的发生率。所以,数控机床维护人员要对数控机床在实际运行的过程中可能出现的故障进行提前的预测,然后根据估测,提前做好防范工作;除此以外,数控机床管理人员还要对每台数控机床都建立起日常的维护保养计划,包括保养内容以及各功能部件和元气件的保养,然后定时定期的对这些数控机床进行维护;如果数控机床长时间闲置不用,当需要使用的时候,第一次使用时最好用较低速度进行运行。
4.4数控机床的诊断原则
数控机床诊断技术主要是对机床进行故障监测和诊断。如果不能很好的对机床进行监测和诊断,就会使得这些机床在运行的过程中发生故障,导致机床不能继续正常工作,从而给人们的生命安全造成威胁,给企业带来不可估量的经济损失。诊断技术就能够很好的避免这些故障的发生,能够使得机床按照自身的系统正常的运行。对机床进行监测和诊断可以精确的发现机床存在的问题,然后快速的解决这些问题,从而确保机床的正常运行。由于数控机床是集多种技术于一体的现代化设备,所以维修人员在诊断故障时应该采用先由外向内逐一进行排查,尽量避免随意地启封、拆卸,这样会扩大故障范围,使机床大伤元气,丧失精度,降低性能。所以,在诊断时可以采用:先检查外部再检查内部;先在机床断电的静止状态下通过了解、观察测试、分析确认为故障,然后再给机床通电;当出现多种故障互相交织掩盖,一时无从下手的情况时,应该先解决容易的问题,然后再解决难度较大的问题。这样,遵循原则进行诊断,既能够快速诊断出故障所在的位置,又能避免对机床的损害,大大提高了工作效率。
4.5应该为数控机床配备系统编程、操作和维修的专业人员
只有合理的配备出专业的维修人员,才能大大提高机床的维修效率。这些专业人员应该熟悉所用机床的各个部分及使用环境,并且能够按照机床和系统使用说明书的要求正确的使用数控机床。数控机床的使用环境会影响机床的正常运转,所以在安装机床时应该严格按照机床说明书规定进行安装,在经济条件允许的情况下,应该将数控机床与普通的机械加工设备隔离安装,以便对机床进行维修和保养。
4.6数控机床系统中硬件控制部分的维修与保养
数控机床系统硬件控制部分是数控机床的核心,所以一定要重视对其的维修与保养工作,每年应该让有经验的维修人员检查一次,检测有关参考电压是否在规定的范围内,检查系统内各器件连接是否有松动的现象,如果有及时进行维修。还要,检查各功能模块使用风扇运转是否正常并且是否清除灰尘,这样,可以延长数控机床的使用寿命。
4.7制订数控系统日常维护的规章制度
要根据各种数控机床的特点,确定各自保养条例,应该有一种严格的规定,除非进行必要的调整和维修,否则不允许随便开启柜门,更不允许在使用时敞开柜门;应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常,检查工作环境状况,如果发现过滤网上灰尘积聚过多,一定要及时清理,否则将会引起数控系统柜内温度过高,造成过热报警或数控系统工作不可靠;还要经常监视数控系统用的电网电压;定期更换存储器用电池。
5结语
【关键词】数控加工；数控机床；维护工作
引言
在当前的机械产品加工，需要通过对于数控加工方面实现技术加工技术研究，避免在数控机床的使用中，出现机床故障，保障数控机床处于良好的工作状态中，保障机械加工工作的顺利进行，避免由于机械故障造成生产上的延误，从而造成经济效益的浪费。
随着科学技术的发展，对机械产品提出了精度、复杂性的要求，这对机床设备不仅提出了精度和效率的要求，而且也对其提出了通用性和灵活性的要求。机械加工现在已越来越倾向使用数控加工。数控加工主要有以下两个优点：（1）精度高，（2）操作简单，现代数控加工技术只需机床操作人员在加工前输入相应的数控程序，机床就会严格按照数控程序进行加工。文章从数控加工工艺分析，分析零件经过数控加工，确定合理工艺方案，保证工件的精度和工艺设计要求，以达到配合要求，最终完成的零件的加工。同时由于数控机床是一种价格昂贵的精密设备，维护更是不容忽视。
1、铣削为主的箱体类配合件的加工
所谓箱体类零件的加工，就是对孔隙较少的零件的加工管理，这种零件在使用过程中的最大的特点是能够实现对尺寸和方向的灵活控制，也就是说被广泛的应用于汽车和飞机等大型制造业中。主要的应用部位是发动机灯重要零件位置。
数控铣床铣削加工作为一种重要的模具加工方式，主要是针对数控零件进行的加工，也就是说可以实现对零件的数控管理和加工效率的有效提升，被广泛的应用于我国的数控零件的加工和生产过程中。目前这种生产方式加工的高速铣削技术，不仅能够在济公过程中实现较低温度的作业，还可以实现较小的切削力，也就是说可以实现缩短工期，节约成本的优势，未来可以更好的应用于模具加工的生产过程中。
2、箱体零件加工方法
2.1在加工过程中，首先要先分辨孔好面，要先对面进行加工，然后在加工孔。
2.2在加工过程中，首先应该对零件进行粗加工，然后再进行精细加工。
2.3在材料的直径大于三十的情况下，应该对其进行一定的孔隙处理，也就是说要保证直径上面的孔隙达到相关的尺寸要求再进行精细加工，一般来说，要按照“粗镗-半精镗-孔端倒角-精镗”这样四个基本步骤完成。
2.4对于直径达不到三十的孔隙的加工处理，要注意对不同的孔隙之间的面积进行打滑处理，也就是说要采用专门的扩孔工艺进行孔隙表面的处理。然后再按照’半精镗-孔端倒角-精镗”的这样基本步骤进行是加工。
2.5在孔隙加工过程中，应该对一些尺寸较小的孔，进行扩孔处理，然后对于一些孔隙较大的孔，进行平整度的处理。
2.6在孔隙处理过程中，对于一些施工跨度较大的孔，应该做好相关的掉头和刀具的刚性比，这样就可以实现对材料的更加合理的加工。
3、数控机床使用中应注意的事项
要想实现对数控机床的有效加工，就必须要对其进行加工前的认真分析，对其自身的使用情况以及维修质量等问题进行全面的资料搜集，以更加全面的掌握加工的方式，避免加工技术队现有的机床造成不利影响。
3.1数控机床的专业性和技术性都是非常强的，也就是说在实际的运行过程中，需要专门的技术人员进行操作和知道，所以在对其进行维修的过程中，也应该注意根据专业人员的指导进行操作，避免维修行为对现有的数控机床的功能造成影响。
3.2在垫柜门的开启的过程中，有关工作人员应该注意对电源的控制盒管理，也就是说必须在电源的切断的情况下开启电柜门。
3.3对于数控机床的参数不得在维修过程中随意的修改，也就是说有关部门应该加强对数控机床的参数的保护。
3.4修改参数后，进行第一次加工时，机床在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行试运行，确认机床正常后再使用机床。
3.5机床的PLC程序是机床制造商按机床需要设计的，不需要修改。不正确的修改，操作机床可能造成机床的损坏，甚至伤害操作者。
3.6机床在连续运行时，使用时间尽量不要超过二十四小时，以免造成电气系统和各元器件的损坏，影响机床的精度和寿命。
3.7机床全部连接器、接头等，不允许带电拔、插操作，否则将引起严重的后果。
4、数控机床的维护
在数控机床的维护过程中，应该重点对现有的数控系统进行维护，因为数控系统作为数控机床的核心系统，对于数控机床的应用效果和应用质量有着十分重要的影响。而数控系统作为一种元件较多的长时间运行的系统设备，比较容易出现系统的故障问题。所以，要重视数控系统的日常管理和维护，一般来说，从以下几个方面入手：
4.1制订数控系统日常维护的规章制度
4.2应尽量少开数控柜和强电柜的门
因为在机加工车间的空气中一般都含有油雾、灰尘甚至金属粉末。一旦它们落在数控系统内的印制线路或电器件上，容易引起元器件间绝缘电阻下降，甚至导致元器件及印制线路的损坏。
4.3定时清扫数控柜的散热通风系统
应每天检查数控系统柜上各个冷却风扇工作是否正常，应视工作环境状况，每半年或每季度检查一次风道过滤器是否有堵塞现象。如果过滤网上灰尘积聚过多，需及时清理，否则将会引起数控系统柜内温度高（一般不允许超过55℃），造成过热报警或数控系统工作不可靠。
4.4经常监视数控系统用的电网电压
4.5定期更换存储器用电池
4.6数控系统长期不用时的维护
为提高数控系统的利用率和减少数控系统的故障，数控机床应满负荷使用，而不要长期闲置不用，由于某种原因，造成数控系统长期闲置不用时，为了避免数控系统损坏，需注意以下两点：
要经常给数控系统通电，特别是在环境湿度较大的雨季更应如此，在机床锁住不动的情况下（即伺服电动机不转时），让数控系统空运行。利用电器元件本身的发热来驱散数控系统内的潮气，保证电子器件性能稳定可靠，实践证明，在空气湿度较大的地区，经常通电是降低故障率的一个有效措施。
5、结束语
就当前的机械加工行业工作与发展情况分析，是通过数控加工的发展应用，实现机械加工行业的良好发展，实现技术加工上的更为高端的技术要求，实现数控加工上的技术进步，在节省人力的同时，能够减少工作强度，实现更高的经济效益。在数控加工中，需要做好数控加工机床的维护工作，这样才能够保障数控加工机床处于平稳的工作状态中，延长使用时间，节省经济支出。
参考文献
计算机数控仿真是应用计算机技术对数控加工操作过程进行模拟仿真的一门新技术。该技术面向实际生产过程的机床仿真操作，加工过程三维动态的逼真再现，在很大程度上弥补了实践教学中设备品种、数量不足、学生操作时间不足的缺点，提高了学生编程能力和数控机床操作能力，可以反复动手进行数控加工操作，在培养全面提高数控加工技术的实用型技能人才方面有着重要作用。
【关键词】
宇龙数控仿真软件；数控加工；应用
1数控仿真软件介绍
数控加工仿真是以计算机为平台的基于虚拟现实的仿真软件，它通过计算机的编程和建模将加工过程用三维图或者二维图并以动态形式演示出来，面前国内较为流行的仿真软件有北京斐克VNUC、南京宇航Yhcnc、南京斯沃等，这其中以上海宇龙应用最为广泛，其界面简洁、操作简单，人机交流方便，支持的多种数控系统。其主要优点有几下几点
1.1提供多种数控机床和数控系统上海宇龙仿真软件提供车床、立式铣床、卧式加工中心、立式加工中心；控制系统有FANUC系统、SIEMENS系统、三菱系统、大森系统、华中数控系统、广州数控系统以及上海市技能鉴定机构所采用的PA系统。丰富的刀具材料库采用数据库统一管理刀具材料和性能参数库，刀具库含数百种不同材料和形状的车刀、铣刀，支持用户自定义刀具以及相关特征参数。鉴于各高校资金等方面原因，一般的高职院校不可能购买所有的数控机床和数控系统，同时随着机械行业的不断发展，将会涌现出更多新的机床和系统，而高职院校不可能更新如此频繁，数控仿真软件在很大程度了弥补了这一不足，学生可以在仿真系统上进行各种最新的数控系统的仿真操作，紧跟社会发展，为今后的就业打下坚实基础。
1.2模拟程度高，安全性高数控仿真系统实现机床操作全过程仿真。仿真机床操作的整个过程；毛坯定义、工件装夹、压板安装、基准对刀、安装刀具、机床手动操作等仿真。数控仿真系统实现加工运行全环境仿真。仿真数控程序的自动运行和MDI运行模式；三维工件的实时切削，刀具轨迹的三维显示；提供刀具补偿、坐标系设置等系统参数的设定。尤其是切削路线的显示在很大程度了帮助了学生对现有的程序进行有效的修改。数控仿真系统实现全面的碰撞检测。仿真系统中的手动、自动加工等模式下的实时碰撞检测，包括刀柄刀具与夹具、压板、机床等碰撞，也包括机床行程越界及主轴不转时刀柄刀具与工件等的碰撞。通过碰撞检测能实时发现问题并及时对已有的数控程序进行修改。数控仿真系统实现数控程序处理。数控仿真能够通过DNC导入各种CADCAM软件生成的数控程序，例如Mastercam、ProE、UG、CAXA-ME等，也可以导入手工编制的文本格式数控程序，还能够直接通过面板手工编辑、输入、输出数控程序。完全模拟了现实机床的数据传输方式，使得学生通过仿真后就能很快在机床上进行操作加工。
1.3便于掌握学生学习动态上海宇龙仿真软件具有记录考试操作全过程和考试结果的功能以及多种回放方式，便于教师及时掌握学生学生动态并给与相应的指导。同时该仿真软件具有互动教学功能，教师和学生可以相互观看对方的操作，进行互动交流。
1.4弥补了各院校设备不足的情况由于数控设备价格昂贵，尤其是多轴数控机床价格偏高，很多各高职院校无法购买较多的设备和系统进行教学，加上实训环境等多种因素影响，目前很多院校实习实训的都是几个学生一台数控设备进行操作，这样必然使得每个学生独立操作设备时间大量缩短，从而导致学生不能更全面的掌握数控方面的知识。而数控仿真系统弥补了这一不足，一台电脑就可以模拟进行数控加工，学生可以先在仿真系统上对程序进行模拟仿真操作，针对出现的问题对程序进行改正和改进，这样大量缩短了学生在实际操作中熟练操作面板和修改程序、校验程序的时间，有效的提高了数控实训的效率。
当然，仿真系统毕竟只是虚拟仿真的一个软件，与现实的设备还是存在一定的差别，其主要缺点有：（1）无法验证程序的准确性仿真软件只验证程序的可行性，无法验证其准确性，比如在直线加工过程中，应该采用G01指令，但是如果采用G00指令，仿真依然正常进行，不会出现报警显示，而在实际加工过程中，直线插补只能用G01指令。仿真软件无法验证选择的切削用量是否合理，刀具是否选择合理，而在实际的加工过程中切削用量是最重要的工艺分析，往往很多同学在仿真时随意设置切削用量导致实际加工中出现尺寸偏差，严重的会出现撞刀等情况。（2）对于有些指令仿真软件不支持比如上海宇龙仿真软件，4.0版本的不支持宏程序编程，不支持倒角指令编程，现在新升级的4.9版本能支持宏程序但是不支持倒角指令。这样华中系统的倒角指令就无法仿真校验。（3）无法实现复杂零件的加工检测上海宇龙仿真软件虽然能实现零件的加工仿真，但是对于复杂的零件，比如配合件，无法实现配合件的组合和检测功能，这不得不说是个遗憾。同时在装夹上，实际加工过程中很多地方是不能进行装夹而仿真时任何地方都可以进行装夹，比如圆锥、螺纹处，这样在一定程度上给初学者带来一定的误解。
2结论
综上所述，数控仿真软件在数控加工中有着广泛而重要的应用，尤其在高职院校已经成为机械加工必不可少的软件，虽然仿真软件还存在一些缺点但是这些缺点我们可以通过各种方法去改进和避免。在实际的数控加工过程中，我们必须充分发挥数控仿真软件的优势，合理、科学、有效的利用软件为我们教学服务，为学生服务，为我们数控加工服务。
参考文献：
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[2]涂志标.斯沃V6.20数控仿真技术与应用实例详解[M].北京:机械工业出版社,2012.
[3]吴长有.数控仿真应用软件实训[M].北京:机械工业出版社,2008.
关键词 精加工；数控技术；译码
中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）113-0201-02
1 数控车床精加工程序的分析
数控机床的所有工作程序和工作内容全部是由其内部程序控制的，工件最终加工成什么标准也是有这些程序来决定的，即数控加工程序是数控机床的控制大脑。实际上数控机床加工产品水平，一部分是由机床本身精密系数决定，另一部分就是由其内部加工程序来控制的。数控车削加工操作要求输入程序尽可能简化，并一次输入程序、调试程序和对刀，确保加工过程中不需要对程序进行修改；数控车床加工操作程序通常情况下是根据零件轮廓来编写的，这种程序实际上就属于精加工程序，将其结合系统循环模块之后，即可完成多余余量的切除操作。数控加工特点决定着每一个数控加工程序中都包含有切削参数、刀锯运动类型、主轴转速和机床状态等相关信息，而且不同信息在程序中都有不同代码和格式相对应。在实际工业生产过程中，不同厂家生产出来的数控机床规格性能和结构等参数也不同，所以相应的输入其系统数控加工程序也不同。
数控加工程序可以看做是由多个程序段组成的，而每一个程序段就是整个程序的单位连续字节，由多个代码组成。每一个程序段所包含的内容不同，在数控加工过程中所承担的任务也不同。所谓程序段的格式，就是由哪些字母、数字或者符号，通过什么样的形式连接在一起。我们可以根据数控机床的型号以及所需要完成的任务来进行程序段的编写，并按照规定格式将单位程序段连接在一起。字地址程序段主要由语句号字、代码字以及程序段结束字符所组成，其中语句号字是数控系统识别成都段标号的重要标志，通常情况下程序段的起始符为N。
2 译码模块的处理过程
每一个数控加工任务确定之后，首先要进行的就是数控加工程序的编写，之后就是非常关键的插补运算处理。插补预处理的主要内容有译码、刀补计算以及加减速控制这三大块。译码模块在整个系统中的主要作用就是对数控加工程序进行插补变化，从而代码转换为系统可识别的数据及控制信息。
1）译码准则
译码模块的程序段译码和数据处理要按照一定的规定进行，且整个预处理过程必须遵循系统程序格式。
刀具上一段的终点即是下一段的起始点：数控加工过程是一个连续运动过程，刀具的运动轨迹是连续的，不能出现跳跃情况。因此在进行数控加工程序编写时，完全可以直接将刀具运动的终点作为接下来操作的起始点。
选择刀尖中心为控制对象：数控机床加工刀尖是CNC控制软件主要的控制对象，它被视为加工过程中的一个动点，任何几何形状的物体都需要经过刀尖的运动得以完成。因此数据加工程序就是控制这一点运动轨迹的程序。
按机床坐标系译码与计算：坐标系是数控机床加工工具的运动范围，每个机床自其制造完成之后，坐标系就已经固定了，因此数控加工程序的编写要遵循数控机床坐标系的规定和位置。
2）译码方法
编译方法：所谓编译方法即数控系统加工程序的预编译，根据不同加工任务编译出相对应的加工程序，实际加工时通过插补模块从系统中提取，用来控制加工工具的运动轨迹，从而实施加工操作。这种数控加工方法最大的优势就在于不需要在进行程序代码之间的转换，大大提高了数控加工效率。但其不足之处是需要占用系统较大的存储空间，而且对于加工零件较复杂的情况下，很容易影响系统的操作性能。
解释方法：该方法采用的是逐行译码、预处理和插补技术，在进行下一步加工程序之前，首先由解释程序对加工代码进行预处理后，再用来控制加工工具。这种数控加工方法使用起来较为简单，而且不需要系统提供较大的存储空间。但由于不同模块之间数据处理时顺序串行的，所以对解释程序的运行速度要求较高，必须要满足在不同程序段之间的来回转换。
3）数控加工程序的检错
数控加工程序的检错是译码过程的第一步，检错效果的好坏将直接影响着数控机床加工程序是否能够有效控制加工工具。检错就是对程序结构、词法以及语法进行检查，只有正确合法的程序段才能够进入系统。
（1）程序结构错误检查
数个程序段按照一定顺序连接后就组成了一个完整的数控程序，但单位程序段也可以看作是一个小型完整程序，其基本构造也是起止符、程序号、程序主体等。所以程序机构错误的检查，实质上就是对每一个程序段以及程序段之间联系进行检查。
（2）词法错误检查
词法也可以简单理解为语法，即数控程序语句的编写规则。数控加工程序词法检查主要设计不同功能代码字以及数字类型等，不同代码所对应的数据类型也不同。而且每一个数控加工程度中都不能出现未定义代码。
（3）出错处理
数控加工程序的编写难免会出现一些错误，正常情况下如果数控加工程序中有错误信息，系统会向用户进行提示，并将具体错误信息的出错原因和位置告知操作人员，以方便进行下一步的编辑修改。基本每一个数控系统都会预留一定空间存储区，用于保存错误信息。这里我们给出错误信息的结构定义：
#define ERROP_DATA_SIZE 50
Struct ERROR_DATA
{ Uint ErrorNo;
Uint Block_Num;
Char ErrorInfo[20];
Int ErrorType;
Char code[5];
}Error_Table[ERROR_DATA_SIZE];
（4）数据的整理和存放
数控加工程序整理过程可以简述为：首先从待加工程序中选择提取出需要加工的程序段，并对程序段进行编码，以明确其初始位置。按照字符串的形式将这些程序段存放至响应存储区，同时按照标准进行格式和词义检错。如经检查没有发现错误，即可将程序段进行分割，以字符串的形式将这些程序段存入指定存储区。
精加工数控技术是未来机械工业发展的重头戏，其涉及到很多学科领域。笔者目前的主要工作内容就是精加工数控技术的研究，虽然积累了一定的工作经验，但在理论基础上还有待提高。在今后的工作中，笔者将致力于精加工数控技术领域，以期能够在该领域做出一定成果。
参考文献
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[2]王燕.解析数控技术专业校内生产性实训基地建设实践[J].成功(教育)，2013，24:88.
[3]陈雅娟.机械数控技术的应用现状和发展趋势[J].科技与企业，2013，24:174.
