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1、浅谈数控加工技术摘要：现代制造业以数控机床为技术代表的新型制造技术已几乎覆盖了普通机床，编程已由手工编程发展到计算机编程，它是制造业进一步向智能化方面的过度，它不仅提高了生产效率还保证了加工质量。随着科学技术的不断发展，数控加工技术已是衡量一个国家机械制造业发展的重要标志。关键词： 数控机床 刀具的选择 切削参数一、 数控机床的出现和发展 数控是数字控制（Numerical control）的简称是近代数字化信息发展起来的自动控制技术。其含义是用以数值和符号构成的数字信息自动控制机床的运转，数控机床也称NC机床。随着科学技术的发展数控系统经历以下几代的发展： 第一代：1952年电子管控制的第一
2、台三坐标联动铣床， 第二代：1959年出现了以晶体管控制的“加工中心”， 第三代：1965年出现了小规模的集成电路，使数控的系统的可靠性进一步提高， 第四代：1967年以计算机控制的数控系统FMS(柔性制造系统)， 第五代：1970年美国英特尔开发使用了微处理器CNC。数控系统的发展不断采用开放式结构、向智能化发展，具有自动编程、模糊控制、学习控制、工艺参数自动生成、三维刀具补偿、有故障专家诊断系统。而且设备的精度不断的提高，具有高速、高效、高可靠性等等。二、数控加工工艺1.合理选择切屑用量：切屑的三要素是切屑速度、进给量、背吃刀量。随着切屑速度的提高刀尖的温度升高会产生机械的、化学的磨损，刀
3、尖的温度升高20%刀具的寿命会减少1/2；给量过大刀具的后面磨损严重，它比切屑速度对刀具寿命的影响小；背吃刀量过大的时候被切削材料表面产生硬化同样磨损刀具，因此操作者要根据所加工的产品的材料、切削状态、材料的种类、进给量和合理地选择切屑速度和背吃刀量。然而在实际的作业中刀具的磨损与刀具材料的选择、被加工产品尺寸的变化、表面质量、切削噪声等有关，在确定加工条件是要根据实际的情况进行分析适可采用冷却液或者选择刚性较好的刀具。2. 确定加工路线：加工路线是指工件加工过程中刀具相对于零件的运动轨迹和方向，它要保证工件的表面粗糙度和加工精度，而且要尽量减少加工路线减少刀具空行时间提高工作效率。三、刀具的
4、选择粗车要选择高强度耐用好的刀具，以达到大背吃刀量、大进给量的要求，精车是要选择精度高耐磨的刀具以保证加工精度要求，为减少换刀时间和方便对刀应尽量采用机加刀或极加刀片。而且要尽量采用通用的夹具进行装夹工件避免使用专用夹具装夹，零件的定位基准要统一以便减少定位误差。3.1 金属切削刀具的主要角度：从属切削刀具的种类繁多，但它们的切削部分都可以近似地用外圆车刀的切削部分来描述。确定刀具角度的正交平面参考系和车削刀具几何角度如图所示。车刀的五个基本角度：（1） 前角o：是前刀面切削平面之间的夹角，表示前刀面的倾斜程度。（2）后角o：是主后刀面与切削平面之间的夹角，表示主后刀面倾斜的程度。（3）主偏角
5、：是主切削刃在基面上的投影与进给方向之间的夹角；（4）副偏角：是副切削刃在基面上的投影与进给运动方向之间的夹角；（5）刃倾角0：是主切削刃与基面之间的夹角。 图 正交平面参考系 图 车削刀具几何角度刀具主要角度的选择原则：前角。增大前角，切屑易流出，可使切削力减少，切削很轻快。但前角过大，刀刃强度降低。后角。增大后角可减少刀具后刀面与工件之间的摩擦。但后角过大，刀刃强度降低。主偏角。在切削深度和进给量不变的情况下，增大主偏角，可使切削力沿工件轴向力加大，径向力减小，有利于加工细长轴并减小振动。刃倾角。增大刃倾角有利于承受冲击。刃倾角为正值时，切屑向待加工方向流动；刃倾角为负值时，切屑向已加工面
6、方向流动。通常，精车时取04；粗加工时取105。3.2 刀具常用材料刀具切削部分的材料应具备如下性能：高的硬度，足够的强度和韧性，高的耐磨性，高的耐热性，良好的加工工艺性。主要采用高速钢(俗称白钢刀条)、硬质合金、陶瓷，立方氮化硼(CBN)，聚晶金刚石(PCD)等等。数控机床上常用高速钢刀具和硬质合金刀具。材料越硬就越脆，越耐磨，在使用时需要高速平稳，防止冲击和振动。碳素工具钢和合金工具钢的红硬性较差，已很少使用。3.2.1高速钢高合金工具钢，具有良好的工艺性，能制成复杂的刀具。使用前需要使用者自行刃磨，因此，适合于特殊需要的非标准刀具。3.2.2硬质合金比高速钢硬得多，允许的切削速度比高速钢
7、高410倍，切削速度可达100m/min以上。国际标准化组织规定，切削加工用硬质合金按其排屑类型和被加工材料分为三大类：K类、P类、和M类，类似于国家标准中的YG类、YT类、和YW类。根据被加工材料及适用的加工条件，每大类中又分为若干组，用两位阿拉伯数字表示，每类中组号数字越大，其耐磨性越低、韧性越高，因此，组号数字越大，可选用越大的进给量和切削深度，而切削速度则应越小。从另一个方面讲，组号数字越小，硬度越高，韧性越差，适用于精加工；反之，组号数字越大，适用于粗加工。硬质合金的常见类型：1.钨钴类：钨钴类（WC+Co）硬质合金由碳化钨和钴组成，ISO标准代号是K类，常用牌号有国内代号为YG。常
8、用牌号有YG3、YG6、YG8等。适合加工短切屑黑色金属（铸铁），有色金属以及非金属。2.钨钛钴类：钨钛钴类（WC+TiC+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛和钴组成，ISO标准代号是P类，国内代号为YT。常用牌号有YT5、YT14、YT15、YT30等，适合加工长切屑黑色金属（塑性好的材料低碳钢），常用于加工钢材。我们经常使用YT15。3.钨钛钴钽（铌）类：钨钛钴钽（铌）类（WC+TiC+TaC（Nb）+Co）硬质合金由碳化钨、碳化钛、碳化钽（碳化铌）和钴组成，ISO标准代号是M类，国内代号为YW。常用牌号有YW1、YW2等，综合性能好，既可加工铸铁又可加工钢材及有色金属，常用于不锈钢。四、数控
9、机床故障排除方法及其注意事项 4.1故障排除方法 （1）初始化复位法：一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。 （2）参数更改，程序更正法：系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。（3）调节，最佳化调整法：调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正
10、系统故障。如某厂维修中，其系统显示器画面混乱，经调节后正常。如在某厂，其主轴在启动和制动时发生皮带打滑，原因是其主轴负载转矩大，而驱动装置的斜升时间设定过小，经调节后正常。 （4）备件替换法：用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。（5）改善电源质量法：目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。 （6）维修信息跟踪法：一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人
11、员。以此做为故障排除的依据，可正确彻底地排除故障。 4.2维修中应注意的事项 （1）从整机上取出某块线路板时，应注意记录其相对应的位置，连接的电缆号，对于固定安装的线路板，还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内，以免丢失，装配后，盒内的东西应全部用上，否则装配不完整。（2）电烙铁应放在顺手的前方，远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整，以适应集成电路的焊接，并避免焊接时碰伤别的元器件。（3）测量线路间的阻值时，应断电源，测阻值时应红黑表笔互换测量两次，以阻值大的为参考值。（4）线路板上大多刷有阻焊膜，因此测量时应找到相应的焊点作为测试点，不要铲除焊膜，有的板
12、子全部刷有绝缘层，则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。（5）不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验，习惯断线检查，但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板，印刷线路细而密，一旦切断不易焊接，且切线时易切断相邻的线，再则有的点，在切断某一根线时，并不能使其和线路脱离，需要同时切断几根线才行。 （6）不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了，就立即拆换，这样误判率较高，拆下的元件人为损坏率也较高。 待添加的隐藏文字内容3（7）拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳，切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸，以免损坏焊盘。 （8）更换新的器
13、件，其引脚应作适当的处理，焊接中不应使用酸性焊油。（9）记录线路上的开关，跳线位置，不应随意改变。进行两极以上的对照检查时，或互换元器件时注意标记各板上的元件，以免错乱，致使好板亦不能工作。 （10）查清线路板的电源配置及种类，根据检查的需要，可分别供电或全部供电。应注意高压，有的线路板直接接入高压，或板内有高压发生器，需适当绝缘。 总结 这篇论文是结合了我们所学的专业课，尤其是机械制造工艺学以及数控加工的基本理论，综合实际生产中得到的知识和经验，独立分析和解决零件的加工工艺问题的基础上完成的，使自己初步具备了设计一个中等复杂程度零件的加工工艺规程的能力。同时也提高了查阅、运用有关手册和图表等技术资料及编写技术文件的能力。 完成此次设计是我明白，设计一样东西并不是仅靠一门学科、某种东西，只有综合自己的所学运用相关的资料和实践中得到的知识和经验才能出色地完成一种产品的设计。而且做什么事情也得一丝不苟，实践中一点一滴地积累知识、踏踏实实的才能一步一步地走向成功。参考文献 1 张超英 数控机床加工工艺编程及操作实训 北京高等教育出版社 2003 2 余英良 数控加工编程与操作 北京高等教育出版社 2004年8月
