数控车床的优点篇1
数控车床是现代工业中应用非常广泛的一类金属加工设备,数控车床主要用于加工回转件,比较常见的是加工盘类零件和轴类零件。盘类零件的加工一般仅采用卡盘卡紧方式就能满足要求,而对于轴类零件特别是对于长轴类零件的加工,需要使用卡盘和台尾结构,采取一卡一顶的装卡方式,所以对于数控车床的加工而言,良好、可靠、高效的台尾结构非常重要。可靠高效的台尾结构,不仅能保证数控车床所加工零件的加工质量,而且可以大大提高加工效率,对于提升数控车床的自动化程度也非常重要。
传统的台尾结构,主要是手动搬动台尾体沿数控车床的Z轴导轨移动或沿台尾专用导轨移动,台尾的移动由人力搬动,台尾体被搬到指定位置后,扳动手柄将台尾底板锁到台尾移动的导轨上。用人力旋转台尾套筒的进退的手柄,将台尾体内的套筒旋出顶紧工件,再通过锁紧手柄将台尾套筒锁紧。可见传统的数控车床的台尾结构操作起来费时费力,随着数控车床产品日新月异的发展,特别是智能化数控车床产品的涌现,为提高劳动生产率,数控车床行业特别需要一种新兴的数控车床台尾结构的出现,来代替原有传统的数控车床的台尾结构。
数控车床的可编程台尾,不同于传统台尾结构,是一种具备可以参与数控车床加工编程的新型台尾结构。在对可编程台尾的控制过程中,数控车床的数控系统可以用m代码、B代码或其他可以参与数控车床加工编程的代码指令,自动控制台尾或台尾套筒的进退,并对台尾或台尾套筒的位置进行检测,控制台尾或台尾套筒前进或后退到数控车床加工需要的位置,来完成对数控车床加工零件的顶紧。这样可以提高数控车床加工效率,特别是对于数控车床与自动化生产线(桁架机器手自动化生产线或关节机器手自动化生产线)组线时,可以高效、精准地提高数控车床的装卡效率,从而大大提高数控车床的加工节拍,极大地方便数控车床的加工,实现完全自动化加工,有效地提高数控车床的智能化水平和自动化水平。
2、多种可编程台尾的结构与控制研究
2.1采用检测开关的简易可编程台尾结构
这里介绍一种简单的可编程台尾结构――采用检测开关的简易可编程台尾结构。
结构上:在普通台尾结构的台尾体后端增加一个随台尾套筒进退的长杆,再增加两个与台尾体固定的,用来检测台尾套筒运动位置的无触点光电检测开关,即构成了这种可编程台尾结构。
控制上:台尾套筒前后移动由数控系统输出控制代码m32(台尾套筒前进);m33(台尾套筒后退)来实现,台尾套筒行程控制用无触点开关检测到的位置信号反馈给数控系统。前进开关到位信号,用来确保台尾套筒有效的顶紧工件,后退限位开关作为台尾套筒退回到位的确认信号。根据被加工工件长度来调整这两个限位开关位置。如果台尾套筒伸出不到位,台尾套筒前进开关发不出信号,机床主轴就不能启动。在程序编写和自动加工过程中,台尾套筒前进、台尾套筒后退检测开关分别被采集到数控系统的pLC控制程序中,作为台尾套筒前进指令代码m32和台尾套筒前进指令代码m33的应答信号。此种结构较为简单。
2.2采用直线光栅尺的可编程台尾结构
在第一种可编程台尾研究的基础上,这里介绍另一种结构。
结构上:此种台尾结构的特点与前面提到的第一种可编程台尾结构相似,只是使用光栅尺结构代替了检测台尾套筒前进、后退的位置检测开关。
控制上:数控系统检测台尾所带光栅尺的反馈位置数据,数控系统将可编程台尾体等同于虚拟轴进行控制,通过G0等G代码控制台尾的运行位置,结合光栅尺的反馈位置,通过数据比较计算,来实现对台尾的控制。此种可编程台尾结构的优点是控制位置相对较为灵活,难点在于对光栅尺的模拟量数据的读入与识别,因某些数控系统不接收反馈的模拟量信号,或者需要通过特殊的Da转换装置来完成对数据的转换。
2.3通过液压插销借用Z轴拖动台尾的可编程台尾结构
这里再介绍一种间接利用数控车床伺服轴移动来实现可编程台尾控制的结构――通过液压插销借用Z轴拖动台尾的可编程台尾结构。
结构上:此种可编程台尾结构,采用液压缸带动液压插销结构、Z轴撞停到位开关结构,使台尾体与Z轴床鞍之间有效连接,数控系统控制液压插销的动作,利用Z轴带动床鞍移动到相应位置。
控制上:此种可编程台尾的动作顺序逻辑为:(1)Z轴运行到台尾附近;(2)Z轴到位撞停开关触发;(3)数控系统通过pLC控制液压插销伸出;(4)检测液压插销到位;(5)数控系统控制Z轴拖动台尾运行到指定位置;(6)松开液压插销;(7)检查插销退出到位;(8)移走Z轴。此种可编程台尾结构比较简捷,控制难点在于pLC逻辑控制上。
2.4采用伺服电机控制的可编程台尾结构
有了前面的研究,这里介绍一种较为复杂的应用于数控车床的可编程台尾结构――采用伺服电机控制的可编程台尾结构。
结构上:采用交流伺服电机作为可编程台尾的控制轴(w轴),来实现对可编程台尾的控制。由w轴交流伺服电机(带抱闸)通过滚珠丝杠驱动,沿Z轴方向移动。w轴伺服电机(后端装有绝对编码器)通过联轴器直接连接到相应的滚珠丝杠上,进而驱动台尾的运动与完成位置控制。
控制上:w轴交流伺服电机所起的作用是驱动台尾体快移定位到数控系统指令要求的位置,而顶紧工件主要靠可编程台尾体上的液压缸,同时台尾体到位后,台尾体的锁紧靠台尾体底面压板。在数控系统的控制中,可以对控制台尾的w轴伺服电机,采用pLC轴或ioLinK轴的形式进行控制,通过编写pLC控制程序,使用B代码加G0等位置移动指令控制可编程台尾的高速精准定位。采用类似控制伺服轴一样的方式控制此种类型的可编程台尾。因伺服电机的移动速度快、定位精准、启停平稳,所以此种可编程台尾结构在高速、高精加工应用中有很大的优势,此种可编程台尾结构也是很多高档数控车床比较青睐的台尾结构。
3、多种可编程台尾结构的比较分析
上文对四种应用于数控车床的可编程台尾结构进行了研究,各种方案的优点和不足如下:
方案1(采用检测开关的简易可编程台尾结构):优点是结构简单、成本低、易实现;缺点是不移动开关位置的情况下,不能任意位置灵活编程,精度与台尾运行速度一般。方案2(采用直线光栅尺的可编程台尾结构):优点是结构不复杂、较易实现;缺点是成本较高、某些数控系统不能直接接收模拟量信号,光栅尺信号处理比较繁琐。方案3(通过液压插销借用Z轴拖动台尾的可编程台尾结构):优点是结构不复杂、成本适中,较易实现;缺点是定位精度一般,插销故障率较高,需提高相关部件的刚性。方案4(采用伺服电机控制的可编程台尾结构):优点是运行速度快、定位精准、锁紧力大;缺点是成本高,设计调试较为复杂。
数控车床的优点篇2
关键词：数控车床pLC技术应用
1、前言
随着国内社会科学技术不断实现新的突破，pLC技术，其全称为可编程控制器，是一种较为复杂的技术，其集中了电子领域的相关技术、计算机技术、智能控制技术等。该技术已经被各个领域广泛的进行运用，其中包括数控车床的控制方面。
2、数控车床中pLC技术的分类
对于数控车床的控制，按其控制方式的不同，通常分为数字以及顺序控制。而数字控制是指对生产过程中相关坐标进行控制，而顺序控制的实质是对生产的各个环节进行控制，其中包括机械设备的启动与停止、更换刀具、对相关设备以及所加工的零件进行冷却处理、清理碎屑等。将数控技术按照控制方式作为分类指标，又可将其分为对单个点的控制、对直线的控制以及较为连续的控制等。在实际生产的过程中，对单个点的控制往往在钻孔等进行加工的过程中进行运用。该控制方式具有多方面的优点，其中包括所加工的零件能够在控制之下进行较为精确的位置移动。而在实际运用过程中，对点控制的使用方式一般分为两种：其一，运用全面的数控设备，相对而言，该设备的使用性能较好，但是其成本相对较高，而且在实际生产的过程中，部分功能并不会被使用，造成一定程度的浪费；其二，运用单片机对车床进行相关控制，在该方式的使用过程中，需要进行针对性的编程作业，并需要相关软件作为支持，除此之外，还需要例如驱动电路等设备作为辅助。而在现今的机械加工领域当中，通常采用pLC技术取代传统的继电器进行控制，从能能够达到优化车床的结构，完善其使用功能，提高其反应速度，提升其安全性能等目的。
3、pLC技术的工作原理以及对车床改造后的优点
数控技术对车床的控制机理如下：在实际生产的过程中，其对车床进行改造一般是对其所使用的刀具、坐标中的X、Z轴改造为运用pLC进行控制。在选择pLC输出设备时，尽量选用晶体的输出设备。
而在数控车床中采用pLC技术具有以下几方面的优点：
第一，传统生产过程中所不能进行加工的零件，均能够运用改造后的车床进行加工，其原因在于运用计算机技术，能够将几何形状较为复杂的零件进行较为精确的计算，并对每个坐标轴上的位移进行定位，从而能够实现加工几何形状较为复杂的零件。
第二，运用改造后的数控车床对零件进行加工的过程中，其加工速度得以显著提升，根据相关研究结果显示，传统车床的加工速度仅为改造后车床的1/3～1/6，而且改造后的数控车床能够达到智能化控制加工的目的。改造后的数控车床之所以能够达到该加工水平，其原因在于计算机拥有较大的存储能力，通过计算机的存储功能，能够将编写的程度完整的进行记忆，并能在实际加工过程中自动执行。因而在对数控车床进行改造的过程中，仅仅需要编写一套针对性的程序，就能够实现车床对零件加工的智能化作业以及控制。
第三，运用改造后的数控车床能够实现对零件进行精确度较高的加工，从而能够简化零件的装配工作。
第四，在运用改造后的数控车床进行零件加工的过程中，能够将多个工序集中到一台车床之中，因而大大降低了员工搬运零件的次数，大大降低了工作人员的劳动强度。
第五，在数控车床中运用pLC技术之后，能够实现车床的智能化控制，其中包括智能化报警、智能化检测等，能够使得数控车床在一定时间段内无人操作的情况下进行加工，在一定程度上节约了劳动力。
4、数控车床中pLC技术的运用
第一，在运用改造后的车床进行零件加工的过程中，为了能够在确保零件的加工精确度不受影响的基础之上，将定位速度进行提高，通常将定位过程进行细致的划分，分为粗略定位时期以及精确定位时期。该两种定位时期在对电机设备进行调整的过程中，其频率基本相同，但是在所需脉冲量方面却存在较大的差异。对于粗略定位时期而言，在对点进行定位的过程中，不需要对零件进行切削作业，所以在该时期对其脉冲量进行调整的过程中，其调整范围可适当增大；而在精确定位期间，在粗略定位时期结束之后，为了能够确保对零件进行较为精确的定位，此时期应将脉冲量调整到一个较小的范围之内，从而能够使得刀具的位置靠近定位的位置。而为了能够完成上述操作，在设备进行选择过程中，需要运用两种不同的机械设备。在粗略定位期间，应运用步进电机带动车床进行工作，而在精确定位时期，应更换运用转速较为缓慢的设备，而对这两种机械设备进行控制的过程中，应采用电磁离合器。
第二，pLC技术在数据车床的运用过程中，应在保证其基本使用功能不变的基础之上对其进行丰富。目前国内使用较为频繁的控制输入装置采用的是BCD盘，该输入装置是一种十进制的装置，该装置共有十个按键，每个按键都配置有对应的数字。在pLC技术的应用过程中，运用该输入装置能够在很大程度上减少输入点的数量。在使用的过程中为了防止出现对输入点意外触碰而对设备的运行带来极大的负面影响，尽量选用单个输入键，在确保机械设备的各个环节均处于正常位置的时候，再点击该键，使得pLC技术开始工作。
5、结束语
在数控车床中运用pLC技术，能够在实际生产过程中适应对设备进行相关控制的要求，运用pLC技术进行编写程序，具有简单易行、辅助设备数量相对较小、加工精确、生产过程安全性较高的特点，且受到外界环境影响程度较小，能够达到全面提升数控车床的改造要求。
【参考文献】
[1]汪洪.基于pLC控制的机床数控系统探讨[J].中国电子商务，2012，（9）：93-94.
数控车床的优点篇3
关键词：传统机床数控化改造必要性特点步骤
随着制造业现代化水平的不断提高，机床数控化率相应提高。利用电子技术和计算机技术对车床进行数控化改造，对提高生产效率、保证加工质量、进一步提高车床设备的先进性，不仅具有可行性，还具有经济性。本文就车床的数控化改造谈几点看法。
一、车床数控化改造的必要性
数控机床与传统机床相比有以下突出的优越性，而且这些优越性均与计算机有关。
一是数控机床可以加工出传统机床不能加工的曲线、曲面等复杂的零件。由于计算机有高超的运算能力，可以准确地计算出每个坐标轴瞬时应该运动的运动量，因此可以复合成复杂的曲线或曲面。
二是数控机床可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，相比传统机床效率提高了3～7倍。计算机有记忆和存储功能，可以将输入的程序记住和存储下来，然后按程序规定的顺序自动去执行，从而实现自动化。数控机床只要更改一个程序，就可以实现另一个工件加工的自动化，从而使单件和小批量生产得以自动化，故被称作实现了“柔性自动化”。
三是数控机床加工的零件精度高，尺寸分散度小，装配容易，不再需要修配。
四是数控机床可实现多工序的集中，减小零件在机床间的搬运频率。
五是数控机床拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而加工可实现长时间无人看管。
由于数控机床具有以上五大优越性，因此大大降低了工人的劳动强度，节省了劳动力，缩短了新产品试制周期和生产周期，可对市场需求作出快速反应。此外，机床数控化还是推行FmC（柔性制造单元）、FmS（柔性制造系统）以及CimS（计算机集成制造系统）等企业信息化改造的基础。数控技术已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术。
从宏观上看，大规模应用数控机床的本质是，采用信息技术对传统产业（包括军、民机械工业）进行技术改造。除在制造过程中采用数控机床、FmC、FmS外，还在产品中开发CaD、Cae、虚拟制造，在生产管理中推行miS（管理系统）、CimS等，在生产的产品中增加信息技术包括人工智能等，最终使得产品在国际军品和民品市场上的竞争力大为增强。我国机床拥有量中数控机床的比例（数控化率）还比较低，因此每年都需进口大量机电产品。这也就从宏观上再次说明了机床数控化改造的必要性。
二、车床数控化改造的特点
与发达国家相比，目前我国车床主要是卧式车床，型号陈旧，技术水平落后，严重制约了生产的发展。采用先进的数控车床，已经成为当今世界制造业的发展趋势。鉴于国内制造业中普通机床的占有率较高，提高车床数控化率有两个可行的途径，一是购置新的数控车床，二是把卧式车床改装成数控车床。
花大量的资金更换全新的数控车床，给企业造成的经济负担较大，同时报废大量的普通车床也是很大的浪费。因此，各个企业可根据自身的情况，酌情提高车床的数控化率，可以购置一批精度高、性能强的数控车床，或数控化改造一批尚有一定精度的卧式车床。
1.卧式车床数控化改造的特点
（1）车床改造针对性强，能满足生产的要求。因为车床的改造方案是根据原机床中存在的问题提出的，要改哪些地方、改到什么程度都要有的放矢，能与生产结合，可以直接将科学技术转化为生产力，企业有积极性。
（2）车床改造可以充分利用原车床的绝大部分零、部件，大大节约原材料和资金，见效快，改造周期短，可满足生产急需。因为旧车床数控化改造中，大部分床身、立柱等基础件和许多传动部分都不需更换，费用只有购买新车床费用的l/15～1/10，工期大大缩短，节约了成本。
（3）改造后的车床性能稳定可靠，车床应用范围得到扩大，能适应多品种、小批量零件的生产。因为车床的大型构件一般是铸铁制成的，而铸铁件年代越久时效越充分，精度比新铸件更加稳定。改造不需要改变支撑类大型构件，只需修复或更换中小型部件就可以获得与新车床类似的效果。改造后的车床功能有较大的提高，除了保有原有功能外，还可以满足各种复杂型面类零件的加工要求，扩大了车床的应用范围。
（4）经过数控化改造，可以有效提高工件加工精度和生产效率。改造依据了生产技术的发展要求，及时提高了生产设备的自动化水平和效率，提高了设备质量。
（5）可以充分发挥企业现有技术力量的作用，调动技术人员的积极性，同时对工人技术水平的要求也不会太高。
（6）在改造期间，通过拆解旧车床、装配新的零部件等改造过程，间接培养了数控人才，让其对机床的特性有更详细的了解，从而缩短了操作使用和维护方面的培训时间，见效快。
2.车床数控化改造的成效
通过车床数控化改造，可以使其具有如下优点：可以加工出卧式车床加工不了的曲线、曲面等复杂零件；可以实现加工柔性自动化，效率比靠凸轮或挡块等实现模拟自动化的机床高3.7倍；加工精度高，尺寸分散度小，易于装配；可实现多工序集中加工，提高了加工精度，同时减小了被加工零件在机床间的搬运频率；拥有自动补偿等多种功能，简化了传统机床加工工艺中的工序，机床利用率得以大幅提高；若购置一台新的数控机床，国产数控机床价格也要10万元，进口设备的价格更高，而对卧式车床进行数控化改造也能满足实际生产的需要，改造的成本只要2万～3万元；由于采用了自动化加工技术，可以大大降低操作者的劳动强度，减少废品率，提高工作效率。
三、车床数控化改造的基本步骤
1.设计总体改造方案
数控机床由机床、数控系统和设备三部分组成。卧式车床改造的目的是利用数控系统控制原有车床自动完成机械加工任务，提高车床的加工精度和生产率。
在考虑经济型数控机床改造的具体方案时，所遵循的原则是，在满足需要的前提下，对原有车床尽可能减少改动量，以降低改造成本。改造中需要解决的问题是：增加数控装置，设计微机控制装置或选用经济型的数控系统；将现有机械传动的进给控制装置改造成数控控制的无级自动变速的进给系统；将丝杠换成滚珠丝杠，提高传动精度；把手动控制的刀架转位装置改造成数控装置控制的自动转位刀架；加装脉冲编码器，实现螺纹的自动切削。若对改造后机床的要求较高，则要改造主轴，重新设计主轴箱，使用主轴伺服电动机或电主轴。
2.数控化改造项目
（1）控制系统的选定。目前市场上数控系统的类型比较多，选择前首先应对拟改造的卧式车床的功能有一个充分的了解，可按照价格合理、技术先进、服务方便的原则选择微机系统式数控系统。若选择微机系统，需要完成软、硬件的设计，即要完成X轴、Z轴的进给控制。分别完成X、Z向的插补运动，可实现车削端面、外圆、任意锥度圆弧面、球面等加工。为了能够加工螺纹，配用主轴同步脉冲传感器，可加工导程在6mm以下的螺纹工件。整个系统属于开环控制，结构简单，驱动力大，成本较低，抗干扰性能强，能很好地满足生产的需要，但是设计工作量大，系统稳定性不高。
另外，还可以根据实际情况选择经济型车床的数控系统，调制、安装简单，可靠性较高，价格较贵。
（2）机械部分的改造。
①滑动导轨副。对数控车床来说，导轨除了应该具有卧式车床导轨的精度和工艺性外，还要有良好的耐磨性，并减少因摩擦力而致死区。同时还要有足够的刚度，以减少导轨变形对加工精度的影响，要有合理的导轨防护和。一般卧式车床的导轨材料为Ht200，机床改造时可在原床鞍下滑面经机械加工后贴一层聚四氟乙烯软带。聚四氟乙烯软带与铸铁配合时，具有良好的减磨性能，动摩擦因数约为铸铁的1/8～1/3，能有效地防止机床的爬行。此外，床鞍与床身、中滑板与小滑板应接触均匀，接触面积不应小于70%，接触点数不应小于10点/cm2，这是保证加工精度和尺寸一致性的关键之一。
②丝杠传动副。一般数控车床或数控系统要求采用滚珠丝杠副传动，目的是为了提高机床的进给精度，减小传动副的摩擦阻力。根据JB/t2886—2008丝杠精度标准可知，滚珠丝杠分为九级。卧式车床使用的是7级精度的滑动丝杠。将3级精度的滚珠丝杠与7级精度的滑动丝杠比较，从精度来讲，二者的差异并不大，因此建议选用3级滚珠丝杠来替换原有丝杠。这样的好处是传动速度快，反向灵敏，精度较高，所需转矩小。
③拖板系统。拖板的运动是数控系统直接控制的对象，不论是点位控制还是连续控制。被加工零件的最后坐标精度将受拖板运动精度、灵敏度和稳定性的影响，尤其是用步进电动机作为拖动元件的开环系统更是如此。因为数控系统发出的指令仅使拖板运动，而没有位置检测和反馈，故实际移动值和系统指令值的差别造成加工误差。因此，除了床鞍、中滑板（小滑板已被取消）配合精度要求较高外，在传动装置的布局上还应采用减速齿轮箱来提高传动转矩和传动精度（分辨率为0.01mm）。
④主轴同步传感器。主轴同步传感器的作用就是传递信息给数控装置，保持主轴的速度和刀架进给量一致。安装时要求机床主轴转一圈，传感器也要转一圈，这样才能保证发给数控装置的信号准确，车削螺纹时不乱扣。
数控车床的优点篇4
关键词数控车床；故障分布；规律；可靠性分析；可靠性指标；措施
中图分类号：tG519文献标识码：a文章编号：1671-7597（2013）23-0098-01
数控车床在现代化工业制造中是一个非常重要的机械，数控机床的可靠性与否直接影响着一个国家制造技术发达与否，还影响着国家的经济状况。制造技术的发展与数控车床的低故障率和较高的可靠性成正比的，能否提高数控机床的可靠性已成为我国能否走出国门的一个重要因素。而数控车床故障分布的规律，是进行可靠性分析的一个重要指标。因此，对数控车床故障分布规律及可靠性进行分析研究是非常有必要的。
1数控车床的故障分布规律分析
如果数控车床在特定的时间内，无法规定的功能或者性能参数超出允许的范围的情况，这种现象就是表明数控车床发生了故障。故障有两种，一种是非关联性故障，第二种是关联性故障。非关联性故障就是外界条件引起的数控车床的故障，关联性故障就是产品自身质量引起数控车床的故障。本文在进行可靠性指标的分析计算时，主要是对关联性故障进行考虑，同时也记录了非关联性故障以方便日后分析和判断。
对故障数据进行预处理。根据文献[4]提出的方法计算出各故障点的故障总时间及数控车床的故障时间间隔。求得每个故障数据所对应的经验分布函数值，并作出相应的散点图。为后面的分析计算提供依据。
估计故障分布函数的参数与检验假设是否成立。根据实际情况，假设数控车床故障间隔时间的分布威布尔分布。具体步骤：利用最小二乘法对参数进行估计；最终初步确定该数控车床控制系统故障间隔时间的分布规律。其中，这两种分布的参数估计和假设检验过程相似。
对分布函数拟合优度进行检验。即将所获得的故障数据理论分布与实际使用中得到的分布y两种分布曲线进行分析，计算出拟合误差面积比指数R。比较在试验数据理论曲线分别符合指数分布和威布尔分布的假设下求得的R，将最小R对应的分布类型定位最优分布类型。其中拟合误差面积比指数R的求取方法如下：
①计算出故障数据实际分布y和理论分布之间的关系用以下函数来表示：
y=+e（x）（1）
②计算出偏差e（x）曲线与横坐标围成的面积Se：
Se=dx=dx=yi-idx（2）
式中m为分割区间的个数。由公式（2）可知，Se越小，拟合的分布就越能反映车床的故障分布规律（即理论和现实相似度较高）。
③计算出理论曲线与横坐标所围成的面积S：
S=（x）dx=dx=idx（3）
④计算拟合误差面积比指数R。由于在采样的试验过程中，数据点个数有限，且区间不太可能被数据点均等分割。所以R可依下式求得：
R=（4）
表1是以20台相同系列数控车床的试验数据为基础，计算得出其对应的误差面积比指数R。
表1误差面积比指数表
分布类型SeSR
威布尔分布0.5523858.0204240.068870
指数分布1.4677536.7760390.216610
显然，由表中数据比较可得，这批试验数据优先符合威布尔分布。从而可以利用表中数据确定故障间隔时间的分布类型及其分布函数F（t）。
2数控车床可靠性分析指标
在实际工程应用中，往往通过某些特定的指标来评估数控车床的可靠性水平。在对可靠性进行分析时，参数的点估计和区间估计往往也需要给出，因为一般情况下，是通过从主体中抽取一定数量样本进行试验之后，所得结果的统计量来评估主体的。
故障间隔时间的数学期望e（t），表示的是平均故障间隔时间。公式如下：
tm、F==e（t）（5）
其中f（t）为故障间隔时间概率密度函数，由F（t）求得：
f（t）=Fˊ（t）（6）
置信水平一般取值为90%。
3提高数控机床可靠性的措施
要想提高数控机床的可靠性必须从数控机床早期故障的排查、数控机床的设计环节、数控机床的配件质量等方面入手。
1）加强早期故障的监测、分析、排除。“防患于未然”永远是正确的，如果没有及时的发现并将故障排除，那么在日后的生产中会造成无法估计的损失，同时也损害了厂家的信誉。使得我国厂家走出国门的路途增加障碍。
2）提高配件的可靠性。“千里之堤，溃于蚁穴”，配件就是数控机床这个“大堤”的“蚁穴”，只有加强“蚁穴”的管理，才可以保证“大堤”永驻。提高数控机床可靠性的关键是配件的可靠性，我们应选择可靠性较高的配件，最好是相同厂家生产的原件，不能贪图小利使用劣质配件。
3）加强设计环节的把关。设计这个环节就是把知识用于实践的关键环节，是提高数控机床可靠性的基础，“万丈高楼平地起”，只有“基础”牢固，才能建造可靠地“大厦”，在设计前就要考虑到用户的方面，只要有部分使用户使用起来不方便，就要坚决改进，不可抱有侥幸心理，同时加强与用户的沟通，切实可行的帮用户解决问题。
4总结
现代化工业制造技术的进步需要数控车床在具备一定的自动化功能基础上，保证其功能与性能具备高度保障性、可靠性、维修性及维持性。通过上述方法可以实现对数控车床故障分布规律的确定以及对其可靠性的分析，从而为数控车床的深入研究打下坚实的基础。
参考文献
[1]侯光宇.数控车床故障分布规律及可靠性分析[J].机床与液压，2008.
[2]王昕，吕长松.数控车床故障分析与提高可靠性的措施[J].机床与液压，2008.
[3]于捷，贾亚洲.数控车床的故障间隔时间分布模型与拟合检验[J].机床与液压，2005（11）.
数控车床的优点篇5
论文摘要:分析了产品虚拟动态设计的一般过程，以数控车床关键部件一尾架为例进行研究。通过虚拟动态分析技术，确定了尾架系统是整机结构中的薄弱结构，存在动刚度严重不足的问题。根据新车床的结构布局情况，对尾架结构进行改造。改造后的尾架由上下2部分组成，cae分析结果表明，其结构动刚度得到很大的提高，为数控车床整机的动态优化莫定了基础。
0前言
机械结构虚拟优化设计是以计算机建模和仿真技术为基础，集计算机图形学、虚拟现实技术、机械动力学、有限元分析、优化设计等技术为一体，由多学科知识组成的综合系统技术，是机械结构动力学设计技术在计算机环境中数字化、图像化的映射。本文分析了机械产品虚拟动态优化设计的一般过程，以数控车床关键部件一尾架为例，建立了三维可视化的有限元cae模型，通过对模型进行结构分析，实现该部件结构的动态优化。
1机械结构虚拟动态优化设计过程
机械产品虚拟动态设计的一般过程是:先建立满足工作性能要求的产品初始cad模型(初步设计图样)，然后对产品结构进行动力学建模和动态特性分析，再根据工程实际情况，给出结构动态特性的要求或预定的动态设计目标，按结构动力学“逆问题”方法直接求解设计参数，或按结构“正问题”分析法，进行结构改进设计，直到满足预期性能设计要求，从而获得一个具有良好静、动态特性的产品设计方案，如图1所示。结构动态设计的主要内容包括:
(1)建立一个切合实际的结构动力学模型;
(2)选择有效的动态优化设计方法。
2机械结构建模分析及优化实例
以数控车床关键部件尾架为例进行研究。数控车床动态设计是在“正问题”处理方法的基础上进行的，数控车床共有零、部件800多个，其中对整机结构性能影响大的零、部件主要有以下几个:床身、主轴箱、尾架等。为使整机具有良好的动态性能，必须对关键部件进行优化。为此，应先建立数控车床主要部件的几何模型和满足其动力学特征的有限元模型，进行动态分析，根据动态分析的结果对原部件结构设计的薄弱环节进行动力学修改和结构分析优化，最终得到一个具有良好静、动态特性的产品设计方案。
数控车床的尾架安置在床身的尾架导轨上，并可沿此导轨调整其纵向位置。尾架套筒的锥孔装有后顶尖，用以支撑工件。由于尾架顶尖与主轴箱卡盘的同轴度直接影响着车床加工零件的精度，因此，尾架的结构是否合理对保证车床加工高精度很重要。
如图2为尾架系统的有限元模型，考虑到实际情况，将尾架导轨与两导轨座作为一体处理，尾架体与导轨之间以互为接触单元为主，每个导轨座均布4个全约束点，系统共有单元7 049个。得到尾架系统前三阶振型如图3(a),3(b),3(c)所示。表1列出了尾架系统计算频率及振型特性。
由分析可知，该尾架系统刚度很弱，相当于简支梁，是整机结构中非常薄弱的部分。综合新车床的布局，考虑铸造工艺性，尾架的导轨直接与床身一体，优化后的尾架由上下2部分组成，如图4所示，其有限元模型如图5所示。
建立改进尾架的有限元模型，系统共有2 210个体单元，对尾架上下2部分祸合12个节点，前三阶固有振型如表2所示。
由表2可知尾架的频率得到了很大的提高，振型也有了很好的改善。
数控车床的优点篇6
【关键词】Ca6140；普通车床；数控改造
数控机床作为机电一体化的典型产品，在机械制造中很好地解决了现代机械制造中结构复杂、精密、批量小、多变零件的加工问题。但目前大力发展数控技术的最大障碍就是添置设备的初期投资大，这使许多职业类学校和中小型企业难以承受。再者普通车床经过多次大修后，故障率仍然较高，且维修费用成本较高。因此普通车床进行数控改造势在必行。
一、改造方案
本文结合我校教学实际，针对Ca6140车床机床进行数控改造。对于普通车床的经济型数控改造，总体改造方案应遵循的原则是：数控车床的改造目的是要求车床稳定可靠，合理选择数控系统是改造得以成功的主要环节。并不是所有的旧机床都可以进行数控改造，机床的改造主要应具备两个条件：首先，机床基础件必须有足够的刚性。其次，改造的费用要合适，经济性好。加工工件的平面度、直线度、圆柱度以及粗糙度等基本上仍决定于机床本身原有水平。为实现主轴自动无级变速，在主轴上增加交流异步电动机变频调速系统、主轴脉冲发生器，从而不需进行机械换档。（1）数控部分的改造。第一，数控系统运动方式的确定。数控系统按其运动轨迹可分为：点位控制系统、连续控制系统。点位控制系统只要求控制刀具从一点移到另外一点的位置，而对于运动轨迹原则上不加控制。由于Ca6140车床要加工复杂轮廓零件，所以本微机数控系统采用连续控制系统。第二，伺服进给系统的设计改造。数控机床的伺服进给系统按有无位置检测和反馈可分为开环伺服系统、半闭环伺服系统、闭环伺服系统。闭环控制方案的优点是可以达到和好的机床精度，能补偿机械传动系统中的各种误差，消除间隙、干扰等对加工精度的影响。但它结构复杂、技术难度大、调式和维修困难、造价高。半闭环控制系统由于调速范围宽，过载能力强，又采用反馈控制，因此性能远优于以步进电动机驱动的开环控制系统。但是，采用半闭环控制其调式比开环要复杂，设计上也要有其自身的特点，技术难度较大。经过以上比较，由于所改造的
Ca6140车床的目标加工精度要求不高，所以决定采用开环控制系统。机床中的主轴、冷却、和刀架等均需系统自动控制，为此需设计接口转换电路和强电控制电路。（2）机械部分改造。Ca6140车床主要用于对中小型轴类、盘类以及螺纹零件的单―或综合加工，经数控改造后机床应具有自动和手动（对刀、简单零件的加工）加工方式。第一，主传动系统的改造。机床主传动的作用是把电动机的转速和转矩通过一定的途径传给主轴，使工件得到不同转动速度，主传动性能的好坏，直接影响着零件的加工质量和加工效率。改造中对主要轴承进行精度恢复；校正主轴回转精度。鉴于机床改造的经济性，为提高加工精度，实现主轴自动无级变速，可在机床原有的普通三相异步交流电动机拖动基础上，增加主轴交流异步电动机变频调速系统，从而不需进行机械换挡。为保证脉冲发生器与主轴等速旋转，在改装时，主轴传动必须经过原有Ca6140车床主轴箱中
58/58和33/33二级齿轮实现1：1传递，留出空间，安装脉冲发生器，并用法拉盘固定。第二，进给系统的改造。将原机床的挂轮机构、进给箱、溜板箱、滑动丝杠等全部拆除，纵向进给系统以步进电机作为驱动元件，经一级齿轮减速转矩增大后，由滚珠丝杠传动。步进电机经减速后和滚珠牡杠套筒联轴器连接。横向进给系统中保留原有手动传动机构，在原支承位置上安装滚珠丝杠螺母副后，步进电机及减速器安装在横向溜板后方。第三，刀架的改造。根据需要。拆除原方型刀架，安装LD4-6132型四方位自动刀架。该刀架内带小容量交流电动机，控制下转选刀。内置的4只霍尔元件检测刀位位胃，电动机反转完成刀具定位。
二、结语
本改造设计是对普通车床C6140进行经济型数控改造。在改造设计中，通过对普通机床主传动机构、纵向进给机构及刀架的合理改造，使传动系统变得简单精练，减少传动件数量，缩短传动链周期，从而提高机床加工精度及加工效率，降低工人的劳动强度及生产成本，进一步扩大机床的自动化程度，适应现有经济的发展。普通车床经济性的数控改造，实质上是机械工程技术与微电子技术的巧妙结合。是国内职业院校和中小企业提高车床的自动化能力和精密程度的有效选择。
参考文献
[1]王爱玲主编.现代数控机床结构和设计[m].北京：兵器工业出版社，2003
[2]朱正伟主编.数控机床机械系统[m].北京：中国劳动社会保障出版社，2004
数控车床的优点篇7
【关键词】数控；教改；课程
【abstract】Byanalyzingthe“CnClathe”coursefeatures，combinedwithteachingpractice，thecurrent“CnClathe”teachingtheproblemsputforwardsomesolutions，forthefuturedevelopmentofateachingreference.
【Keywords】CnC；Reform；Course
0引言
数控技术也叫计算机数控技术（ComputerizednumericalControl简称：CnC），它是采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可以通过计算机软件来完成机械加工的一门技术。数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。与普通机床相比，数控机床具有很多优点：高柔性，适合单件、小批量生产，适合新产品的开发；加工精度高、加工质量稳定可靠、生产率高，数控机床的加工自动化，免除了普通机床上工人的疲劳、粗心、估计等人为误差，提高了产品的一致性；并且数控机床对操作工人的要求降低，一个普通机床的高级技工，不是短时间内可以培养的，而相对来说数控机床操作工人培养时间极短（如数控车工需要一周即可，还会编写简单的加工程序）。随着数控机床在工厂的普及，它已经直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业[1]。
1《数控车床》实训课程性质和特点
《数控车床》课程是我校机械设计及其自动化和机电一体化专业的专业必修实验课。通过本课程学习，使学生建立现代机械制造的全新概念，掌握数控车床的基本知识、基本理论和基本技术。该课程具有如下特点：
1.1知识密集
《数控车床》是以数控车床设备为主要研究对象讲授计算机数控的基本原理、基础理论和方法。数控车床集合了多学科，具有集机、电、液于一身，技术密集和知识密的特点，设计、使用数控车床必须具备机械制造、微电子、自动控制和计算机等多方面知识。
1.2理论性与应用性均要求较高
《数控车床》课程既包含了开发设计数控系统和数控机床所需要的深奥的理论知识，又包含了使用数控机床所需要的应用方面的知识。
1.3知识更新快
随着微电子技术计算机技术的发展，数控技术也在不断地发展。数控技术从创造到现在虽然只有50多年的历史但已经经历了五个发展阶段，相应的数控车床也经历了五次更新换代，专业知识的更新速度非常快。
2《数控车床》实训课程教学中存在的问题的探讨
《数控车床》实训课程具有以上的特点，给教学带来一定的难度，在教学过程中，授课老师经常有如下困惑：授课的重点在哪里、如何掌握讲授课程的深浅、如何收到好的教学效果等。笔者通过《数控车床》实训课程实践中获得的一些认识和体会归纳如下：
2.1充分利用计算机辅助软件
由于数控技术教学和培训都离不开数控机床，而数控机床本身价格比较昂贵，同时训练过程不可避免地存在误操作过程，这对机床安全是一个巨大的隐患，同时数控机床的数量有限，难以满足大量学生实践训练的需求。随着计算机技术的普及，数控机床加工仿真技术得到了迅速发展，很好地解决了这些矛盾。数控加工仿真是一种先进的计算机人机交互技术，具有生动的界面和强大的显示功能，图形大小、颜色、观察视角以及刀具的形状等都可由操作者自行设计以满足不同的监控与学习要求；仿真系统的通用性较强，其语法诊断功能可以帮助学生学习编程。在模拟过程中，系统能及时提供错误信息以及刀具相对移动轨迹的显示以及最终加工的立体效果，很容易发现和修改编写程序的错误，高仿真界面及动态的模拟仿真系统可有效地显示代替机床实际运行状况并且还能够提示操作信息，使数控机床的编程操作易于课堂化教学，从而既节省了机床设备和实习消耗，降低了实做危险，又大大提高了教学效率，规避了实习人员的操作风险。仿真系统在模拟中出现人为的编程或操作失误也不会危及学生和机床安全，学生反而还可以从中吸取大量的经验和教训，所以说它是初学者理想的实验、实践工具[2]。
2.2理论和实践相结合
刚刚开始接触数控车床，首先要掌握常用的指令G、m指令，例如快速进刀指令G00、直线插补指令G01、圆弧指令G02和G03、主轴正转m03等相关的指令。要求学生在最短的时间中熟记他们，对于不明白的概念暂时不要理会，在实训中，通过实际的实践操作就会慢慢的理解明白。简单的指令对于学生的基础知识要求不高，学生学习起来容易。脱离课本上大的知识框架直接从常见指令学期起，学生容易上手，又有成就感，增加学生的学习兴趣[3]。
3展望
推进高校数控人才的规模化培养，有利于壮大中国数控人才队伍，对中国传统制造业转型有着重大意义，同时还可向创业人才队伍输送人才资源。改变传统数控人才的自底向上的知识串联培养模式，建构以项目为核心、自顶向下目标型的数控教学知识体系，优化实训软硬件环境，改善数控实训的权重，降低高校卓越数控人才规模化培养成本，结合创新、创业实践，不断拓展卓越数控人才培养的知识活化面积，提升其核心竞争力，促进越工程人才规模化培养模式的可持续发展。该目标的实现需要多重数控实训教育资源的进一步优化整合，有待深入探讨，协同完成。
【参考文献】
[1]张三.数控技术与产业发展途径[J].电工论坛，2013-04-11.
数控车床的优点篇8
[论文摘要]数控机床的加工工艺与普通机床的加工艺虽有诸多相同之处，但也有许多不同之处。为此，分析了数控车削的加工工艺。
一、数控车削加工工艺的内容
数控车削加工工艺是采用数控车床加工零件时所运用的方法和技术手段的总和。其主要内容包括以下几个方面：
（一）选择并确定零件的数控车削加工内容；（二）对零件图纸进行数控车削加工工艺分析；（三）工具、夹具的选择和调整设计；（四）工序、工步的设计；（五）加工轨迹的计算和优化；（六）数控车削加工程序的编写、校验与修改；（七）首件试加工与现场问题的处理；（八）编制数控加工工艺技术文件；总之，数控加工工艺内容较多，有些与普通机床加工相似。
二、数控车削加工工艺分析
工艺分析是数控车削加工的前期工艺准备工作。工艺制定得合理与否，对程序的编制、机床的加工效率和零件的加工精度都有重要影响。为了编制出一个合理的、实用的加工程序，要求编程者不仅要了解数控车床的工作原理、性能特点及结构。掌握编程语言及编程格式，还应熟练掌握工件加工工艺，确定合理的切削用量、正确地选用刀具和工件装夹方法。因此，应遵循一般的工艺原则并结合数控车床的特点，认真而详细地进行数控车削加工工艺分析。其主要内容有：根据图纸分析零件的加工要求及其合理性；确定工件在数控车床上的装夹方式；各表面的加工顺序、刀具的进给路线以及刀具、夹具和切削用量的选择等。
（一）零件图分析
零件图分析是制定数控车削工艺的首要任务。主要进行尺寸标注方法分析、轮廓几何要素分析以及精度和技术要求分析。此外还应分析零件结构和加工要求的合理性，选择工艺基准。
1．尺寸标注方法分析
零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床的加工特点，以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法既便于编程，又有利于设计基准、工艺基准、测量基准和编程原点的统一。如果零件图上各方向的尺寸没有统一的设计基准，可考虑在不影响零件精度的前提下选择统一的工艺基准。计算转化各尺寸，以简化编程计算。
2．轮廓几何要素分析
在手工编程时，要计算每个节点坐标。在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义。因此在零件图分析时，要分析几何元素的给定条件是否充分。
3．精度和技术要求分析
对被加工零件的精度和技术进行分析，是零件工艺性分析的重要内容，只有在分析零件尺寸精度和表面粗糙度的基础上，才能正确合理地选择加工方法、装夹方式、刀具及切削用量等。其主要内容包括：分析精度及各项技术要求是否齐全、是否合理；分析本工序的数控车削加工精度能否达到图纸要求，若达不到，允许采取其他加工方式弥补时，应给后续工序留有余量；对图纸上有位置精度要求的表面，应保证在一次装夹下完成；对表面粗糙度要求较高的表面，应采用恒线速度切削（注意：在车削端面时，应限制主轴最高转速)。
（二）夹具和刀具的选择
1．工件的装夹与定位
数控车削加工中尽可能做到一次装夹后能加工出全部或大部分代加工表面，尽量减少装夹次数，以提高加工效率、保证加工精度。对于轴类零件，通常以零件自身的外圆柱面作定位基准；对于套类零件，则以内孔为定位基准。数控车床夹具除了使用通用的三爪自动定心卡盘、四爪卡盘、液压、电动及气动夹具外，还有多种通用性较好的专用夹具。实际操作时应合理选择。
2．刀具选择
刀具的使用寿命除与刀具材料相关外，还与刀具的直径有很大的关系。刀具直径越大，能承受的切削用量也越大。所以在零件形状允许的情况下，采用尽可能大的刀具直径是延长刀具寿命，提高生产率的有效措施。数控车削常用的刀具一般分为3类。即尖形车刀、圆弧形车刀和成型车刀。
（1）尖形车刀。以直线形切削刃为特征的车刀一般称为尖形车刀。其刀尖由直线性的主、副切削刃构成，如外圆偏刀、端面车刀等。这类车刀加工零件时，零件的轮廓形状主要由一个独立的刀尖或一条直线形主切削刃位移后得到。
（2）圆弧形车刀。除可车削内外圆表面外，特别适宜于车削各种光滑连接的成型面。其特征为：构成主切削刃的刀刃形状为一圆度误差或线轮廓误差很小的圆弧，该圆弧刃的每一点都是圆弧形车刀的刀尖，因此刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。
（3）成型车刀。即所加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。数控车削加工中，常用的成型车刀有小半径圆弧车刀、车槽刀和螺纹车刀等。为了减少换刀时间和方便对刀，便于实现机械加工的标准化。数控车削加工中，应尽量采用机夹可转位式车刀。
（三）切削用量选择
数控车削加工中的切削用量包括背吃刀量ap、主轴转速S（或切削速度υ）及进给速度F（或进给量f）。
切削用量的选择原则，合理选用切削用量对提高数控车床的加工质量至关重要。确定数控车床的切削用量时一定要根据机床说明书中规定的要求，以及刀具的耐用度去选择，也可结合实际经验采用类比法来确定。一般的选择原则是：粗车时，首先考虑在机床刚度允许的情况下选择尽可能大的背吃刀量ap；其次选择较大的进给量f；最后再根据刀具允许的寿命确定一个合适的切削速度υ。增大背吃刀量可减少走刀次数，提高加工效率，增大进给量有利于断屑。精车时，应着重考虑如何保证加工质量，并在此基础上尽量提高加工效率，因此宜选用较小的背吃刀量和进给量，尽可能地提高加工速度。主轴转速S(r/min)可根据切削速度υ(mm/min)由公式S=υ1000／πD(D为工件或刀／具直径mm)计算得出，也可以查表或根据实践经验确定。
（四）划分工序及拟定加工顺序
1．工序划分的原则
在数控车床上加工零件，常用的工序的划分原则有两种。
（1）保持精度原则。工序一般要求尽可能地集中，粗、精加工通常会在一次装夹中全部完成。为减少热变形和切削力变形对工件的形状、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影响，则应将粗、精加工分开进行。
（2）提高生产效率原则。为减少换刀次数，节省换刀时间，提高生产效率，应将需要用同一把刀加工的加工部位都完成后，再换另一把刀来加工其他部位，同时应尽量减少空行程。
2．确定加工顺序
制定加工顺序一般遵循下列原则：
（1）先粗后精。按照粗车半精车精车的顺序进行，逐步提高加工精度。
（2）先近后远。离对刀点近的部位先加工，离对刀点远的部位后加工，以便缩短刀具移动距离，减少空行程时间。此外，先近后远车削还有利于保持坯件或半成品的刚性，改善其切削条件。
（3）内外交叉。对既有内表面又有外表面需加工的零件，应先进行内外表面的粗加工，后进行内外表面的精加工。
（4）基面先行。用作精基准的表面应优先加工出来，定位基准的表面越精确，装夹误差越小。
数控车床的优点篇9
关键词：方案设计立式车铣数控机床
一、立式车铣复合数控机床
与传统机床相比，多功能复合加工机床具有多种加工功能，可在一台机床上完成工件多道加工工序。因此多功能复合机床具有如下优点：1.避免了多次装卡和定位带来的误差，提高了加工精度。2.缩短了装卡的时间和零部件转序的时间，提高了加工效率。3.加工设备需求量减少，有利于节约成本。
车铣复合加工技术可以将几种不同的加工工艺，在一台机床上实现。车铣复合机床相当于一台数控车床和一台加工中心的复合，可以使工件在一次装夹中完成车、铣、钻、镗等不同方法加工。
二、车铣复合数控机床方案设计
车铣复合数控机床应能够兼顾车、铣加工的特点，并以车为主，具有加工内外圆柱面、圆锥面、圆弧、螺纹等的加工能力，兼顾同时各类较复杂的平面、曲面，钻削轴向或径向孔等的能力。
图2.1车铣复合数控机床典型结构
2.1高精度工作台主轴结构设计
立式车铣复合加工中心工作台主轴（C轴）用于承载和带动工件做回转运动并进行精确分度定位。轴承是工作台主轴系统最核心的部分，所采用轴承的形式决定着性能的优劣，目前在机床上主要采用的轴承形式如下：
（1）双列圆柱滚子轴承和高精度推力滚柱轴承组合结构：其优点是径向和轴向刚度很高，可承受较大载荷，缺点是限制了主轴最高转速和精度。
（2）单列圆锥交叉滚子轴承结构：主要应用于立车转盘主轴。不仅具有较强的抗翻倾扭矩的性能，还具有低震动、低噪音、低发热以及、冷却油用量少的优点，但其安装难度大，加工和装配工艺要求高，因此应用成本较高。
（3）静压轴承结构
工作台承重采用静压轴承支撑技术，具有极好的运转能力和极高的表面加工性能。工作台轴承不易磨损，从而保证工作台的精度和机床的长寿命。静压轴承的优点是：启动和运转期间摩擦副均被压力油膜隔开且受压力均匀，可靠性高、摩擦因数小、工作寿命长；具有“均化”误差的功能，能减小制造中不精确性产生的影响。轴承的温度分布较均匀，热膨胀问题低于动压轴承。考虑到静压轴承的上述优点，本结构采用静压轴承。
2.2高精度镗铣滑枕结构设计
滑枕作为立式车铣复合加工中心中关键的部件，其性能的优劣直接影响机床性能。结构上将动力电机和减速机安装在滑枕的顶端，通过传动轴传至滑枕的下部直至附件头。结构的优点为滑枕内部空间大，可以为附件头提供更多的动力和通道；电机外置便于大功率和大扭矩的实现。因此本文设计滑枕采用此结构。
2.3工作台恒流静压结构设计
采用恒流静压导轨技术。选用12头等量齿轮分流器，单泵单腔均匀的向工作台导轨腔进行恒流量供油，其特点时压力及溢流损失小，发热量和工作台面变形小，可以实现较高精度的工件切削。
（1）确定导轨结构尺寸
工作台底座导轨结构尺寸需通过多次设计验算及筛选最佳方案确定。
（2）确定工作台导轨油膜间隙
油膜间隙应根据工厂实际加工能力以及工作台台面耐磨材料及刮研工艺确定。本文油膜间隙h0为0.06-0.12mm。
图2.4工作台底座导轨结构尺寸示意图
（3）受力估算
其受力分析图如图2.5所示：
图2.5受力分析图
①切削力在X和Y轴上分力pX、pY与刀架切削力pz的关系为：px=py=0.5pz
②主电机传动齿轮对齿圈的作用力：
pz'=mmax/（D1/2）
式中：mmax为工作台最大扭矩，D1为齿圈节圆直径。
③齿轮对齿圈作用力在X和Y轴的分力px'和py'为：
px'=pz'cosαsinβ/（cosαcosβ-fsinαs）
py'=pz'（sinα+fcosαs）/（cosαcosβ-fsinαs）
tanαs=tanα/cosβ
式中：f为摩擦系数0.1；α为法面压力角；β为齿圈螺旋升角；αs为径面压力角。
④颠覆力矩作用产生力Fd
my=pz（h+a）-pz'（q/2）-px'（D1/2）
mz=py（h+a）-px（0.8Dmax/2）-py'（q/2）
m2=mz2+my2
Fd=（1/2）×（m/D3）
式中：m为颠覆力矩；my和mz分别为力系对Y轴和Z轴的力矩。
（4）流量计算
①单个支承座有效承载面面积：
a'=（2LB+2lb+Lb+lB）/6；
②作用于单个支承座的最小和最大压力p0、pi为：p0=（1/i）wmin/a'
pi=（wmin+wmax+px+px'+Fd）/ia'
式中：wmin为工作台台面重量；wmax为最大工件重量；i为工作台底座环型导轨油腔数。
③空载与最大载荷时工作台导轨所需的流量Q0和Qi分别为：
Q0=（ip0h30/3μ）[l/（B-b）+b/（L-l）]
Qi=（iph30/3μ）[l/（B-b）+b/（L-l）]
数控车床的优点篇10
关键词：数控切削加工；项目教学法；职业能力；项目
Doi：10.16640/ki.37-1222/t.2017.08.224
《数控切削加工》课程以培养学生的数控切削零件加工技能为核心，以产品零件为载体，将产品零件图进行分析，加工工艺方案制定，加工参数设置，工件定位与装夹，工、量、刀具的使用以及切削液的选择，数控切削加工程序的编写，程序的验证，加工的电脑模拟，数控切削机床的操作，加工工艺文件的填写，最终成品质量优质评估等内容结合在一起，着重培养学生会数控切削机床操作、加工程序编制、懂数控切削加工工艺的加工生产技能。《数控切削加工》是一门实践性很强的课程，它需要将理论与实践等多方面知识的综合运用。
随着现代数控加工技术的快速发展，机械产品的性能也不断的提高，对产品的加工质量也提出了更高更精的要求，且传统的普通机床也远远不能满足产品高精度、高效率、高质量的生产需求，近15年来，数控机床的使用得到越来越广泛的应用，也为广大企业带来了很大的经济效益，而在其中数控铣床和数控车床尤为重要，因此，数控切削加工是高校数控技术专业的一门专业核心课程，学好本门课程对本专业学生显得尤为重要，所以经过我们大量的调研和认证得知：如果我们在《数控切削加工》课程教学过程中仍然采用传统的教学方法、教学手段以及教学模式将不能很好地满足学生的专业学习需求，也不能确保学生理解并掌握该门课程的核心知识的能力，更不能保证学生今后的毕业就业需求，因此，我们对《数控切削加工》课程的教学采用项目教学法，通过项目使学生掌握会操作、精编程、懂工艺的数控切削加工生产技能就显得很重要。
1数控机床切削加工基本介绍
数控车床的型号、结构及主要功能：
数控车床是利用在计算机的专门车床编程软件产生数字化信号进行控制的机床，加工时将编制好的数字化程序输入到机床的控制面板中，再由数控车床的伺服电机去进行控制机床的各个运动环节，根据电脑中的产品图像切削出不同材质、不同大小、不同形状的工件。
（1）数控车床的基本型号。数控车床型号的编制方法上与普通切削车床相似，比如、CKa6160，C即表示车床；K即表示数字化控制；a即表示为卧式车床系列；60即表示为该机床的最大的工件回转直径为600mm.
（2）数控车床的基本结构。目前，市场上所呈现的数控车床的基本结构与普通车床的基本结构相似，不同的地方在于数控切削车床所采用的是CnC（计算机数字化控制）控制系统和伺服电机装备，主要强调的是机床的自动化加工能力。
（3）数控车床的主要功能。在全面具有普通数控车床的功能基础之上，数控车床可以加工生产一般车床无法完成的复杂形状的零件加工，如具有抛物线、椭圆等特殊曲面形状的产品。同时它与普通车床相比，数控车床具有适应能力强、工学相对集中、生a加工效率高、自动化程度非常高，能够减少工人的劳动强度等优点，数控车床主要用于螺纹、轴类、盘类等零件的加工。数控车床的主要加工步骤为：a.对零件图进行充分的分析、确定零件的加工工艺路线。工艺路线主要包括走到的路线、加工坐标系（对刀点的选择）的确定，切削参数的设置、刀具的选择、夹具的确定、冷却液的选择等；B.加工程序的编制。C.程序的调试。在程序的调试阶段对机床警醒锁住，同时进行机床空运行，认真观察检验程序和图形。D.按照程序找对刀点进行试切。将毛胚进行装夹好并进行试切削，寻找误差并分析原因，直至加工出合格的产品。在数控切削加工过程中加工方案的选择尤为重要，我们一般根据以下三个原则进行确定：a.坚持优先先粗后精的加工原则。即把整个车切削加工分为三个加工过程，即粗加工，半精加工及精加工；B.坚持优先先近后远的原则。在切削加工的时候，我们一般通常会选择离起到点近一点的地方先进行加工，而远一点的地方后加工，这样做的好处是尽量宿短刀具运动的行程，减少刀具的空行程，降低成本，提高加工效率。C.优先坚持先内后外的加工原则。即对有内外表面均需要加工的零件，我们通常要优先加工零件的内表面、待内表面加工完成后，再加工零件的外表面。
2“项目教学法”教学的现状条件
“项目教学法”在《数控切削加工》教学课程的实施过程中，学校的教师队伍和实验室的相关实验设备至关重要。
“项目教学法”在《数控切削加工》课程的教学过程中不但需要教师拥有扎实的理论知识，而且要求教师的实践操作能力强。学院师资力量雄厚，现共有专业教师56人，其士生导师3人，教授5人，副教授15人，高级工程师25人，博士2人，硕士21人。专任教师中具有副高以上职称的教师比例为35.7%，研究生以上学历教师比例为41%，40周岁以下教师比例为45.2%，学院已初步形成了一个以老带新，学历结构，职称结构及年龄结构合理的师资队伍。与此同时，学院外聘著名企业的相关技术人员来校讲课，另外也注重在校教师的继续教育和深造，与机械制造类企业签订合同指派青年老师深入企业学习和锻炼，造就“双师型”的教师，学院与江西新余长林集团、广东中山塑胶模具制品有限公司建立了长期稳定高效的校企合作关系，坚持以学生素质培养为核心，能力培养为基础，开展了一系列教研学做一体化教学，积极推进“工学交替”，“企业冠名订单培养班”，“现代学徒制”等职业教育新模式，通过学生对接企业岗位、专业对接产业、学校对接企业的“三对接”，为机械企业行业培养输送了大批高素质职业型、应用型创新人才。通过比赛的形式积极号召老师们参加、甚至指导学生参加各类数控技能大赛，使老师和学生动手能力得到提高。
学院实验实训设备齐全，目前拥有数控系统实验区、数控仿真加工实验区、柔性制造实验区、金工实习基地等校内综合性实验实训基地，可以完成数控加工、工业机器人、金工实习等多个实验实训项目，设备总值2000多万元，拥有CaXa数控车、CaXa制造工程师、pRo/e、UG、VnUC和VeRiCUt数控加工高精度仿真软件。拥有数控设备已达60台，其中数控车床14台，可以完成金工实习、数控维修、金属热处理、模具设计、模具加工、注塑成型等80多个实验实训项目，完全可以满足本课程的实践学习需求，从2010年以来，学院教师共150余篇，主编或参编教材15部，主持省级以上课题13项，获省级教学教学成果奖6项，中国职教学会教学成果三等奖1项。
学院实验实训基地坚持以数控技术专业学生实训和职业技能鉴定的考核为主，适当兼顾当地社会人员与校企合作单位企业员工培训、教师实践教学能力培养、技术服务、零件加工的原则，完善职业综合能力训练功效，力争打造成为“教学生产综合车间型”的校内生产性实验实训基地。
3“项目教学法”教学中的实施
3.1《数控切削加工》课程中“项目教学法”的总体思路
目前高等职业院校一般都有数控技术专业，学生就业困难，也因数控技术专业没有特色少。但是数控技术专业的就业需求量大，如若使用“项目教学法”来提高数控技术专业的教学水平，可以增加学生的就业率。
“项目教学法”是通过教学过程中使用教学项目来展示不同课程的理论实践教学内容，在《数控切削加工》的课程教学实际过程中，我们所运用的“项目教学法”中的项目是具有多层次、多方位的概念。
首先，以课程教学为核心，精选对应的实际教学项目，在确定的具体项目的基础之上，认真研究并制定该项目的理论教学全过程，同时将制定的理论教学过程要与所选择的项目进行有机融合，根据“项目教学法”的要求，把理论教学的方案切实运用到教学实践中，以“项目教学法”为驱动，将数控切削加工的理论教学与实践教学进行有机衔接，最终实现企业的市场运作与学院课程教学的全过程衔接，从根本上达到学生与社会、企业、以及行业的无缝对接。
其次，坚持以专业对口企业为渠道，选择企业具体的项目为载体，建立良好的校内、校外实验实训场地，健全理论与实践教学体系，根据市场的就业需要人才的形成，构建培养人才的全过程。
最后，开展技术性科学研究课题项目，强势推进科学研究，把握数控技术专业的超前动态，引导教师对本专业最新前沿技术的学习、研究与应用，加强以项目建设为主导，同时在项目的研发过程中要求学生进行全程参与，着重培养学生的学习能力、探索能力、创新创业能力，并将项目的研发带进学生的整个毕业设计过程中，并以此考核学生的专业综合能力。
3.2《数控切削加工》课程中“项目教学法”的具体实施
在《数控切削加工》课程的“项目教学法”的具体实施过程关键有以下几点：
（1）坚持411的人才培养模式。
4―在校学习的前4个学期，着重构建专业基本能力平台，开展专业专项能力训练，此过程主要在学校的平台（校中厂）基础上实施；
1―在校学习的第5个学期，开展专项综合能力训练，在学校的平台（校中厂）和企业的平台（厂中校）同时进行；
1―在校学习的第6个学期，以就业为导向，开展岗位能力训练，培养学生成为合格职员，主要在企业平台（厂中校）实施。
在教学组织形式中采用模块化、分段式，强调项目导向、任务驱动和教研学做一体化，注重培养学生的学校方法和综合能力。
（2）确定教学项目。在《数控切削加工》教学过程中，根据《数控切削加工》课程教学的内容，选择数控加工课题，_定相关教学项目，从而实现项目教学的价值。在项目教学过程中，让学生掌握了数控切削加工的理论知识，也为学生提供了实践操作的创造空间，促进学生根据项目中遇到的问题解决实际问题的能力。
（3）明确教学重点。在项目教学过程中教师需要结合数控切削加工内容先给学生明确教学知识的重点，同时，指出学生比较容易操作失误的问题，明确项目中关键的操作技能，让学生针对项目核心组织充分的思考和讨论；然后教师根据讨论点给出引导性指导，引导学生的思维，让学生探索出项目的正确分析方法中或者解决实际问题中去。
（4）结合现代化的教学手段。《数控切削加工》实践教学需要使用计算机辅助软件，就是数控切削加工仿真软件，在软件基础上数控切削加工的各种项目的具体操作实施得更轻松。模拟仿真软件其实也是一个虚拟软件、一个具有创造力无限发挥的“实验室”。在这个“实验室”里教师实践现代化的教学方法和增添随心应手的教学手段[3]，把数控切削加工操作演示中赋予动感、生动形象，更加清楚直观的分析，增强学生记忆和理解知识，也解决了教学实践中实验设备不足的问题。
（5）使用合理的考核手段。《数控切削加工》的教学还有一个重要内容――考核，考核是检验学生学习效果的重要手段，项目教学法的考核手段使用阶段性的考核，根据学生学习的知识和掌握技能进行多层次多方位的考核，这样既可以明确学生在项目教学法工程中的学习成果，也可以及时发现教学中意料不到的问题，做出正确地解决方案，最终达到了项目教学法的理想实践教学效果。
（6）总结教学过程。在《数控切削加工》课程项目教学法实施过程中，学生会遇到很多不同的问题，但是教师能够及时指导，帮助学生找到解决问题的方法。在整个的项目教学工程张，教师必须善于总结学生间的特点，引导学生互相学习各自的长处能够来提高和改进自己的解决方案，使学生们的专业知识和互帮互助等各方面的能力在总结中得到发展提高。
4结论
根据《数控切削加工》课程的企业需求的典型岗位来决定项目教学法的实施项目，确定优秀的实用的教学项目，突出针对性、强调实用性，也就是市场需要怎样的技术教师就教怎样的技术，提升专业教学理论教学与实践教学的吻合度，特别是提升了学生的综合运用所学专业知识和专业技能的能力，提高了学生对就业上岗和职业变化的适应能力，同时也为学院提升广大青年教师实践能力提供了一条有针对性的有效途径。
参考文献：
[1]吴倩.基于产学研的“研究性项目”教学模式探究与实践[J].中国西部科技，2009（03）：15-18.