發(fā)布時間：2023-02-11 15:40:24
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的數(shù)控車床論文樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
（一）項目教學法的定義
項目教學是一個將實踐教學與理論教學完美結合的教學方法，簡單來說項目教學就是指教育教學過程中，教師通過制定一個完整的項目方案，讓學生按照方案內容自主的進行項目的操作，其中包括工作安排、探究學習、自主動手等等。就數(shù)控車床實訓教學而言，在其中應用項目教學法，主要就是讓學生進行一項具體而完整的工作。如，產品的生產等。項目教學需要學生對理論知識有一個基礎性的把握，并且在實際操作的過程中可以將所學知識與實踐內容相結合，最終提升學生對知識的應用能力，為學生今后的實際工作打好基礎。
（二）項目教學法的特點
1.內容綜合，利于探究
項目教學在應用的過程中主要將教學內容與實際工作內容相融合，每一個操作項目都具有一定的獨立性以及明確的教學內容和教學目標。因此每一個項目教學內容都包含了理論知識、技術應用、設備操作等多項內容，使得項目教學趨于綜合性，更加利于學生進行探究。
2.團隊合作，共同進步
項目教學與一般的探究教學相比較，其教學內容更加具體，操作流程更加完整，并且在參與人數(shù)方面也更加側重于團體合作。教師在進行項目教學的過程中，通常會對學生進行分組，讓每一個學生都可以參與到項目之中，成為項目操作的主體，使得學生可以共同學習，相互促進。
3.注重過程，結果多樣
傳統(tǒng)的教育教學側重于教學的結果而對教學過程則稍顯忽視，而在項目教學進行的過程中，教師在進行成果驗收方面并沒有采取統(tǒng)一的標準，并且也不要求學生一定要得出正確的結果。相反，教師更注重的是學生在項目完成過程中，是否對所學知識進行了應用，是否發(fā)揮了自身作用，是否對個人能力有所提升等。
4.角色轉變，生本為主
項目教學是現(xiàn)代教育發(fā)展的產物，因此在進行教育教學的過程中一直奉行的是生本思想。所以，數(shù)控車床實訓教師在進行教學的過程中，將課堂的主導交給了學生，讓學生圍繞項目內容進行探究與學習，而教師在這一過程中僅起到輔助作用。
二、項目教學法在數(shù)控車床實訓教學中的應用
（一）項目設計
項目設計是項目教學的基礎，因此在進行項目教學之前相關教師一定要搞好項目設計工作。首先，項目設計應圍繞教材內容展開，符合教材的要求。并且項目設計要有一定的針對性，教師在進行項目設計的過程中，需要先為項目設定明確而具體的項目目標，在圍繞項目目標進行內容的設計和任務的安排。其次，項目設計要與實際工作相結合，必須保證設計的項目各個流程與數(shù)控車床的實際應用相符。無論是刀具的選擇、數(shù)據(jù)的編輯還是最終的操作與總結，項目設計都要忠于現(xiàn)實，進而增加學生操作過程中的實踐性。
(二)方案擬定
由于項目教學與實際工作之間有著密切的關系，因此在進行項目教學的過程中，教師必須根據(jù)實際工作的需要對學生進行分組，讓學生以小組為單位對項目進行有效的探究與操作。為了保障每一組學生都可以順利的對項目進行完成，學生在進行項目操作之前需要先進行方案的擬定。首先，教師需要對小組內部成員在分工上給予指導，選出小組的負責人。其次，小組成員要對設計圖樣、應用工藝、注意事項問題進行思考，并以書面的形式進行方案的擬定，以此為項目的實際操作打好基礎。
（三）方案展示
數(shù)控車床的實際工作具有著一定的靈活性，一個零件的制作可以通過不同工藝的應用進行完成。因此學生擬定的方案經常是多種多樣的。所以在正式執(zhí)行之前，教師可以組織學生按照小組順序，將自己擬定的方案進行展示，并和全體學生一起討論，探究方案的合理性。這樣，不僅保障了項目操作的質量，同時也讓學生在表達方面有所提高。
（四）項目執(zhí)行
項目執(zhí)行是項目教學中的核心內容，這一部分工作主要由學生自主進行完成。首先，分組后的學生，需要在小組內部對成員的工作任務進行安排，小組成員在明確各自任務后應圍繞任務內容展開工作。其次，小組成員需要注重彼此間的協(xié)作，按照擬定方案中的工藝和流程進行項目的操作。最后，小組成員需要借助計算機軟件進行模擬操作，確保擬定方案準確無誤后，開始具體的實踐。
（五）綜合評價
項目教學完成后，為了讓項目教學的作用充分的發(fā)揮出來，教師需要組織學生進行綜合的評價。綜合評價應分為兩個部分。第一部分是由學生自主評價，通常是由小組的負責人進行。負責人需要根據(jù)小組從方案設計到最終加工完成，整個過程的表現(xiàn)予以總結和評價，讓學生對自己的學習情況和動手能力等有一個自我的感知。其次，教師也要對學生項目操作情況進行評價。這種評價應趨于綜合性和全面性，包括團隊合作情況、工藝應用水平、加工消耗時間、零件是否合格等。
三、結束語
雙刀架數(shù)控車床采用多刀同時切削，能縮短工時，提高生產效率，在批量生產中得到應用。數(shù)控加工的幾何數(shù)據(jù)和工藝數(shù)據(jù)，是NC機床工作的原始依據(jù)，由被加工零件的圖紙確定。用自動編程系統(tǒng)進行數(shù)控編程，必須以某種CAPP的方式獲取工藝路線、走刀軌跡、切削參數(shù)以及輔助功能(換刀、變速、冷卻液開停等)。
對于毛坯尺寸偏差大的工件的數(shù)控加工，若按傳統(tǒng)的編程方式，就必須按照最大毛坯尺寸編程。如果按最大尺寸編程，一則加工效率較低，再則會在某種情況下造成空切，而在另外某種情況可能會造成過切。過切的后果，輕則影響刀具耐用度，重則損壞刀具影響機床的精度。所以，毛坯偏差大的工件的數(shù)控加工最好是根據(jù)每個工件的具體情況，來確定加工該工件的切削參數(shù)(如切削余量、走刀次數(shù)等)。本編程系統(tǒng)借助數(shù)控系統(tǒng)的刀具監(jiān)控功能，在線測量工件上的一些關鍵點(稱作測量點)的加工余量分布情況，在加工過程規(guī)劃中確定工步所通過的測量點(一個或多個)，由此得到本工步的切削參數(shù)。本文以我們?yōu)轳R鋼公司車輪輪箍分公司開發(fā)的“雙刀架數(shù)控車床圖形自動編程系統(tǒng)”為例，研究雙刀架數(shù)控編程系統(tǒng)的CAPP技術。該自動編程系統(tǒng)以Microstation為圖形平臺，實現(xiàn)了CAD/CAPP/NCP的系統(tǒng)集成。
2雙刀架數(shù)控車床自動編程CAPP的特點
雙刀架數(shù)控車床是一種高效的數(shù)控機床，由于采用雙刀同時切削，所以能夠有效地縮短單件加工時間，顯著地提高了生產率。而生產率提高的程度取決于左右刀架重疊加工時間的長短，也就是說雙刀應盡可能地同時加工工件的不同表面。本文以德國Diedesheim機床公司生產的VF120—RW雙刀架立式數(shù)控車床(該機床配有兩套SINUMERIK—810T數(shù)控系統(tǒng))加工火車車輪為例進行分析研究。該機床的數(shù)控系統(tǒng)采用主從控制方式，其左刀架數(shù)控系統(tǒng)為主系統(tǒng)(機床主軸速度等由左數(shù)控系統(tǒng)控制)，右刀架數(shù)控系統(tǒng)為從系統(tǒng)，左、右兩個數(shù)控系統(tǒng)以M21指令來協(xié)調兩個刀架的動作，以R參數(shù)傳遞數(shù)據(jù)。據(jù)統(tǒng)計其加工效率可以比單刀架數(shù)控車床提高30%以上。
雙刀架數(shù)控車床自動編程的加工過程規(guī)劃CAPP有別于普通的單刀架數(shù)控車床自動編程的CAPP過程。因為在進行CAPP時，加工的切削參數(shù)是未知的，實際使用的切削參數(shù)是在加工過程中通過測量得到的。在進行CAPP時，必須要指定工步加工軌跡所經過的測量點(一個測量點或多個測量點)的信息。雙刀架數(shù)控車床加工過程規(guī)劃CAPP的復雜性還體現(xiàn)在必須保證能對用戶的規(guī)劃過程實施足夠的監(jiān)控，確保不會造成加工時工藝系統(tǒng)的幾何干涉和工藝干涉。加工過程規(guī)劃CAPP以數(shù)控系統(tǒng)的M21指令(左右刀架動作協(xié)調指令)來對用戶的規(guī)劃進行可行性檢驗，以確保加工時左、右刀架在任何情況下都能正確工作，不會有干涉現(xiàn)象發(fā)生。系統(tǒng)設計為用戶的CAPP提供了極大的方便，左、右刀架工步的規(guī)劃既可以輪流進行，也可以一邊完成后再規(guī)劃另一邊的工步。
3零件的幾何信息和工藝信息的提取
加工過程規(guī)劃CAPP是以人機交互方式規(guī)劃零件加工的一個工序的各工步，工步是加工過程規(guī)劃CAPP數(shù)據(jù)存取的基本單元，以工步ID來標識工步；以雙向鏈表來組織規(guī)劃數(shù)據(jù)，方便數(shù)據(jù)的存儲和修改操作，從而確保加工過程規(guī)劃CAPP有足夠的靈活性(規(guī)劃過程及工步工藝參數(shù)的可修改)。每個工步數(shù)據(jù)由刀具運動軌跡數(shù)據(jù)和切削工藝數(shù)據(jù)兩個部分構成。由于記錄工步數(shù)據(jù)量很大，故用結構來記錄這些信息，以協(xié)調數(shù)據(jù)的內在聯(lián)系，同時又方便了數(shù)據(jù)的操作。
系統(tǒng)充分利用Microstation系統(tǒng)的GUI技術，以對話框和符合Motif標準的控制進行人機交互。系統(tǒng)人機界面友好、操作方便。用戶以鼠標和鍵盤進行人機交互，工步的幾何數(shù)據(jù)用鼠標在CAPP圖形文件中點取零件輪廓的方式獲得；工步的工藝數(shù)據(jù)用鼠標和鍵盤結合的方式輸入。
加工過程規(guī)劃CAPP以測量過程規(guī)劃的圖形文件和測量點R參數(shù)文件為輸入，以刀具清單為加工的裝刀依據(jù)；輸出加工規(guī)劃圖形文件，加工過程規(guī)劃CAPP數(shù)據(jù)文件。
一般工步規(guī)劃由五個部分組成，它們分別為：切削段、切入段、切出段、試刀段和工步ID放置。加工輪廓的切削段一般由若干個幾何圖素(直線或圓弧)組成，進行CAPP時按切削的順序依次選取這些圖素。工步規(guī)劃的順序為：切削段的規(guī)劃，切入段的規(guī)劃，切出段的規(guī)劃，試刀段的規(guī)劃(可選)和工步ID的放置。工步以工步ID進行標識。
在進行加工過程規(guī)劃CAPP模塊設計時(圖1，圖2)，為了適應不同類工件的加工，提高數(shù)控加工的柔性，設計了多種刀具切入模式以供選擇，這主要有：
(1)法向到工件首先選擇切入點所在圖素，然后再選擇切入段起點，加工時刀具從規(guī)劃的切入段起點沿加工面的法向切入。這種方法主要用于已知切入段起點位置的場合。
(2)法向從工件先選擇切入段的終點，然后再確定切入段起點的位置。這種方法主要用于已知切入段終點位置的場合。加工時沿加工面的法向切入。
(3)切向到工件首先選擇切入點所在圖素，然后再選擇切入段起點，加工時刀具從規(guī)劃的切入段起點沿加工面的切向切入。這種方法主要用于已知切入段起點位置的場合。加工時沿加工面的切向切入。
(4)切向從工件先選擇切入段的終點，然后再確定切入段起點的位置。這種方法主要用于已知切入段終點位置的場合。加工時沿加工面的切向切入。
(5)斜向從工件先選擇切入段的終點，然后再選擇切入段起點的位置。這種方法主要用于已知切入段起點和終點位置的場合。加工時沿規(guī)劃的切入段起點到終點切入。
為了滿足毛坯制造精度低(例如：加工余量大，偏心大，曲率大或余量不均勻等)的工件的數(shù)控加工，若按常規(guī)的方法加工將會損壞刀具甚至無法加工。為了適應這種類型的毛坯的加工，因而定義了幾種特殊類型的加工方法：
(1)變進給量切入當?shù)毒哌M入切入段后，逐漸提高進給量。該方法主要用于毛坯偏心較大部分的加工。
(2)工步交叉切削當前工步走完某一刀后，轉而跳到下一工步進行切削，完成下一工步的加工后，再繼續(xù)完成當前工步未完成的走刀。該方法主要用于工件輪廓曲率較大而且加工余量不均勻處的加工。
(3)多刀切削差異允許多次走刀時，刀具切入點、切出點位置可變。該方法主要用于加工余量特別大處的加工，以防止刀具在切入點或切出點處包容量過大而發(fā)生過切現(xiàn)象損壞刀具。
(4)中斷切入點允許加工過程中斷后，刀具沿另外設定的進刀軌跡切入工件。該方法主要用于防止中斷后繼續(xù)進行切削時，可能發(fā)生的刀具和工件的干涉。
為了方便操作，一方面提供了完善的在線幫助和操作向導，使得用戶可以在系統(tǒng)的提示下完成CAPP過程(圖3)；另一方面為了方便規(guī)劃，在切入、切出段規(guī)劃時系統(tǒng)提供了刀具動態(tài)，用戶可以直觀地確定切入、切出段位置。
4加工過程規(guī)劃CAPP數(shù)據(jù)的存儲
加工過程規(guī)劃CAPP數(shù)據(jù)以記錄形式存儲工步數(shù)據(jù)，一個記錄存儲一個工步的數(shù)據(jù)。由前述可知左、右刀架的工步由工步ID標識，左、右刀架的CAPP數(shù)據(jù)分兩個文件存儲。實際存儲時，又將一個工步數(shù)據(jù)分為3個部分進行存儲：其一為走刀軌跡幾何數(shù)據(jù)，其二為工步工藝數(shù)據(jù)，此外還有測量點信息。
工藝數(shù)據(jù)又分為工步工藝數(shù)據(jù)和走刀工藝數(shù)據(jù)，前者決定整個工步的切削參數(shù)(如：主軸速度檔，最大走刀次數(shù)，刀座號T，刀補地址D等)；而后者為工步中每個輪廓段(直線或圓弧)所獨有(如：進給速度F，主軸轉速S，刀具監(jiān)控號遞增值，精切余量，刀具半徑補償方式(G40，G41，G42)等)。工步走刀的幾何數(shù)據(jù)一般由4個部分組成：切削段數(shù)據(jù)、切入段數(shù)據(jù)、切出段數(shù)據(jù)、試刀段數(shù)據(jù)。測量點信息由測量點ID標識。
雙刀架數(shù)控機床加工時必須確保左右兩個刀架不會發(fā)生幾何干涉，而兩個刀架的位置又由NC系統(tǒng)的左右刀架協(xié)調指令M21來協(xié)調，這就要求在加工過程規(guī)劃CAPP時必須保證兩個刀架的M21在數(shù)量上保持一致。所以當用戶發(fā)出CAPP數(shù)據(jù)存盤命令后，系統(tǒng)首先將檢查左右刀架的M21匹配情況，若不匹配，系統(tǒng)將在警告框中給出錯誤揭示，并拒絕存盤命令，在M21匹配情況對話框中給出左、右刀架M21匹配表。
5系統(tǒng)的修改功能和容錯性設計
此外，系統(tǒng)給用戶提供了強大的CAPP數(shù)據(jù)編輯修改工具。修改功能分為兩個級別：其一是工步級的修改，它可以完成工步的插入、刪除，左、右刀架工步的對調；其二為工步的工藝參數(shù)修改，用戶可以在“工藝參數(shù)修改對話框”中對所有的工步工藝參數(shù)進行修改。當用戶啟動了修改命令并選定待修改的工步ID后，系統(tǒng)將在“工步工藝參數(shù)對話框”中顯示該工步的工藝數(shù)據(jù)，用戶修改完后即可將數(shù)據(jù)存入。
關鍵詞：數(shù)控車床，撞刀，解決方法
在數(shù)控車實訓教學中，由于學生對機床的操作不熟練，在加工實訓中有時不慎會使刀具或刀架撞到工件或卡盤上，輕者會撞壞刀具和被加工的零件，影響教學的正常進行，重者會造成人身事故。因此，在數(shù)控車實訓教學過程中為了防止學生在實際操作時發(fā)生撞刀現(xiàn)象的發(fā)生，總結出以下幾種常見的撞刀現(xiàn)象與解決方法。
一、常見數(shù)控車床加工的撞刀現(xiàn)象
（一）建立機床工件坐標系引起的撞刀現(xiàn)象
我校在數(shù)控車實訓教學過程中，采用G54-G59指令結合試切法建立工件坐標系，一個學生在用試切法對刀時，采用MDI指令試切，采用指令G90 U-1.5 W-20.0 F0.06試切完成后，在建立工件坐標系坐標值X坐標忘記+輸入-1.5，編好程序后試運行一切正常，就放心的加工，結果在加工中發(fā)生撞刀現(xiàn)象。
（二）、編程錯誤引起的撞刀現(xiàn)象
在實訓加工中，由于學生對車床編程指令理解的不透徹，常常由于編程錯誤引起撞刀現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如，有位學生在數(shù)控車床加工時，在加工錐面螺紋時，用G92指令編程，在第三次循環(huán)加工時，發(fā)生撞刀現(xiàn)象。螺紋刀尖崩壞，工件報廢。論文寫作，解決方法。停機檢查程序，發(fā)現(xiàn)在G92指令第三刀X19.50寫成19.05，背吃刀量過大，引起撞刀現(xiàn)象；
（三）工件裝夾不當引起的撞刀現(xiàn)象
在一次實訓中，在加工零件左側部分時，由于零件可裝夾長度只有15MM,裝夾距離短，一位同學在裝夾時，卡盤卡爪只有一個卡齒夾到工件表面，在用G92指令加工錐面螺紋時，由于徑向力過大，發(fā)生撞刀現(xiàn)象。
（四）操作不當引起的撞刀現(xiàn)象
學生在數(shù)控車床操作時，在對刀過程中因為操作失誤， 把Z向0.01誤認為是0.1所以用手脈時控制走刀過快，導致撞刀刀尖碎裂。
二、防止數(shù)控車床加工中撞刀常見現(xiàn)象的三點解決方法
（一）、輸入程序并校驗
程序的輸入與校驗在數(shù)控車床加工操作中是一個重要的環(huán)節(jié)，它主要是把輸入的加工程序用數(shù)字指令形式將加工過程中刀具的運行軌跡以最快的速度通過顯示面板顯示出來。然后觀察零件加工圖形是否正確是否有危險指令，因此在操作中應注意以下幾個問題。
1、將刀架移動到安全位置，按下鎖住機床和孔運行鍵進行空運行操作，主要觀察運行軌跡是否正確，程序中的刀號與機床的刀號是否一致。
2、經校驗后的程序如果沒有出現(xiàn)危險指令和錯誤，也沒有出現(xiàn)報警，校驗出的圖形也沒有問題，線別急于加工，要再檢查程序中的以下幾個方面：
（1）、校驗程序中是否有刀號；
程序中是否有刀號，這一問題往往被學生忽視。論文寫作，解決方法。校驗程序時沒有刀號，程序照樣加工運行，運行軌跡也正確。如果在實際加工中需要換刀加工而沒有重新調用刀號時，此時加工時仍然使用前一把刀進行加工，就會出現(xiàn)撞刀。
（2）、換刀點是否安全；
換刀點一般選在機床參考點上，但為了節(jié)省加工時的輔助時間減少空程序可就近選取，要依照刀具探出的長度和加工零件的尺寸來定。換刀點確定之前，要首先確定上一刀尖所在位置，并合理利用G00指令移動刀架到達換刀點的過程中，防止撞刀。
（3）、G00指令、G01指令的使用是否正確；
G00指令：快速定位(G00或G0) 刀具以點位控制方式從當前所在位置快速移動到指令給出的目標位置。論文寫作，解決方法。
G01指令：直線插補(G01或G1) 刀具以一定的進給速度從當前所在位置沿直線移動到指令給出的目標位置。
在程序校驗過程中都是以最快的速度把加工軌跡表現(xiàn)出來，在校驗中通過觀察圖形很難看出G00指令和G01指令的區(qū)別。如果在程序中刀具在工件表面上移動出現(xiàn)G00指令就必然會產生撞刀現(xiàn)象。論文寫作，解決方法。
（4）、檢查程序中是否存在移動指令與刀具指令同在一個程序中。
如G00 X42.0 Z3.0 T0101，因為在程序在執(zhí)行時先執(zhí)行移動指令后執(zhí)行刀具指令或在移動中執(zhí)行刀具指令。在這種情況下?lián)Q刀，刀具與工件發(fā)生碰撞，正確的應該是分成兩個程序段。
……
G00 X42.0 Z3.0 ;
T0101;
……
3、校驗程序完畢后要回參考點，在校驗程序時機床是鎖住不動的，而刀具相對工件加工在模擬運行（絕對坐標和相對坐標在變化），這時的坐標與實際位置不符，需用返回參考點的方法，保證機械零點坐標與絕對和相對坐標一致。這一環(huán)節(jié)有時不注意在校驗程序后沒有發(fā)現(xiàn)問題就進行加工操作，會造成撞刀現(xiàn)象。
（二）試切法回工件坐標系原點校驗
試切法對刀是實際中應用的最多的一種對刀方法。
工件和刀具裝夾完畢，驅動主軸旋轉，移動刀架至工件試切一段外圓。記下坐標系的X坐標再減直徑（西門子系統(tǒng)減半徑），以及刀尖在右端面的Z坐標，輸入到坐標系的G54-G59當中。
例如：1#刀刀架在X為120.0車出的外圓直徑為30.0，那么使用該把刀具切削時的程序原點X值為 120.0-30.0=90.0；刀架在Z為 100.0時接觸工件右端面，分別將(90、100)存入到G54----G59里就可以成功建立出工件坐標系。論文寫作，解決方法。
在對刀完成以后，校驗工件坐標系是否正確，可以用MDI指令進行校驗。
如：G54 G00 X100.0 Z100.0,使刀尖移動到距離當前工件坐標系的一個安全距離。論文寫作，解決方法。在該指令執(zhí)行完成后，可用手輪驅動刀架由快到慢移動到工件原點附近，觀察坐標系值的變化情況，是否接近X0.0Z0.0。
（三）加工與運行
加工與運行是最后一個操作環(huán)節(jié)也是機床操作中的最后一道工序，雖然在前面采取了多項措施，但也不可以掉以輕心，因此在加工運行前要做好以下幾個方面的工作：
1、光標必須要回到程序的開頭，如果沒有從程序開頭加工容易出現(xiàn)撞刀現(xiàn)象；
2、當啟動和程序結束的時候，要把倍率調低，在看清程序和刀具的位置后再給倍率，調試程序時快速進給要調到最慢檔，最好手不離開進給保持，要養(yǎng)成先看后走的好習慣，這樣會減少事故的發(fā)生；
3、在調試程序加工第一件工件時，一定要仔細檢查程序，試加工時單段運行，隨時控制進給率，隨時看剩余行程，加工前應模擬運行一次，單段運行，再正式加工?？纯从袥]有意外的刀具路徑出現(xiàn)，一旦出錯，迅速急停，特別是初學者，要注意急停按鈕的應用。
參考文獻：
【1】沈陽-機床：CAK3665使用說明書
【2】沈陽-機床：CAK3665操作編程說明書
【3】劉立群、陳文杰《數(shù)控編程與操作實訓教程》清華大學出版社.2009
論文摘要：本人于2007年4月份進入廣東省廣州昊達機電有限公司進行畢業(yè)前的綜合實踐，從事有關變頻器的工作。本文介紹了采用數(shù)控車床的主軸驅動中變頻控制的系統(tǒng)結構與運行模式，并簡述了無速度傳感器的矢量變頻器的基本應用。
前言
數(shù)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(shù)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(shù)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(shù)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(wěn)定性能要高;(2)在斷續(xù)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(shù)控車床的主軸驅動中變頻控制的系統(tǒng)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(xiàn)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(jù)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(tǒng)同樣的靜、動態(tài)性能。矢量控制算法已被廣泛地應用在siemens，AB，GE，F(xiàn)uji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(jù)的是準確的被控異步電動機的參數(shù)，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(shù)，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(shù)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(shù)進行辨識，并根據(jù)辨識結果調整控制算法中的有關參數(shù)，從而對普通的異步電動機進行有效的矢量控制。
第2章數(shù)控車床主軸變頻的系統(tǒng)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(shù)，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(jié)電機轉速，而對于變頻器而言，其頻率的調節(jié)范圍是很寬的，可在0～400Hz(甚至更高頻率)之間任意調節(jié)，因此主軸電機轉速即可以在較寬的范圍內調節(jié)。
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所示為變頻器在數(shù)控車床的應用，其中變頻器與數(shù)控裝置的聯(lián)系通常包括:(1)數(shù)控裝置到變頻器的正反轉信號;(2)數(shù)控裝置到變頻器的速度或頻率信號;(3)變頻器到數(shù)控裝置的故障等狀態(tài)信號。因此所有關于對變頻器的操作和反饋均可在數(shù)控面板進行編程和顯示。
2.2主軸變頻控制的系統(tǒng)構成
不使用變頻器進行變速傳動的數(shù)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(lián)系變化的，從而實現(xiàn)高精度切削。
在本系統(tǒng)中，速度信號的傳遞是通過數(shù)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(shù)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(shù)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(fā)生模式裝置，對調頻過程中的電壓進行給定變化模式調節(jié)，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(wěn)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(yōu)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(yōu)點有:(1)控制特性非常優(yōu)良，可以直流電機的電樞電流加勵磁電流調節(jié)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(shù)。矢量控制分無速度傳感器和有速度傳感器兩種方式，區(qū)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(shù)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(shù)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(huán)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(shù)據(jù)(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(fā)現(xiàn)，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(shù)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(shù)。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(guī)的參數(shù)如電機極數(shù)、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(shù)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(shù)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(shù)辨識中，必須注意:(1)若旋轉辨識中出現(xiàn)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(shù)。
3.4數(shù)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(shù);
2開關量數(shù)字輸入和輸出;
3模擬量輸入特性曲線;
4SR速度閉環(huán)參數(shù)設定。
第4章結束語
對于數(shù)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(yōu)點:大幅度降低維護費用，甚至是免維護的;可實現(xiàn)高效率的切割和較高的加工精度;實現(xiàn)低速和高速情況下強勁的力矩輸出。
參考文獻
1.王侃夫.數(shù)控機床控制技術與系統(tǒng)[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002.
2.杜金城.電氣變頻調速設計技術[M].北京:中國電力出版社,2001.
【關鍵詞】教學改革 數(shù)控加工技術
《數(shù)控加工技術》是職業(yè)學?！皺C械制造工藝與設備專業(yè)”的主干課程。我們承擔了“《數(shù)控加工技術》課程教學改革方案”教改課題。在課題中強調了加強數(shù)控編程能力，相對淡化數(shù)控機床結構，滲入專業(yè)英語教學，加強實驗、實訓環(huán)節(jié)，提高學生對知識的綜合應用能力。為了確認方案的實施效果，我們在教學中使用了該方案，并對實施的前后過程進行了分析研究。
一、教改實施前的準備
（一）授課計劃的制定。
我們承擔了三年制國家級示范性專業(yè)（機械制造工藝與設備“先進制造技術”方向）學生的《數(shù)控加工技術》課程教學任務。根據(jù)教改后的教學大綱，結合現(xiàn)有實驗設備和實驗設備使用原則，我們制定了新的授課計劃。相對教改之前增加了實驗內容、手工及自動編程內容，相對淡化數(shù)控機床結構分析。時間安排上也作了調整，以前將數(shù)控車床的編程放在一起講，講完之后再講數(shù)控銑床的編程，同學們很容易遺忘前面學的車床編程內容?，F(xiàn)在，將編程分為基礎篇和提高篇，將數(shù)控車床和數(shù)控銑床穿插在其中，不斷地提高學生的編程能力。
（二）教學內容的準備。
因為教學大綱和授課計劃作了充分調整，本學期我們重新對課程內容進行備課。講稿內容中增加了專業(yè)英語，從原版的數(shù)控教材中摘錄了一些數(shù)控知識，對數(shù)控專業(yè)詞語也作了英語注釋
二、教改實施
（一）采用行為導向的教學方式。
我們盡量采用行為導向的教學方式.讓學生有更多自主學習的機會。在開學之初，將授課計劃發(fā)給學生，讓學生知道本學期的學習內容和教學進度，對于認真學習的同學，可以讓他們做到課前預習。另外，還采用了布置自行研究課題的形式，在教學中部分采用以學生為中心的課堂教學方式，結合一些多媒體的教學方法進行編程知識的教學，并加強實驗、實訓環(huán)節(jié)，采用傳、幫、帶的方式進行實踐教學。
（二）自行研究課題。
在學期開學初，我們就將課題內容公布給學生，并告知學生如何做、為何要做。學生在學習本課程的同時，能夠在課外翻看一些數(shù)控資料，在課余老師還曾帶學生去上海新國際展覽中心觀看工業(yè)設備展覽。期中，讓已經做好課題論文的學生在課前用5分鐘左右時間向同學介紹，期末時全部上交規(guī)定字數(shù)的小論文。自行研究課題讓學生學會了收集資料、使用資料，學會了專業(yè)論文的書寫方式，更重要的是使他們了解了數(shù)控加工技術的最新發(fā)展方向，并激發(fā)部分同學對數(shù)控的學習興趣。讓學生在課外積累數(shù)控相關知識，擴大知識面，充分發(fā)揮了學生的主觀能動性。
（三）在教學中逐步滲透以學生為中心的課堂教學。
《數(shù)控加工技術》課程教學內容較新，技術發(fā)展較快，但因為班級學生人數(shù)很多（每班有50左右的學生），也因為傳統(tǒng)的學習方式在學生心中根深蒂固，教學作大規(guī)模的改變也許會影響教學效果，所以，我們只在幾次課堂教學中選部分內容進行試點。通過幾次嘗試，學生的積極性有所調動，課堂氣氛活躍了許多。上臺講解既能鍛煉學生的表達能力，又能使教師了解學生對知識的掌握程度。
（四）多媒體教學方法。
根據(jù)不同的教學內容，我們采用不同的教學方式。在自動編程內容的教學中，我們采用多媒體的教學方法。同學們能在計算機上直接看到自動編程的過程，從CAD設計、工藝參數(shù)的設定、刀具軌跡的生成到實體的仿真加工，最后通過后置處理，生成能夠直接在數(shù)控機床上使用的NC數(shù)控程序。教學過程中教師先作多媒體教學演示.后讓學生自己動手操作，讓學生自己體會自動編程過程。因為課時的關系，自動編程的教學在該課程中只能起到拋磚引玉的作用。
（五）加實驗、實訓環(huán)節(jié)。
實驗、實訓一直是深受學生喜歡的教學環(huán)節(jié).學生確實在這一環(huán)節(jié)能鞏固數(shù)控加工知識并進一步學到一些實踐知識。我們以行為導向的教學模式為依據(jù)，盡量多為同學提供自我參與的機會。對于學生所編的程序，要求學生在計算機房用 V-CNC虛擬仿真軟件進行驗證，老師在計算機房進行輔導，并對驗證結果當場評分。
【關鍵詞】 龍職中 數(shù)控專業(yè) 教師專業(yè)發(fā)展 問題與對策
【中圖分類號】 G712 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1674-4772（2013）07-023-01
一、龍職中數(shù)控專業(yè)的發(fā)展與教師隊伍的來源分析
數(shù)控專業(yè)屬于國家培養(yǎng)數(shù)控人才的緊缺專業(yè)，重慶龍職中于2006年開始創(chuàng)辦數(shù)控專業(yè)，第一屆招生兩個班，專業(yè)教師2人，經過三年的發(fā)展，數(shù)控專業(yè)每屆招生已擴至6個班，數(shù)控專業(yè)教師隊伍已增至18人。從教師來源看：一是從同類重點學校引進優(yōu)秀教師2人；二是直接從大專院校招聘的優(yōu)秀數(shù)控專業(yè)應屆畢業(yè)生4人；三是引進企業(yè)高素質的數(shù)控技術專業(yè)人才2人；四是培養(yǎng)優(yōu)秀畢業(yè)學生留校2人；其余全是學校原有的部分機械和機電專業(yè)教師以及文化課教師轉行。
二、數(shù)控專業(yè)教師專業(yè)發(fā)展的目標定為在“雙師型”上
所謂“雙師型”教師，就是既要有傳授知識、教書育人的能力，又要有類似工程師或技師的專業(yè)素質、職業(yè)技能和實踐能力。作為數(shù)控專業(yè)更需要“雙師型”教師，正是因為作為數(shù)控專業(yè)教師不但要擁有和達到豐富、扎實的理論知識水平，更要具備熟練和過硬的數(shù)控技術實踐操作技能。
三、龍職中重視教師“雙師型”專業(yè)發(fā)展
1. 學校千方百計為教師的專業(yè)發(fā)展創(chuàng)造條件，提供機遇，強化教師培訓
學校制定了重慶龍職中教師培訓制度，以及教師專業(yè)發(fā)展的獎勵制度，對青年教師、骨干教師、學科帶頭人及名師進行重點培養(yǎng)，使其成為教師專業(yè)發(fā)展的帶頭人、引路人。
2. 學校創(chuàng)立四個論壇，促進教師專業(yè)發(fā)展
⑴教學論壇：包括教學改革、教學方法、教學藝術、課程管理、實作訓練等內容。
⑵科研論壇：包括教學計劃、教學大綱、科研課題、科研論文、教材建設、教輔材料、設備改良、課件制作等內容。
⑶教師發(fā)展論壇：參加國外培訓體會，參加全國、市、區(qū)骨干教師培訓體會，參加行業(yè)培訓體會，轉行、自學成才體會。
⑷行業(yè)聯(lián)系論壇：包括行業(yè)聯(lián)系、實習管理、校企結合、產教結合、工學結合、建立校外實訓基地、精品專業(yè)建設等內容。
四、科研興數(shù)控專業(yè)、促進教師專業(yè)發(fā)展。
1. 數(shù)控專業(yè)教師積極參與市級重點課題研究
龍職中辦學的宗旨是“行業(yè)的需求就是職業(yè)教育最大的追求”，重慶市教育科學規(guī)劃職教專項重點課題：《中職數(shù)控專業(yè)校企合作“三段式”優(yōu)質人才培養(yǎng)模式研究》已在龍職中實施研究，九源數(shù)控精品班是重慶龍中和重慶九源機械有限公司互動的升級版，是該課題的實驗班，在校企合作過程中，企業(yè)參與學校專業(yè)建設，學校參與企業(yè)生產，堅持企業(yè)和專業(yè)名稱掛鉤，企業(yè)與班級名稱掛鉤，學校實作場地在環(huán)境設置、工作流程、設備、手法等都最大程度地模擬企業(yè)模式。
2. 數(shù)控專業(yè)教師積極參與專業(yè)教材的編寫
龍職中數(shù)控專業(yè)教師隊伍領頭參與重慶大學出版社中職和農民工機械數(shù)控類的教材編寫，分別擔任總主編、主編、副主編、參編等，現(xiàn)出版中職教材20本，農民工教材10本。大大地促進教師專業(yè)理論與實踐學習，促進了教師的合作意識，與同類學校的骨干教師、行業(yè)的技術骨干在教材的編寫過程中進行合作，促進了教師專業(yè)發(fā)展。
五、數(shù)控技能大賽促進教師專業(yè)發(fā)展
龍職中數(shù)控專業(yè)重視技能大賽，教師參賽目的為促進專業(yè)發(fā)展，派出選手往往是專業(yè)轉行教師或者新教師，由骨干教師負責指導，參賽教師經常利用中午、周末休息時間加班訓練數(shù)控操作技能，使他們的操作技能水平都達到了高級、以及技師水平。
六、數(shù)控專業(yè)教師專業(yè)發(fā)展存在的問題與對策
問題一：龍職中數(shù)控設備只有數(shù)控車床兩臺，數(shù)控專業(yè)單一，制約了數(shù)控教師專業(yè)發(fā)展。
對策：1. 爭取國家政策建設數(shù)控實訓基地
建立一定規(guī)模的數(shù)控技術實訓基地，應包括數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、電火花、線切割機床等加工設備，數(shù)控模擬軟件，少量數(shù)控機床典型部件裝拆、數(shù)控系統(tǒng)調試和維護維修綜合實驗臺。
2. 繼續(xù)加強校企合作，擴充校外實習實訓基地。
目前數(shù)控專業(yè)只與重慶九源機械公司建立了穩(wěn)定的聯(lián)合辦學關系，但是九源機械公司主要生產數(shù)控車床，對其它數(shù)控設備也不能滿足學校的發(fā)展。
問題二：數(shù)控專業(yè)教師的工作量大，制約了教師專業(yè)發(fā)展。
對策：1. 應根據(jù)學校實習設備和師資情況確定招生規(guī)模。
2 .引進或外聘數(shù)控專業(yè)教師，以及繼續(xù)加大校內培訓，增加數(shù)控專業(yè)教師。
問題三：數(shù)控專業(yè)教師大多是機械、電子專業(yè)經過短期培訓轉行過來的，一方面他們缺乏系統(tǒng)的數(shù)控專業(yè)理論知識，另一方面還缺乏熟練的實際操作能力。
對策：1. 進一步加強校本教研，促進教師專業(yè)發(fā)展。
采用以老帶新的師徒結對形式，強化“傳”、“幫”、“帶”的作用，充分利用校內人才資源，發(fā)揮骨干教師、學科帶頭人的作用，舉行多種形式的學術、教育教學研究講座或討論活動。
2. 開展多種形式的技能培訓，提升教師的專業(yè)技能。
充分利用校內實訓設備進行校內技能培訓，集中培訓與分散培訓，鼓勵教師自學自練，充分利用課余時間自主學習，每個學期由教師自主選擇至少一項技能訓練任務和訓練目標，期末進行目標考核。
問題四：部分數(shù)控專業(yè)教師到企業(yè)不知“學什么”“怎么學”
關鍵詞：軸類零件 加工工藝 分析
中圖分類號：TG5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2015）09-0000-00
軸類零件是數(shù)控加工中最常見的零件之一。軸類零件主要用于連接和支撐作用，承擔重載荷和大扭矩。軸類零件主要是長度大于直徑，一般包含錐面、孔、螺紋、球面等。在結構上主要有光軸、臺階軸、曲軸。本文以較為復雜的臺階軸類零件作工藝分析，如圖1所示，該軸主要用于傳遞扭矩和承載支撐，一般應用于汽車和機械行業(yè)中。
圖1 臺階軸零件
通過分析，該零件圖結構復雜，不規(guī)則，兩頭小，中間大，包含的加工要素有曲面、孔、螺紋、球面、槽等，這些要素在軸類零件中較為常見。該零件從左向右依次是內孔加倒圓角，外圓是一個凹圓弧，中間是二段直外圓中間接圓弧，右端是球面、外螺紋和螺紋退刀槽，呈小、大、小的結構。
1零件的表面粗糙度分析。
表面粗糙度與機械零件的配合性能、耐磨性、疲勞強度、接觸剛度、振動和噪聲等有密切關系，對機械產品的使用壽命和可靠性有重要影響。它是指加工表面具有的較小間距和微小峰谷不平度。其兩波峰或兩波谷之間的距離很小，屬于微觀的幾何形狀，一般粗糙度值小，表面質量好，因此選用合理的粗糙度很重要。[1]分析零件圖，可知零件表面標注粗糙度為 ，也就是輪廓Ra的上限不能超過1.6μm，零件的右上角標注其余為 ，其余部分都要在1.6μm-3.2μm之間，不能超出3.2μm。
2零件的尺寸精度分析。
完成零件加工，最重要的是完成工藝尺寸分析。通過分析，該零件長度88mm，零件外圓尺寸從0-42mm，最大直徑尺寸是 ，該尺寸要求為41.961mm-42mm，右端為R10的半球面，該球面在加工時要考慮到刀具半徑補償且球面靠近圓點部分表面粗糙度容易超差，是該圖難加工部分。左端外圓最大為 ，精度要求0到-0.039mm?？椎拈L度為20mm，孔徑大小為 ，精度要求0到0.036mm，圖中有部分尺寸沒有標注公差，未標注的都要按照國際公差要求加工，這些尺寸精度要求較高，需要比較熟練的技術工人才能完成加工。
3工藝規(guī)程及加工工序劃分
根據(jù)工藝規(guī)程的要求，對加工零件的工序進行劃分。按照零件加工工序集中原則，要對零件進行粗、精加工工序劃分。對毛坯端面進行車削，加工左端部分，先粗加工、后精加工，隨后用鉆頭鉆孔，粗、精鏜孔，掉頭裝夾，保證總長，粗、精加工右端外圓部分，隨后切螺紋退刀槽，切螺紋，檢驗。[2]
4毛坯材料及尺寸的確定
零件的毛坯選擇是由其技術要求決定的。毛坯選擇好壞直接決定零件的機械性能和工件質量，同時要考慮材料成本和加工成本，因此需要毛坯制造者和零件加工者兩人共同選取毛坯。根據(jù)以上要素的考慮，該零件采用45鋼較為理想，相比其他碳鋼，力學性能和硬度較好，也是公認的用于制造軸類零件、連桿、螺栓的主要材料。根據(jù)零件尺寸分析，零件圖樣尺寸為φ42×88mm，最終確定該零件毛坯為φ45×90mm的45鋼，材料需要經過熱處理。
5機床的選擇。
機床選擇要以加工出合格的零件為標準，加工時要考慮機床結構、載重、行程大小，以工作效率和加工成本作為重要參考依據(jù)，選擇適宜，經濟的機床?？紤]到加工球面需要進行刀具半徑補償，軸類零件一般選用數(shù)控車床，且零件圖包含外圓、槽、孔、螺紋等復雜元素，所以結合工藝最優(yōu)和換刀次數(shù)最少原則和材料特點，該零件圖加工選用CK6140數(shù)控車床。
6刀具、量具的選擇。
刀具選用應該遵循方便安裝、耐用、耐磨、剛性好、精度高的原則。數(shù)控機床的特點是高效、高精，刀具配置要適應機床的要求，應該選用中高檔數(shù)控刀具。分析零件圖，加工該批零件需要外圓粗車、精車成型刀、鏜孔刀、螺紋刀、槽刀、鉆頭。
量具質量好壞是工件質量保證的重要因素。選用量具考慮工件性質，該零件需要測量長度、外徑、孔徑、螺紋、球面。綜合考慮，測量該零件，需要使用游標卡尺、外徑千分尺、內徑千分尺、螺紋通止規(guī)、圓弧規(guī)。
7結語
通過以上工藝分析，可知生產零件需要制定合理的工藝流程，考慮到加工的每個細節(jié)，才能加工出合格的零件，提升效益，提高競爭力。
參考文獻
[1]劉治映.畢業(yè)論文（設計）寫作導論[M].中南大學出版社，1995：325-331.
[2]王麗潔.數(shù)控加工工藝與設備[M].清華大學出版社，1995：20-32.
關鍵詞：數(shù)控機床故障維修
由于數(shù)控機床具有先進性、復雜性和高智能化的特點，特別是近幾年數(shù)控系統(tǒng)不斷更新?lián)Q代，數(shù)控機床被廣泛應用于機械制造業(yè)，給傳統(tǒng)制造業(yè)帶來巨大的變化，使制造業(yè)成為工業(yè)化的領頭軍。數(shù)控機床是一種典型而復雜的機電一體化產品，種類繁多，形式多樣，通常是集機械、電氣、液壓、氣動等于一體的加工設備，其中任何一部分出現(xiàn)故障，都可能使機床停機，從而造成生產停頓，給企業(yè)的正常生產帶來較大的影響。因此，提高數(shù)控機床維修人員的素質和能力，就顯得十分重要。本文介紹了數(shù)控機床故障診斷與維修的一些原則和常用方法。
一、故障診斷的一般原則
數(shù)控機床主要由主機CNC裝置、PMC可編程控制器、主軸驅動單元、進給伺服驅動單元、顯示裝置、操作面板、輔助控制裝置、通信裝置等組成。故障原因不外乎是操作錯誤、參數(shù)錯誤、外界環(huán)境及電源造成的故障、線路故障、器件損壞等。通常的故障診斷原則有：（1）先靜后動。先在機床斷電的靜止狀態(tài)下，通過觀察測量，分析確定為非破壞性故障后，方可給機床送電。論文參考網。在工作狀態(tài)下，進行動態(tài)的的觀察、檢驗和測試，查找故障點。而對破壞性故障，必須先排除危險后，方可送電。（2）先機后電。一般來說，機械故障較易察覺，而數(shù)控系統(tǒng)故障的診斷難度較大，先排除機械性故障，往往可以達到事半功倍的效果。（3）先外后內。根據(jù)機床故障原因調查統(tǒng)計，80％以上來自于外部原因，只有不到20％是內部原因引起的。因此維修人員應由外向內進行排查，盡量避免隨意啟封、拆卸，否則可能會擴大故障，使機床精度減弱，降低性能。（4）先簡后繁。當出現(xiàn)多種故障互相交織掩蓋，一時無從下手時，應先解決容易的問題，后解決難度較大的問題。如果是功能性的故障，就應先從執(zhí)行元件入手，看看氣缸、電磁閥、電機、接觸器等，是否存在卡滯等性能下降現(xiàn)象；然后是傳感器、行程開關等輸入信號元件；再次是電氣接頭、插件、活動的電線電纜等部位。這些外部元件受環(huán)境因素影響較大，比如磕碰、腐蝕、積塵等。還有元件本身的不良和機械磨損等原因，都決定了它們常是故障的根源。通常，簡單問題解決后，難度大的問題也就變得容易了。
二、故障診斷與完善方法
2.1常規(guī)檢測法是通過觀察或借助簡單的工具確定機床故障的方法。這種方法應先弄清楚故障的癥狀，有何特征及伴隨情況，將故障范圍縮小到一個模塊或一塊印刷電路板。它可以簡單地歸納為4個字：“問，看，嗅，摸”。問，就是調查情況，在診斷故障前，修理人員詢問操作手故障發(fā)生前的機床運轉情況，產生在哪道程序及時間，操作方式是否得當?shù)龋豢?，就是觀察，仔細檢查有無保險絲燒斷，元器件有無燒焦或開裂等情況；嗅，就是從機床散發(fā)出的某些特殊氣味來判斷，如某些元件燒焦的氣味；摸，就是用手觸試可能產生故障的溫度、振動情況，以及元器件有無松動等。
2.2測量比較診斷法數(shù)控機床的生產廠家為了調整、維修機床的便利，在印刷電路板上往往設計了多個檢測用的端子。用戶也可利用這些端子，將懷疑有故障的印刷電路板同正常電路板進行比較。通過測量這些端子的電壓與波形，可以分析故障的具體部位與原因。維修人員如果能在機床正常狀態(tài)時，留心記錄這些印刷電路板的測量端子，或一些關鍵部位的電壓值和波形，在機床出現(xiàn)故障時，查找故障部位及原因將會更加方便。
2.3自診斷法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)具有很強的自診斷能力，當數(shù)控系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，借助系統(tǒng)的診斷功能，可以迅速、準確地查明原因，并確定故障部位。
三、舉例說明常見非機械故障和排除方法
3.1北京第一機床廠生產的XK5040數(shù)控立銑，數(shù)控系統(tǒng)為FANUC-3MA1.故障現(xiàn)象驅動Z軸時就產生31號報警。2.檢查分析查維修手冊，31號報警為誤差寄存器的內容大于規(guī)定值。論文參考網。根據(jù)31號報警指示，將31號機床參數(shù)的內容由2000改為5000，與X、Y軸的機床參數(shù)相同，然后用手輪驅動Z軸，31號報警消除，但又產生了32號報警為：Z軸誤差寄存器的內容超過±32767式數(shù)模交換器的命令值超出了-8192～+8191的范圍。將參數(shù)改為3333后，32號報警消除，31號報警又出現(xiàn)。反復修改機床參數(shù)，故障均不能排除。為診斷Z軸位置控制單元是否出現(xiàn)了故障，將800，801，802診斷號調出，實現(xiàn)800在-1與-2之間變化，801在+1與-1之間變化，802卻為0，沒有任何變化，這說明Z軸、Y軸的位置信號控制進行交換，即用Y軸控制信號去控制Z軸，用Z軸去控制Y軸，Y軸就產生31號報警（實際是Z軸報警）。論文參考網。同時，診斷號8012為“0”，802有了變化。通過這樣交換，再次說明Z軸位置控制單元有問題，這樣就將故障定位在Z軸伺服電動機上。打開Z軸伺服電動機，發(fā)現(xiàn)位置編碼器與電動機之間的十字聯(lián)絡塊脫落，致使電動機在工作中無反饋信號而產生上述故障報警。3.故障處理將十字聯(lián)絡塊與伺服電動機位置編碼器重新連接好，故障排除。
3.2一臺加工中心配量FANUC-6M1.故障現(xiàn)象機床在自動方式中出現(xiàn)416號報警。2.故障分析按下列順序檢查：脈沖編碼器未出現(xiàn)不良；各連接器均牢固連接；X軸卯制線路板未出現(xiàn)異常；用萬用表測量電動機連接線，也未發(fā)現(xiàn)問題。在重新啟動機床，回零之后，用自動方式運轉，機床正常但1H后又出現(xiàn)416號報警，再次按上述順序復查一遍，發(fā)現(xiàn)反饋信號有一根已斷，換按備用線后，機床正常，報警不再出現(xiàn)。
四、結論
因此，對維修人員來說，熟悉系統(tǒng)的自診斷功能是十分重要。包括開機自診斷和運行自診斷。開機自診斷，就是數(shù)控系統(tǒng)通電后，系統(tǒng)自診斷軟件會對系統(tǒng)最關鍵的硬件和控制軟件檢查，如CPU、RAM、ROM等芯片，I／O口及監(jiān)控軟件。如果正常，將進人正常操作界面，如檢測不通過，即在液晶上顯示報警信息或報警號，指出哪個部分發(fā)生了故障，將故障原因定位在一定的范圍內，然后通過維修手冊找出造成故障的真正原因，根據(jù)書上的說明進行排除；運行自診斷，
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