数控车床的电极加工工艺分析
引言 2
1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工。其精度高，质量容易保证，发展前景十分广阔，因此掌握数控车床操作尤为重要。
当前，由于我国的社会经济飞速发展，因此使得中国制造技术正在发生着日新月异的变化。但是，中国目前只是一个创新产品的制造大国，主要还是在劳动力、价格、资源和非竞争性等方面占有比较大的优势，在低端产品上占有一席之地。中国的制造业要想实现从低端到高端，一定要掌握现有的数控车床技术应用，从初级产品加工到高精尖段产品制作的实现，做到从中国制造到中国创造，从制造大国到制造强国的转变。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业(it、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。未来10年将是中国机械行业发展的最佳时期。美国、德国等国家在重工业方面发展期延续了18年以上，平均延续了12年，因此按估计中国的重工业发展期将至少延续10年。所以在未来10年中，随着中国重工业进程的推动，中国的企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅度的提升，国产机械产品国际竞争力增强，逐步替代进口，并加速出口。目前，机械行业中有一部分子行业如船舶、铁路、集装箱起重机制等已经收益于国际间的行业转移，并将持续收益。数控机床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及方法使用、提高可靠性等。
一、数控车床的概述
数控车床是一个精密的机电一体化产品。它是一个由精密机械部件（如滚珠丝杠,高精密导轨，精密轴承，主轴）和复杂 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
电气部件（如数控系统，驱动装置和伺服电机以及精密测量系统）构成的一个完整的产品。如图1-1所示，为石墨数控车床。
图1-1 CNC（石墨）数控车床
（一）数控车床的结构及组成
数控车床的外形与普通车床相似，由床身、主轴箱、刀架、进给系统、冷却和润滑系统等部分组成。数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换轮架，而数控车床是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。
1.数控车床的结构
主传动系统：实现主运动；
进给系统：实现进给运动；
2.数控车床的组成
机床基础部件：床身、底座、立柱等，支撑机床本体；
辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，实现某些动作和辅助功能；
刀库、刀架和自动换刀装置；
自动托盘转换装置，如刀具破损检测、精度检测、监控装置等。
（二）数控车床刀具的选用
数控车床刀库中的刀具从使用角度来看，容量一般为10—40把。刀库中的刀具如果太多的话，会使刀库的占地面积和尺寸增加，从而使选刀的过程明显的增长。如图1-2，即为车床所要用到的刀具。
图1-2 刀具
在每一次改变加工零件后，手里都会有一份零件图，正常是根据程序指令的要求选择自己所需要的刀具，刀具在刀库中可以任意存放，不必按照加工工件顺序排列。因此就必须要有刀具识别装置，企业中正常比较简单的方法是在每把刀具或者刀座都编上号码，在这里也有方面要注意，通常在企业中刀库里面不会将所有的刀具放进去，所以在拿到新的一份零件图时，要先调出计算机里面关于刀具的程序，查看刀具是否齐全，尤其是3mm的球刀和3mm的平刀。当零件图中所做电极要用到这一类刀具时，需要清换刀具，通过精度检测测其高度，然后修改计算机里面的程序，最后装入刀库。
以上还要着重提到一点，就是刀具的破损检测。一般来说在每一次做完上一工件准备做下一工件时要先将刀库中的刀具先事先检测一下。步骤如下：
（1）打开刀库，拿出和计算机程序中相对应的刀具，在明亮处查看其棱边是否被磨平（破损与否看棱边出有无光亮，如果破损了，就要拿去磨一下）；
（2）将刀具放置检测仪器上，测量其高度，与计算机数据核对修改；
（3）遇到已不能用的刀具要替换新刀具，然后再测量高度修改数据；
（4）检测好的刀具按标记好的编码装好。
二、数控车床的基本原理
数控车床是典型的机电一体化产品，是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术，它通常所控制的是位置、角度、速度等一些机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的生产依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
数控车床的基本原理：按照零件加工的技术和工艺要求，在编写零件程序的加工程序时，要先将加工程序输入到数控装置中去，然后通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具，以及工件的夹紧与松开，冷却、润滑泵的开关，使得刀具、工件和其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合图纸要求的零件。
三、数控车床加工过程与电极的检测
（一）模具工艺构件图的分析
模具工艺构件图又称DL图。即工程设计师在设计完一个产品的外观后，需要有人将它做出来，然而如何做出来它，就要把这个外观合理的分解成几个小块，并且在实际冲压过程中机器可以把它做出来，然后将它整合成设计要求的外观式样。如图3-1，即为石墨工艺设计图。
图3-1 电极设计图
因此，这样的模具工业构件图的要求就要非常高。除了正常的构件尺寸、角度，细致的一步步工艺流程外，还要附有顶杆分布图。
从模具工艺构件图分析，可以知道应该用哪种型号的石墨材料，如普通料，白料，黄料（公司的通常称呼）。而成品工件的大小也决定了石墨所用的类型及怎样更节约材料，如18×18，20×20，80×20，80×40等（这里指的是长和宽，高度按情况定）。在电极工艺构件图中也给出了误差的范围，在－0.3~＋0.3之间。下表3-1中，电极料号为12C1600481，石墨材料用的是ISO630（白料），长宽高为40×40×81，数量为2。
表3-1 电极信息图
序 号 B170S3
程 序 号 12C 1600481
公 差 ±0.3
材 料 ISO630
大 小 40×40×81
G-IEM25R0.8 持续用时12min
G-SEM6R 持续用时9min
G-SEM6F 持续用时7min
G-SEM10F 持续用时4min
总结
通过这次的毕业设计，我从设计的过程中学到了很多在书本上没有的内容，加深了对数控机床的了解，巩固了书本的知识。
1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备，是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密加工。其精度高，质量容易保证，发展前景十分广阔，因此掌握数控车床操作尤为重要。
当前，由于我国的社会经济飞速发展，因此使得中国制造技术正在发生着日新月异的变化。但是，中国目前只是一个创新产品的制造大国，主要还是在劳动力、价格、资源和非竞争性等方面占有比较大的优势，在低端产品上占有一席之地。中国的制造业要想实现从低端到高端，一定要掌握现有的数控车床技术应用，从初级产品加工到高精尖段产品制作的实现，做到从中国制造到中国创造，从制造大国到制造强国的转变。
数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业(it、汽车、轻工、医疗等)的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。未来10年将是中国机械行业发展的最佳时期。美国、德国等国家在重工业方面发展期延续了18年以上，平均延续了12年，因此按估计中国的重工业发展期将至少延续10年。所以在未来10年中，随着中国重工业进程的推动，中国的企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅度的提升，国产机械产品国际竞争力增强，逐步替代进口，并加速出口。目前，机械行业中有一部分子行业如船舶、铁路、集装箱起重机制等已经收益于国际间的行业转移，并将持续收益。数控机床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及方法使用、提高可靠性等。
一、数控车床的概述
数控车床是一个精密的机电一体化产品。它是一个由精密机械部件（如滚珠丝杠,高精密导轨，精密轴承，主轴）和复杂 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
电气部件（如数控系统，驱动装置和伺服电机以及精密测量系统）构成的一个完整的产品。如图1-1所示，为石墨数控车床。
图1-1 CNC（石墨）数控车床
（一）数控车床的结构及组成
数控车床的外形与普通车床相似，由床身、主轴箱、刀架、进给系统、冷却和润滑系统等部分组成。数控车床的进给系统与普通车床有质的区别，传统普通车床有进给箱和交换轮架，而数控车床是直接用伺服电机通过滚珠丝杠驱动溜板和刀架实现进给运动，因而进给系统的结构大为简化。
1.数控车床的结构
主传动系统：实现主运动；
进给系统：实现进给运动；
2.数控车床的组成
机床基础部件：床身、底座、立柱等，支撑机床本体；
辅助装置：液压、气动、润滑、冷却、防护、排屑等装置，实现某些动作和辅助功能；
刀库、刀架和自动换刀装置；
自动托盘转换装置，如刀具破损检测、精度检测、监控装置等。
（二）数控车床刀具的选用
数控车床刀库中的刀具从使用角度来看，容量一般为10—40把。刀库中的刀具如果太多的话，会使刀库的占地面积和尺寸增加，从而使选刀的过程明显的增长。如图1-2，即为车床所要用到的刀具。
图1-2 刀具
在每一次改变加工零件后，手里都会有一份零件图，正常是根据程序指令的要求选择自己所需要的刀具，刀具在刀库中可以任意存放，不必按照加工工件顺序排列。因此就必须要有刀具识别装置，企业中正常比较简单的方法是在每把刀具或者刀座都编上号码，在这里也有方面要注意，通常在企业中刀库里面不会将所有的刀具放进去，所以在拿到新的一份零件图时，要先调出计算机里面关于刀具的程序，查看刀具是否齐全，尤其是3mm的球刀和3mm的平刀。当零件图中所做电极要用到这一类刀具时，需要清换刀具，通过精度检测测其高度，然后修改计算机里面的程序，最后装入刀库。
以上还要着重提到一点，就是刀具的破损检测。一般来说在每一次做完上一工件准备做下一工件时要先将刀库中的刀具先事先检测一下。步骤如下：
（1）打开刀库，拿出和计算机程序中相对应的刀具，在明亮处查看其棱边是否被磨平（破损与否看棱边出有无光亮，如果破损了，就要拿去磨一下）；
（2）将刀具放置检测仪器上，测量其高度，与计算机数据核对修改；
（3）遇到已不能用的刀具要替换新刀具，然后再测量高度修改数据；
（4）检测好的刀具按标记好的编码装好。
二、数控车床的基本原理
数控车床是典型的机电一体化产品，是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术，它通常所控制的是位置、角度、速度等一些机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的生产依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。
数控车床的基本原理：按照零件加工的技术和工艺要求，在编写零件程序的加工程序时，要先将加工程序输入到数控装置中去，然后通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具，以及工件的夹紧与松开，冷却、润滑泵的开关，使得刀具、工件和其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合图纸要求的零件。
三、数控车床加工过程与电极的检测
（一）模具工艺构件图的分析
模具工艺构件图又称DL图。即工程设计师在设计完一个产品的外观后，需要有人将它做出来，然而如何做出来它，就要把这个外观合理的分解成几个小块，并且在实际冲压过程中机器可以把它做出来，然后将它整合成设计要求的外观式样。如图3-1，即为石墨工艺设计图。
图3-1 电极设计图
因此，这样的模具工业构件图的要求就要非常高。除了正常的构件尺寸、角度，细致的一步步工艺流程外，还要附有顶杆分布图。
从模具工艺构件图分析，可以知道应该用哪种型号的石墨材料，如普通料，白料，黄料（公司的通常称呼）。而成品工件的大小也决定了石墨所用的类型及怎样更节约材料，如18×18，20×20，80×20，80×40等（这里指的是长和宽，高度按情况定）。在电极工艺构件图中也给出了误差的范围，在－0.3~＋0.3之间。下表3-1中，电极料号为12C1600481，石墨材料用的是ISO630（白料），长宽高为40×40×81，数量为2。
表3-1 电极信息图
序 号 B170S3
程 序 号 12C 1600481
公 差 ±0.3
材 料 ISO630
大 小 40×40×81
G-IEM25R0.8 持续用时12min
G-SEM6R 持续用时9min
G-SEM6F 持续用时7min
G-SEM10F 持续用时4min
总结
通过这次的毕业设计，我从设计的过程中学到了很多在书本上没有的内容，加深了对数控机床的了解，巩固了书本的知识。
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