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篇1
[1]呂斌杰，高長銀，趙汶.華中系統數控車床培訓教程[M].北京：化學工業出版社，2013.
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[4]吳祖育，秦鵬飛.數控機床[M].上海：上?？茖W技術出版社，1994：242.？
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數控車床畢業論文參考文獻：
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數控車床畢業論文參考文獻：
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[3]徐亮.淺析數控機床的故障及完善方法[J].科技致富向導，2010（24）：56-57.
篇2
由于進行數控化改造對于改造廠家來說，較雜又亂，但如何對改造的數控機床進行質量控制則是我們一直以來需要探討的問題，在此談一下如何進行改造數控車床的質量控制。
普通車床數控改造分為新機改造和舊機改造，新機改造是用戶購買普通車床或普通光機（指僅帶床頭箱和縱、橫向導軌的車床），改造廠家根據其要求進行數控化改造。舊機改造是指用戶將已經使用過的普通車床或數控車床進行翻新并進行數控化改造。其中舊機改造包括大修車床改造和用戶舊機部件改造。在此淺談改造數控車床在機械方面的質量控制方法、著重控制點和檢驗過程。
1新機改造和舊機大修車床改造都必須經過如下相同改造
(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機。
(2)增加電動刀架和主軸編碼器。
(3)增加軸向電機的驅動裝置，限制運行超程的行程開關，加裝變頻器（客戶需要）以及為了加工和安全所需的電氣部分。
(4)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的配刮、滾珠絲桿副托架與床鞍的配刮、床身與床鞍導軌副進行配刮。
(5)據需要增加防護設施，如各向絲桿的防護罩，安全防護門，行程開關的防護裝置。
2新機改造和舊機大修車床改造的不同點
(1)新機改造的主軸和尾座部分未進行改動，主軸部分和尾座部分無須進行再改造。
(2)舊機大修車床由于經過長時間使用，導軌已磨損，為了保證大修后，能繼續長時間使用而不變形，必須經過淬火工序，然后磨導軌，且磨導軌后必須保證導軌硬度≥HRC47。
(3)舊機大修車床應根據客戶需要對主軸部分和尾座部分進行改造和調整。
3新機改造和大修機床改造的精度檢驗是檢驗的重要項目
精度檢驗執行JB/T8324.1-1996《簡式數控臥式車床精度》。
4新車床改造的精度質量控制如下
(1)鏟刮檢驗。新車床改造經過對X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進行配刮、對滾珠絲桿副托架與床鞍進行配刮、床身與床鞍導軌副進行配刮等。車床的主軸、尾座部分未拆動。檢驗方法如下：用配合面進行涂色，相互配合面進行結合，并相對摩擦，然后對鏟刮面進行鏟刮點數檢驗，并對結合處用塞尺進行結合程度檢驗，其中刮研點不得低于6點/25*25mm，0.03mm的塞尺塞結合處，不入。
(2)絲桿與導軌平行度檢驗：裝配絲桿時，絲桿與導軌的平行度必須≤0.02mm。
(3)精度檢驗的G1項中導軌在垂直平面內的直線度(只許凸)應由普通車床廠家進行保證，不作為重點檢驗項目。
(4)精度檢驗中的主軸部分精度G4、G5、G6項也應由普通車床廠家進行保證，不作為重點檢驗項目。
(5)G11項床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車床廠家進行保證，不作為改造廠家質量控制的重點項目。5用戶大修車床改造的精度檢驗
由于進行了磨導軌，基準面已變動，所以精度檢驗中的所有項目必須進行檢驗，且應嚴格進行控制，以保證改造后的使用性能。
6大修車床改造和新機改造的其它質量重要控制點
(1)銹蝕檢查：各橫、縱向導軌面，主軸、主軸法蘭盤，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必須采取防銹措施，如清洗干凈后，用脂等進行防銹檢查：鏟刮面、絲桿和軸承在進行裝配前必須清洗干凈，不得留有紅丹粉、鐵削和其它臟物質；電箱內側、防護罩內側無灰塵、臟物。
(3)滲漏檢查：大修車床改造的主軸軸承和齒輪等必須保持，大修車床改造和新車床改造的軸向絲桿和軸承必須有，必須有冷卻裝置，且以上和冷卻中接頭處，油、水箱等處都不得有滲漏現象。
(4)機床噪聲、溫升、轉速、空運轉試驗：
①主軸在各種轉速下連續空運轉4min，其中最高轉速運轉時間不小于2小時。整機空運行時間≥16h，對圓弧、螺紋、外圓、端面等循環車削進行模擬空運行試驗。
②主軸軸承溫度穩定后，測軸承溫度及溫升滾動軸承：溫度≤70℃，溫升≤40℃；滑動軸承：溫度≤60℃，溫升≤30℃。
③機床噪聲聲壓級空運轉條件下≤83dB(A)，且機床有無不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進給運動進行應平穩，無明顯振動、顫動和爬行現象。
④機床連續空運轉試驗在規定連續空運轉時間內，無故障，運行可靠，穩定。
(5)用戶更換部件（包括機床部分的維修）的改造：由于車床更換部件的改造項目較多，主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機、軸向軸承和系統。
①更換主軸軸承：由于更換主軸軸承是為了保證加工外圓和端面的精度，必須在更換軸承后，先行檢驗主軸的噪聲在無異常的情況下，整機噪聲聲壓級不得超過83dB（A），然后進行加工精度檢驗，并檢驗加工工件的表面粗糙度。
篇3
由于進行數控化改造對于改造廠家來說，較雜又亂，但如何對改造的數控機床進行質量控制則是我們一直以來需要探討的問題，在此談一下如何進行改造數控車床的質量控制。
普通車床數控改造分為新機改造和舊機改造，新機改造是用戶購買普通車床或普通光機（指僅帶床頭箱和縱、橫向導軌的車床），改造廠家根據其要求進行數控化改造。舊機改造是指用戶將已經使用過的普通車床或數控車床進行翻新并進行數控化改造。其中舊機改造包括大修車床改造和用戶舊機部件改造。在此淺談改造數控車床在機械方面的質量控制方法、著重控制點和檢驗過程。
1新機改造和舊機大修車床改造都必須經過如下相同改造
(1)更換X軸、Z軸絲桿、軸承、電機。
(2)增加電動刀架和主軸編碼器。
(3)增加軸向電機的驅動裝置，限制運行超程的行程開關，加裝變頻器（客戶需要）以及為了加工和安全所需的電氣部分。
(4)X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的配刮、滾珠絲桿副托架與床鞍的配刮、床身與床鞍導軌副進行配刮。
(5)據需要增加防護設施，如各向絲桿的防護罩，安全防護門，行程開關的防護裝置。
2新機改造和舊機大修車床改造的不同點
(1)新機改造的主軸和尾座部分未進行改動，主軸部分和尾座部分無須進行再改造。
(2)舊機大修車床由于經過長時間使用，導軌已磨損，為了保證大修后，能繼續長時間使用而不變形，必須經過淬火工序，然后磨導軌，且磨導軌后必須保證導軌硬度≥HRC47。
(3)舊機大修車床應根據客戶需要對主軸部分和尾座部分進行改造和調整。
3新機改造和大修機床改造的精度檢驗是檢驗的重要項目
精度檢驗執行JB/T8324.1-1996《簡式數控臥式車床精度》。
4新車床改造的精度質量控制如下
(1)鏟刮檢驗。新車床改造經過對X軸、Z軸的絲桿兩端支承面的進行配刮、對滾珠絲桿副托架與床鞍進行配刮、床身與床鞍導軌副進行配刮等。車床的主軸、尾座部分未拆動。檢驗方法如下：用配合面進行涂色，相互配合面進行結合，并相對摩擦，然后對鏟刮面進行鏟刮點數檢驗，并對結合處用塞尺進行結合程度檢驗，其中刮研點不得低于6點/25*25mm，0.03mm的塞尺塞結合處，不入。
(2)絲桿與導軌平行度檢驗：裝配絲桿時，絲桿與導軌的平行度必須≤0.02mm。
(3)精度檢驗的G1項中導軌在垂直平面內的直線度(只許凸)應由普通車床廠家進行保證，不作為重點檢驗項目。
(4)精度檢驗中的主軸部分精度G4、G5、G6項也應由普通車床廠家進行保證，不作為重點檢驗項目。
(5)G11項床頭、尾座兩頂尖的等高度由普通車床廠家進行保證，不作為改造廠家質量控制的重點項目。
5用戶大修車床改造的精度檢驗
由于進行了磨導軌，基準面已變動，所以精度檢驗中的所有項目必須進行檢驗，且應嚴格進行控制，以保證改造后的使用性能。
6大修車床改造和新機改造的其它質量重要控制點
(1)銹蝕檢查：各橫、縱向導軌面，主軸、主軸法蘭盤，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必須采取防銹措施，如清洗干凈后，用脂等進行防銹檢查：鏟刮面、絲桿和軸承在進行裝配前必須清洗干凈，不得留有紅丹粉、鐵削和其它臟物質；電箱內側、防護罩內側無灰塵、臟物。
(3)滲漏檢查：大修車床改造的主軸軸承和齒輪等必須保持，大修車床改造和新車床改造的軸向絲桿和軸承必須有，必須有冷卻裝置，且以上和冷卻中接頭處，油、水箱等處都不得有滲漏現象。
(4)機床噪聲、溫升、轉速、空運轉試驗：
①主軸在各種轉速下連續空運轉4min，其中最高轉速運轉時間不小于2小時。整機空運行時間≥16h，對圓弧、螺紋、外圓、端面等循環車削進行模擬空運行試驗。
②主軸軸承溫度穩定后，測軸承溫度及溫升滾動軸承：溫度≤70℃，溫升≤40℃；滑動軸承：溫度≤60℃，溫升≤30℃。
③機床噪聲聲壓級空運轉條件下≤83dB(A)，且機床有無不正常尖叫、沖擊聲。各軸方向進給運動進行應平穩，無明顯振動、顫動和爬行現象。
④機床連續空運轉試驗在規定連續空運轉時間內，無故障，運行可靠，穩定。
(5)用戶更換部件（包括機床部分的維修）的改造：由于車床更換部件的改造項目較多，主要是更換主軸軸承、軸向絲桿、軸向電機、軸向軸承和系統。
①更換主軸軸承：由于更換主軸軸承是為了保證加工外圓和端面的精度，必須在更換軸承后，先行檢驗主軸的噪聲在無異常的情況下，整機噪聲聲壓級不得超過83dB（A），然后進行加工精度檢驗，并檢驗加工工件的表面粗糙度。
篇4
數控車換刀一般的過程是：換刀電機接到換刀信號后，通過蝸輪蝸桿減速帶動刀架旋轉，由霍爾元件發出刀位信號，數控系統再利用這個信號與目標值進行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后，電機反轉縮緊刀架。在我維修數控車的過程中遇到了以下幾個故障現象。
故障一：一臺四刀位數控車床，發生一號刀位找不到，其它刀位能正常換刀的故障現象。
故障分析：由于只有一號刀找不到刀位，可以排除機械傳動方面的問題，確定就是電氣方面的故障?？赡苁窃摰段坏幕魻栐捌渲車€路出現問題，導致該刀位信號不能輸送給PLC。對照電路圖利用萬用表檢查后發現：1號刀位霍爾元件的24V供電正常，GND線路為正常，T1信號線正常。因此可以斷定是霍爾元件損壞導致該刀位信號不能發出。
解決辦法：更換新的霍爾元件后故障排除，一號刀正常找到。
故障二：一臺六刀位數控車床，換刀時所有刀位都找不到，刀架旋轉數周后停止，并且數控系統顯示換刀報警：換刀超時或沒有信號輸入。
故障分析查找：對于該故障，仍可以排除機械故障，歸咎于電氣故障所致。產生該故障的電氣原因有以下幾種：1.磁性元件脫落；2.六個霍爾元件同時全部損壞；3.霍爾元件的供電和信號線路開路導致無電壓信號輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖，利用萬用表對霍爾元件的電氣線路的供電線路進行檢查。結果發現：刀架檢測線路端子排上的24V供電電壓為0V，其它線路均正常。以該線為線索沿線查找，發現從電氣柜引出的24V線頭脫落，接上后仍無反應。由此判斷應該是該線斷線造成故障。
解決辦法：利用同規格導線替代斷線后，故障排除。
故障三：一臺配有FANUC-0imate系統大連機床廠的六刀位車床，選刀正常但是當所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統報警：換刀超時。
故障分析查找：刀架選刀正常，正轉正常，就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動正常，初步定為電氣線路問題。在機床刀架控制電氣原理圖上，發現刀具反向鎖緊到位信號是由一個位置開關來控制發出的，是不是該開關即周圍線路存在問題呢?為了確認這個故障原因，打開刀架的頂蓋和側蓋，利用萬用表參照電路圖檢查線路，發現線路未有開路和短路，通過用手按動刀架反向鎖緊位置開關，觀察梯形圖顯示有信號輸入，至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運動不到位，位置微動開關未動作。于是重新換刀一次來觀察一下，結果發現：果然擋塊未運動到位。于是把擋塊螺栓擰緊，試換刀一次正常。再換一次刀，原故障又出現了，同時發現蝸桿端的軸套打滑并且爬升現象。難道是它造成了電機反轉鎖緊時位置開關的擋塊不能到位?于是把該軸套進行了軸向定位處理，將刀架頂蓋裝好。結果刀架鎖緊正常了。
解決辦法：對軸套進行軸向定位故障解決。
二、穩壓電源故障
機床在運行時機床照明燈突然不亮，機床操作面板燈也不亮，系統電源正常，同時系統急停報警，和主軸無信號警。關機后重新上電故障依舊。
故障分析檢查：經詢問當時操作人員，沒有違規操作，排除人為原因，也可以排除機械原因，應該是電氣故障引起。該機床的電器原理圖顯示，這些失電區域都和24V有關，并且該機床擁有兩個穩壓電源，一個是I/O接口電源，另一個為系統電源。失電區域都與I/O接口有關，于是打開電氣柜觀察發現I/O接口穩壓電源指示燈未能點亮，說明該電源未能正常工作或損壞。由穩壓電源的工作原理知道，穩壓電源有電流短路和過載保護的功能，當電源短路或過載時自動關斷電源輸出，以保護電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負載線路拆下來，結果發現重新上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源，負載不大，也不會出現過載現象，應該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號進行檢查發現有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機床床體。原因很明顯：由于該線與機床發生對地短路，造成該穩壓電源處于自我保護狀態，使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止，導致發生以上故障。至于變頻器報警可能24V信號不能到位發出報警。
解決辦法：用絕緣膠布把接頭處重新包好，重新上電開機所有故障解決，報警解除照明燈也亮了。
三、系統程序鎖故障
一臺數控車，配有FANUC-0i-mate系統，無法輸入對刀值等參數，不能編輯程序，并伴有報警。
故障分析檢查：對此現象首先想到了程序保護開關，通過對比正常的系統發現：與系統鎖住時現象一樣。所以懷疑系統鎖開關壞了，但經過短接，仍不能解決問題。通過觀察故障系統的梯形圖發現X56輸入點無信號輸入，說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號利用萬用表檢查，發現在操作面板后面選軸開關接頭處線頭脫落，導致線路無法輸入信號，使PLC邏輯關系不正確，才出現以上故障。
解決辦法：用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好，報警解除，參數輸入正常，故障消失。
四、結束語
以上維修案例，可作為類似故障的排除參考。一般地，對于任何故障，首先是根據現象，根據原理來判斷故障點，分析每一個可能性，如一個開關，一個線接頭，一個螺釘都會是都會是故障原因，參照之前的操作、維修歷史進行分析，能有利于縮小查找范圍，有利于提高維修的效率。
參考文獻：
[1]FANUC-0i-mate使用說明書.
[2]大連機床集團數控車床電器說明書.
篇5
1.2、這個模塊的教學目標：主要讓學生掌握數控加工基礎理論，為實作打下足夠的理論基礎。
1.3、模塊的教學內容包括：
數控機床的產生、發展、組成、分類、特點、數控機床的坐標系。工序的劃分及必備的工藝基礎知識，包括切削用量及工裝設備的選擇的基礎知識。
安排教學時數：20學時。
通過這個模塊，學生要有對數控車床的最基本的認識，對數控編程要有最一個感性的理解。
2．能夠掌握數控操作入門模塊：
2.1、數控操作入門，讓學生熟悉數控機床的各種運動狀態，掌握坐標系在實作時的實質含意。要求學生不是要學得快，而是要學得好。進而讓教學的內容更豐富，一方面手動操作數控機床，要求學生熟練掌握數控機床的結構及運動狀態，坐標方向,并能用手動的方式加工簡單零件；另一方面定義工件坐標系，要求學生能夠獨立建立工作坐標系，并能自動加工簡單零件，要求手動切斷。
2.2、教學課時：20學時（包括相關的理論課時）。
相關的理論教學是要學生在實際的操作和現場充分認識數控車床的結構及運動狀況，為其自動操作打下堅實的基礎，這是專門針對現在的學生空間理解能力弱而設定的一個模塊。
3．掌握單把刀具自動加工模塊：這是數控操作基礎的升華過渡模塊
3.1、單把刀具自動加工模塊讓學生能夠完全獨立地建立工作工件系并自動加工一些簡單的零件，并能夠掌握怎樣在加工中保證加工精度的基本知識，要求學生能夠獨立磨外圓刀。
3.2、單把刀具自動加工模塊教學內容：
3.2.1、階梯小軸的加工。要求能獨立編制簡單零件的自動加工程序并完成自動加工過程。用手動的方式切斷。并在實踐中進一步理解加工階段的劃分原則及切削用量的選擇原則，以達到要求的加工精度。
3.2.2、實訓課題二：錐度的加工。
3.2.3、實訓課題三：圓弧面加工。
3.2.4、實訓課題四：圓角及倒角的加工。
3.3、教學課時：40學時（包括相關的理論課時）。
原本在數控加工中是不能截然的將單把刀和多把刀的自動加工分開，但是由于我們是針對特殊的群體，基礎特別薄弱的學生，所以我認為在教學中設定這個模塊有助于學生深入理解數控程序的編定方法及自動加工過程中一些技巧。而且通過實踐教學確實取得了很好的效果，基本上所有的學生都能掌握最基本的自動加工程序及工件坐標系的確定，起到了很好的過渡作用。
4．多把刀具自動加工模塊：這是數控操作的深化模塊
4.1、多把刀具自動加工模塊，讓學生能夠編制較為復雜零件的數控程序并能使用多把刀具自動加工一些較為復雜的零件，并能進一步掌握怎樣在數控加工中保證加工精度的方法。
4.2、這個模塊的的教學內容：
4.2.1、實訓課題一：對刀的操作（對切斷刀）。要求學生能夠獨立對刀，保證兩把刀具的坐標同一性，并用兩把刀具自動加工簡單外圓，不要求切斷。
4.2.2、實訓課題二：切槽及切斷加工。要求學生能夠獨立編制切槽及切斷程序。并自動加工零件，要求自動切斷。
4.2.3、實訓課題三：切寬槽加工。要求學生能夠獨立編制切寬槽程序，并自動加工及切斷零件。
4.2.4、實訓課題四：螺紋加工。要求學生能夠對螺紋刀具，保證多把刀具的坐標同一性。能夠編制簡單螺紋零件的程序并自動加工及切斷。
4.2.5：內凹圓弧的加工。要求學生掌握內凹圓弧的編程方法，并自動加工內凹圓弧。
4.3、教學課時：40學時（包括相關的理論課時）。
在學生掌握了最基本的數控編程及操作技術的前提下，更進一步深化所學的基本知識，使學生對前一個模塊的知識理解更深刻，更具體，起到了很好的知識擴展和延伸作用。
5．外輪廓綜合零件加工：這個模塊為綜合訓練模塊
5.1、外輪廓綜合零件加工,要求學生能夠熟練編制復雜零件的程序，并自動加工、切斷并保證加工質量，熟練掌握多把刀具的對刀操作。
5.2、這個模塊的教學內容：
5.2.1、實訓課題一：綜合零件一加工。要求獨立編制復雜零件的程序及自動加工及自動切斷，保證加工質量，熟練對刀。
5.2.2、實訓課題二：綜合零件二加工。要求同上。
5.2.3、實訓課題三：綜合零件三加工。要求同上。
5.2.4、實訓課題四：綜合零件四加工。要求同上。
5.3、教學課時：40學時（包括相關的理論課時）。
在這個階段學生把所學的知識融會貫通，形成完整的知識鏈，并在操作上達到非常熟練的程度。還可以在這個階段劃分出學生接受知識的層次，以備下一步因材施教。
二．強化訓練階段：(含三個模塊)
6．異型表面的加工：這個模塊為強化模塊（針對優生使用）
6.1、這個模塊的教學目標：要求學生能夠編制較特殊地一些零件表面的自動加工程序，并能自行選擇刀具，初步掌握刀具的一些特殊要求。
6.2、這個模塊的教學內容：
實訓課題一：較深內凹表面的加工。要求學生掌握異型表面對刀具的特殊要求，并能編制簡單異型表面的程序且自動加工。
實訓課題二：手柄的加工。能編制較復雜異型零件的加工，滿足復雜異型表面對刀具的特殊要求。
實訓課題三：葫蘆的加工。
7．內孔表面加工：這個模塊為強化模塊（針對優生使用）
7.1、這個模塊的教學目標：要求學生初步掌握對內孔表面的數控編程及自動加工方法。
7.2、這個模塊的教學內容：
實訓課題一：光孔的加工。要求學生能夠獨立編制光孔加工程序并完成自動加工，保證加工質量。
實訓課題二：圓弧內孔的加工。
實訓課題三：螺紋內孔的加工。
8．配合零件的加工：這個模塊為競賽模塊（針對競賽學生使用）
8.1、這個模塊的教學目標：要求學生能夠加工較復雜的配合零件，并達到相關的配合要求，同時要能獨立制作一些必需的專用夾具，刃磨刀具等工裝設備。
篇6
數控車削加工主要包括工藝分析、程序編制、裝刀、裝工件、對刀、粗加工、半精加工、精加工。而數控車削的工藝分析是數控車削加工順利完成的保障。
數控車削加工工藝是采用數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括以下幾個方面：
(一)選擇并確定零件的數控車削加工內容；(二)對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；(三)工具、夾具的選擇和調整設計；(四)切削用量選擇；(五)工序、工步的設計；(六)加工軌跡的計算和優化；(七)編制數控加工工藝技術文件。
筆者觀察了很多數控車的技術工人，閱讀了不少關于數控車削加工工藝的文章，發現大部分的使用者采用選擇并確定零件的數控車削加工內容、零件圖分析、夾具和刀具的選擇、切削用量選擇、劃分工序及擬定加工順序、加工軌跡的計算和優化、編制數控加工工藝技術文件的順序來進行工藝分析。
但是筆者分析了上述的順序之后，發現有點不妥。因為整個零件的工序、工步的設計是工藝分析這一環節中最重要的一部分內容。工序、工步的設計直接關系到能否加工出符合零件形位公差要求的零件。工序、工步的設計不合理將直接導致零件的形位公差達不到要求。換言之就是工序、工步的設計不合理直接導致產生次品。
二、分析問題
目前，數控車床的使用者的操作水平非常高，并且能夠獨立解決很多操作上的難題，但是他們的理論水平不是很高，這是造成工藝分析順序不合理的主要原因。
造成工藝分析順序不合理的另一個原因是企業的工量具設備不足。
三、解決問題
其實分析了工藝分析順序不合理的現象和原因之后，解決問題就非常容易了。需要做的工作只要將對零件的分析順序稍做調整就可以。
筆者認為合理的工藝分析步驟應該是：
(一)選擇并確定零件的數控車削加工內容；(二)對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；(三)工序、工步的設計；(四)工具、夾具的選擇和調整設計；(五)切削用量選擇；
(六)加工軌跡的計算和優化；(七)編制數控加工工藝技術文件。
本文主要對二、三、四、五三個步驟進行詳細的闡述。
(一)零件圖分析
零件圖分析是制定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性，選擇工藝基準。
1.選擇基準
零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車床的加工特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程，又有利于設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。
2.節點坐標計算
在手工編程時，要計算每個節點坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義。
3.精度和技術要求分析
對被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。
(二)工序、工步的設計
1.工序劃分的原則
在數控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。
(1)保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行。
(2)提高生產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再換另一把刀來加工其他部位，同時應盡量減少空行程。
2.確定加工順序
制定加工順序一般遵循下列原則：
(1)先粗后精。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提高加工精度。
(2)先近后遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近后遠車削還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。
(3)內外交叉。對既有內表面又有外表面需加工的零件，應先進行內外表面的粗加工，后進行內外表面的精加工。
(4)基面先行。用作精基準的表面應優先加工出來，定位基準的表面越精確，裝夾誤差越小。
(三)夾具和刀具的選擇
1.工件的裝夾與定位
數控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件，通常以零件自身的外圓柱面作定位基準；對于套類零件，則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇。
2.刀具選擇
刀具的使用壽命除與刀具材料相關外，還與刀具的直徑有很大的關系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。
(四)切削用量選擇
數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S(或切削速度υ)及進給速度F(或進給量f)。
切削用量的選擇原則，合理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最后再根據刀具允許的壽命確定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有利于斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min)可根據切削速度υ(mm/min)由公式S=υ1000/πD(D為工件或刀/具直徑mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定。
三、結語
數控機床作為一種高效率的設備，欲充分發揮其高性能、高精度和高自動化的特點，除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外，還應在編程前進行詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝，以得到最優的加工方案。
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2數控車床主軸變頻的系統結構與運行模式
2.1主軸變頻控制的基本原理
由異步電機理論可知，主軸電機的轉速公式為:
n=(60f/p)×(1-s)
其中P—電動機的極對數，s—轉差率，f—供電電源的頻率，n—電動機的轉速。從上式可看出，電機轉速與頻率近似成正比，改變頻率即可以平滑地調節電機轉速，而對于變頻器而言，其頻率的調節范圍是很寬的，可在0～400Hz(甚至更高頻率)之間任意調節，因此主軸電機轉速即可以在較寬的范圍內調節。
當然，轉速提高后，還應考慮到對其軸承及繞組的影響，防止電機過分磨損及過熱，一般可以通過設定最高頻率來進行限定。
圖1所示為變頻器在數控車床的應用，其中變頻器與數控裝置的聯系通常包括:(1)數控裝置到變頻器的正反轉信號;(2)數控裝置到變頻器的速度或頻率信號;(3)變頻器到數控裝置的故障等狀態信號。因此所有關于對變頻器的操作和反饋均可在數控面板進行編程和顯示。
2.2主軸變頻控制的系統構成
不使用變頻器進行變速傳動的數控車床一般用時間控制器確認電機轉速到達指令速度開始進刀，而使用變頻器后，機床可按指令信號進刀，這樣一來就提高了效率。如果被加工件如圖2(1)所示所示形狀，則由圖2(1)中看出，對應于工件的AB段，主軸速度維持在1000rpm，對應于BC段，電機拖動主軸成恒線速度移動，但轉速卻是聯系變化的，從而實現高精度切削。
在本系統中，速度信號的傳遞是通過數控裝置到變頻器的模擬給定通道(電壓或電流)，通過變頻器內部關于輸入信號與設定頻率的輸入輸出特性曲線的設置，數控裝置就可以方便而自由地控制主軸的速度。該特性曲線必須涵蓋電壓/電流信號、正/反作用、單/雙極性的不同配置，以滿足數控車床快速正反轉、自由調速、變速切削的要求。
3無速度傳感器的矢量控制變頻器
3.1主軸變頻器的基本選型
目前較為簡單的一類變頻器是V/F控制(簡稱標量控制)，它就是一種電壓發生模式裝置，對調頻過程中的電壓進行給定變化模式調節，常見的有線性V/F控制(用于恒轉矩)和平方V/F控制(用于風機水泵變轉矩)。
標量控制的弱點在于低頻轉矩不夠(需要轉矩提升)、速度穩定性不好(調速范圍1:10)，因此在車床主軸變頻使用過程中被逐步淘汰，而矢量控制的變頻器正逐步進行推廣。
所謂矢量控制，最通俗的講，為使鼠籠式異步機像直流電機那樣具有優秀的運行性能及很高的控制性能，通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率及其相位，用以維持電機內部的磁通為設定值，產生所需要的轉矩。
矢量控制相對于標量控制而言，其優點有:(1)控制特性非常優良，可以直流電機的電樞電流加勵磁電流調節相媲美;(2)能適應要求高速響應的場合;(3)調速范圍大(1:100);(4)可進行轉矩控制。
當然相對于標量控制而言，矢量控制的結構復雜、計算煩瑣，而且必須存貯和頻繁地使用電動機的參數。矢量控制分無速度傳感器和有速度傳感器兩種方式，區別在于后者具有更高的速度控制精度(萬分之五)，而前者為千分之五，但是在數控車床中無速度傳感器的矢量變頻器的控制性能已經符合控制要求，所以這里推薦并介紹無速度傳感器的矢量變頻器。
.2無速度傳感器的矢量變頻器
無速度傳感器的矢量變頻器目前包括西門子、艾默生、東芝、日立、LG、森蘭等廠家都有成熟的產品推出，總結各自產品的特點，它們都具有以下特點:(1)電機參數自動辯識和手動輸入相結合;(2)過載能力強，如50%額定輸出電流2min、180%額定輸出電流10s;(3)低頻高輸出轉矩，如150%額定轉矩/1HZ;(4)各種保護齊全(通俗地講，就是不容易炸模塊)。
無速度傳感器的矢量控制變頻器不僅改善了轉矩控制的特性，而且改善了針對各種負載變化產生的不特定環境下的速度可控性。圖3所示，為某品牌無速度傳感器變頻器產品在低頻和正常頻段時的轉矩測試數據(電機為5.5kW/4極)。從圖中可知，其在低速范圍時同樣可以產生強大的轉矩。在實驗中，我們同樣將2Hz的矢量變頻控制和V/F控制變頻進行比較發現，前者具有更強的輸出力矩，切削力幾乎與正常頻段(如30Hz或50Hz)相同。
3.3矢量控制中的電機參數辨識
由于矢量控制是著眼于轉子磁通來控制電機的定子電流，因此在其內部的算法中大量涉及到電機參數。從圖4的異步電動機的T型等效電路表示中可以看出，電機除了常規的參數如電機極數、額定功率、額定電流外，還有R1(定子電阻)、X11(定子漏感抗)、R2(轉子電阻)、X21(轉子漏感抗)、Xm(互感抗)和I0(空載電流)。
參數辨識中分電機靜止辨識和旋轉辨識2種，其中在靜止辨識中，變頻器能自動測量并計算頂子和轉子電阻以及相對于基本頻率的漏感抗，并同時將測量的參數寫入;在旋轉辨識中，變頻器自動測量電機的互感抗和空載電流。
在參數辨識中，必須注意:(1)若旋轉辨識中出現過流或過壓故障，可適當增減加減速時間;(2)旋轉辨識只能在空載中進行;(3)如辨識前必須首先正確輸入電機銘牌的參數。
3.4數控車床主軸變頻矢量控制的功能設置
從圖1中可以看出，使用在主軸中變頻器的功能設置分以下幾部分:
(1)矢量控制方式的設定和電機參數;
(2)開關量數字輸入和輸出;
(3)模擬量輸入特性曲線;
(4)SR速度閉環參數設定。
4結束語
對于數控車床的主軸電機，使用了無速度傳感器的變頻調速器的矢量控制后，具有以下顯著優點:大幅度降低維護費用，甚至是免維護的;可實現高效率的切割和較高的加工精度;實現低速和高速情況下強勁的力矩輸出。
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1.前言
數控車床是一種高精度、高效率的自動化機床。它配備多工位刀塔或動力刀塔，機床就具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復雜工件，數控車床又稱為 CNC車床，即計算機數字控制車床，是目前國內使用量最大，覆蓋面最廣的一種數控機床，約占數控機床總數的25%。數控車床是數控機床的主要品種之一，它在數控機床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視并得到了迅速的發展。
2. 如何合理使用數控車床
（1）做好試運轉前的準備
數控車床幾何精度檢驗合格后，需要對整機進行清理。用浸有清洗劑的棉布或綢布，不得用棉紗或紗布。論文寫作，管理。清洗掉數控車床出廠時為保護導軌面和加工面而涂的防銹油或防銹漆。清洗數控車床外表面上的灰塵。在各滑動面及工作面涂以數控車床規定使滑油。仔細檢查數控車床各部位是否按要求加了油，冷卻箱中是否加足冷卻液。數控車床液壓站、自動間裝置的油是否到油位批示器規定的部位。 檢查電氣控制箱中各開關及元器件是否正常，各插裝集成電路板是否到位。 通電啟動集中裝軒，使各部位及油路中充滿油。做好數控車床各部件動作前的一切準備。
（2）數控車床操作、維修人員必須是掌握相應數控車床專業知識的專業人員或經過技術培訓的人員，且必須按安全操作規程及安全操作規定操作數控車床；數控車床的PLC程序是數控車床制造商按數控車床需要設計的，不需要修改。不正確的修改，操作數控車床可能造成數控車床的損壞，甚至傷害操作者；除一些供用戶使用并可以改動的參數外，其它系統參數、主軸參數、伺服參數等，用戶不能私自修改，否則將給操作者帶來數控車床、工件、人身等傷害；修改參數后，進行第一次加工時，數控車床在不裝刀具小型數控銑床和工件的情況下用數控車床鎖住、單程序段等方式進行試運行，確認數控車床正常后再使用數控車床；數控車床全部連接器、接頭等，不允許帶電拔、插操作。非專業人員不得打開電柜門，打開電柜門前必須確認已經關掉了數控車床總電源開關。
（3）正確進行超程復位和急停復位。
數控車床在運行過程中或手動運行時出于操作不慎或程序問題，導致往某一方向的運行超出數控車床的行程(即超程)，此時行程開關壓下，數控車床在這一運動方向上自動鎖住運行，應往相反方向運行數控車床直至解除超程報警，恢復正常。
當加工操作過程中發生緊急情況時，按下操作面板上的“急停”按鈕采取白我保護后，計算機仍繼續工作，但伺服電源和電動機已斷電。經手工控制使得數控車床恢復正常后，可繼續進行加工操作。
（4）重視工作環境，避開陽光直射，安裝防振裝置，并盡量遠離振動源。數控車床附近不應有電焊機、高頻處理等數控車床，避免高溫對數控車床精度的影響。始終保持數控車床的清潔與完整，周圍工具、刀具及附屬數控車床要整齊擺放。數控車床需要的壓縮空氣壓力應符合標準，并保持清潔。通風管路嚴禁使用鍍鋅鐵管，防止鐵銹堵塞過濾器。要定期檢查和維護氣、液分離器，嚴禁水分進入氣路。要有保護環節與裝置。裝置要保持清沾、油路暢通，各部位良好。油液必須符合標準，并經過濾。過濾裝置要定期清洗、更換濾芯，經檢驗合格才能使用。電氣系統的控制柜和強電柜門，應盡量少開。防止灰塵、油霧對電子元器件的腐蝕及損壞。論文寫作，管理。經常清理數控裝置的散熱通風系統，使數控系統可靠地運行。數控裝置的正常工作溫度為55℃-60℃。有超溫情況時，一定要立即停機檢測。論文寫作，管理。數控裝置儲存器(RW)的電池由系統自行隨時測定報警，及時更換才能繼續維持RW中的參數和程序等數據。更換電池時要在通電情況廠，切忌在斷電情況下拔掉電池，防止數據丟失。插板、印制電路板(如EPROM塊等)不能在通電情況F插撥，否則會出現一些無法補救的故障。也不要經常進行斷電插撥。論文寫作，管理。論文寫作，管理。在加工工件前，必須先對各坐標進行檢測加工。操作者必須齊數控車床啟動后進行“歸零”操作，防止數據丟失。數控車床精密測量裝置不能隨意拆動。復查程序，經模擬試驗后再正式開始停機兩周以上時應及時給數控車床通電，數控車床參數設置不能隨意修改，以免影響數控車床性能發揮。誤操作時要即時向維修人員說明情況，進行即時處理。數控車床外部結構簡化，密封可靠，自診斷功能日益完善，在對其的日常維護中除需對必要部分進行清潔擦拭外，不得任意拆卸其他部位。
（5）加強數控車床管理
數控車床管理是數控車床管理的重要內容之一，是企業數控車床管理中不可忽視的環節。數控車床是防止和延緩零件磨損和其他形式失效的重要手段之一。加強數控車床的管理工作，并把它建立在科學管理的基礎上，按技術規范的要求，正確選用各類材料，并按規定的時間、部位、數量進行，以降低摩擦、減少磨損，使數控車床有良好的是數控車床安全、穩定、持續、高效運行的重要保證，對于企業減少能耗，降低成本，降低數控車床故障發生率，延長數控車床使用壽命，保持數控車床完好并充分發揮數控車床效能和社會經濟效益都具有十分重要的意義。
掌握工作重點，即保持清潔，合理用油，按時定量，方法得當，不漏防堵。要求他們在主管人員的指導下，遵守換油規程，執行數控車床卡片的規定，做好數控車床循檢工作，并認真填寫好記錄?？梢詫⒉课?、名稱及加油點數；每個加油點油脂牌號；加、換油時間；每次加、換油數量；每個加、換油點的負責人編制成圖表。維護人員要認真執行，并做好運行記錄。專業人員要定期檢查和不定期抽查圖表執行情況，發現問題及時處理。論文寫作，管理。點檢人員必須隨時注意數控車床各部狀況，發現問題及時報告和處理。
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篇9
機械結構虛擬優化設計是以計算機建模和仿真技術為基礎，集計算機圖形學、虛擬現實技術、機械動力學、有限元分析、優化設計等技術為一體，由多學科知識組成的綜合系統技術，是機械結構動力學設計技術在計算機環境中數字化、圖像化的映射。本文分析了機械產品虛擬動態優化設計的一般過程，以數控車床關鍵部件一尾架為例，建立了三維可視化的有限元CAE模型，通過對模型進行結構分析，實現該部件結構的動態優化。
1機械結構虛擬動態優化設計過程
機械產品虛擬動態設計的一般過程是:先建立滿足工作性能要求的產品初始CAD模型(初步設計圖樣)，然后對產品結構進行動力學建模和動態特性分析，再根據工程實際情況，給出結構動態特性的要求或預定的動態設計目標，按結構動力學“逆問題”方法直接求解設計參數，或按結構“正問題”分析法，進行結構改進設計，直到滿足預期性能設計要求，從而獲得一個具有良好靜、動態特性的產品設計方案，如圖1所示。結構動態設計的主要內容包括:
(1)建立一個切合實際的結構動力學模型;
(2)選擇有效的動態優化設計方法。
2機械結構建模分析及優化實例
以數控車床關鍵部件尾架為例進行研究。數控車床動態設計是在“正問題”處理方法的基礎上進行的，數控車床共有零、部件800多個，其中對整機結構性能影響大的零、部件主要有以下幾個:床身、主軸箱、尾架等。為使整機具有良好的動態性能，必須對關鍵部件進行優化。為此，應先建立數控車床主要部件的幾何模型和滿足其動力學特征的有限元模型，進行動態分析，根據動態分析的結果對原部件結構設計的薄弱環節進行動力學修改和結構分析優化，最終得到一個具有良好靜、動態特性的產品設計方案。
數控車床的尾架安置在床身的尾架導軌上，并可沿此導軌調整其縱向位置。尾架套筒的錐孔裝有后頂尖，用以支撐工件。由于尾架頂尖與主軸箱卡盤的同軸度直接影響著車床加工零件的精度，因此，尾架的結構是否合理對保證車床加工高精度很重要。
如圖2為尾架系統的有限元模型，考慮到實際情況，將尾架導軌與兩導軌座作為一體處理，尾架體與導軌之間以互為接觸單元為主，每個導軌座均布4個全約束點，系統共有單元7 049個。得到尾架系統前三階振型如圖3(a)，3(b)，3(c)所示。表1列出了尾架系統計算頻率及振型特性。
由分析可知，該尾架系統剛度很弱，相當于簡支梁，是整機結構中非常薄弱的部分。綜合新車床的布局，考慮鑄造工藝性，尾架的導軌直接與床身一體，優化后的尾架由上下2部分組成，如圖4所示，其有限元模型如圖5所示。
建立改進尾架的有限元模型，系統共有2 210個體單元，對尾架上下2部分禍合12個節點，前三階固有振型如表2所示。
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1 數控教學中存在的問題
數控專業涉及多門學科,且交叉程度高,具有很強的其理論性和實踐性,數控專業的理論知識體系很復雜,實踐操作要求高,因此數控專業的實踐教學在教學中起著極為關鍵的作用,通過有效的計算機輔助實踐教學能夠促進學生了解數控車床的基本原理與結構,能夠讓學生加快掌握數控車床的基本操作技能,熟練操作cad/cam應用的方法與流程,最終提高綜合能力,但是在實際數控教學過程中,往往受到教學條件和專業特征等因素的制約,導致在具體的教學中存在一些常見問題:(1)由于數控車床涉及多門學科,因此數控這門專業所需的理論知識體系相當復雜,而且許多教學內容很抽象、知識結構復雜,以往教師在課堂上單純的講解課本教學方式,導致學生難以理解,學習過程中選擇逃過復雜的數控理論體系,導致學生普遍理論知識欠缺,最后必然導致學生難以理解接受理論知識;(2)數控車床綜合應用多種技術,結構原理和生產過程是非常復雜,車床產品類型極為復雜,廣泛應用于各行各業模型和各種數控車床,其價格遠高于普通車床。數控車床價格太貴導致教學成本太高,因此學校在教學中不能將用于數控車床模型和數量配置完整,從而影響教學效果;(3)車床型號太多且價格昂貴,導致學校配置不能配齊所有車床型號,因此在實際教學中,學生不能對所有型號的數控車床進行實際的實踐操作,導致學生在學校學校學到的知識,不能實際應用到企業；(4)當前職業教育廣泛采用班級授課制,數控實訓往往是一個班的同學在同一時間對數控實習室培訓操作,訓練設備的限制,很難確保每個學生數控車床操作培訓,培訓指導老師不能到每個學生調度監控和指導,這將導致在訓練過程中存在安全隱患。
2 計算機輔助教學在數控教學中的應用措施
根據以上所述數控專業的專業特征及數控專業教學中存在的問題,可以利用現代技術計算機輔助數控教學,憑借計算機輔助教學有效的模擬效果提高數控專業的教學效果,具體措施包括:(1)數控專業理論中存在大量的抽象復雜的理論知識,傳統的教學方式將導致學生很難理解,應用計算機輔助教學技術提高教學效果,數控車床的結構與原理極為復雜,而且很難找到實物演示觀察,教師在講解時難以表達清楚,學生很難理解掌握；這些抽象概念學生很難理解,采用計算機輔助教學技術,可以將復雜和抽象的教學內容簡單化和具體化,從而讓學生輕松地掌握這些復雜難懂的理論知識；在講解數控指令等抽象內容時,可以運用計算機輔助教學技術將其實現功能形象地表達出來,從而將抽象內容具體化,應用計算機輔助教學技術可將教學內容形象化、具體化,還能突出重點、簡化難點,并且能激發學生的學習興趣,從而提高教學效果。(2)計算機輔助教學即利用硬件與軟件結合構建虛擬實驗室,在計算機網絡上進行模擬、仿真各種實驗操作,替代部分甚至全部傳統的常規實驗儀器設備,由于數控車床的型號和種類繁多,且更新換代極為快速,以職業學校的經濟實力,不能將所有型號的實驗設備配備齊全,可以充分利用計算機輔助軟件構建虛擬實驗室進行仿真。隨著計算機輔助教學技術的日趨成熟,計算機仿真系統越來越完善,可模擬數控實際設備加工環境以及其工作狀態也更加全面,可以驗證數控加工程序更高的正確性和可靠性,計算機輔助數控加工仿真在數控教學中起著十分重要的作用,是現代數控專業實踐教學的有效輔助方式。在虛擬實驗室,利用計算機輔助處于虛擬環境中可動態分析觀察數控工件制作程序的正確性和完整性,教師利用仿真平臺進行工件加工操作演示,學生都能清楚的觀察到每一個詳細的操作步驟,學生自己也可以在虛擬實驗室進行仿真實驗操作,學生通過仿真實驗,學校不必花費太多的經濟就能夠使學生得到實踐練習的機會,仿真實驗讓學生加深對數控指令的理解,縮短對實際數控車床的熟悉時間,減少加工材料損耗和浪費,節約時間；(3)在學習一個段落或者一個知識點后,有必要進行一次有效的教學效果評價,但傳統的單一的書面考試形式的評價模式的運作程序,將不能夠提高學生的學習興趣,不但影響評定效果,也不利于教學。應用計算機輔助教學技術教學的效果是可以測試學生在學習效果,通過仿真實驗,對學生所學知識進行測試,可以直接反映教學效果,同時增加學生的學習興趣。
3 結語
本文對數控專業教學的現狀及存在的問題進行分析,對計算機輔助教學技術在數控專業中的應用進行研究,且提出了計算機輔助軟件在數控專業教學中的具體的實施方案,計算機輔助在教學能夠將抽象復雜的理論知識具體簡單化,促進學生對其的理解,從而可以提高教學效果,提高了學生的知識與技能。
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篇11
數控車削加工工藝是采用數控車床加工零件時所運用的方法和技術手段的總和。其主要內容包括以下幾個方面：
（一）選擇并確定零件的數控車削加工內容；（二）對零件圖紙進行數控車削加工工藝分析；（三）工具、夾具的選擇和調整設計；（四）工序、工步的設計；（五）加工軌跡的計算和優化；（六）數控車削加工程序的編寫、校驗與修改；（七）首件試加工與現場問題的處理；（八）編制數控加工工藝技術文件；總之，數控加工工藝內容較多，有些與普通機床加工相似。
二、數控車削加工工藝分析
工藝分析是數控車削加工的前期工藝準備工作。工藝制定得合理與否，對程序的編制、機床的加工效率和零件的加工精度都有重要影響。為了編制出一個合理的、實用的加工程序，要求編程者不僅要了解數控車床的工作原理、性能特點及結構。掌握編程語言及編程格式，還應熟練掌握工件加工工藝，確定合理的切削用量、正確地選用刀具和工件裝夾方法。因此，應遵循一般的工藝原則并結合數控車床的特點，認真而詳細地進行數控車削加工工藝分析。其主要內容有：根據圖紙分析零件的加工要求及其合理性；確定工件在數控車床上的裝夾方式；各表面的加工順序、刀具的進給路線以及刀具、夾具和切削用量的選擇等。
（一）零件圖分析
零件圖分析是制定數控車削工藝的首要任務。主要進行尺寸標注方法分析、輪廓幾何要素分析以及精度和技術要求分析。此外還應分析零件結構和加工要求的合理性，選擇工藝基準。
1．尺寸標注方法分析
零件圖上的尺寸標注方法應適應數控車床的加工特點，以同一基準標注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法既便于編程，又有利于設計基準、工藝基準、測量基準和編程原點的統一。如果零件圖上各方向的尺寸沒有統一的設計基準，可考慮在不影響零件精度的前提下選擇統一的工藝基準。計算轉化各尺寸，以簡化編程計算。
2．輪廓幾何要素分析
在手工編程時，要計算每個節點坐標。在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義。因此在零件圖分析時，要分析幾何元素的給定條件是否充分。
3．精度和技術要求分析
對被加工零件的精度和技術進行分析，是零件工藝性分析的重要內容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基礎上，才能正確合理地選擇加工方法、裝夾方式、刀具及切削用量等。其主要內容包括：分析精度及各項技術要求是否齊全、是否合理；分析本工序的數控車削加工精度能否達到圖紙要求，若達不到，允許采取其他加工方式彌補時，應給后續工序留有余量；對圖紙上有位置精度要求的表面，應保證在一次裝夾下完成；對表面粗糙度要求較高的表面，應采用恒線速度切削（注意：在車削端面時，應限制主軸最高轉速)。
（二）夾具和刀具的選擇
1．工件的裝夾與定位
數控車削加工中盡可能做到一次裝夾后能加工出全部或大部分代加工表面，盡量減少裝夾次數，以提高加工效率、保證加工精度。對于軸類零件，通常以零件自身的外圓柱面作定位基準；對于套類零件，則以內孔為定位基準。數控車床夾具除了使用通用的三爪自動定心卡盤、四爪卡盤、液壓、電動及氣動夾具外，還有多種通用性較好的專用夾具。實際操作時應合理選擇 。
2．刀具選擇
刀具的使用壽命除與刀具材料相關外，還與刀具的直徑有很大的關系。刀具直徑越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形狀允許的情況下，采用盡可能大的刀具直徑是延長刀具壽命，提高生產率的有效措施。數控車削常用的刀具一般分為3類。即尖形車刀、圓弧形車刀和成型車刀。
（1）尖形車刀。以直線形切削刃為特征的車刀一般稱為尖形車刀。其刀尖由直線性的主、副切削刃構成，如外圓偏刀、端面車刀等。這類車刀加工零件時，零件的輪廓形狀主要由一個獨立的刀尖或一條直線形主切削刃位移后得到。
（2）圓弧形車刀。除可車削內外圓表面外，特別適宜于車削各種光滑連接的成型面。其特征為：構成主切削刃的刀刃形狀為一 圓度誤差或線輪廓誤差很小的圓弧，該圓弧刃的每一點都是圓弧形車刀的刀尖，因此刀位點不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。
（3）成型車刀。即所加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形狀和尺寸決定。數控車削加工中，常用的成型車刀有小半徑圓弧車刀、車槽刀和螺紋車刀等。為了減少換刀時間和方便對刀，便于實現機械加工的標準化。數控車削加工中，應盡量采用機夾可轉位式車刀。
（三）切削用量選擇
數控車削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主軸轉速S（或切削速度υ）及進給速度F（或進給量f ）。
切削用量的選擇原則，合理選用切削用量對提高數控車床的加工質量至關重要。確定數控車床的切削用量時一定要根據機床說明書中規定的要求，以及刀具的耐用度去選擇，也可結合實際經驗采用類比法來確定。一般的選擇原則是：粗車時，首先考慮在機床剛度允許的情況下選擇盡可能大的背吃刀量ap；其次選擇較大的進給量f；最后再根據刀具允許的壽命確定一個合適的切削速度υ。增大背吃刀量可減少走刀次數，提高加工效率，增大進給量有利于斷屑。精車時，應著重考慮如何保證加工質量，并在此基礎上盡量提高加工效率，因此宜選用較小的背吃刀量和進給量，盡可能地提高加工速度。主軸轉速S(r/min )可根據切削速度υ(mm/min)由公式 S=υ1000／πD(D為工件或刀／具直徑 mm)計算得出，也可以查表或根據實踐經驗確定。
（四）劃分工序及擬定加工順序
1．工序劃分的原則
在數控車床上加工零件，常用的工序的劃分原則有兩種。
（1）保持精度原則。工序一般要求盡可能地集中，粗、精加工通常會在一次裝夾中全部完成。 為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，則應將粗、精加工分開進行。
（2）提高生產效率原則。為減少換刀次數，節省換刀時間，提高生產效率，應將需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再換另一把刀來加工其他部位，同時應盡量減少空行程。
2．確定加工順序
制定加工順序一般遵循下列原則 ：
（1）先粗后精。按照粗車半精車精車的順序進行，逐步提高加工精度。
（2）先近后遠。離對刀點近的部位先加工，離對刀點遠的部位后加工，以便縮短刀具移動距離，減少空行程時間。此外，先近后遠車削還有利于保持坯件或半成品的剛性，改善其切削條件。
（3）內外交叉。對既有內表面又有外表面需加工的零件，應先進行內外表面的粗加工，后進行內外表面的精加工。
篇12
數控車床是機電一體化的典型產品，是集機床、計算機、電機及其拖動、自動控制、檢測等技術為一身的自動化設備。其中主軸運動是數控車床的一個重要內容，以完成切削任務，其動力約占整臺車床的動力的70%～80%?；究刂剖侵鬏S的正、反轉和停止，可自動換檔和無級調速。
在目前數控車床中，主軸控制裝置通常是采用交流變頻器來控制交流主軸電動機。為滿足數控車床對主軸驅動的要求，必須有以下性能:(1)寬調速范圍，且速度穩定性能要高;(2)在斷續負載下，電機的轉速波動要小;(3)加減速時間短;(4)過載能力強;(5)噪聲低、震動小、壽命長。
本文介紹了采用數控車床的主軸驅動中變頻控制的系統結構與運行模式，并闡述了無速度傳感器的矢量變頻器的基本應用。
第1章變頻器矢量控制闡述
70年代西門子工程師F.Blaschke首先提出異步電機矢量控制理論來解決交流電機轉矩控制問題。矢量控制實現的基本原理是通過測量和控制異步電動機定子電流矢量，根據磁場定向原理分別對異步電動機的勵磁電流和轉矩電流進行控制，從而達到控制異步電動機轉矩的目的。具體是將異步電動機的定子電流矢量分解為產生磁場的電流分量 (勵磁電流) 和產生轉矩的電流分量 (轉矩電流) 分別加以控制，并同時控制兩分量間的幅值和相位，即控制定子電流矢量，所以稱這種控制方式稱為矢量控制方式。矢量控制方式又有基于轉差頻率控制的矢量控制方式、無速度傳感器矢量控制方式和有速度傳感器的矢量控制方式等。這樣就可以將一臺三相異步電機等效為直流電機來控制，因而獲得與直流調速系統同樣的靜、動態性能。矢量控制算法已被廣泛地應用在siemens，AB，GE，Fuji等國際化大公司變頻器上。
采用矢量控制方式的通用變頻器不僅可在調速范圍上與直流電動機相匹配，而且可以控制異步電動機產生的轉矩。由于矢量控制方式所依據的是準確的被控異步電動機的參數，有的通用變頻器在使用時需要準確地輸入異步電動機的參數，有的通用變頻器需要使用速度傳感器和編碼器。目前新型矢量控制通用變頻器中已經具備異步電動機參數自動檢測、自動辨識、自適應功能，帶有這種功能的通用變頻器在驅動異步電動機進行正常運轉之前可以自動地對異步電動機的參數進行辨識，并根據辨識結果調整控制算法中的有關參數，從而對普通的異步電動機進行有效的矢量控制。
第2章數控車床主軸變頻的系統結構與運行模式
2.1 主軸變頻控制的基本原理
由異步電機理論可知，主軸電機的轉速公式為:
n=(60f/p)×(1-s)
其中P—電動機的極對數，s—轉差率，f—供電電源的頻率，n—電動機的轉速。從上式可看出，電機轉速與頻率近似成正比，改變頻率即可以平滑地調節電機轉速，而對于變頻器而言，其頻率的調節范圍是很寬的，可在0～400Hz(甚至更高頻率)之間任意調節，因此主軸電機轉速即可以在較寬的范圍內調節。
當然，轉速提高后，還應考慮到對其軸承及繞組的影響，防止電機過分磨損及過熱，一般可以通過設定最高頻率來進行限定。
圖2-1 變頻器在數控床上的應用
圖2-1所示為變頻器在數控車床的應用，其中變頻器與數控裝置的聯系通常包括:(1)數控裝置到變頻器的正反轉信號;(2)數控裝置到變頻器的速度或頻率信號;(3)變頻器到數控裝置的故障等狀態信號。因此所有關于對變頻器的操作和反饋均可在數控面板進行編程和顯示。
2.2 主軸變頻控制的系統構成
不使用變頻器進行變速傳動的數控車床一般用時間控制器確認電機轉速到達指令速度開始進刀，而使用變頻器后，機床可按指令信號進刀，這樣一來就提高了效率。如果被加工件如圖2-2所示所示形狀，則由圖2-2中看出，對應于工件的AB段，主軸速度維持在1000rpm，對應于BC段，電機拖動主軸成恒線速度移動，但轉速卻是聯系變化的，從而實現高精度切削。
圖2-2 主軸變頻器系統構成示意
在本系統中，速度信號的傳遞是通過數控裝置到變頻器的模擬給定通道(電壓或電流)，通過變頻器內部關于輸入信號與設定頻率的輸入輸出特性曲線的設置，數控裝置就可以方便而自由地控制主軸的速度。該特性曲線必須涵蓋電壓/電流信號、正/反作用、單/雙極性的不同配置，以滿足數控車床快速正反轉、自由調速、變速切削的要求。
第3章無速度傳感器的矢量控制變頻器
3.1 主軸變頻器的基本選型
目前較為簡單的一類變頻器是V/F控制(簡稱標量控制)，它就是一種電壓發生模式裝置，對調頻過程中的電壓進行給定變化模式調節，常見的有線性V/F控制(用于恒轉矩)和平方V/F控制(用于風機水泵變轉矩)。
標量控制的弱點在于低頻轉矩不夠(需要轉矩提升)、速度穩定性不好(調速范圍1:10)，因此在車床主軸變頻使用過程中被逐步淘汰，而矢量控制的變頻器正逐步進行推廣。
所謂矢量控制，最通俗的講，為使鼠籠式異步機像直流電機那樣具有優秀的運行性能及很高的控制性能，通過控制變頻器輸出電流的大小、頻率及其相位，用以維持電機內部的磁通為設定值，產生所需要的轉矩。
矢量控制相對于標量控制而言，其優點有:(1)控制特性非常優良，可以直流電機的電樞電流加勵磁電流調節相媲美;(2)能適應要求高速響應的場合;(3)調速范圍大(1:100);(4)可進行轉矩控制。
當然相對于標量控制而言，矢量控制的結構復雜、計算煩瑣，而且必須存貯和頻繁地使用電動機的參數。矢量控制分無速度傳感器和有速度傳感器兩種方式，區別在于后者具有更高的速度控制精度(萬分之五)，而前者為千分之五，但是在數控車床中無速度傳感器的矢量變頻器的控制性能已經符合控制要求，所以這里推薦并介紹無速度傳感器的矢量變頻器。
3.2 無速度傳感器的矢量變頻器
無速度傳感器的矢量變頻器目前包括西門子、艾默生、東芝、日立、LG、森蘭等廠家都有成熟的產品推出，總結各自產品的特點，它們都具有以下特點:(1)電機參數自動辯識和手動輸入相結合;(2)過載能力強，如50%額定輸出電流2min、180%額定輸出電流10s;(3)低頻高輸出轉矩，如150%額定轉矩/1HZ;(4)各種保護齊全(通俗地講，就是不容易炸模塊)。
無速度傳感器的矢量控制變頻器不僅改善了轉矩控制的特性，而且改善了針對各種負載變化產生的不特定環境下的速度可控性。圖3-1所示，為某品牌無速度傳感器變頻器產品在低頻和正常頻段時的轉矩測試數據(電機為5.5kW/4極)。從圖中可知，其在低速范圍時同樣可以產生強大的轉矩。在實驗中，我們同樣將2Hz的矢量變頻控制和V/F控制變頻進行比較發現，前者具有更強的輸出力矩，切削力幾乎與正常頻段(如30Hz或50Hz)相同。
圖3-1 無傳感器矢量變頻器的轉矩特性
3.3 矢量控制中的電機參數辨識
由于矢量控制是著眼于轉子磁通來控制電機的定子電流，因此在其內部的算法中大量涉及到電機參數。從圖3-2的異步電動機的T型等效電路表示中可以看出，電機除了常規的參數如電機極數、額定功率、額定電流外，還有R1(定子電阻)、X11(定子漏感抗)、R2(轉子電阻)、X21(轉子漏感抗)、Xm(互感抗)和I0(空載電流)。
參數辨識中分電機靜止辨識和旋轉辨識2種，其中在靜止辨識中，變頻器能自動測量并計算頂子和轉子電阻以及相對于基本頻率的漏感抗，并同時將測量的參數寫入;在旋轉辨識中，變頻器自動測量電機的互感抗和空載電流。
圖3-2 異步電動機穩定態等效電路
在參數辨識中，必須注意:(1)若旋轉辨識中出現過流或過壓故障，可適當增減加減速時間;(2)旋轉辨識只能在空載中進行;(3)如辨識前必須首先正確輸入電機銘牌的參數。
3.4 數控車床主軸變頻矢量控制的功能設置
從圖1-1中可以看出，使用在主軸中變頻器的功能設置分以下幾部分:
1 矢量控制方式的設定和電機參數;
2 開關量數字輸入和輸出;
3 模擬量輸入特性曲線;
4 SR速度閉環參數設定。
第4章結束語
對于數控車床的主軸電機，使用了無速度傳感器的變頻調速器的矢量控制后，具有以下顯著優點:大幅度降低維護費用，甚至是免維護的;可實現高效率的切割和較高的加工精度;實現低速和高速情況下強勁的力矩輸出。
參考文獻
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篇13
一、軸承加工效率問題
目前，通用型數控機床出廠標準配置附件為三爪自定心手動卡盤、手動尾座。在生產過程中，工件裝夾、尾座套筒移動和頂緊零件都需要靠手動完成。據筆者測算，就目前的通用型數控機床來說，批量加工一個軸承零件內外圈平均需要85秒，其中裝夾零件的輔助時間約為60秒。裝夾過程完全由手工完成，自動化程度低，加工者耗費大量的工作時間，用工成本大，無疑增加了企業的生產成本，降低了市場競爭力。此外，機床在進行多次手工裝夾、定位時都會產生一定的誤差，軸承內外圈加工精度會受到影響。因此，對于批量生產來講，隨著企業用工成本的增加，無論從生產成本核算、加工工藝方面、還是設備利用率上考慮，都是不經濟、不合理的，較明顯地影響了軸承生產企業的經濟效益。
二、機床改造項目實施目標
1.提升教師作為“工程師”能力和科研能力
（1）教師從理論走向實踐。團隊中大多數專業教師大學畢業后從教，本次技改項目涉及的軟件繪圖、氣動安裝與夾緊力計算、電氣控制改造等知識大多在大學里學過理論知識，但卻基本未涉及實踐。系統地以“工程師”的角度去設計、安裝一個技術項目，是對教師綜合能力的考量。
（2）技改項目衍生“副產品”。大多數教師常年講授2～3門課程，其他課程知識除了在大學學習外，工作中基本不涉及。這既是所學浪費，也使教師授課時只能“就事論事”，很少把有關課程知識和技能融會貫通并傳授給學生。通過技改項目實踐，上述問題能夠較好地“補短板”，并衍生論文、課題、微視頻等“副產品”。
2.數控車床技改項目內容
企業技術人員與筆者教師團隊選擇六臺數控車床對裝夾部分進行改造。
（1）主軸夾緊部件改造。對其中四臺CAK4085di數控車床進行了主軸尾端、前端兩部分改造，用于加工軸承內孔的裝夾。機床主軸尾端主要是增加氣壓夾緊缸和氣動元件，將添加的法蘭盤和氣壓夾緊缸連接，為夾具的夾緊和張開提供動力。機床主軸前端主要是取下三爪自定心卡盤，將主軸前端的法蘭盤和整套夾具連接利用氣動夾緊缸和夾具之間的拉桿連接來實現夾具夾緊和松開的動作，整體改造圖如圖1所示。選擇四臺數控車床的目的是檢測對改造后的車床加工軸承內孔的穩定性。
（2）尾座的改造。對另外兩臺CAK6150數控車床的手動尾座加裝氣缸來推動尾座實現自動頂緊，用于加工軸承外圈外徑。同樣，選擇兩臺數控車床的目的也是檢測對改造后的車床的加工軸承外徑的穩定性。
（3）氣壓控制系統改造：增加夾緊回轉缸、尾座的氣壓系統，為自動夾緊、頂緊提供動力。
（4）電氣部分的改造：利用原有的數控系統控制電路來實現汽缸夾緊缸電磁閥和尾座汽缸電磁閥的動作。
每次工件裝夾后，氣動自定心夾緊夾具和氣壓夾緊缸之間的拉桿自動對工件夾緊，同時，氣壓尾座自動頂緊芯軸，整個過程完全由自動控制，提升了車床裝夾工件的效率。
三、機床改造措施
1.主S夾緊部件改造
（1）彈簧筒夾定心夾緊機構設計。彈簧筒夾定心夾緊機構設計主要包括夾筒和夾具體兩部分，如上頁圖2所示。
根據軸承加工零件以軸線、對稱中心為工序基準的特點，采用定心夾緊機構。彈簧筒夾作為定心夾緊機構，由以外圓柱面為定位基準線裝夾工件的彈簧夾頭構成，其主要元件為彈性夾筒。將彈性夾筒設計成一個錐型套筒，表面開出4～6條軸向槽，在結構上分成卡爪A、簧片B和導向部分三個部分。當筒夾往后拉時，夾具體的錐套將迫使夾筒沿徑向收縮變形，從而使工件外圓定心被夾緊。
工件以外圓柱面做定位基準并在圓孔中定位。為了簡化結構，其定位元件和夾緊元件被加工成一個整體，裝于夾具體內。為保證工件軸向定位精度，工件的外圓與端面實行共同作為定位基準面，將工件的端面作為主要定位基準面。筒夾的外錐角取29°，與筒夾配合的夾具體內錐角取30°，用于增大錐面接觸面積，以便更準確地定心。
筒夾采用彈簧鋼65Mn材料，具有強度高、耐磨損、彈性好、受熱變形小的特點，熱處理后的頭部材料硬度達到HRC55～60，尾部的薄壁和導向部分硬度達到HRC40～45，適合本次技術改造要求。夾筒設計完成后，為了保證夾筒與主軸的同軸程度，經過表面精磨后，夾持表面裝配后在數控車床上精車一刀。夾具體設計時采用主軸端面和花盤連接的設計方案，將尾部和車床的主軸法蘭連接，在材料上采用了軸承鋼GCr15，其硬度高達HRC55～60。
（2）夾緊回轉缸的選用。工件在夾緊后會出現一定的變形，受壓表面會出現損傷，夾緊力的大小直接影響工件安裝的可靠性、夾緊變形程度、定位的準確性以及加工精度。因此，在選用夾緊回轉缸時首先需要確定夾緊力的大小。夾緊機構夾具夾緊力的作用主要在于保證工件的定位基準面與定位元件保持良好接觸，使工件在加工時不因受切削力、離心力、慣性力和工件自重等作用力而發生移位。通常情況下采用將理論夾緊力（主要考慮主切削力FZ）再乘一個系數來計算實際夾緊力FJ0，將基本安全因數、加工性質因數、刀具鈍化因數、切削特點因數作為安全因數K。
本次機床改造基本安全因數取1.5，加工性質因數取1.0，刀具鈍化因數取1.2，切削特點因數取1.0，即K=1.5×1.0×1.2×1.0=1.8。
削時主切削力為：FZ=Papf=1962×3×0.5 =2943N
實際的夾緊力為FJO=KFZ=1.8×2943=5297.4N
CAK4085di數控車床在進行精加工時，將夾具和工件的間隙控制在1mm內，夾筒的錐角采用30°，則
筒夾的軸向位移為0.866mm，徑向縮小為0.5mm，夾緊機構的行程只要取大于2mm就可以滿足要求了。
綜合考慮，選用清潔無污染、工作迅速、使用安全、維護簡單的氣壓傳動裝置，為了方便與機床主軸連接，夾緊回旋缸采用KQ-130型中空回轉汽缸。在0.8MPa氣壓、4mm行程的條件下，它的最大推拉力為8104.6N，大于實際夾緊力，可以保證正常使用。
2.尾座改造設計
在軸承外圈外徑加工中，以軸承內孔為定位基準面，采用芯軸作為定位元件，把多個軸承外圈套裝在芯軸上，采用一夾一頂裝夾。由于通用型數控機床的尾座套筒移動采用手動方式，自動化程度低，裝夾工件輔助時間較長。本次軸承外圈外徑加工在數控車床改造過程中，通過在尾座上安裝汽缸將原來手動改為氣動方式，設計時主要考慮在實際生產中刀具對工件產生的切削力軸向分力F、工件自重產生的軸向分力F1，再根據尾座套筒移動工作行程來選擇汽缸型號。
（1）軸向切削力計算。根據金屬切削原理與刀具公式，切削時產生的軸向分力F=（0.1～0.6）FZ，為了安全起見，將切削時軸向分力的系數取為0.6，那么F=0.6×FZ =0.6×2943=1765.8N。
（2）工件（芯軸）自身重力產生的軸向分力F1計算。根據工件（芯軸）設計時按最大長度和外徑計算：取直徑400mm，長度為350mm。通過公式計算每米鋼材的重量為：W=0.006165×d2=0.006165
×400×400=986.4kg，工件（芯軸）按350mm長度計算，得到重量為345.24kg。尾座頂尖的角度標準為60°，由于主軸卡盤和尾座頂尖都承受重力，因此頂尖只受到1/2的重力。通過公式：F1=（W/2）/tan30°×9.8=（345.24/2）/tan30°×9.8=2930N，計算得F1=2930N。因此尾座需要克服的最大反作用力：Fy=F+F1=2930+1765.8=4695.8N。汽缸選擇缸徑60mm的標準汽缸，在壓縮空氣壓力0.4MPa～0.8MPa的情況下取0.4MPa，計算得汽缸壓力為5652N，大于尾座需要克服的最大反作用力，因此可以保證安全。尾座最大行程為200mm，因此，選用行程為200 mm的汽缸，型號為SE60X200。
3.氣壓控制系統的設計
夾緊回轉缸、尾座的氣壓系統經過統一設計，其原理圖，如圖3所示。壓縮空氣通過輸送管道從空氣壓縮機儲氣罐輸送到機床工作位置，通過截止閥1來手動控制總進氣的通斷，由調壓閥2控制其壓力，同時由油霧過濾器三件套3將管道中的水分過濾掉，并注入油，使后面的工作元件得到。使用單向閥控制其流向，防止壓縮空氣回流，保證使用安全。電磁閥5控制夾緊回轉缸運動，運動速度分別由調速閥6和7控制。電磁閥8控制尾座頂緊汽缸運動，運動速度分別由調速閥9和10控制。
4.電氣控制線路改造
由于CAK4085di數控車床的數控系統自帶卡盤控制和尾座控制功能，因此可以通過直接調用車床數控系統輔助功能模塊中的M08指令代碼來控制電磁閥5，進而控制夾緊回轉缸運動，調用車床數控系統輔助功能模塊中的M09指令代碼來控制電磁閥8控制尾座頂緊氣缸運動。實際接線時，僅需新增四個繼電器與車床數控系統的輸出點相連接，用于控制卡盤的夾緊和松開，尾座的前進和后退，如圖4所示。學校教學用的數控車床主軸在啟動過程中，主軸電動機的加減速時間長，為提高加工效率，將變頻器的參數重新設定，降低主軸電動機的加減速時間，設定為2.5秒。
四、技改項目成效
1.成本節約
通過對數控車床的技術改造，無論是從單件和成批來看，明顯提高了軸承生產效率，見下表。
上表顯示，在進行技術改造前，通用型數控車床加工單個軸承需要90秒左右的時間，按一個工作日8小時工作時間，一個月30天算僅能加工9600個左右，就算是成批加工一個軸承也需要85秒左右，一個月生產10200個。進行技術改造后單個軸承的加工時間縮短了65%，僅用40秒左右，其中裝夾等輔助時間僅15秒左右。如果成批生產的話用時更短，僅需30秒左右，生產效率提高了3倍。在近年來，用工緊張的局勢下對企業來說減小了企業不小的人力成本和招工壓力。通過改造，扣除技改成本，預計每臺改造后的數控車床為企業節約生產成本約2萬元。因此，本次的通用型數控機床改造提高了生產的自動化程度、使用率和工作效率，大大減少了人工成本，為企業帶來了較大的經濟效益。
2.提升教師創新能力
（1）教師專業知識的一次“大電流”充電。本次技術改造由校企共同完成，多數教師重拾大學教材，將涉及的多門課程重新學習，融會貫通，尤其是機械教師在電氣控制知識等方面補了短板，對機電專業教師的知識結構要求理解更全面，有助于日常教學的開展。
（2）教師圍繞項目開展課題設計與研修。不少教師專業的專一技能水平較高，但是針對項目開發（技改）卻往往無從下手。經過本次項目，從設計圖樣開始到制訂改造方案再到計算受力，最后實施并加以改進，這是教師的一次實實在在的研修，拓寬了教師的思路，過程與方法效果并不亞于技改結果，消除了教師對技改、創新的畏懼，提升了教師的自信心。這既是作為學生的指導教師的機電專業老師的需要，也是技師培養層次學生的需要。
3.創新校企合作方式
本次技術改造在企業技術人員與學校師生共同參與下完成，改造后的通用型數控車床工件裝夾過程由氣動完成，提高了機床的性能，大大減少了人工成本，為企業帶來了較大的經濟效益，提升了企業的綜合競爭能力。改造后的機床由學生在校內為企業直接生產產品，提供了現代企業人才需求的嶄新平臺，創新了“現代學徒制”培養模式，實現學校與企業的優勢資源互利共贏。
實踐需要思維先行，方法重于內容。本項目原先只是一個技改項目，但教師對過程愿意去思考，能改進，有反思并加以進一步研究乃至擴展到其他技改或創新項目，其意義遠遠大于本項目成果的本身。
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