相关知识点
1.数控车削加工步骤
（1）工艺分析 首先对零件图进行工艺分析并制定加工工艺。工艺分析包括以下几个部分。
1）分析零件图样。分析零件图样是进行工艺分析的前提，它直接影响零件加工程序的编制与加工。分析零件图样时应主要考虑构成零件轮廓的几何特征、零件尺寸精度、几何精度要求、表面粗糙度要求、材料与热处理要求等。
2）确定零件装夹方案。装夹方案应考虑装夹零件所用的夹具、零件毛坯伸出长度等。
3）确定加工方案。确定加工方案重点考虑如何制定合理的工艺路线和走刀路线。
4）刀具的选择。根据毛坯材料和加工情况，确定数控车刀的材料和种类。
5）切削用量选择。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选择不同的切削用量。切削用量的选择原则是：保证零件加工精度和表面粗糙度；充分发挥刀具的切削性能，保证合理的刀具寿命；充分发挥机床的性能，最大限度地提高生产率、降低成本。
（2）编制程序 对螺纹和相关基点进行数值计算，然后编制程序。
（3）起动机床加工零件 起动机床并进行返回参考点操作；装夹毛坯和刀具；输入程序并且进行对刀操作，然后按“循环启动”按钮，开始加工零件；最后停机。
（4）零件检测 分析零件尺寸误差并修正零件尺寸。
2.数控车床概述
（1）数控技术 数控是数字控制（Numerical Control, NC）的简称，是近代发展起来的，用数字化信息进行控制的自动控制技术，即使用以数值和符号构成的数字信息自动控制机床的运转。数控技术就是用数字控制技术控制机床按预先制定的程序来动作。
（2）数控机床的产生与发展 数字控制机床（Numerical Control Machine Tools）也称数控机床，是利用数控技术准确按照事先安排好的工艺流程实现加工动作的金属切削机床。
1948年，美国帕森斯公司（Parsons Corporation）在研制加工直升机螺旋桨叶片轮廓样板的加工设备（机床）时，由于样板形状复杂多样、精度要求高，一般加工设备难以适应，于是提出了应用电子计算机控制机床来加工样板曲线的设想。后来在美国空军的资助下，1949年，帕森斯公司在麻省理工学院（MIT）伺服机构研究室的协助下进行研制。1952年，研制出世界上第一台三坐标立式数控机床。从此机床行业，乃至整个制造业和相关产业进入了一个新的发展阶段。
数控机床的产生和发展可以概括为如下五代两个阶段。
第一阶段：硬线数控阶段（1952～1970年）。
第一代：1952年，美国麻省理工学院研制出第一台由电子管控制的三坐标联动的铣床。
第二代：1959年，出现了晶体管控制的“加工中心”。
第三代：1965年，出现了小规模集成电路，使数控系统的可靠性得到了进一步的提高。
以上三代数控系统都是采用专用控制硬件逻辑数控系统，称为普通数控系统（NC系统）。
第四代：1967年，出现了以计算机作为控制单元的数控系统，称为柔性制造系统（Flexible Manufacturing System, FMS）。
第二阶段：计算机数控阶段（1970年至今）。
第五代：1970年，美国英特尔公司开发使用了微处理器，从此数控机床真正拥有数控（Computer Numerical Control, CNC）系统。
（3）常见数控车床的种类
1）按数控系统的功能分类。
①经济型数控车床。经济型数控车床一般采用步进电动机驱动形成开环伺服系统，控制部分采用单板机或单片机来实现，如图1-1-1所示。此类车床结构简单、价格低廉、无刀尖圆弧半径自动补偿和恒线速切削等功能。
②全功能型数控车床。全功能型数控车床一般采用闭环或半闭环控制系统，具有高刚度、高精度和高效率等特点，如图1-1-2所示。
图1-1-1 经济型数控车床
图1-1-2 全功能型数控车床
③车削加工中心。车削加工中心是以全功能型数控车床为主体，并配置刀库、自动换刀装置、分度装置和机械手等，实现多工序复合加工的机床，在工件一次装夹后，它可完成回转类零件的车、钻、铰、攻螺纹等多种加工工序，如图1-1-3所示。
④FMC车削单元。FMC车削单元是由数控车削加工中心和工业机器人组成的柔性加工单元，可实现工件搬运、装卸的自动化和加工调整准备的自动化，如图1-1-4所示。
图1-1-3 车削加工中心
图1-1-4 FMC车削单元
2）按主轴的配置形式分类。
①卧式数控车床。其主轴轴线处于水平位置。它又可分为水平导轨卧式数控车床（如图1-1-5所示）和倾斜导轨卧式数控车床（如图1-1-6所示）。倾斜导轨结构可以使车床具有更大的刚性，并易于排屑。
图1-1-5 水平导轨卧式数控车床
图1-1-6 倾斜导轨卧式数控车床
②立式数控车床。其主轴轴线处于垂直位置，并有一个直径很大的圆形工作台，供装夹工件用。这类机床主要用于加工径向尺寸大、轴向尺寸较小的大型复杂零件，如图1-1-7所示。
除此之外，数控车床还可以按控制方式分为开环控制系统、半闭环控制系统、闭环控制系统的数控车床；按装夹工件方式分为卡盘式数控车床和顶尖式数控车床；按刀架数分为单刀架数控车床和双刀架数控车床等。
（4）数控车床的组成 数控车床（如图1-1-8所示）主要由以下几部分组成。
1）主机。它是数控车床的机械部件，包括床身、主轴箱、刀架、尾座、进给机构等。
2）数控装置。它是数控车床的控制核心，由各种数控系统完成对数控车床的控制。
3）伺服驱动系统。它是数控车床进行切削工作的动力部分，主要实现主运动和进给运动，由伺服驱动电路和伺服驱动装置组成。
图1-1-7 立式数控车床
图1-1-8 数控车床
4）辅助装置。它是数控车床的一些配套部件，包括液压装置、气动装置、冷却系统、润滑系统和自动清屑器等。
（5）数控车床的工作原理 数控车床的工作原理如图1-1-9所示。根据零件图样制订工艺方案，采用手工或计算机进行编程，把加工零件所需的车床各种动作及全部工艺参数变成车床数控装置能接受的信息代码，将信息代码（程序）通过输入装置（操作面板）的按键输入数控装置。另一种方法是利用计算机和数控车床的接口直接进行通信，实现零件程序的输入和输出。
图1-1-9 数控车床的工作原理
进入数控装置的信息，经过一系列处理和运算转变成脉冲信号。有的信号送到车床的伺服系统，通过伺服机构对其进行转换和放大，再经过传动机构驱动车床有关部件。还有的信号被送到可编程序控制器中，用以顺序控制车床的其他辅助动作，如实现刀具的自动更换、变速、松开/夹紧工件、开/关切削液等动作。
（6）数控车削加工的特点 数控车床车削加工主要有以下几个特点。
1）加工精度高、质量稳定。
2）能加工形状复杂的零件。
3）适应性强。
4）生产率高。
5）自动化程度高、工人劳动强度低。
6）经济效益高。
7）有利于生产管理的现代化。
（7）数控车床的应用范围 数控车床主要用于轴类、套类、盘类等回转体零件的加工，如各种内/外圆柱面、内/外圆锥面、圆柱螺纹、圆锥螺纹、切槽、钻孔、扩孔、铰孔等工序，以及普通车床上不能完成的由各种曲线构成的回转面、非标准螺纹、变螺距螺纹等表面的加工。
3.数控车床的安全操作规程
1）进入数控实习现场后，应服从安排，听从指挥，不得擅自启动或操作数控系统及车床。工作时，应穿好工作服（要扎好袖口）和安全鞋，戴好工作帽及防护镜，头发过长应卷入工作帽中，不允许戴手套操作车床。
2）不得在实习现场嬉戏、打闹及进行任何与实习无关的活动，以保证实习正常、有序地进行。
3）使用数控车床前，应仔细查看车床各部分机构是否完好，认真检查数控系统及各电器附件的插头、插座是否连接可靠。检查车床各手柄位置是否正常，并在工作前慢车启动，空转数分钟，观察车床是否有异常。
4）数控车床开机后应进行回参考点操作，回参考点前，首先观察刀架是否已经在参考点附近，若已在参考点附近，应该将刀架向参考点相反的方向移动一段距离，避免回参考点超程报警。
5）操作数控系统前，应检查冷却风扇是否运转正常，以保证良好的散热效果。
6）操作数控系统时，对按键及开关的操作不得太用力，以防止损坏。自动转位刀架未回转到位时，不得用外力强行定位，以防止损坏内部结构。
7）安装工件要放正、夹紧，安装完毕应取出卡盘扳手；装卸大工件时要用木板保护床面。
8）刀具的安装要垫好、放正、夹牢；装卸完刀具要锁紧刀架，并检查限位。
9）数控车床的加工程序必须经指导教师认可后方可使用，以防止编程错误所引起的事故。
10）开启数控车床后，不能随意改变主轴转速；不能打开车床防护门；不能直接测量工件尺寸和触摸工件，切削加工时要精力集中，并要防止各部件的碰撞。
11）数控车床的加工虽可自动进行，但不属于无人加工性质，仍然需要操纵者监控，在加工过程中，不允许随意离开岗位。
12）若发生事故，应立即按下急停按钮并关闭电源，保护现场，及时报告，以便分析原因，总结教训。
13）属违反操作规程所引起的事故，当事人必须按实际维修费用赔偿。
14）下班时，除关机外，应认真做好保养工作，擦净车床并加油润滑、清理现场、关闭电源。
4.数控车床的日常维护及保养
要想提高数控车床的使用寿命和效率，除合理、正确使用车床外，精心的维护和保养也是必不可少的。常见数控车床的日常维护及保养内容如下。
1）保持环境整洁。周围环境对数控车床影响较大，如潮湿的空气、粉尘及腐蚀气体等，不仅会对车床导轨面产生磨损和腐蚀，还会影响电气元件的寿命。
2）保持机床清洁。要坚持车床主要部位（如工作台、裸露的导轨、数控面板）每班打扫一次，对车床整机每周打扫一次，包括油、气、水过滤器和过滤网等。
3）定期对车床各部位进行检查，及时发现问题，消除隐患。
4）杜绝车床带故障运行。设备一旦出现故障，尤其是机械部分故障，应立即停止加工，分析故障原因，待解决后才能继续运行。
5）及时调整。车床长期运行后，因各种原因会使车床丝杠反向间隙、镶条与导轨间隙增大等，影响车床精度，出现上述问题应及时调整。
6）及时更换易损件。传动带、轴承等配件出现损坏后，应及时更换，防止造成设备和人身事故。
7）经常监视电网电压。数控装置允许电网电压在额定值的±10%范围内波动，如果超过此范围，就会造成数控系统不能正常工作，甚至引起数控系统内某些元器件损坏。为此，需要经常监视数控装置的电网电压。电网电压质量差时，应加装电源稳压器。
8）定期更换存储器电池。一般数控系统都装有电池，当电池电量不足时会报警，应及时更换，以防断电期间系统数据丢失。