数控车床论文篇1

　　本文主要研究了CA6140经济型中档精度数控车床的纵向进给及导轨润滑机构的设计及其改造。本文对数控车床纵向进给系统的设计与改造方案进行了重点论述，对该机构的主要组成部件:滚珠丝杠副、交流伺服电机、联轴器等进行了设计计算与选型。其中对滚珠丝杠副、交流伺服电机的设计计算及选型作了详细论述。进行这一设计主要是为了进一步地提高数控车床纵向进给机构的定位精度，重复定位精度以及改造手动进给装置，以使其能够可靠地运行，且能满足各项性能指标的要求,达到预期的结果,即满足设计任务书的要求。最后,本文还对各个零部件进行了设计,并绘制了全部零件图以及该数控车床纵向进给机构的装配图。此结构简单可靠,可应用于相似的各类数控车床上。

　　关键词:数控车床进给系统润滑机构

　　Abstract

　　Thisarticlemainlytoldtheresearch,thedesigningandtransformationonthelongitudinalmotionsystemandtracklubricationmechanismofCA6140economicmediumprecisionNCmachine.ThearticlemadeabrilliantexpositiononthedesigningandtransformationschemeofthelongitudinalmotionsystemandtracklubricationmechanismofNCmachine.Thearticlealsoexposedbrilliantlythemechanism’smailparts:theball-racebearing,theservo-electricmachine,thecouplingandsoon.Doingthedesignisforthesakeofimprovingthesiteprecision,duplicatesiteprecisionandtransformatingtheLongitudinalmotionsystem.Soitcanworkcredibility,meettherequestofeverypropertynorm,cometotheexpectedconsequence,andfulfilltherequireofdesignassignmentlist.Besides,theauthorhasdesignedanddrawedallofmechanism’parts,andalsodrawedtheassemblechart.Thismechanismissimpleandreliable,itcanapplytoeverysimilarNCmachine.

　　Keywords:NCmachineLongitudinalmotionsystemTracklubricationmechanism

　　数控机床简介

　　数控机床是一种高科技的机电一体化产品,是综合应用计算机技术、精密测量及现在机械制造技术等各种先进技术相结合的产物。数控机床作为实现柔性制造系统、计算机集成制造系统和未来工厂自动化的基础已成为现在制造技术中不可缺少的生产手段,是机电一体化技术的重要组成部分。随着科学技术的迅速发展,数控技术的应用范围日益扩大。数控机床已成为现在机械制造业中的主要技术装备。

　　四．经济型数控车床的改造

　　纵横向进给系统原机床挂轮机构、进给箱、溜板箱、滑动丝杠,光杠等全部拆除,纵、横向以伺服电机作为驱动元件,经一级齿轮减速转矩增大后,由滚珠丝杠传动。纵向进给机构：纵向伺服电机为P20B200DxS，2.0的交流伺服电机,滚珠丝杠仍利用原丝杠位置,其螺母副通过托架安装在床鞍底部,滚珠丝杠两端加装接套、接杆及支承,与床身尾部步进电机相联接。伺服电机经减速后,减速器输出轴用套筒联轴器与丝杠直接联接,这种结构简单,径向尺寸小,可防止被联接轴的位移和偏斜所带来装配困难和附加应力。

　　改造后的数控机床应有以下发展方向：单一的数字控制应向数控中心发展，数控机床总体布局更加合理，机床控制系统的控制和运算功能更进一步加强，机床的伺服系统采用交流数字伺服系统代替直流伺服系统，编程更趋合理化，加工工艺更趋简单化90%机床的检测和监控系统要能实现自动化。

　　随着科学技术水平和人类生活水平的提高，对机械产品的质量要求越来越高，产品品种越来越多，中大批量的产品需求越来越少，而单件小批量生产模式迅速增加。作为实现单件小批量加工自动化的数控机床，由于其突出的优点而得到广泛应用。目前,国外数控机床的性能正朝着高精度、高效率、高柔性、高自动化方向迅速发展,这将对数控机床机械结构设计和制造的质量和可靠性提出更高的要求。“十五”期间,我国机械制造行业必须瞄准国际数控机床发展的科学前沿,开拓创新,消化吸收国外先进技术,开创我国数控机床设计和制造技术的新局面。

　　总体设计方案论证

　　数控车床的进给系统包括横向进给系统(X轴)和纵向进给系统(Z轴),它们是由伺服电机经同步齿形带传动,驱动滚珠丝杠螺母副机构,来实现刀架的运动。根据GB/T16462-1996《数控卧式车床精度检验》,机床的位置精度包括重复定位精度、反向偏差和定位精度。当机床的中心距DC=3000mm时,其重复定位精度X轴0.0075mm,Z轴0.010mm;反向偏差X轴为0.006mm,Z轴为0.012mm;定位精度X轴为0.035mm,Z轴为0.040mm。可以看出,进给轴设计与主轴设计相比,具有相同的重要性。因而,进给轴的设计应从动、静两方面充分考虑,位置精度才能达到该标准的要求。在数控车床进给系统的设计中,根据横向、纵向的不同精度要求,不同移动质量及转动惯量等特点,分别解决设计中的主要矛盾。以期望设计结果能满足各项性能指标的要求,达到预期的结果,即满足设计任务书的要求。

　　驱动元件：

　　各种数控机床加工的对象不同，工艺要求不同，所以对进给驱动的要求不尽相同，但基本要求是一样的，大致有四个方面。

　　（1）高精度使用数控机床主要是解决零件加工质量的稳定性，一致性，减少废品率；解决复杂空间曲面零件的加工；解决复杂零件的加工精度，缩短制造周期等。为了满足这些要求，必须保证数控机床的定位精度和加工精度。要求定位精度和轮廓切削精度能达到机床要求的指标。在位置控制中要求有高的定位精度，而在速度控制中，要求有高的调速精度，强的抗负载扰动的能力，即静态和动态速度降尽可能小。

　　（2）快速响应为了保证轮廓切削形状精度和低的加工表面粗糙度，除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快。

　　（3）调速范围宽在各种数控机床中，由于加工用刀具，被加工零件的材质及加工要求的不同，为保证在任何情况下都能得到最佳切削条件，就要求进给驱动必须具有足够宽的调速范围。

　　（4）低速大转矩根据机床的加工特点，大都是在低速进行重切削，即在低速时进给驱动要有大的转矩输出。

　　附件清单

　　1.毕业设计任务书1份

　　2.毕业设计说明书1份

　　3.总装图CK000A31份

　　4.进给系统装配图CK001A01份

　　5.润滑机构装配图CK002A11份

　　6.床鞍零件图CK124A11份

　　7.电机支座零件图CK117A11份

　　8.螺母支架零件图CK110A21份

　　9．连接轴零件图CK101A31份

　　10．面板零件图CK102A31份

　　11．端盖零件图CK106A31份

　　12．法兰零件图CK108A31份

　　13．滚珠丝杠副零件图CK112A31份

　　14．支座零件图CK114A31份

　　15．垫圈零件图CK103A41份

　　16．套筒零件图CK104A41份

　　17．连接法兰零件图CK105A41份

　　18．侧板零件图CK107A41份

　　19．法兰零件图CK109A41份

　　20．法兰零件图CK111A41份

　　21．法兰零件图CK113A41份

　　22．小端盖零件图CK115A41份

　　23．防护罩零件图CK116A41份

　　24．锥销零件图CK118A41份

　　25．连接管零件图CK119A41份

　　26．垫板零件图CK121A41份

　　27．防护罩零件图CK122A41份

　　数控车床论文篇2

　　数控编程是把零件的图形尺寸、工艺过程、工艺参数、机床的运动以及刀具位移等内容,按照数控机床的编程格式和能识别的语言记录在程序单上的全过程。程序编制的方法主要有手工编程和自动编程两类。近年来数控技术发展得十分迅速,数控机床特别是数控车床的普及率越来越高,但是,数控车床在加工过程中遇到轮廓较复杂的零件时,用人工编写数控程序要花费大量的时间,且易出错[1,2]。采用CAD/CAM集成技术实现数控加工程序的图形化自动编程是当今的主流[3]。目前国外有许多高档的CAD软件,如Pro/E、UGⅡ、IDEAS、MasterCAM、Cimatron等,均有性能良好的CAM模块,可利用其三维实体数据生成NC程序。但这些软件较难掌握,且价格昂贵。而国内一些基于Autodesk公司的AutoCAD软件为支撑平台研制的自动编程系统中[4,5],较多的方法是由AutoCAD生成零件加工图形,从而生成DXF格式文件,然后,系统通过对DXF图形文件进行分析,读取数控加工所需的零件几何信息。国内也有基于图形的数控车床自动编程系统的研究[6,7],但还未见具体软件系统的实现。

　　本系统采用自行开发的二维图形软件包实现加工零件轮廓的图形描述,经过工序划分以及加工工艺参数的人机交互式输入,实现了数控加工程序直接从图形到程序的自动编程。

　　1.系统框架结构和功能

　　本系统结构模块的组成框图如图1所示,主要由以下模块组成:

　　(1)加工工艺规划模块。此模块根据数控加工工艺特点,将其分解为开口槽腔、闭口槽腔、端面车削、螺纹、切断等工步(开口槽腔、闭口槽腔、螺纹分别有外圆和内孔之分)。任何车削加工零件的外形轮廓加工工艺都可以拆分为以上工步。每一工步都有粗、精加工,可以通过工序管理器来实行加工程序的合并。

　　(2)特征图元绘制模块。此模块具有简单的CAD造型功能,能够完成零件二维轮廓的绘制。

　　同时在刀位轨迹生成以后能够实现轨迹的图形仿真显示。

　　(3)工艺参数设定模块。此模块对各种加工工艺参数进行交互式输入,包括起刀点、进退刀矢量、加工余量、切削深度、进给量、切削速度以及机床主轴转速等工艺参数。

　　(4)刀位轨迹生成模块。此模块根据所选择的工步以及走刀方式,自动生成刀位轨迹。

　　(5)G代码生成模块。此模块将系统生成的刀位轨迹转换为数控车床加工G代码程序并以文本文档的形式输出。

　　2.零件轮廓的表达以及图形输入

　　数控车床加工的零件多以轴类及盘类零件为主,尽管这些待加工零件是真三维的,但是在实际加工中,一般都是二维的,即刀具在一次切削过程中始终在X-Z平面内运动。因此,本系统可以用直线、圆弧来完成加工零件轮廓的二维描述。

　　2.1零件轮廓的表达

　　数控车床加工的零件,其表面轮廓段一般都由直线和圆弧等构成,针对这种情况建立了零件轮廓的统一表达模型,将构成零件轮廓的各轮廓段统一用轮廓边界点表示,这样便可以建立整体轮廓的统一描述。可以认为零件的整体轮廓均是由直线和圆弧构成的,对于自由曲线,可以根据自由曲线轮廓段的表面粗糙度要求,采用有理B样条插值算法将其离散为一系列直线段。

　　把构成轮廓表面的各轮廓统一称为边界点,那么整条轮廓便是由多个首尾相连接的边界点所组成,每一边界点内含有一个描述边界性质的几何点点集。直线是一个包含两个几何点(起点和终点)点集的边界点;圆弧是一个包含3个几何点(起点、终点和圆心)点集的边界点,由于三点不能唯一确定一条圆弧,因此,可以再加上圆弧的旋转方向(顺时针或者逆时针)来确定圆弧。本系统采用面向对象的计算机编程语言Python开发[6,7],在数据结构上采用

　　Python语言的数据类型列表来表示一个轮廓段的边界点。如图2(a)所示的零件轮廓段的数据结构为:Part=[(′Line′,[(2010,12010),(381366,861405)]),(′Oval1′,[0,(381366,861405),(811176,1021418),(591198,621341)]),(′Oval1′,[1,(591198,621341),(461535,381039),(721116,471866)]),(′Line′,[(721116,471866),(821156,201065),(1411307,201065)])]。其中,直线的标志为‘Line’;圆弧的标志为‘Oval1’,圆弧后面的点集列表中的1表示顺圆,0表示逆圆。

　　2.2图形输入

　　零件几何图素的输入主要包括点、线、圆的输入,通过系统给出的绘图工具在绘图区绘出。如点可以通过键盘形式进行参数输入,也可以直接通过鼠标点击输入。系统提供了直线和圆弧的绘图工具。直线主要通过两点来生成,选取直线的绘图工具以后,在绘图区直接鼠标点击就可以生成直线,连续点击将生成首尾相连的多条直线。圆弧的绘图工具包括三点圆弧(起点、终点和圆心)以及两点半径圆弧(起点、终点和半径),通过圆弧的旋转方向来最终确定为顺时针圆弧还是逆时针圆弧。

　　几何元素输入后分别以点线圆的标准形式存放于几何参数表中,其中点的记录内容为坐标值(X,Y),直线和圆弧的记录内容如上文所述。这些数据都以列表的形式存放在计算机的内存中。图2所示为本系统根据数控车削加工工艺划分的开口槽腔和闭口槽腔的图形显示,其中开口槽腔定义为用水平线与零件轮廓线求交时有且只有一个交点的轮廓形状,闭口槽腔则只有两个交点。

　　零件轮廓数据输入后往往需要进行修改,可利用图形编辑菜单项中的撤消、重画、删除等功能最终形成该零件的加工轮廓图形。直线和直线相交的地方,可以进行倒角处理,在作图过程中,选择倒角功能,可以通过数据显示功能来选择倒角方式(直线倒角还是圆弧倒角),输入倒角的参数最终实现倒角。

　　3.刀位轨迹和G代码程序的生成

　　刀位轨迹以及G代码生成是本系统的核心部分,根据前面所述的工步划分,选择合适的工步,绘制零件的加工表面二维轮廓图形,可以使用系统工艺参数数据库自动提供的预设加工工艺参数,也可以通过人机交互方式完成工艺参数的输入。同时也可以修改某一工艺中的刀具参数、切削参数等。数控加工中为减少多次安装带来的安装误差,一般采用一次安装。

　　对那些需要调头加工的部位采用右偏刀反向走刀切削,此外,对于端面处的开口槽腔,加工时可以选择向下的切削方向。因此加工时的切削方向分为向左、向右和向下的切削方向。

　　在刀位轨迹规划中,粗加工的刀位轨迹规划是关键,精加工只是刀具沿着轮廓线走刀,因此其刀位轨迹的生成算法仅仅是加工零件表面曲线的偏置,图3所示为开口槽腔加工时的刀位轨迹生成程序框图。而粗加工往往还跟零件的毛坯形状有关,本系统可以绘制外圆以及内孔加工时的毛坯轮廓曲线,跟零件轮廓曲线结合而确定加工区域。根据加工参数中的起刀点、加工余量、进退刀矢量等参数,用水平线与加工区域求交,求得的交点即为刀具刀尖的运动点坐标。

　　在点击主界面上的生成G代码的按钮后可以将生成刀位轨迹和G代码程序显示在界面上,并可以将零件信息、毛坯信息、加工工艺参数和G代码程序一起用文本文件保存下来。如图4所示,主界面左边显示的就是图3中的开口和闭口槽腔沿负Z轴方向水平切削的刀位轨迹,右下角显示的是生成的G代码程序。

　　4.结束语

　　本系统是一个CAD/CAM集成的数控车床自动编程软件,只要按照本系统所划分的数控车削加工工步,将待加工零件进行工艺规划,分解成各种工步,每个工步都可以单独生成可用的加工程序,也可以通过本系统的工序管理器模块进行工步合并,生成一个总的G代码文件。本系统集绘制图形、工艺参数处理、刀位轨迹和G代码生成于一体,具有学习、使用简单的特点。

　　数控车床论文篇3

　　关键词：改造；数控车床；质量控制

　　如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造，仅购买新的数控车床，则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。

　　由于进行数控化改造对于改造厂家来说，较杂又乱，但如何对改造的数控机床进行质量控制则是我们一直以来需要探讨的问题，在此谈一下如何进行改造数控车床的质量控制。

　　普通车床数控改造分为新机改造和旧机改造，新机改造是用户购买普通车床或普通光机（指仅带床头箱和纵、横向导轨的车床），改造厂家根据其要求进行数控化改造。旧机改造是指用户将已经使用过的普通车床或数控车床进行翻新并进行数控化改造。其中旧机改造包括大修车床改造和用户旧机部件改造。在此浅谈改造数控车床在机械方面的质量控制方法、着重控制点和检验过程。

　　1新机改造和旧机大修车床改造都必须经过如下相同改造

　　(1)更换X轴、Z轴丝杆、轴承、电机。

　　(2)增加电动刀架和主轴编码器。

　　(3)增加轴向电机的驱动装置，限制运行超程的行程开关，加装变频器（客户需要）以及为了加工和安全所需的电气部分。

　　(4)X轴、Z轴的丝杆两端支承面的配刮、滚珠丝杆副托架与床鞍的配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮。

　　(5)据需要增加防护设施，如各向丝杆的防护罩，安全防护门，行程开关的防护装置。

　　2新机改造和旧机大修车床改造的不同点

　　(1)新机改造的主轴和尾座部分未进行改动，主轴部分和尾座部分无须进行再改造。

　　(2)旧机大修车床由于经过长时间使用，导轨已磨损，为了保证大修后，能继续长时间使用而不变形，必须经过淬火工序，然后磨导轨，且磨导轨后必须保证导轨硬度≥HRC47。

　　(3)旧机大修车床应根据客户需要对主轴部分和尾座部分进行改造和调整。

　　3新机改造和大修机床改造的精度检验是检验的重要项目

　　精度检验执行JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床精度》。

　　4新车床改造的精度质量控制如下

　　(1)铲刮检验。新车床改造经过对X轴、Z轴的丝杆两端支承面的进行配刮、对滚珠丝杆副托架与床鞍进行配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮等。车床的主轴、尾座部分未拆动。检验方法如下：用配合面进行涂色，相互配合面进行结合，并相对摩擦，然后对铲刮面进行铲刮点数检验，并对结合处用塞尺进行结合程度检验，其中刮研点不得低于6点/25*25mm，0.03mm的塞尺塞结合处，不入。

　　(2)丝杆与导轨平行度检验：装配丝杆时，丝杆与导轨的平行度必须≤0.02mm。

　　(3)精度检验的G1项中导轨在垂直平面内的直线度(只许凸)应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

　　(4)精度检验中的主轴部分精度G4、G5、G6项也应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

　　(5)G11项床头、尾座两顶尖的等高度由普通车床厂家进行保证，不作为改造厂家质量控制的重点项目。

　　5用户大修车床改造的精度检验

　　由于进行了磨导轨，基准面已变动，所以精度检验中的所有项目必须进行检验，且应严格进行控制，以保证改造后的使用性能。

　　6大修车床改造和新机改造的其它质量重要控制点

　　(1)锈蚀检查：各横、纵向导轨面，主轴、主轴法兰盘，尾座空心套和各

　　(2)外露非油漆表面都必须采取防锈措施，如清洗干净后，用润滑脂等进行防锈检查：铲刮面、丝杆和轴承在进行装配前必须清洗干净，不得留有红丹粉、铁削和其它脏物质；电箱内侧、防护罩内侧无灰尘、脏物。

　　(3)渗漏检查：大修车床改造的主轴轴承和齿轮等必须保持润滑，大修车床改造和新车床改造的轴向丝杆和轴承必须有润滑，必须有冷却装置，且以上润滑和冷却中接头处，油、水箱等处都不得有渗漏现象。

　　(4)机床噪声、温升、转速、空运转试验：

　　①主轴在各种转速下连续空运转4min，其中最高转速运转时间不小于2小时。整机空运行时间≥16h，对圆弧、螺纹、外圆、端面等循环车削进行模拟空运行试验。

　　②主轴轴承温度稳定后，测轴承温度及温升滚动轴承：温度≤70℃，温升≤40℃；滑动轴承：温度≤60℃，温升≤30℃。

　　③机床噪声声压级空运转条件下≤83dB(A)，且机床有无不正常尖叫、冲击声。各轴方向进给运动进行应平稳，无明显振动、颤动和爬行现象。

　　④机床连续空运转试验在规定连续空运转时间内，无故障，运行可靠，稳定。

　　(5)用户更换部件（包括机床部分的维修）的改造：由于车床更换部件的改造项目较多，主要是更换主轴轴承、轴向丝杆、轴向电机、轴向轴承和系统。

　　①更换主轴轴承：由于更换主轴轴承是为了保证加工外圆和端面的精度，必须在更换轴承后，先行检验主轴的噪声在无异常的情况下，整机噪声声压级不得超过83dB（A），然后进行加工精度检验，并检验加工工件的表面粗糙度。

　　②更换轴向丝杆检验：检验各向位置精度，确保在规定范围内，跑机运行达到轴向运行无不正常的冲击声和杂音。更换轴向电机：由于其它项目未进行改造，则检验仅对跑机运行的噪声进行检验，轴向运行无不正常的冲击声和杂音。检验其轴向反向间隙，以防在装配中由于装配引起反向差值不符合要求。

　　③更换轴向轴承：对于更换轴向轴承的情况，必须保证轴向的反向差值达到要求，并检查无不正常的杂音。

　　数控车床论文篇4

　　（一）项目教学法的定义

　　项目教学是一个将实践教学与理论教学完美结合的教学方法，简单来说项目教学就是指教育教学过程中，教师通过制定一个完整的项目方案，让学生按照方案内容自主的进行项目的操作，其中包括工作安排、探究学习、自主动手等等。就数控车床实训教学而言，在其中应用项目教学法，主要就是让学生进行一项具体而完整的工作。如，产品的生产等。项目教学需要学生对理论知识有一个基础性的把握，并且在实际操作的过程中可以将所学知识与实践内容相结合，最终提升学生对知识的应用能力，为学生今后的实际工作打好基础。

　　（二）项目教学法的特点

　　1.内容综合，利于探究

　　项目教学在应用的过程中主要将教学内容与实际工作内容相融合，每一个操作项目都具有一定的独立性以及明确的教学内容和教学目标。因此每一个项目教学内容都包含了理论知识、技术应用、设备操作等多项内容，使得项目教学趋于综合性，更加利于学生进行探究。

　　2.团队合作，共同进步

　　项目教学与一般的探究教学相比较，其教学内容更加具体，操作流程更加完整，并且在参与人数方面也更加侧重于团体合作。教师在进行项目教学的过程中，通常会对学生进行分组，让每一个学生都可以参与到项目之中，成为项目操作的主体，使得学生可以共同学习，相互促进。

　　3.注重过程，结果多样

　　传统的教育教学侧重于教学的结果而对教学过程则稍显忽视，而在项目教学进行的过程中，教师在进行成果验收方面并没有采取统一的标准，并且也不要求学生一定要得出正确的结果。相反，教师更注重的是学生在项目完成过程中，是否对所学知识进行了应用，是否发挥了自身作用，是否对个人能力有所提升等。

　　4.角色转变，生本为主

　　项目教学是现代教育发展的产物，因此在进行教育教学的过程中一直奉行的是生本思想。所以，数控车床实训教师在进行教学的过程中，将课堂的主导交给了学生，让学生围绕项目内容进行探究与学习，而教师在这一过程中仅起到辅助作用。

　　二、项目教学法在数控车床实训教学中的应用

　　（一）项目设计

　　项目设计是项目教学的基础，因此在进行项目教学之前相关教师一定要搞好项目设计工作。首先，项目设计应围绕教材内容展开，符合教材的要求。并且项目设计要有一定的针对性，教师在进行项目设计的过程中，需要先为项目设定明确而具体的项目目标，在围绕项目目标进行内容的设计和任务的安排。其次，项目设计要与实际工作相结合，必须保证设计的项目各个流程与数控车床的实际应用相符。无论是刀具的选择、数据的编辑还是最终的操作与总结，项目设计都要忠于现实，进而增加学生操作过程中的实践性。

　　(二)方案拟定

　　由于项目教学与实际工作之间有着密切的关系，因此在进行项目教学的过程中，教师必须根据实际工作的需要对学生进行分组，让学生以小组为单位对项目进行有效的探究与操作。为了保障每一组学生都可以顺利的对项目进行完成，学生在进行项目操作之前需要先进行方案的拟定。首先，教师需要对小组内部成员在分工上给予指导，选出小组的负责人。其次，小组成员要对设计图样、应用工艺、注意事项问题进行思考，并以书面的形式进行方案的拟定，以此为项目的实际操作打好基础。

　　（三）方案展示

　　数控车床的实际工作具有着一定的灵活性，一个零件的制作可以通过不同工艺的应用进行完成。因此学生拟定的方案经常是多种多样的。所以在正式执行之前，教师可以组织学生按照小组顺序，将自己拟定的方案进行展示，并和全体学生一起讨论，探究方案的合理性。这样，不仅保障了项目操作的质量，同时也让学生在表达方面有所提高。

　　（四）项目执行

　　项目执行是项目教学中的核心内容，这一部分工作主要由学生自主进行完成。首先，分组后的学生，需要在小组内部对成员的工作任务进行安排，小组成员在明确各自任务后应围绕任务内容展开工作。其次，小组成员需要注重彼此间的协作，按照拟定方案中的工艺和流程进行项目的操作。最后，小组成员需要借助计算机软件进行模拟操作，确保拟定方案准确无误后，开始具体的实践。

　　（五）综合评价

　　项目教学完成后，为了让项目教学的作用充分的发挥出来，教师需要组织学生进行综合的评价。综合评价应分为两个部分。第一部分是由学生自主评价，通常是由小组的负责人进行。负责人需要根据小组从方案设计到最终加工完成，整个过程的表现予以总结和评价，让学生对自己的学习情况和动手能力等有一个自我的感知。其次，教师也要对学生项目操作情况进行评价。这种评价应趋于综合性和全面性，包括团队合作情况、工艺应用水平、加工消耗时间、零件是否合格等。

　　三、结束语

　　项目教学是教育改革过程中提出的一种新型的教学方法，在应用的过程中对实践教学有着突出的作用。因此将项目教学法引入数控车床实训教学中对于推进数控车床实训教学发展，提升学生学习质量等都有着积极的意义。所以，相关教师在进行数控车床实训教学的过程中，应对项目教学法给予重视，积极的对教育教学进行改革创新，使得项目教学法可以得到顺利的应用。

　　数控车床论文篇5

　　本文作者研究的主要是数控车床的主传动系统，这类主传动系统的设计可用于对普通车床的改造，以适应当前我国机床工业发展的现状，具有一定的经济效益和社会效益。

　　本文作者完成的设计主要包括根据一些原始数据（其中包括机床的类型、规格等）结合实际条件和情况对车床一些参数进行拟定，再根据拟定的参数，进行传动方案的比较，确定传动方案。然后计算各传动副的传动比及齿轮齿数，再估算齿轮的模数和各轴的轴径，并对齿轮和轴的强度、刚度进行校核。除此之外，还要对箱体内的主要结构进行设计，一些零件的选型，如电磁离合器的选择等，从而完成对整个主传动系统的设计。

　　关键词：数控车床主传动系统设计

　　Abstract

　　Whatauthorofthistextstudynumericalcontrolmaintransmissionoflathemainly,themaindesignoftransmissioncanusefortoordinarytransformationoflathe,Inordertoadapttothecurrentsituationofthepresentindustrialdevelopmentoflatheofourcountry,havecertaineconomicbenefitsandsocialbenefit.

　　Thedesignthattheauthorofthistextfinishedincludesaccordingtosomeinitialdatamainly(type,specificationofincludingthelathe,etc.)Combineactualconditionandsituationdrafttosomeparametersoflathe,andthenaccordingtotheparameterdrafted,Carryonthecomparisonofthetransmissionscheme,confirmthetransmissionscheme.Itthencan''''tcalculateeverytransmissiontransmissionofthepacksthanandgearwheeltoothcount,estimatemodulusandtheeveryaxlefoot-pathsofaxleofgearwheelmore,Andchecktheintensity,rigidityofgearwheelandaxle.Inaddition,willdesignthemainstructureinthebodyofthecase,theselectingtypesofsomeparts,Electromagneticchoiceofclutch,etc.,finishtowholemaindesignoftransmissionforinstance.

　　Keywords：NCmachinetool;maindrivingsystem;design

　　这次毕业设计中,我所从事设计的课题是经济型数控车床主传动机构设计。此类数控车床属于经济型中档精度机床，这类机床的传动要求采用手动与电控双操纵方式，在一定范围内实现电控变速。总体的设计方案就是对传动方案进行比较，绘出转速图，对箱体及内部结构进行设计，包括轴和齿轮的设计、校核等。

　　为什么要设计此类数控车床呢？因为随着我国国民经济的不断发展，我国制造业领域涌现出了许多私营企业，这些企业的规模普遍不大，没有太多的资本。一些全功能数控系统，其功能虽然丰富，但成本高，对于这些中小型企业来说购置困难，但是中小型企业为了发展生产，希望对原有机床进行改造，进行数控化、自动化，以提高生产效率。我国机床工业的发展现状是机床拥有量大、工业生产规模小，突出的任务就是用较少的资金迅速改变机械工业落后的生产面貌，使之尽可能提高自动化程度，保证加工质量，减轻劳动强度，提高经济效益。我国是拥有300多万台机床的国家，而这些机床又大量是多年累积生产的通用机床，自动化程度低，要想在近几年内用自动和精密设备更新现有机床，不论是资金还是我国机床厂的能力都是办不到的。因此，普通机床的数控改造，大有可为。它适合我国的经济水平、教育水平和生产水平，已成为我国设备技术改造主要方法之一。目前，我国经济型数控系统发展迅速，研制了几十种简易数控系统，有力地促进了我国数控事业的发展。经济型数控机床系统就是结合现实的生产实际，我国的国情，在满足系统基本功能的前提下，尽可能地降低价格。

　　经济型数控车床有许多优点。1）其降格便宜，且性能价格比适中，与进口标准数控车床相比，前者只需一万元左右，后者则需十万甚至几十万元。因此，它特别适合于改造在设备中占有较大比重的普通车床，适合在生产第一线大面积推广。从提高资本效率出发，改造闲置设备，能发挥机床的原有功能和改造后的新增功能，提高机床的使用价值。2）适用于多品种、中小批量产品的适应性强。在普通车床上加工的产品，大都可在经济型数控车床上进行。加工不同零件，只要改变加工程序，很快适应和达到批量生产的要求。3）相对于普通车床，经济型数控车床能提高产品质量，降低废品损失。数控有较高的加工精度，加工出的产品尺寸一致性好，合格率高。4）采用数控车床，能解决复杂的加工精度，还能节约大量工装费用，降低生产成本。5）采用此类车床，还能减轻工人劳动强度将工人从紧张、繁重的体力劳动中解脱出来。6）可以提高工人素质，促进技术进步。数控系统的出现扩大了工人的视野，带动了学习微电子技术的热潮，为工人由“体力型”向“智力型”过渡创造了条件，促进了工厂的技术进步。7）增强了企业应变能力，为提高企业竞争能力创造了条件。企业应用经济型数控设备对设备进行改造后，提高了加工精度和批量生产的能力，同时又保持“万能加工”和“专用高效”这两种属性，提高设备自身对产品更新换代所需要的应变能力，增强企业的竞争能力。

　　本设计中的数控车床主传动系统的特点就是主电机采用双速电机，这样可以简化箱体内的结构。操纵方式并非是完全数控，而是采用采用手动与电控双操纵方式，在一定范围内实现电控变速。本设计就是对在我国应用非常广泛的C6型数控车床进行的改造，具有广泛的适应性。C6型车床是一种加工效率高，操作性能好，社会拥有量大的普通车床。实践证明，把这种车床改造为数控车床，已经收到了良好的经济效益。

　　总体的设计方案就是对传动方案进行比较，绘出转速图，对箱体及内部结构进行设计，包括轴和齿轮的设计、校核等。设计时一要注意设计的科学性和条理性，另一点就是要注意和实际的结合。设计的依据主要是以经验或类比为基础的传统(经验)设计方法。作为一名尚未毕业的大学生，经验自然是我们所欠缺的，所以除了老师的指导，最主要的就是借鉴书上的设计方法。书上虽然不会有完全相同的示例，但一些其他类型的主轴箱设计方法在这个课题上同样适用，适用也只是大体上的适用，具体到一些细节的设计就需我们自己查设计手册了。比如说其中涉及到电磁离合器的设计就需自己解决。虽然我们很缺乏设计的经验，但还应处处从实际出发。从大处讲，联系实际是指在进行机床工艺可能性的分析、参数拟定和方案确定中，既要了解当今的先进生产水平和可能趋势，更应了解我国实际生产水平，使设计的机床、机器在四化建设中发挥最佳的效益。从小处讲，指对设计的机床零部件的制造、装配和维修要进行认真的、切实的考虑和分析，对推荐的设计数据和资料要结合实际情况进行取舍。通过设计实践，了解和掌握结合实际、综合思考的设计方法。

　　总体设计方案拟定

　　1．1拟定主运动参数

　　机床设计的初始，首先需要确定有关参数，它们是传动设计和结构设计的依据，影响到产品是否能满足所需要的功能要求。根据拟定的参数、规格和其他特点，了解典型工艺的切削用量，了解极限转速、和级数Z、主传动电机功率N。

　　1．2运动设计

　　根据拟定的参数，通过结构网和转速图的分析，确定传动结构方案和传动系统图。传动方案有多种，传动型式更是式样众多，比如：传动型式上有集中传动的主轴变速箱。分离传动的主轴箱与变速箱；扩大变速范围可以用增加传动组数，也可用背轮机构、分支传动等型式；变速型式上既可用多速电机，也可用交换齿轮、滑移齿轮、公用齿轮等。然后计算各传动比及齿轮的齿数。

　　1．3动力计算和结构草图设计

　　估算齿轮模数m和轴颈d，选择和计算离合器。

　　将各传动件及其它零件在展开图和剖面图上做初步的安排、布置和设计。

　　1．4轴和齿轮的验算

　　在结构草图的基础上，对一根传动轴和齿轮的刚度、强度进行校核。

　　1．5主轴变速箱装配设计

　　主轴变速箱装配图是以结构草图为“底稿”，进行设计和绘制的。图上各零部件要表达清楚，并标明尺寸和配合。

　　目录

　　0引言1

　　1总体设计方案拟定3

　　1．1拟定主运动参数(、、Z)3

　　1．2运动设计3

　　1．3动力计算和结构草图设计3

　　1．4轴和齿轮的验算3

　　1．5主轴变速箱装配设计3

　　2参数拟定4

　　2.1车床主参数(规格尺寸)和基本参数4

　　2.2各级转速的确定4

　　3．运动设计5

　　3．1主拟定传动方案5

　　3．2传动方案的比较5

　　3．2．1采用单速电机5

　　3．2．2采用双速电机6

　　3．3各级传动比的计算7

　　3．4各轴转速的确定方法9

　　3．4．1Ⅰ轴的转速9

　　3．4．2中间传动轴的转速9

　　3．5转速图拟定10

　　4动力计算11

　　4.1齿轮的计算11

　　4.1.1确定齿轮齿数和模数（查表法）11

　　4．1.2确定齿轮的齿数和模数（计算法）并校核12

　　4．1.3齿轮的精度设计；15

　　4.2电磁离合器的选择和使用19

　　5轴的设计和验算21

　　5.1轴的结构设计21

　　5.2轴的强度校核(以Ⅰ轴为例)21

　　5.2.1选择轴的材料22

　　5.2.2初估轴径22

　　5.2.3结构设计22

　　5．2.4轴的受力分析23

　　5.3轴的刚度校核(以Ⅰ轴为例)25

　　6主轴变速箱的装配设计28

　　6.1箱体内结构设计的特点28

　　6.2设计的方法(以轴的布置为例)28

　　7结论31

　　致谢32

　　参考文献33

　　附件清单34

　　附件清单

　　1数控车床总装图CK-000A3一张

　　2主传动系统装配图CK-001A0一张

　　3内隔套零件图CK-101A4一张

　　4齿轮零件图CK-102A3一张

　　5齿轮零件图CK-103A3一张

　　6齿轮零件图CK-108A3一张

　　7挡油环零件图CK-114A4一张

　　8挡油环零件图CK-115A3一张

　　9主轴零件图CK-116A1一张

　　10轴承透盖零件图CK-117A3一张

　　11齿轮零件图CK-118A3一张

　　12齿轮零件图CK-120A3一张

　　13Ⅰ轴零件图CK-121A3一张

　　14内隔套零件图CK-122A4一张

　　15内隔套零件图CK-123A4一张

　　16带轮零件图CK-124A3一张

　　17轴承透盖零件图CK-125A4一张

　　18外隔套零件图CK-126A4一张

　　19齿轮零件图CK-127A4一张

　　20内隔套零件图CK-129A4一张

　　21齿轮零件图CK-131A3一张

　　22内隔套零件图CK-132A4一张

　　23齿轮零件图CK-133A3一张

　　24外隔套零件图CK-134A4一张

　　25内隔套零件图CK-135A4一张

　　26床头箱零件图CK-139A0一张

　　27端盖零件图CK-140A4一张

　　28外隔套零件图CK-143A4一张

　　29轴承透盖零件图CK-146A3一张

　　30传动键零件图CK-147A4一张

　　31卡口垫零件图CK-148A3一张

　　32甩油环零件图CK-150A3一张

　　数控车床论文篇6

　　关键词：数控车床霍尔开关继电器伺服驱动

　　一、换刀装置故障

　　数控车换刀一般的过程是：换刀电机接到换刀信号后，通过蜗轮蜗杆减速带动刀架旋转，由霍尔元件发出刀位信号，数控系统再利用这个信号与目标值进行比较以判断刀具是否到位。刀换到位后，电机反转缩紧刀架。在我维修数控车的过程中遇到了以下几个故障现象。

　　故障一：一台四刀位数控车床，发生一号刀位找不到，其它刀位能正常换刀的故障现象。

　　故障分析：由于只有一号刀找不到刀位，可以排除机械传动方面的问题，确定就是电气方面的故障。可能是该刀位的霍尔元件及其周围线路出现问题，导致该刀位信号不能输送给PLC。对照电路图利用万用表检查后发现：1号刀位霍尔元件的24V供电正常，GND线路为正常，T1信号线正常。因此可以断定是霍尔元件损坏导致该刀位信号不能发出。

　　解决办法：更换新的霍尔元件后故障排除，一号刀正常找到。

　　故障二：一台六刀位数控车床，换刀时所有刀位都找不到，刀架旋转数周后停止，并且数控系统显示换刀报警：换刀超时或没有信号输入。

　　故障分析查找：对于该故障，仍可以排除机械故障，归咎于电气故障所致。产生该故障的电气原因有以下几种：1.磁性元件脱落；2.六个霍尔元件同时全部损坏；3.霍尔元件的供电和信号线路开路导致无电压信号输出。其中以第三种原因可能性最大。因此找来电路图，利用万用表对霍尔元件的电气线路的供电线路进行检查。结果发现：刀架检测线路端子排上的24V供电电压为0V，其它线路均正常。以该线为线索沿线查找，发现从电气柜引出的24V线头脱落，接上后仍无反应。由此判断应该是该线断线造成故障。

　　解决办法：利用同规格导线替代断线后，故障排除。

　　故障三：一台配有FANUC-0imate系统大连机床厂的六刀位车床，选刀正常但是当所选刀位到位之后不能正常锁紧。系统报警：换刀超时。

　　故障分析查找：刀架选刀正常，正转正常，就是不能反向锁紧。说明蜗轮蜗杆传动正常，初步定为电气线路问题。在机床刀架控制电气原理图上，发现刀具反向锁紧到位信号是由一个位置开关来控制发出的，是不是该开关即周围线路存在问题呢?为了确认这个故障原因，打开刀架的顶盖和侧盖，利用万用表参照电路图检查线路，发现线路未有开路和短路，通过用手按动刀架反向锁紧位置开关，观察梯形图显示有信号输入，至此排除电气线路问题。推断可能是挡块运动不到位，位置微动开关未动作。于是重新换刀一次来观察一下，结果发现：果然挡块未运动到位。于是把挡块螺栓拧紧，试换刀一次正常。再换一次刀，原故障又出现了，同时发现蜗杆端的轴套打滑并且爬升现象。难道是它造成了电机反转锁紧时位置开关的挡块不能到位?于是把该轴套进行了轴向定位处理，将刀架顶盖装好。结果刀架锁紧正常了。

　　解决办法：对轴套进行轴向定位故障解决。

　　二、稳压电源故障

　　机床在运行时机床照明灯突然不亮，机床操作面板灯也不亮，系统电源正常，同时系统急停报警，和主轴无信号警。关机后重新上电故障依旧。

　　故障分析检查：经询问当时操作人员，没有违规操作，排除人为原因，也可以排除机械原因，应该是电气故障引起。该机床的电器原理图显示，这些失电区域都和24V有关，并且该机床拥有两个稳压电源，一个是I/O接口电源，另一个为系统电源。失电区域都与I/O接口有关，于是打开电气柜观察发现I/O接口稳压电源指示灯未能点亮，说明该电源未能正常工作或损坏。由稳压电源的工作原理知道，稳压电源有电流短路和过载保护的功能，当电源短路或过载时自动关断电源输出，以保护电源电路不被损坏。于是试着把电源的输出负载线路拆下来，结果发现重新上电后电源指示灯亮了。这说明电源本身没有损坏。通过分析得知该电源为I/O接口电源，负载不大，也不会出现过载现象，应该是输出回路中有短路故障。沿着输出线号进行检查发现有一根24V+输出线接头从绝缘胶布中露出并接触到机床床体。原因很明显：由于该线与机床发生对地短路，造成该稳压电源处于自我保护状态，使得操作面板和一些I/O接口继电器供电停止，导致发生以上故障。至于变频器报警可能24V信号不能到位发出报警。

　　解决办法：用绝缘胶布把接头处重新包好，重新上电开机所有故障解决，报警解除照明灯也亮了。

　　三、系统程序锁故障

　　一台数控车，配有FANUC-0i-mate系统，无法输入对刀值等参数，不能编辑程序，并伴有报警。

　　故障分析检查：对此现象首先想到了程序保护开关，通过对比正常的系统发现：与系统锁住时现象一样。所以怀疑系统锁开关坏了，但经过短接，仍不能解决问题。通过观察故障系统的梯形图发现X56输入点无信号输入，说明这条输入线路断路。沿着这条线号利用万用表检查，发现在操作面板后面选轴开关接头处线头脱落，导致线路无法输入信号，使PLC逻辑关系不正确，才出现以上故障。

　　解决办法：用烙铁焊锡把脱落的线头重新焊接好，报警解除，参数输入正常，故障消失。

　　四、结束语

　　以上维修案例，可作为类似故障的排除参考。一般地，对于任何故障，首先是根据现象，根据原理来判断故障点，分析每一个可能性，如一个开关，一个线接头，一个螺钉都会是都会是故障原因，参照之前的操作、维修历史进行分析，能有利于缩小查找范围，有利于提高维修的效率。

　　参考文献：

　　[1]FANUC-0i-mate使用说明书.

　　[2]大连机床集团数控车床电器说明书.

　　[3]广州数控GSK980T使用说明书.

　　[4]沈阳机床集团数控车床电器说明书.

　　数控车床论文篇7

　　在数控加工中，为降低加工工件表面粗糙度、减缓刀具磨损、提高刀具使用寿命、选择适宜的切削力等因素，通常车刀会存在刀尖圆弧半径r，主偏角kr，车刀刀尖距零件中心高的偏差等刀具几何参数的影响，必定引起被加工零件的轴向尺寸误差和径向尺寸误差，由此使得加工中的运行轨迹与被加工零件的表面形状产生差异。因被加工零件表面形状各异，所以引起的差异也各不相同。

　　二误差分析及改进方法

　　下面依次分析车削加工各类零件表面形状引起的差异以及采取的措施。

　　1.车刀刀尖圆弧半径对加工圆柱类零件表面的影响

　　众所周知，被加工零件表面的成形是由车刀与零件表面接触间切点的运行轨迹保证的。

　　对于主偏角kr=90度的车削加工，参见图1.1示，被加工零件表面的轴向尺寸由刀尖圆弧顶点A保证。

　　当(D-d)/2=ap>r时，由图可知，由刀尖圆弧半径引起的轴向尺寸变化量Δa为

　　Δa=b-a=r

　　式中：b——零件轴向尺寸;a——实际轴向位移量;r——刀尖圆弧半径。

　　此时，刀具实际轴向位移是长度a为：

　　a=b-Δa=b-r

　　当(D-d)/2=ap

　　Δa=BC=

　　此时，刀具实际轴向位移长度a=b-Δa=

　　对于主偏角KF<90°的车削加工，当完成轴向加工即处于图1.1c位置时，被加工零件的已加工表面部由车刀刀尖点A保证，零件的加工表面由刀具型面AC和CE形成。显而易见，当刀具轴向位移长度为a时，则达到零件要求的轴向长度。所以轴向尺寸变化量Δa为：

　　Δa=b-a=BC+DE

　　因为BC=rsinKr

　　DE=CEctgKr=(ap-r+rcos，Kr)ctgKr

　　所以Δa=rsinKr+(ap-r+rcosKr)ctgKr……

　　此时，刀具的实际轴向位移长度a为：

　　a=b-Δa=b-rsinKr+(ap-r+rcosKr)ctgKr……

　　当(D-d)/2=ap

　　由此可得结论：

　　对于圆柱类零件表面的加工，由于车刀刀尖圆弧半径与车刀主偏角的存在，使得被加工零件的轴向尺寸发生变化，且轴向尺寸的变化量随刀尖圆弧半径的增大而增大;随车刀主偏角的增大而减小。所以，在编制加工程序时，应相应改变其轴向位移长度。刀具几何参数对此类零件的径向尺寸无影响。

　　2.车刀刀尖圆弧半径对加工单段锥体类零件表面的影响

　　车削加工中，车刀与被加工零件的位置关系见图1.2。

　　车刀处于初始加工点即位置I时，刀尖圆弧上B’点与锥体小端起点相切，因为编程一般是以车刀刀尖圆弧中心位置为准进行的，所以锥体小端部的轴向尺寸变化量为B′C′;当完成锥体加工即车刀处于位置II时，刀尖圆弧上B点与锥体相切，而此时须使刀尖圆弧顶点处于圆柱体部要求的半径位置上。由此分析可知:当刀具位移a时，形成锥体轴向长度b′，大端半径R=BH，而此时当转人加工圆柱体时，刀尖顶点A形成的零件加工半径R′=EG，锥体部的轴向长度减短，从而使得锥体部轴向长度由b′变为b，所以锥体轴向变化量Δa为：

　　Δa＝a-b

　　因为B′C′＝BC＝rsinα

　　所以a=b′

　　即Δa＝b′－b＝BF

　　因为刀尖圆弧同时相切于锥体和圆柱体的B、A两点，由几何关系得：

　　Δa＝rcosαtg（α/2）

　　此时刀具实际轴向位移是长度a为：

　　a=b=rcosαtg（α/2）

　　由此可得结论：

　　对于单段外锥体零件的加工，由于车刀刀尖圆弧半径的存在，锥体的轴向尺寸、径向尺寸均发生变化，且轴向尺寸的变化量随刀尖圆弧半径的增大而增大，随锥体锥角的增大而增大，径向尺寸随刀尖圆弧半径的增大而减小，随锥体增大减小。

　　3.车刀刀尖圆弧半径对加工球体类零件表面的影响

　　车削加工中，车刀刀尖与被加工零件的位置关系如图1.3所示。

　　设定由内向外走刀。当加工整半球时，刀尖处于位置I。由于加工是按刀具圆弧的中心轨迹运行的，所以此时轴向尺寸的变化量均为Δa=b-a=r而当加工非整半球面时，刀具处于位置II，因为此时刀尖圆弧是B点而不是A点与零件相切，所以加工中轴向尺寸的变化量Δa为：

　　Δa＝b-a=EF＝rsinα

　　α——零件球面夹角

　　此时刀具的实际轴向位移长度a为：

　　a=b-Δa＝（R－r）sinα

　　同理可知，当加工外球面时，Δa应取负值。

　　因为在加工中，刀具各点依次陆续进入切削，其轴向尺寸的变化量Δa=EF，当完成球体加工而进行球体大端面加工时，则应使刀尖圆弧顶点A与端面相切，此时，轴向应移动EF+AE而非EF，否则必定使得球面的径向尺寸发生变化，并造成零件报废。由此引起的径向尺寸变化量Δd为：

　　Δd=2BF=2bcosα

　　此时球体实际最大盲径Dmax为：

　　Dmax=D-Δd=D-2bcosα

　　因为b′＝b-AE

　　所以b′

　　这在实际加工中应特别引起足够的重视。

　　由此可得结论:

　　对于内球面零件的加工，由于车刀刀尖圆弧半径的存在，使得被加工零件的轴向尺寸发生变化，且轴向尺寸的变化量随刀尖圆弧半径的增大而增大，随球面夹角的增大而增大，同理亦可得加工外球面时轴向尺寸的变化量及其位移长度。此处略。

　　4.车刀刀尖圆弧半径对加工锥体接球体类零件表面的影响

　　车削加工中，车刀与被加工零件的位置如图1.4所示。

　　当刀具处于图示位置时，刀尖圆弧与锥体部相切于B点，同时与球体部相切于E点，图中DBLEF为理论要求轨迹，由于刀尖圆弧半径的存在，正确的实际形成轨迹为DBEF，其中BE由刀尖圆弧形成。刀尖圆弧半径的存在，必使零件的轴向尺寸、径向尺寸发生变化。图示中，设定∠BO1A=∠α，为锥体部斜角，∠LOO′==∠θ为理论球面起点与轴线夹角，∠EOO′=∠β为实际球面起点与轴向夹角，则锥体部轴向尺寸的变化量Δa为：

　　Δa=b1-a1=LC=(R+r)cosβ-Rcosθ-rsinα

　　所以锥体部的实际轴向位移长度a1为：

　　a1=b1-Δa1=b1-(R+r)cosβ+Rcosθ+rsinα

　　此时球体部轴向尺寸的变化量Δa2为

　　Δa2=b2-a2=R(cosθ-cosβ)

　　球体部的实际轴向位移长度a2为

　　a2=b2-Δa2=b2-R(cosθ-cosβ)

　　由于轴向尺寸的变化，使得零件径向尺寸也随之发生变化，锥体径向尺寸的变化量Δdl为

　　Δdl=2BC=2[(R+r)cosβ－Rcosθ－rsinα]tgα

　　所以锥体部最大直径d1max为

　　dlmax=d-Δdl=d-[(R+r)cosβ－Rcosθ－rsinα]tgα

　　同理球体部径向尺寸的变化量Δad2为

　　Δad2=2R[sinβ-sinθ]

　　所以球体部最小直径d2min为d2min＝2Rsinβ

　　由此可得结论:图1.4

　　对于锥体接球体类零件的加工，由于车刀刀尖圆弧半径的存在，使得被加工零件的轴向尺寸、径向尺寸均发生变化;且锥体部轴向尺寸的变化量随刀尖圆弧半径的增大而增大，随体斜角的增大而增大;球体部轴向尺寸的变化量随刀尖圆弧半径的增大而增大，随刀尖零件切点处与轴线间夹角的增大而增大;其径向尺寸的变化量为：锥体部大端的径向尺寸随刀尖圆弧半径的增大而减小，随锥体斜角的增大而减小;球体部小端径向尺寸随刀尖圆弧半径的增大而增大，随刀尖零件切点处与轴线间夹角的增大而增大。所以加工中应随之变换其位移长度。

　　同理可得加工凹球面、内球面与锥体部相接时轴向尺寸、径向尺寸的变化量及其位移长

　　度。此处略。

　　5.误差的消除方法

　　消除方法(1)：编程时，调整刀尖的轨迹，使得圆弧形刀尖实际加工轮廓与理想轮廓相符。即通过简单的几何计算，将实际需要的圆弧形刀尖的轨迹换算出假想、刀尖的轨迹。

　　消除方法(2)：以刀尖圆弧中心为刀位点编程步骤如下:

　　绘制件草图以刀尖圆弧半径r和工件尺寸为依据绘制刀尖圆弧运动轨迹计算圆弧中心轨迹特征点编程。

　　在这个过程中刀尖圆弧中心轨迹的绘制及其特征点计算略显繁琐，如果使用CAD软件中等距线的绘制功能和点的坐标查询功能来完成此项操作则显得十分方便。

　　另外，采用这种方法加工时，注意以下两点:

　　1.检查所使用刀具的刀尖圆弧半径的r-值是否与程序中的r值相符；

　　2.对刀时，要把r值考虑进去。

　　三结束语

　　数控车床论文篇8

　　关键词：改造；数控车床；质量控制

　　如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造，仅购买新的数控车床，则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。

　　由于进行数控化改造对于改造厂家来说，较杂又乱，但如何对改造的数控机床进行质量控制则是我们一直以来需要探讨的问题，在此谈一下如何进行改造数控车床的质量控制。

　　普通车床数控改造分为新机改造和旧机改造，新机改造是用户购买普通车床或普通光机（指仅带床头箱和纵、横向导轨的车床），改造厂家根据其要求进行数控化改造。旧机改造是指用户将已经使用过的普通车床或数控车床进行翻新并进行数控化改造。其中旧机改造包括大修车床改造和用户旧机部件改造。在此浅谈改造数控车床在机械方面的质量控制方法、着重控制点和检验过程。

　　1新机改造和旧机大修车床改造都必须经过如下相同改造

　　(1)更换X轴、Z轴丝杆、轴承、电机。

　　(2)增加电动刀架和主轴编码器。

　　(3)增加轴向电机的驱动装置，限制运行超程的行程开关，加装变频器（客户需要）以及为了加工和安全所需的电气部分。

　　(4)X轴、Z轴的丝杆两端支承面的配刮、滚珠丝杆副托架与床鞍的配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮。

　　(5)据需要增加防护设施，如各向丝杆的防护罩，安全防护门，行程开关的防护装置。

　　2新机改造和旧机大修车床改造的不同点

　　(1)新机改造的主轴和尾座部分未进行改动，主轴部分和尾座部分无须进行再改造。

　　(2)旧机大修车床由于经过长时间使用，导轨已磨损，为了保证大修后，能继续长时间使用而不变形，必须经过淬火工序，然后磨导轨，且磨导轨后必须保证导轨硬度≥HRC47。

　　(3)旧机大修车床应根据客户需要对主轴部分和尾座部分进行改造和调整。

　　3新机改造和大修机床改造的精度检验是检验的重要项目

　　精度检验执行JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床精度》。

　　4新车床改造的精度质量控制如下

　　(1)铲刮检验。新车床改造经过对X轴、Z轴的丝杆两端支承面的进行配刮、对滚珠丝杆副托架与床鞍进行配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮等。车床的主轴、尾座部分未拆动。检验方法如下：用配合面进行涂色，相互配合面进行结合，并相对摩擦，然后对铲刮面进行铲刮点数检验，并对结合处用塞尺进行结合程度检验，其中刮研点不得低于6点/25*25mm，0.03mm的塞尺塞结合处，不入。

　　(2)丝杆与导轨平行度检验：装配丝杆时，丝杆与导轨的平行度必须≤0.02mm。

　　(3)精度检验的G1项中导轨在垂直平面内的直线度(只许凸)应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

　　(4)精度检验中的主轴部分精度G4、G5、G6项也应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。

　　(5)G11项床头、尾座两顶尖的等高度由普通车床厂家进行保证，不作为改造厂家质量控制的重点项目。5用户大修车床改造的精度检验

　　由于进行了磨导轨，基准面已变动，所以精度检验中的所有项目必须进行检验，且应严格进行控制，以保证改造后的使用性能。

　　6大修车床改造和新机改造的其它质量重要控制点

　　(1)锈蚀检查：各横、纵向导轨面，主轴、主轴法兰盘，尾座空心套和各

　　(2)外露非油漆表面都必须采取防锈措施，如清洗干净后，用润滑脂等进行防锈检查：铲刮面、丝杆和轴承在进行装配前必须清洗干净，不得留有红丹粉、铁削和其它脏物质；电箱内侧、防护罩内侧无灰尘、脏物。

　　(3)渗漏检查：大修车床改造的主轴轴承和齿轮等必须保持润滑，大修车床改造和新车床改造的轴向丝杆和轴承必须有润滑，必须有冷却装置，且以上润滑和冷却中接头处，油、水箱等处都不得有渗漏现象。

　　(4)机床噪声、温升、转速、空运转试验：

　　①主轴在各种转速下连续空运转4min，其中最高转速运转时间不小于2小时。整机空运行时间≥16h，对圆弧、螺纹、外圆、端面等循环车削进行模拟空运行试验。

　　②主轴轴承温度稳定后，测轴承温度及温升滚动轴承：温度≤70℃，温升≤40℃；滑动轴承：温度≤60℃，温升≤30℃。

　　③机床噪声声压级空运转条件下≤83dB(A)，且机床有无不正常尖叫、冲击声。各轴方向进给运动进行应平稳，无明显振动、颤动和爬行现象。

　　④机床连续空运转试验在规定连续空运转时间内，无故障，运行可靠，稳定。

　　(5)用户更换部件（包括机床部分的维修）的改造：由于车床更换部件的改造项目较多，主要是更换主轴轴承、轴向丝杆、轴向电机、轴向轴承和系统。

　　①更换主轴轴承：由于更换主轴轴承是为了保证加工外圆和端面的精度，必须在更换轴承后，先行检验主轴的噪声在无异常的情况下，整机噪声声压级不得超过83dB（A），然后进行加工精度检验，并检验加工工件的表面粗糙度。

　　②更换轴向丝杆检验：检验各向位置精度，确保在规定范围内，跑机运行达到轴向运行无不正常的冲击声和杂音。更换轴向电机：由于其它项目未进行改造，则检验仅对跑机运行的噪声进行检验，轴向运行无不正常的冲击声和杂音。检验其轴向反向间隙，以防在装配中由于装配引起反向差值不符合要求。

　　③更换轴向轴承：对于更换轴向轴承的情况，必须保证轴向的反向差值达到要求，并检查无不正常的杂音。

标签：加工车床零件数控