时间：2023-03-16 17:16:37
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油管螺纹牙型尺寸有两种，一种为每英寸8牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹，一种为每英寸10牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹。
油管扣与普通螺纹相比具有许多特点，它可拆性好，连接强度高，它的牙型分布在1:16的圆锥体上，技术要求高。油管螺纹加工完后应试压，试压要求用规定的螺纹脂(丝扣油)并经过机紧后在规定的最小静水压试验压力下不出现渗漏(并保持规定的时间)。一般为25MPa～45MPa,保压5分钟左右。
下面介绍的是在数控车床上用梳刀加工油管螺纹的实例，图1是泄油体零件图，加工设备是济南机床一厂生产的JICNC-IV数控车床，数控系统是航空航天部七六所生产的MNC826。
2成形梳刀车削油管螺纹的加工原理
我们知道，数控车床加工的基本原理就是插补原理。无论机床是作直线插补、圆弧插补还是螺纹插补，刀具实际的轨迹都是折线。即机床X轴走1步，Z轴走1步，刀具始终是围绕着理论轨迹作阶梯运行。利用插补原理，我们用梳刀对油管螺纹进行成形加工。所不同的是，机床的插补功能是数控系统内部设定的，只要给其坐标值后，系统既能自动进行插补运算，使刀具走出理想轨迹。而梳刀的插补运行是靠程序编制完成的，通过程序的计算和运行，不断改变刀具的起刀位置，从而能做到直接用梳刀加工出油管螺纹。这种加工方法尤其能达到油管螺纹的技术要求，保证精度，密封性好。
3对油管扣加工进行分析、计算
我们从零件图1中可知，这是一个两头对称的27/8TBG油管螺纹，固其加工工艺分为在普通车床上加工外圆、内孔至尺寸，1:16外锥留适量余量；然后在数控车床上用油管螺纹梳刀分六次车削油管螺纹。图2为用2齿梳刀车削27/8TBG螺纹的切削图形。计算尺寸如图3。
4编制加工程序
27/8TBG油管螺纹分六刀车削完毕，其中每一刀的程序编制除尺寸有所变化外，其它基本一样，也可编成一个车螺纹的子程序。其循环过程为：
如果对所用的普通车床和长时间使用的车床不进行改造，仅购买新的数控车床，则会增加许多生产厂家设备方面的成本。所以生产厂家对普通车床及长时间使用的车床进行数控化改造是必经之路。
由于进行数控化改造对于改造厂家来说，较杂又乱，但如何对改造的数控机床进行质量控制则是我们一直以来需要探讨的问题，在此谈一下如何进行改造数控车床的质量控制。
普通车床数控改造分为新机改造和旧机改造，新机改造是用户购买普通车床或普通光机（指仅带床头箱和纵、横向导轨的车床），改造厂家根据其要求进行数控化改造。旧机改造是指用户将已经使用过的普通车床或数控车床进行翻新并进行数控化改造。其中旧机改造包括大修车床改造和用户旧机部件改造。在此浅谈改造数控车床在机械方面的质量控制方法、着重控制点和检验过程。
1新机改造和旧机大修车床改造都必须经过如下相同改造
(1)更换X轴、Z轴丝杆、轴承、电机。
(2)增加电动刀架和主轴编码器。
(3)增加轴向电机的驱动装置，限制运行超程的行程开关，加装变频器（客户需要）以及为了加工和安全所需的电气部分。
(4)X轴、Z轴的丝杆两端支承面的配刮、滚珠丝杆副托架与床鞍的配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮。
(5)据需要增加防护设施，如各向丝杆的防护罩，安全防护门，行程开关的防护装置。
2新机改造和旧机大修车床改造的不同点
(1)新机改造的主轴和尾座部分未进行改动，主轴部分和尾座部分无须进行再改造。
(2)旧机大修车床由于经过长时间使用，导轨已磨损，为了保证大修后，能继续长时间使用而不变形，必须经过淬火工序，然后磨导轨，且磨导轨后必须保证导轨硬度≥HRC47。
(3)旧机大修车床应根据客户需要对主轴部分和尾座部分进行改造和调整。
3新机改造和大修机床改造的精度检验是检验的重要项目
精度检验执行JB/T8324.1-1996《简式数控卧式车床精度》。
4新车床改造的精度质量控制如下
(1)铲刮检验。新车床改造经过对X轴、Z轴的丝杆两端支承面的进行配刮、对滚珠丝杆副托架与床鞍进行配刮、床身与床鞍导轨副进行配刮等。车床的主轴、尾座部分未拆动。检验方法如下：用配合面进行涂色，相互配合面进行结合，并相对摩擦，然后对铲刮面进行铲刮点数检验，并对结合处用塞尺进行结合程度检验，其中刮研点不得低于6点/25*25mm，0.03mm的塞尺塞结合处，不入。
(2)丝杆与导轨平行度检验：装配丝杆时，丝杆与导轨的平行度必须≤0.02mm。
(3)精度检验的G1项中导轨在垂直平面内的直线度(只许凸)应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。
(4)精度检验中的主轴部分精度G4、G5、G6项也应由普通车床厂家进行保证，不作为重点检验项目。
(5)G11项床头、尾座两顶尖的等高度由普通车床厂家进行保证，不作为改造厂家质量控制的重点项目。5用户大修车床改造的精度检验
由于进行了磨导轨，基准面已变动，所以精度检验中的所有项目必须进行检验，且应严格进行控制，以保证改造后的使用性能。
6大修车床改造和新机改造的其它质量重要控制点
(1)锈蚀检查：各横、纵向导轨面，主轴、主轴法兰盘，尾座空心套和各
(2)外露非油漆表面都必须采取防锈措施，如清洗干净后，用脂等进行防锈检查：铲刮面、丝杆和轴承在进行装配前必须清洗干净，不得留有红丹粉、铁削和其它脏物质；电箱内侧、防护罩内侧无灰尘、脏物。
(3)渗漏检查：大修车床改造的主轴轴承和齿轮等必须保持，大修车床改造和新车床改造的轴向丝杆和轴承必须有，必须有冷却装置，且以上和冷却中接头处，油、水箱等处都不得有渗漏现象。
(4)机床噪声、温升、转速、空运转试验：
①主轴在各种转速下连续空运转4min，其中最高转速运转时间不小于2小时。整机空运行时间≥16h，对圆弧、螺纹、外圆、端面等循环车削进行模拟空运行试验。
②主轴轴承温度稳定后，测轴承温度及温升滚动轴承：温度≤70℃，温升≤40℃；滑动轴承：温度≤60℃，温升≤30℃。
③机床噪声声压级空运转条件下≤83dB(A)，且机床有无不正常尖叫、冲击声。各轴方向进给运动进行应平稳，无明显振动、颤动和爬行现象。
④机床连续空运转试验在规定连续空运转时间内，无故障，运行可靠，稳定。
(5)用户更换部件（包括机床部分的维修）的改造：由于车床更换部件的改造项目较多，主要是更换主轴轴承、轴向丝杆、轴向电机、轴向轴承和系统。
①更换主轴轴承：由于更换主轴轴承是为了保证加工外圆和端面的精度，必须在更换轴承后，先行检验主轴的噪声在无异常的情况下，整机噪声声压级不得超过83dB（A），然后进行加工精度检验，并检验加工工件的表面粗糙度。
（一）、数控机床工作原理及组成
1.数控机床工作原理：
数控机床加工零件时，首先应编制零件的加工程序，这是数控机床的工作指令。将加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制机床主运动的变化、起停，进给运动的方向、速度和位移量以及其它如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却的开、关等动作，使刀具与工件及其它辅助装置严格的按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合要求的零件。
2.数控机床的组成：
数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体等四部分组成（二）、设计内容及任务
普通车床（C618）的数控改造设计内容包括：总体方案的确定和验证、机械改造部分的设计计算（包括纵向、横向进给系统的设计与计算）、主运动自动变速原理及改造后的机床传动系统图的设计、机床调速电动机控制电路的设计、电磁离合器的设计计算。。
本设计任务是对C618卧式车床进行数控化改造，实现微机对车床的数控化控制。利用微机对车床的纵向、横向进给系统进行数字控制，并要达到纵向最小运动单位为0.01/脉冲，横向最小运动单位0.005/脉冲，主运动要实现自动变速，刀架要改造成自动控制的自动转位刀架，要能自动的切削螺纹。
（三）、数控部分的设计改造
1、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。连续控制系统能对两个或两个以上坐标方向的位移进行严格的不间断的控制。由于C618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。
2、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。但他结构复杂、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。
开环控制系统中没有位置控制器及反馈线路，因此开环系统的精度较差，但其结构简单，易于调整，所以常用于精度要求不高的场合。
经过上序比较，由于所改造的C618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。
3、数控系统的硬件电路设计
数控系统都是由硬件和软件两部分组成，硬件是控制系统的基础，性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。
数控装置的设计方案通常有：
可以全部自己设计制作
可以采用单板机或STD模块或工控机改制
可以选用现成的数控装置作少量的适应化改动
在普通机床的经济型数控改造中，由于第一种设计周期较长且不经济，同时质量也难于保证。第二种则更加不经济。所以不课程设计将采取第三钟方案。
（四）、机械改造部分的设计
1、主传动部分的改造设计
将原机床的主轴电动机换成变频调速电动机，无级调速部分由变频器控制。将原机床的主轴手动变速换成有电磁离合器控制的主轴变速机构。改造后使其主运动和进给运动分离，主轴电动机的作用只是带动主轴旋转。
2、进给机构的改造
将原机床的挂轮机构、进给箱、溜板箱、滑动丝杠、光杠等全部拆除。纵向、横向进给以步进电动机作为驱动元件经一级齿轮减速后，由滚珠丝杠传动。
本文介绍了采用数控车床的主轴驱动中变频控制的系统结构与运行模式，并阐述了无速度传感器的矢量变频器的基本应用。
2数控车床主轴变频的系统结构与运行模式
2.1主轴变频控制的基本原理
由异步电机理论可知，主轴电机的转速公式为:
n=(60f/p)×(1-s)
其中P—电动机的极对数，s—转差率，f—供电电源的频率，n—电动机的转速。从上式可看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可以平滑地调节电机转速，而对于变频器而言，其频率的调节范围是很宽的，可在0～400Hz(甚至更高频率)之间任意调节，因此主轴电机转速即可以在较宽的范围内调节。
当然，转速提高后，还应考虑到对其轴承及绕组的影响，防止电机过分磨损及过热，一般可以通过设定最高频率来进行限定。
图1所示为变频器在数控车床的应用，其中变频器与数控装置的联系通常包括:(1)数控装置到变频器的正反转信号;(2)数控装置到变频器的速度或频率信号;(3)变频器到数控装置的故障等状态信号。因此所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。
2.2主轴变频控制的系统构成
不使用变频器进行变速传动的数控车床一般用时间控制器确认电机转速到达指令速度开始进刀，而使用变频器后，机床可按指令信号进刀，这样一来就提高了效率。如果被加工件如图2(1)所示所示形状，则由图2(1)中看出，对应于工件的AB段，主轴速度维持在1000rpm，对应于BC段，电机拖动主轴成恒线速度移动，但转速却是联系变化的，从而实现高精度切削。
在本系统中，速度信号的传递是通过数控装置到变频器的模拟给定通道(电压或电流)，通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置，数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置，以满足数控车床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。
3无速度传感器的矢量控制变频器
3.1主轴变频器的基本选型
目前较为简单的一类变频器是V/F控制(简称标量控制)，它就是一种电压发生模式装置，对调频过程中的电压进行给定变化模式调节，常见的有线性V/F控制(用于恒转矩)和平方V/F控制(用于风机水泵变转矩)。
标量控制的弱点在于低频转矩不够(需要转矩提升)、速度稳定性不好(调速范围1:10)，因此在车床主轴变频使用过程中被逐步淘汰，而矢量控制的变频器正逐步进行推广。
所谓矢量控制，最通俗的讲，为使鼠笼式异步机像直流电机那样具有优秀的运行性能及很高的控制性能，通过控制变频器输出电流的大小、频率及其相位，用以维持电机内部的磁通为设定值，产生所需要的转矩。
矢量控制相对于标量控制而言，其优点有:(1)控制特性非常优良，可以直流电机的电枢电流加励磁电流调节相媲美;(2)能适应要求高速响应的场合;(3)调速范围大(1:100);(4)可进行转矩控制。
当然相对于标量控制而言，矢量控制的结构复杂、计算烦琐，而且必须存贮和频繁地使用电动机的参数。矢量控制分无速度传感器和有速度传感器两种方式，区别在于后者具有更高的速度控制精度(万分之五)，而前者为千分之五，但是在数控车床中无速度传感器的矢量变频器的控制性能已经符合控制要求，所以这里推荐并介绍无速度传感器的矢量变频器。
3.2无速度传感器的矢量变频器
无速度传感器的矢量变频器目前包括西门子、艾默生、东芝、日立、LG、森兰等厂家都有成熟的产品推出，总结各自产品的特点，它们都具有以下特点:(1)电机参数自动辩识和手动输入相结合;(2)过载能力强，如50%额定输出电流2min、180%额定输出电流10s;(3)低频高输出转矩，如150%额定转矩/1HZ;(4)各种保护齐全(通俗地讲，就是不容易炸模块)。
无速度传感器的矢量控制变频器不仅改善了转矩控制的特性，而且改善了针对各种负载变化产生的不特定环境下的速度可控性。图3所示，为某品牌无速度传感器变频器产品在低频和正常频段时的转矩测试数据(电机为5.5kW/4极)。从图中可知，其在低速范围时同样可以产生强大的转矩。在实验中，我们同样将2Hz的矢量变频控制和V/F控制变频进行比较发现，前者具有更强的输出力矩，切削力几乎与正常频段(如30Hz或50Hz)相同。
3.3矢量控制中的电机参数辨识
由于矢量控制是着眼于转子磁通来控制电机的定子电流，因此在其内部的算法中大量涉及到电机参数。从图4的异步电动机的T型等效电路表示中可以看出，电机除了常规的参数如电机极数、额定功率、额定电流外，还有R1(定子电阻)、X11(定子漏感抗)、R2(转子电阻)、X21(转子漏感抗)、Xm(互感抗)和I0(空载电流)。
参数辨识中分电机静止辨识和旋转辨识2种，其中在静止辨识中，变频器能自动测量并计算顶子和转子电阻以及相对于基本频率的漏感抗，并同时将测量的参数写入;在旋转辨识中，变频器自动测量电机的互感抗和空载电流。
在参数辨识中，必须注意:(1)若旋转辨识中出现过流或过压故障，可适当增减加减速时间;(2)旋转辨识只能在空载中进行;(3)如辨识前必须首先正确输入电机铭牌的参数。
3.4数控车床主轴变频矢量控制的功能设置
从图1中可以看出，使用在主轴中变频器的功能设置分以下几部分:
(1)矢量控制方式的设定和电机参数;
(2)开关量数字输入和输出;
(3)模拟量输入特性曲线;
(4)SR速度闭环参数设定。
4结束语
对于数控车床的主轴电机，使用了无速度传感器的变频调速器的矢量控制后，具有以下显著优点:大幅度降低维护费用，甚至是免维护的;可实现高效率的切割和较高的加工精度;实现低速和高速情况下强劲的力矩输出。
1.1、数控基础理论部分：在编制教材时，这是数控操作很重要的一个理论基础模块。
1.2、这个模块的教学目标：主要让学生掌握数控加工基础理论，为实作打下足够的理论基础。
1.3、模块的教学内容包括：
数控机床的产生、发展、组成、分类、特点、数控机床的坐标系。工序的划分及必备的工艺基础知识，包括切削用量及工装设备的选择的基础知识。
安排教学时数：20学时。
通过这个模块，学生要有对数控车床的最基本的认识，对数控编程要有最一个感性的理解。
2．能够掌握数控操作入门模块：
2.1、数控操作入门，让学生熟悉数控机床的各种运动状态，掌握坐标系在实作时的实质含意。要求学生不是要学得快，而是要学得好。进而让教学的内容更丰富，一方面手动操作数控机床，要求学生熟练掌握数控机床的结构及运动状态，坐标方向,并能用手动的方式加工简单零件；另一方面定义工件坐标系，要求学生能够独立建立工作坐标系，并能自动加工简单零件，要求手动切断。
2.2、教学课时：20学时（包括相关的理论课时）。
相关的理论教学是要学生在实际的操作和现场充分认识数控车床的结构及运动状况，为其自动操作打下坚实的基础，这是专门针对现在的学生空间理解能力弱而设定的一个模块。
3．掌握单把刀具自动加工模块：这是数控操作基础的升华过渡模块
3.1、单把刀具自动加工模块让学生能够完全独立地建立工作工件系并自动加工一些简单的零件，并能够掌握怎样在加工中保证加工精度的基本知识，要求学生能够独立磨外圆刀。
3.2、单把刀具自动加工模块教学内容：
3.2.1、阶梯小轴的加工。要求能独立编制简单零件的自动加工程序并完成自动加工过程。用手动的方式切断。并在实践中进一步理解加工阶段的划分原则及切削用量的选择原则，以达到要求的加工精度。
3.2.2、实训课题二：锥度的加工。
3.2.3、实训课题三：圆弧面加工。
3.2.4、实训课题四：圆角及倒角的加工。
3.3、教学课时：40学时（包括相关的理论课时）。
原本在数控加工中是不能截然的将单把刀和多把刀的自动加工分开，但是由于我们是针对特殊的群体，基础特别薄弱的学生，所以我认为在教学中设定这个模块有助于学生深入理解数控程序的编定方法及自动加工过程中一些技巧。而且通过实践教学确实取得了很好的效果，基本上所有的学生都能掌握最基本的自动加工程序及工件坐标系的确定，起到了很好的过渡作用。
4．多把刀具自动加工模块：这是数控操作的深化模块
4.1、多把刀具自动加工模块，让学生能够编制较为复杂零件的数控程序并能使用多把刀具自动加工一些较为复杂的零件，并能进一步掌握怎样在数控加工中保证加工精度的方法。
4.2、这个模块的的教学内容：
4.2.1、实训课题一：对刀的操作（对切断刀）。要求学生能够独立对刀，保证两把刀具的坐标同一性，并用两把刀具自动加工简单外圆，不要求切断。
4.2.2、实训课题二：切槽及切断加工。要求学生能够独立编制切槽及切断程序。并自动加工零件，要求自动切断。
4.2.3、实训课题三：切宽槽加工。要求学生能够独立编制切宽槽程序，并自动加工及切断零件。
4.2.4、实训课题四：螺纹加工。要求学生能够对螺纹刀具，保证多把刀具的坐标同一性。能够编制简单螺纹零件的程序并自动加工及切断。
4.2.5：内凹圆弧的加工。要求学生掌握内凹圆弧的编程方法，并自动加工内凹圆弧。
4.3、教学课时：40学时（包括相关的理论课时）。
在学生掌握了最基本的数控编程及操作技术的前提下，更进一步深化所学的基本知识，使学生对前一个模块的知识理解更深刻，更具体，起到了很好的知识扩展和延伸作用。
5．外轮廓综合零件加工：这个模块为综合训练模块
5.1、外轮廓综合零件加工,要求学生能够熟练编制复杂零件的程序，并自动加工、切断并保证加工质量，熟练掌握多把刀具的对刀操作。
5.2、这个模块的教学内容：
5.2.1、实训课题一：综合零件一加工。要求独立编制复杂零件的程序及自动加工及自动切断，保证加工质量，熟练对刀。
5.2.2、实训课题二：综合零件二加工。要求同上。
5.2.3、实训课题三：综合零件三加工。要求同上。
5.2.4、实训课题四：综合零件四加工。要求同上。
5.3、教学课时：40学时（包括相关的理论课时）。
在这个阶段学生把所学的知识融会贯通，形成完整的知识链，并在操作上达到非常熟练的程度。还可以在这个阶段划分出学生接受知识的层次，以备下一步因材施教。
二．强化训练阶段：(含三个模块)
6．异型表面的加工：这个模块为强化模块（针对优生使用）
6.1、这个模块的教学目标：要求学生能够编制较特殊地一些零件表面的自动加工程序，并能自行选择刀具，初步掌握刀具的一些特殊要求。
6.2、这个模块的教学内容：
实训课题一：较深内凹表面的加工。要求学生掌握异型表面对刀具的特殊要求，并能编制简单异型表面的程序且自动加工。
实训课题二：手柄的加工。能编制较复杂异型零件的加工，满足复杂异型表面对刀具的特殊要求。
实训课题三：葫芦的加工。
7．内孔表面加工：这个模块为强化模块（针对优生使用）
7.1、这个模块的教学目标：要求学生初步掌握对内孔表面的数控编程及自动加工方法。
7.2、这个模块的教学内容：
实训课题一：光孔的加工。要求学生能够独立编制光孔加工程序并完成自动加工，保证加工质量。
实训课题二：圆弧内孔的加工。
实训课题三：螺纹内孔的加工。
8．配合零件的加工：这个模块为竞赛模块（针对竞赛学生使用）
8.1、这个模块的教学目标：要求学生能够加工较复杂的配合零件，并达到相关的配合要求，同时要能独立制作一些必需的专用夹具，刃磨刀具等工装设备。
2项目教学法在数控车床编程中的应用
2.1对项目进行确定
首先需要对项目进行确定，了解项目中的任务。项目中的任务也需要合理的计划，这是实施项目教学的首要前提，在项目确定的时候有几个因素需要考虑：第一，在项目进行选择的时候要按照教学中的内容，结合教学大纲中的要求，将教学大纲中的知识和每一个项目结合在一起，还需要一定的想象空间，这样不仅能够提高学生学习知识的能力，还能培养学生的创新能力。其次，根据学生的学习水平、学习层次来制定项目的难易程度，来提高学生的学习兴趣，每一个项目都尽量能让学生接受。最后，设定的项目要有一定的实用价值，例如：在在数控车床编程中可以选用一些小酒杯来作为项目中的教学，分析小酒杯中的零件图纸，通过图纸上的尺寸要求，来对尺寸进行控制并进行加工。
2.2制定相应的计划
要制定计划的时候，需要提供相应的资料。可以将学生分为几个小组，并从其中选出一个组长，在老师的指导下，对本组人员进行职务上的分配。老师给学生提供相应的零件加工资料，并且告诉学生需要完成的项目是什么以及这个项目的操作顺序，这样可以减少学生在操作中容易出现差错。每个小组可以根据酒杯的零件图纸来进行加工，小组成员通过一起商量和探讨来进行编写，教师可以通过对加工工艺的程序进行相应的指导，对小组中出现程序错误的进行改正。这样一来，不仅能够提高学生的合作能力、交流能力，还能达到教学中的目的。
2.3对计划的实施
在确定好项目之后，教师需要对项目在实施过程中遇到的一些问题进行解决，这样能够总结经验，来更好的对学生指导。在教学中，可以给学生展示一些关于数控车床编程中的案例，来提高学生的学习兴趣。在实施项目计划的过程中，教师要不断地激励学生勇敢的尝试，提高学生的自主学习能力，学生之间也可以互相的交流和合作，来对项目中的任务更好的完成。学生在项目完成之后，老师可以通过阶段性测试，来检验学生对知识的掌握程度，学生也能清楚的知道自己哪方面知识不足，教师也可以看到学生知识存在的漏洞，可以进行再次的讲解和指导，来增加学生的理解能力和学习兴趣，更好的完成项目中的任务。
2.4进行总结和评价
在学生对项目加工完之后，教师可以让每一组学生的作品结果进行展示，找出符合加工要求、质量比较高的小组，来进行讲评和总结。对在加工中出现问题的小组，找出出现问题的原因，并进行一定程度上的指导，给出相应的解决办法。例如：学生在对酒杯进行加工的过程中，内孔刀的选择和切削用量对准确对酒杯的内表面的加工质量是比较重要的。因此，教师可以让学生对项目加工中需要注意的事项进行总结，以及学生在项目学习过程中的表现进行评价，教师对这些问题进行纠正，并给出相应的建议，方便学生在下一个项目任务中更好的表现。
中图分类号 TH16 文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)16-0149-02
普通车床上多头螺纹的加工主要依赖于操作者的丰富经验和高超的技能,然而,在批量生产中,单靠操作者的个人经验和技能是无法保证生产效率和产品质量的。在制造业高速发展的今天,高精度数控机床和高性能数控系统的应用使许多普通机床和传统工艺难以解决的问题变得相对容易,而且生产效率和产品质量得到了很大提高。以下将从4个方面对多头螺纹的数控车床加工进行阐述。
1 螺纹的基本特征
螺纹是机械零件上最常用的联接结构之一,它具有结构简单、拆装方便及联接可靠等优点,在机械制造业中广泛应用,如数控车床的主轴与卡盘的联结,方刀架上螺钉对刀具的坚固,丝杠螺母的传动等。螺纹的种类较多,按断面形状一般可分为三角形、矩形、梯形、锯齿形和圆形螺纹;按照螺纹的线数不同,又可分为单线螺纹和多线螺纹。由于用途不同,它们的技术要求和加工方法也不一样。
2 螺纹的加工方法
2.1 螺纹的加工方法
随着制造技术的发展,螺纹的加工,除采用普通机床加工外,常采用数控机床加工。这样既能减轻加工螺纹的加工难度又能提高工作效率,并且能保证螺纹加工质量。在目前的数控车床中,螺纹切削一般有3种加工方法:
1)直进法
易获得较准确的牙型,但切削力较大,常用于螺距小于3mm的三角螺纹。加工方法是在加工过程中对刀具的Z轴(轴向方向)不进行改变,分次进给(直径方向),来完成螺纹的切削。
2)斜进法
在每次往复行程后,除了做横向进刀以外,只在纵向的一个方向微量进给。
3)左右车削法
在每次往复行程后,除了做横向进刀外,还需要向左或向右微量进给。对于加工大螺距的螺纹,多头螺纹等零件,由于加工面太宽,接触面大。用直进法的话,对于机床,刀具,工件都会产生很大的影响,甚至产生打刀,飞活,蒙车等现象。所以,只有采取左右车削法来完成。 加工方法是通过改变Z轴的方向,也就是进刀起始点,来完成对螺纹一个侧面的加工,完了再加工另一侧面,最后对两侧面和底面修光。这种方法叫左右进刀法。注:是一个侧面一个侧面的加工,以减小刀具和工件的接触面积。可一刀左,下一刀右的方法加工。
2.2 多头螺纹加工的控制
在运用程序加工多头螺纹时,要注意对以下问题的控制:1) 主轴转速的确定。在车削螺纹时,车床的主轴转速将受到螺纹的螺距(或导程)大小、驱动电机的升降频特性,以及螺纹插补运算速度等多种因素影响,不同的数控系统,推荐的主轴转速选择范围也不同。所以,编程时应按照数控车床操作说明书所规定的主轴转速车削螺纹,同时,在车削螺纹的过程中,尽量不要改变主轴转速,以防车出不完全螺纹;2)表面粗糙度要求。螺纹加工的最后一刀基本采用重复切削的办法,这样可以获得更光滑的牙表面,达到粗糙度要求;3)批量加工过程控制。对试件切削运行程序之前除正常要求对刀外,在数控系统中要设定刀具磨损值,第一次加工完后用螺纹千分尺进行精密测量并记录数据,将磨损值相应减少,进行第二次自动加工,并将测量数据记录,以后将磨损补偿值的递减幅度减少并观察它的减幅与中径的减幅的关系,重复进行,直至将中径尺寸调试到公差带的中心为止。在以后的批量加工中,尺寸的变化可以用螺纹环规抽检,并通过更改程序中的X数据,也可以通过调整刀具磨损值进行补偿。
3 螺纹的编程方法
多头螺纹的编程方法和单头螺纹相似,采用改变切削螺纹初始位置或初始角来实现。螺纹的编程方法很多,我们可以严格按照数控系统规定的螺纹循环指令格式来进行编程,如日本FANUC系统加工螺纹常用G32、G92和G76三条指令。其中指令G32用于加工单行程螺纹,编程任务重,程序段较长;而采用指令G92,可以实现简单螺纹切削循环,使程序编辑大为简化,但是依然需要设置每次走刀量;指令G76克服了G92的缺点,只要设置好参数即可完成螺纹的一次性加工,且程序简捷,可节省编程时间。具体指令的应用我们只要按照机床编程说明书的要求完成相应零件的编程就可以了。
我们也可以不用什么专用指令,不管是什么数控系统,都用一种方法来解决:即只要保证加工第2条螺旋线的起点跟加工第1条螺旋线的起点Z方向相差一个螺距就行了,加工3,4,5,6......线道理也是一样,下面我来举例说明。
例:公称直径30,导程4,双头螺纹。编程如下:
G00X35Z5(第一条螺旋线的起点)
G76(加工第一条螺旋线。注意:F值为导程,牙型高的计算是以螺距计算的。)
1.前言
数控车床是一种高精度、高效率的自动化机床。它配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就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、槽、蜗杆等复杂工件，数控车床又称为 CNC车床，即计算机数字控制车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。
2. 如何合理使用数控车床
（1）做好试运转前的准备
数控车床几何精度检验合格后，需要对整机进行清理。用浸有清洗剂的棉布或绸布，不得用棉纱或纱布。论文写作，管理。清洗掉数控车床出厂时为保护导轨面和加工面而涂的防锈油或防锈漆。清洗数控车床外表面上的灰尘。在各滑动面及工作面涂以数控车床规定使滑油。仔细检查数控车床各部位是否按要求加了油，冷却箱中是否加足冷却液。数控车床液压站、自动间装置的油是否到油位批示器规定的部位。 检查电气控制箱中各开关及元器件是否正常，各插装集成电路板是否到位。 通电启动集中装轩，使各部位及油路中充满油。做好数控车床各部件动作前的一切准备。
（2）数控车床操作、维修人员必须是掌握相应数控车床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及安全操作规定操作数控车床；数控车床的PLC程序是数控车床制造商按数控车床需要设计的，不需要修改。不正确的修改，操作数控车床可能造成数控车床的损坏，甚至伤害操作者；除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、主轴参数、伺服参数等，用户不能私自修改，否则将给操作者带来数控车床、工件、人身等伤害；修改参数后，进行第一次加工时，数控车床在不装刀具小型数控铣床和工件的情况下用数控车床锁住、单程序段等方式进行试运行，确认数控车床正常后再使用数控车床；数控车床全部连接器、接头等，不允许带电拔、插操作。非专业人员不得打开电柜门，打开电柜门前必须确认已经关掉了数控车床总电源开关。
（3）正确进行超程复位和急停复位。
数控车床在运行过程中或手动运行时出于操作不慎或程序问题，导致往某一方向的运行超出数控车床的行程(即超程)，此时行程开关压下，数控车床在这一运动方向上自动锁住运行，应往相反方向运行数控车床直至解除超程报警，恢复正常。
当加工操作过程中发生紧急情况时，按下操作面板上的“急停”按钮采取白我保护后，计算机仍继续工作，但伺服电源和电动机已断电。经手工控制使得数控车床恢复正常后，可继续进行加工操作。
（4）重视工作环境，避开阳光直射，安装防振装置，并尽量远离振动源。数控车床附近不应有电焊机、高频处理等数控车床，避免高温对数控车床精度的影响。始终保持数控车床的清洁与完整，周围工具、刀具及附属数控车床要整齐摆放。数控车床需要的压缩空气压力应符合标准，并保持清洁。通风管路严禁使用镀锌铁管，防止铁锈堵塞过滤器。要定期检查和维护气、液分离器，严禁水分进入气路。要有保护环节与装置。装置要保持清沾、油路畅通，各部位良好。油液必须符合标准，并经过滤。过滤装置要定期清洗、更换滤芯，经检验合格才能使用。电气系统的控制柜和强电柜门，应尽量少开。防止灰尘、油雾对电子元器件的腐蚀及损坏。论文写作，管理。经常清理数控装置的散热通风系统，使数控系统可靠地运行。数控装置的正常工作温度为55℃-60℃。有超温情况时，一定要立即停机检测。论文写作，管理。数控装置储存器(RW)的电池由系统自行随时测定报警，及时更换才能继续维持RW中的参数和程序等数据。更换电池时要在通电情况厂，切忌在断电情况下拔掉电池，防止数据丢失。插板、印制电路板(如EPROM块等)不能在通电情况F插拨，否则会出现一些无法补救的故障。也不要经常进行断电插拨。论文写作，管理。论文写作，管理。在加工工件前，必须先对各坐标进行检测加工。操作者必须齐数控车床启动后进行“归零”操作，防止数据丢失。数控车床精密测量装置不能随意拆动。复查程序，经模拟试验后再正式开始停机两周以上时应及时给数控车床通电，数控车床参数设置不能随意修改，以免影响数控车床性能发挥。误操作时要即时向维修人员说明情况，进行即时处理。数控车床外部结构简化，密封可靠，自诊断功能日益完善，在对其的日常维护中除需对必要部分进行清洁擦拭外，不得任意拆卸其他部位。
（5）加强数控车床管理
数控车床管理是数控车床管理的重要内容之一，是企业数控车床管理中不可忽视的环节。数控车床是防止和延缓零件磨损和其他形式失效的重要手段之一。加强数控车床的管理工作，并把它建立在科学管理的基础上，按技术规范的要求，正确选用各类材料，并按规定的时间、部位、数量进行，以降低摩擦、减少磨损，使数控车床有良好的是数控车床安全、稳定、持续、高效运行的重要保证，对于企业减少能耗，降低成本，降低数控车床故障发生率，延长数控车床使用寿命，保持数控车床完好并充分发挥数控车床效能和社会经济效益都具有十分重要的意义。
掌握工作重点，即保持清洁，合理用油，按时定量，方法得当，不漏防堵。要求他们在主管人员的指导下，遵守换油规程，执行数控车床卡片的规定，做好数控车床循检工作，并认真填写好记录。可以将部位、名称及加油点数；每个加油点油脂牌号；加、换油时间；每次加、换油数量；每个加、换油点的负责人编制成图表。维护人员要认真执行，并做好运行记录。专业人员要定期检查和不定期抽查图表执行情况，发现问题及时处理。论文写作，管理。点检人员必须随时注意数控车床各部状况，发现问题及时报告和处理。
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随着科技的迅猛发展，计算机辅助软件在数控加工制造中被广泛的应用。在数控加工制造业中广泛应用计算机辅助数控技术，数控专业是具有很强的理论性和实践性特征的专业，计算机辅助教学技术极大的提高数控教学效果和降低教学成本，本文研究了计算机辅助教学技术在数控教学中的应用。
1 数控教学中存在的问题
数控专业涉及多门学科，且交叉程度高，具有很强的其理论性和实践性，数控专业的理论知识体系很复杂，实践操作要求高，因此数控专业的实践教学在教学中起着极为关键的作用，通过有效的计算机辅助实践教学能够促进学生了解数控车床的基本原理与结构，能够让学生加快掌握数控车床的基本操作技能，熟练操作CAD/CAM应用的方法与流程，最终提高综合能力，但是在实际数控教学过程中，往往受到教学条件和专业特征等因素的制约，导致在具体的教学中存在一些常见问题:(1)由于数控车床涉及多门学科，因此数控这门专业所需的理论知识体系相当复杂，而且许多教学内容很抽象、知识结构复杂，以往教师在课堂上单纯的讲解课本教学方式，导致学生难以理解，学习过程中选择逃过复杂的数控理论体系，导致学生普遍理论知识欠缺，最后必然导致学生难以理解接受理论知识;(2)数控车床综合应用多种技术，结构原理和生产过程是非常复杂，车床产品类型极为复杂，广泛应用于各行各业模型和各种数控车床，其价格远高于普通车床。数控车床价格太贵导致教学成本太高，因此学校在教学中不能将用于数控车床模型和数量配置完整，从而影响教学效果;(3)车床型号太多且价格昂贵，导致学校配置不能配齐所有车床型号，因此在实际教学中，学生不能对所有型号的数控车床进行实际的实践操作，导致学生在学校学校学到的知识，不能实际应用到企业；(4)当前职业教育广泛采用班级授课制，数控实训往往是一个班的同学在同一时间对数控实习室培训操作，训练设备的限制，很难确保每个学生数控车床操作培训，培训指导老师不能到每个学生调度监控和指导，这将导致在训练过程中存在安全隐患。
2 计算机辅助教学在数控教学中的应用措施
根据以上所述数控专业的专业特征及数控专业教学中存在的问题，可以利用现代技术计算机辅助数控教学，凭借计算机辅助教学有效的模拟效果提高数控专业的教学效果，具体措施包括:(1)数控专业理论中存在大量的抽象复杂的理论知识，传统的教学方式将导致学生很难理解，应用计算机辅助教学技术提高教学效果，数控车床的结构与原理极为复杂，而且很难找到实物演示观察，教师在讲解时难以表达清楚，学生很难理解掌握；这些抽象概念学生很难理解，采用计算机辅助教学技术，可以将复杂和抽象的教学内容简单化和具体化，从而让学生轻松地掌握这些复杂难懂的理论知识；在讲解数控指令等抽象内容时，可以运用计算机辅助教学技术将其实现功能形象地表达出来，从而将抽象内容具体化，应用计算机辅助教学技术可将教学内容形象化、具体化，还能突出重点、简化难点，并且能激发学生的学习兴趣，从而提高教学效果。(2)计算机辅助教学即利用硬件与软件结合构建虚拟实验室，在计算机网络上进行模拟、仿真各种实验操作，替代部分甚至全部传统的常规实验仪器设备，由于数控车床的型号和种类繁多，且更新换代极为快速，以职业学校的经济实力，不能将所有型号的实验设备配备齐全，可以充分利用计算机辅助软件构建虚拟实验室进行仿真。随着计算机辅助教学技术的日趋成熟，计算机仿真系统越来越完善，可模拟数控实际设备加工环境以及其工作状态也更加全面，可以验证数控加工程序更高的正确性和可靠性，计算机辅助数控加工仿真在数控教学中起着十分重要的作用，是现代数控专业实践教学的有效辅助方式。在虚拟实验室，利用计算机辅助处于虚拟环境中可动态分析观察数控工件制作程序的正确性和完整性，教师利用仿真平台进行工件加工操作演示，学生都能清楚的观察到每一个详细的操作步骤，学生自己也可以在虚拟实验室进行仿真实验操作，学生通过仿真实验，学校不必花费太多的经济就能够使学生得到实践练习的机会，仿真实验让学生加深对数控指令的理解，缩短对实际数控车床的熟悉时间，减少加工材料损耗和浪费，节约时间；(3)在学习一个段落或者一个知识点后，有必要进行一次有效的教学效果评价，但传统的单一的书面考试形式的评价模式的运作程序，将不能够提高学生的学习兴趣，不但影响评定效果，也不利于教学。应用计算机辅助教学技术教学的效果是可以测试学生在学习效果，通过仿真实验，对学生所学知识进行测试，可以直接反映教学效果，同时增加学生的学习兴趣。
3 结语
本文对数控专业教学的现状及存在的问题进行分析，对计算机辅助教学技术在数控专业中的应用进行研究，且提出了计算机辅助软件在数控专业教学中的具体的实施方案，计算机辅助在教学能够将抽象复杂的理论知识具体简单化，促进学生对其的理解，从而可以提高教学效果，提高了学生的知识与技能。
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一、课题概述、背景及意义
工业发达国家的军、民机械工业，在70年代末、80年代初已开始大规模应用数控机床。其本质是，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，还包括在产品开发中推行cad、cae、cam、虚拟制造以及在生产管理中推行mis(管理信息系统)、cims等等。以及在其生产的产品中增加信息技术，包括人工智能等的含量。由于采用信息技术对国外军、民机械工业进行深入改造(称之为信息化)，最终使得他们的产品在国际军品和民品的市场上竞争力大为增强。而我们在信息技术改造传统产业方面比发达国家约落后20年。如我国机床拥有量中，数控机床的比重(数控化率)到1995年只有1.9%，而日本在1994年已达20.8%，因此每年都有大量机电产品进口。这也就从宏观上说明了机床数控化改造的必要性。
微观上看，数控机床比传统机床有以下突出的优越性，而且这些优越性均来自数控系统所包含的计算机的威力。① 可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的零件。由于计算机有高超的运算能力，可以瞬时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。 ②可以实现加工的自动化，而且是柔性自动化，从而效率可比传统机床提高3～7倍。③ 加工零件的精度高，尺寸分散度小，使装配容易，不再需要“修配”。④ 可实现多工序的集中，减少零件在机床间的频繁搬运。⑤ 拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能，因而可实现长时间无人看管加工。由以上五条派生的好处如：降低了工人的劳动强度，节省了劳动力(一个人可以看管多台机床)，减少了工装，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等等。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。
机床的数控改造，主要是对原有机床的结构进行创造性的设计，最终使机床达到比较理想的状态。机床数控化改造有以下优点：①节省资金。机床的数控改造同购置新机床相比一般可节省60%左右的费用，大型及特殊设备尤为明显。一般大型机床改造只需花新机床购置费的1/3。即使将原机床的结构进行彻底改造升级也只需花费购买新机床60%的费用，并可以利用现有地基。②性能稳定可靠。因原机床各基础件经过长期时效，几乎不会产生应力变形而影响精度。③提高生产效率。机床经数控改造后即可实现加工的自动化效率可比传统机床提高 3至5倍。对复杂零件而言难度越高功效提高得越多。且可以不用或少用工装，不仅节约了费用而且可以缩短生产准备周期。
在美国、日本和德国等发达国家，它们的机床改造作为新的经济增长行业，生意盎然，正处在黄金时代。由于机床以及技术的不断进步，机床改造是个"永恒"的课题。我国的机床改造业，也从老的行业进入到以数控技术为主的新的行业。在美国、日本、德国，用数控技术改造机床和生产线具有广阔的市场，已形成了机床和生产线数控改造的新的行业。
目前机床数控化改造的市场在我国还有很大的发展空间，现在我国机床数控化率不到3%。我国大量的普通机床应用于生产第一线，用普通机床加工出来的产品普遍存在质量差、品种少、档次低、成本高、供货期长，从而在国际、国内市场上缺乏竞争力，直接影响一个企业的产品、市场、效益，影响企业的生存和发展，数控机床则综合了数控技术、微电子技术、自动检测技术等先进技术，最适宜加工小批量、高精度、形状复杂、生产周期要求短的零件。当变更加工对象时只需要换零件加工程序，无需对机床作任何调整，因此能很好地满足产品频繁变化的加工要求，所以必须大力提高机床的数控化率。数控机床的发展，一方面是全功能、高性能;另一方面是简单实用的经济型数控机床，具有自动加工的基本功能，操作维修方便。经济型数控系统通常用的是开环步进控制系统，功率步进电机为驱动元件，无检测反馈机构，系统的定位精度一般可达±0.01，已能满足加工零件的精度要求。这几年，国家加大了对这类机床的改造力度，国防科工委更是推行了万台机床数控化计划，车床、铣床的数控化改造需求量很大。本课题以普通车床的数控改造为例，研究机床数控改造的方法，包括其结构的改造设计，机床改造后性能与精度的分析以及控制精度的措施等，普通车床应用微机控制系统进行改造数控改造后，可以提高工艺水平和产品质量，减轻操作者的劳动强度。基于上述分析，本课题的研究具有较高的现实意义。
二、主要研究内容
1.普通车床数控改造方案的确定，进行总体设计。
2.对普通车床数控改造进行结构设计与计算，包括主轴进给系统设计、机床纵、横进给伺服系统的设计等。
3. 对改造后的经济型数控车床伺服进给系统建立控制原理模型。
4. 根据进给系统的控制原理模型，对影响伺服系统系统的因素进行分析。
5. 对影响伺服传动精度的因素齿轮传动精度、滚珠丝杠副传动精度等进行深入研究，并提出相应的改进方法。
6. 对影响伺服元件伺服精度的因素步进电机步矩角精度等进行深入研究，并提出相应的改进方法。
三、拟解决的关键问题
1. 普通车床数控改造进给伺服系统机械部分的设计与计算。
2. 对经济型数控车床伺服进给系统建立控制原理模型。
3. 根据进给系统的控制模型，分析系统的误差来源及影响系统精度的因素。
4. 设计步进电机细分驱动电路，提高伺服进给系统的控制精度。
四、拟解决方案及关键技术
1. 普通车床数控改造进给伺服系统机械部分的设计与计算内容包括：确定系统的负载，运动部件惯量计算，步进电机的选择，滚珠丝杠副的选择和计算、滚珠丝杠副的刚度验算等。
2. 对改造后的经济型数控车床伺服进给系统建立控制原理模型。
3. 根据伺服进给系统控制原理模型，分别对伺服驱动元件的伺服精度、伺服机械传动元件传动精度进行分析，分析影响经济型数控车床定位精度主要因素。
4. 在伺服进给系统控制电路中加入步进电机细分驱动设计，改善步矩角特性，提高经济型数控车床的定位精度。
五、创新点
1. 运用机电一体化系统设计思路与方法进行普通车床数控改造的结构设计，在设计上达到有高的静动态刚度;运动副之间的摩擦系数小，传动无间隙;便于操作和维修。
2. 从经济型数控车床的控制原理模型分析影响整个系统精度的关键因素，分析影响机床机床定位精度的各项误差来源，提出相应的改进方法并应用于机床结构设计中。
3. 运用步进电机细分驱动技术，设计基于单片机控制的步进电机的细分驱动电路，减小步进电机的步距角及机床的脉冲当量，提高经济型数控车床的加工精度，改善电机运行的平稳性，减小噪声，增加控制的灵活性。
六、课题预计目标
1.普通车床数控改造的方案的研究，进行总体设计。
2. 对经济型数控车床的伺服进给系统建立控制原理模型，并根据进给系统的控制原理模型，对影响系统精度的关键因素进行分析。
3. 研究提高机械传动部件的传动精度与刚度的方法，对普通车床数控改造进行结构设计，改善伺服进给系统的伺服特性。
4. 设计一种基于单片机控制的步进电机的细分驱动电路，提高伺服进给系统的分辨率。
七、课题研究进展计划
预计本课题研究进展主要分以下几个阶段：
1. 2007年11月～2007年12月 查看文献资料并撰写开题报告
2. 2007年12月～2008年03月 收集相关方面的资料，以普通车床数控改造为例进行总体设计
3. 2008年03月～2008年04月 学习机床伺服进给系统的设计等方面知识
4. 2008年04月～2008年07月 进行结构设计，绘制普通车床数控改造纵、横向进给系统装配图
5. 2008年07月～2008年08月 学习机床控制精度等方面知识
6. 2008年08月～2008年09月 对机床进行精度分析
7. 2008年09月～2008年10月 研究提高机床控制精度的措施
8. 2008年11月～2008年12月 完成毕业论文
9. 2008年12月 毕业答辩
参 考 文 献
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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。
