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数控车床加工技术要点分析
2019-3-22  来源:韶关市技师学院  作者:付万文
        摘 要:随着社会的发展,工业控制系统也逐渐实现智能化,传统的车床加工技术已经不适应当前的时代发展,数控车床成为当前机械加工的主要技术。对数控车床加工技术要点进行分析与探讨,旨在提高数控车床加工水平。
    
      关键词:数控车床   加工技术   加工工艺
      
      数控车床是加工各种机械零件的主要设备,在数控车床研究过程中,各种新技术的应用为数控车床的性能以及工作效率提升带来很大帮助。相较于普通车床,数控车床的最大特点就是实现了智能化和自动化控制,在机械零件加工过程中可以发挥出更大的作用,并且能够实现对机械零件的准确加工,提高生产效率。当前数控车床在机械设备加工领域中的应用越来越广泛,尤其是在外形轮廓比较复杂的各种零件加工过程中,比如直线回转体、斜线回转体以及各种螺纹加工都可以使用数控车床,提高零件加工水平。数控车床加工零件的全部过程都是通过已经编好的程序实现控制的,实现自动化控制整个车床的加工过程。由于数控车床加工有自己的特点,而且优势明显,所以在现代机械制造领域中的应用越来越广泛。
  
      1、 数控车床的特点和优势
      
      车床是加工零件的主要机械设备,在车床生产过程中,传统车床电气控制系统采用继电器与接触器,内部控制系统结构复杂、故障率较高,随着机械制造领域的不断发展,车床制造技术也不断更新,与传统车床控制系统相比较而言,数控车床的性能更高、生产效率更高,而且生产过程中可以实现自动化和智能化控制,可以有效地提高机械零件的制造水平。比如在数控车床系统中,应用了 PLC 电气控制系统,使得数控车床的控制实现自动化和智能化,不需要经常更换零件,只需要更改系统的参数,就可以加工多种工艺形式的零件,在机械零件生产过程中一方面节约了成本,另一方面极大地提高了生产效率,降低零件生产过程中的时间消耗,体现出数控车床控制系统的生产优势。另外,在数控车床的应用过程中,还不断研究数控车床的控制系统,使得数控车床的功能越来越完善,例如数控车床运行过程中,通过车床的自动控制系统可以实现自我诊断,诊断和处理数控车床加工过程中的故障问题,在自动诊断系统的应用过程中,系统发现故障之后会立即识别故障,并且发出报警信息,报警信息会及时显示在控制系统的界面上,此时操作人员和维护人员可以通过显示出来的各种信息,精确地查找和分析故障原因,并且及时排除故障,为数控车床加工提供良好的支持。
  
      2、 数控车床加工技术要点
  
      数控车床运行过程中最大的特点就是实现了自动化和智能化控制,在加工零件的时候,通过预先设定好的各种程序,可以实现对零件加工过程的控制,提高加工水平。具体来讲,数控车床加工技术要点包括以下几个方面。
  
      2.1 分析零件图 
  
      在机械零件加工过程中,分析工艺设计图纸,是提高加工水平的关键,在加工之前必须要首先分析加工工件的零件图,例如观察加工图样中的尺寸,看尺寸是否齐全、是否有模糊和矛盾、是否封闭;观察工件的材料、尺寸差以及表面的粗糙程度,明确其精度控制方法,进而选择车床、刀具等;确定零件的形状与位置公差,然后明确加工基准和装夹方案等。在加工之前必须要分析各种参数,为数控车床加工提供准确的依据。
  
      2.2 划分工序 
  
      工序划分是为数控车床加工提供工序支持的重要过程,在数控车床加工过程中,划分工序的原则包括两个,一个是工序集中原则,另一个是工序分散原则。工序集中原则指的是同时进行装夹,同时对多个表面进行加工,这种工序设计可以提高生产效率,比较适用于批量化生产,而且可以确保各个加工面之间的位置精度满足要求,减少工件加工过程中的装夹次数,有利于减少加工过程中的辅助时间,提高生产效率。工序分散设计对数控车床设备的要求比较低,可以使用结构简单而且易于进行维修的设备,对于加工人员的技术要求也不高。划分数控车床加工工序之后就可以确定具体的生产方案,例如要如何进行装夹、要选择何种刀具、加工的方式是粗加工还是精加工等。
  
      2.3 设计加工方案和走刀路线 
  
      数控车床加工之前必须要设计具体的加工方案,从而实现自动化加工。加工方案制订过程中需要考虑的内容主要是零件的形状、尺寸、材料、刀具等,主要包括以下几个方面的内容。第一,首先进行粗加工,然后进行精加工,在数控车床加工过程中,经过粗加工可以对毛坯元件进行大致处理,为精加工奠定基础,粗加工之后可以根据加工余量安排精加工。在精加工的时候要按照具体的加工要求和标准进行加工,尤其是要保证最后一次走刀过程连续,防止损伤工件的表面。第二,首先加工离起刀点近的部位,然后加工离起刀点比较远的位置,这种加工方案可以减少刀具移动所需要的时间,而且不会对工件产生危害,有利于改善加工的条件。第三,首先对工件的内表面进行加工,然后对外表面进行加工。由于加工工件的内表面比较困难,而且加工内表面时产生的切屑不容易排除,切削热也不易扩散,所以首先要处理内表面,然后再加工处理外表面。第四,加工方案应使走刀路线最短。在加工方案的设计过程中,应该要考虑到刀具的路线,使得走刀路线最短,提高生产效率,并且可以减少对数控车床的消耗。在设计走刀路线的时候还要考虑到最后一次走刀过程,选择最合适的切入与切出方向,使得整个零件的表面变得光滑。
  
      2.4 确定定位和装夹方案 
  
      在数控车床加工过程中,定位和装夹是两个十分重要的环节,可以实现对工件的精细化处理,在定位和装夹方案设计过程中,应该要注意定位准确、装夹迅速,防止定位出现偏差,对工件生产造成影响。另外,在数控车床装夹方案设计时应该要充分考虑到工件的外形、材料种类以及变形的情况,从而实现批量化生产。在数控车床加工过程中常用的夹具有三爪卡盘、液压气动夹具等,无论哪一种夹具,都要求能够准确定位,并且拆装方便。
  
      2.5 确定切削用量 
  
      切削用量是工件加工过程中的重要参数,包括切削速度、进给量和背吃刀量等参数,在数控车床加工过程中,确定切削用量时和普通车床的方法类似,主要是根据切削的深度、刀具的进给速度和主轴转速来确定的,这三个因素之间相互适应,可以使得切削效果达到最佳。另外,在切削过程中,切削的深度还会由数控车床、刀具、夹具和工件的刚性决定,如果刚度允许,则可以选择最大的切削深度,减少刀具的走刀次数,提高生产速度,同时,要预留 0.1 ~ 0.5mm 的精加工余量,便于对工件进行精加工。在设置进给速度的时候,应该要结合主轴的转速以及切削的深度进行确定,确保加工质量的前提下,最大限度提高进给速度,提高工件生产水平。
  
      3、 结语 
  
      综上所述,数控车床是机械零件加工的重要设备,在加工过程中其自动化程度较高,在加工零件时应该要积极加强对各种数控机床加工技术要点的控制,设计每一个环节,提高工件加工水平。

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