车削加工技术及发展方向分析
数控机床技术发展现状及趋势
数控机床技术发展现状及趋势赵学明（广东工业大学，广东广州５10006)摘要：现在世界上很多发达的工业化国家在生产中广泛应用数控机床。
随着电子技术和控制技术的飞速发展,当今的数控系统功能已经非常强大，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的发展起着越来越重要的作用。
随着科学技术的发展,世界先进技术的兴起和不断成熟，对数控技术提出了更高的要求。
当今数控机床正在不断采用最新成果,朝着高速化、超精度化、多功能化、智能化、系统化、网络化、高可靠性与环保等方向发展。
关键字：数控机床、技术、现状、发展趋势引言从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。
数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件,有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。
数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、精度要求较高的零件、需要频繁改型的零件、价格昂贵不允许报废的关键零件、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。
数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。
进入２1世纪，我国经济与国际全面接轨,进入了一个蓬勃发展的新时期。
机床制造业既面临着机械制造业需求水平提升而引发的制造装备发展的良机，也遭遇到加入世界贸易组织后激烈的国际市场竞争的压力,加速推进数控机床的发展是解决机床制造业持续发展的一个关键。
随着制造业对数控机床的大量需求以及计算机技术和现代设计技术的飞速进步,数控机床的应用范围还在不断扩大，并且不断发展以更适应生产加工的需要。
１数控机床的简单介绍车、铣、刨、磨、镗、钻、电火花、剪板、折弯、激光切割等都是机械加工方法，所谓机械加工，就是把金属毛坯零件加工成所需要的形状，包含尺寸精度和几何精度两个方面。
能完成以上功能的设备都称为机床，数控机床就是在普通机床上发展过来的，数控的意思就是数字控制。
数控机床的发展趋势
数控机床的发展趋势【内容摘要】随着科学技术的发展、世界先进制造技术的兴起和不断成熟，对数控加工技术提出了更高的要求，超高速切削、超精密加工等技术的应用，对数控机床的数控系统、伺服性能、主轴驱动、机床结构等提出了更高的性能指标。
制造技术和装备就是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。
当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。
如今数控机床正在不断采用最新技术成果，朝着高速化、多功能化、智能化、数控系统小型化、数控编程自动化、更高可靠性等方向发展。
【关键词】：数控技术发展趋势机械制造智能功能从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控系统，到现在已走过了半个世纪历程。
随着电子技术和控制技术的飞速发展，当今的数控系统功能已经非常强大，与此同时加工技术以及一些其他相关技术的发展对数控系统的发展和进步提出了新的要求。
一、性能的发展方向1、高速度、高精度化高速化是指数控机床的高速切削和高速插补进给，目标是在保证加工精度的前提下，提高加工速度。
高精度是指数控机床能够达到的分辨率、定位精度、重复定位精度等。
效率、质量是先进制造技术的主体。
高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争力。
近年来，电主轴、直线电机以及新型刀具的应用，使数控机床的加工速度得到了极大的提高，车削和铣削速度已达到5000~8000m/min以上；主轴转数在30000r/min(有的高达100000r/min)以上；进给速度在分辨率为1um时，达到100m/min(有的到200m/min)以上；分辨率为0.1um时，达到24m/min以上；自动换刀速度在1s 以内；小时段插补进给速度达到12m/min。
加工精度方面，普通机床的加工精度已经由10um提高到5um，紧密级加工中心则由3~5um提高到1~1.5um，而超精密加工精度已经开始进入纳米级（0.001um）。
数控车床技术发展现状及趋势
数控车床技术发展现状及趋势摘要：数控车床是机电一体化典型的产品，其为集于计算机、自动控制和检测、机械等技术作为一体的自动化设备。
它非常适合加工品种多、小批量和结构繁琐的零部件。
因此，本文深入分析了我国数控车床技术的发展现状，并且探讨了数控车床发展的趋势和方向。
关键词：数控车床；发展现状；趋势引言自从二十世纪中期数控技术发展以来，数控机床给机械制造行业带来了巨大变革。
伴随着现代技术和计算机技术的迅速发展，装备制造业对数控机床众多的需求，数控机床应用范围不断的进行扩大，并且不断得以发展，进而更加适合生产加工的基本需求[1]。
目前，我国数控机床得到了一个发展的新机遇，全球经济迅速发展，国内需求拉动效果较为明显。
我国已经全面启动高档数控机床和基础制造装备科技的重大专项。
在数控机床当中，数控车床所占的比例最大、自动化程度最高，并且结构最为复杂的现代化设备[2]。
所以，我们有必要深入分析数控车床技术发展的现状和趋势，进一步带动我国数控车床发展，不断提升我国数控车床技术水平。
1.我国数控车床技术发展现状1.1高速切削技术对于高速切削研究和应用来说，我国发展比较晚。
这项技术是在1990年后才引起人们的广泛关注。
当前，国产的高速立、卧式加工中心，工作台的直径范围为320-500mm机床，主轴的转速达到了20000r/min，工作台直径范围为63～1000ram的机床，主轴的转速大于15000r/min[3]。
最近几年时间里，尽管我国高速机床技术得到了迅速进步。
然而，和国外产品向比较还存在比较大的差距，其主要体现在电主轴方面。
国产的电主轴无论是性能、品种和质量都与国外产品有较大差距，目前高转速、高精度数控机床和加工中心所用的电主轴主要从国外进口。
1.2超精密车削技术我国超精密机床的研制起步并不太晚，始于1960年代，虽然近几年有了很大发展，但和发达国家相比还有很大差距，主要表现在：超精密非球面车床还不能批量化生产；机床的精度一般比国外要低一个等级；机床精度的保持时间大大低于国外同类产品；精密空气主轴、微位移机构、精密CNC伺服系统、机床热变形和精密恒温控制、结构稳定性和防振隔振技术都呕待深入研究。
我国机械加工技术的现状与发展的建议
T NOLO GY TR N D1我国机械加工技术的发展现状和趋势1.1我国机械加工技术向着精密超精密性发展精密和超精密加工是在20世纪70年代提出的,在西方工业发达国家得到了高度重视和急速发展,在尖端技术和现代武器制造中占有非常重要的地位,是机械制造业最主要的发展方向之一。
精密和超精密加工在提高机电产品的性能、质量和发展高新技术中起着至关重要的作用,已成为在国际竞争中取得成功的关键技术。
目前,精密和超精密加工已在光电一体化设备仪器、计算机、通信设备、航天航空等工业中得到广泛应用。
在许多高新技术产品的设计中已大量提出微米级、亚微米级及纳米级加工精度的要求。
当前超精密加工的最高精度已达到了纳米,出现了纳米加工。
例如1nm 的加工精度已在光刻机透镜等零件的生产中实现。
随着超大规模集成电路集成度的增加,生产这种电路光刻机透镜的形位误差加工精度将达到0.3-0.5nm 。
人造卫星仪表轴承的孔和轴的表面粗糙度要求达到Ra <1nm 。
某些发动机的曲轴和连杆的加工精度要求也达到微米、亚微米。
目前超精密切削技术和机床的研究,也取得了许多重要成果。
用金刚石刀具和专用超精密机床可实现1nm 切削厚度的稳定切削。
中小型超精密机床达到的精度:主轴回转精度0.05μm ,加工表面粗糙度Ra 0.01μm 以下。
最近新发展的金属结合剂砂轮的在线电解修整砂轮的镜面磨削技术,可以加工出Ra 0.02-0.002μm 的镜面。
精密研磨抛光可以加工出Ra0.01-0.002μm 的镜面。
目前,量块、光学平晶、集成电路的硅基片等,都是最后用精密研磨达到高质量表面的。
1.2我国机械加工技术向着高速超高速加工的方向发展切削加工是机械加工应用最广泛的方法之一,而高速是它的重要发展方向,其中包括高速软切、高速硬切削、高速干切削、大进给切削等。
高速切削能大幅度提高生产效率,改善加工表面质量,降低加工费用。
高速超高速加工是伴随着高速主轴、高速加工机床结构、高速加工刀具及其润滑系统的不断改进而发展起来的。
数控车削加工课件
得到解决。
06
数控车削加工的发展趋势和未来 展望
数控车削加工的技术发展趋势和创新方向
升级，向更高精度、更高效率、更低成 本方向发展。
智能化是未来数控车削加工技术的重要发展方向，通过引入人 工智能、机器学习等技术，实现加工过程的自动化和智能化控
实现对螺纹的加工。
05
数控车削加工的实践操作和技术 要点
数控车削加工的操作步骤和注意事项
操作步骤 1. 仔细阅读和理解图纸，了解工件的材料、尺寸和精度要求。
2. 根据图纸要求，选择合适的刀具和切削参数。
数控车削加工的操作步骤和注意事项
3. 安装工件，调整机床，确保安全防护措施到位。 4. 输入程序，进行模拟加工，确认无误后开始实际加工。
数控车削加工在机械制造、汽 车制造、航空航天等领域得到 广泛应用。
数控车削加工的工艺流程
数控车削加工的工艺 流程包括以下几个步 骤
2. 工件装夹：将工件 放置在数控车床上， 通过夹具进行固定和 定位。
1. 确定加工方案：根 据零件图和工艺要求 ，确定加工方案和加 工顺序。
数控车削加工的工艺流程
3. 刀具选择和调整
水平发展。
智能制造
智能制造是未来制造业的重要趋 势，数控车削加工将更加深入地 与人工智能、物联网等技术结合 ，实现加工过程的智能化和自适
应化。
定制化生产
随着消费者需求的多样化，制造 业向定制化生产方向发展，数控 车削加工将更加注重个性化和定 制化的需求，满足不同客户的需
求。
数控车削加工的人才培养和教育现状及未来发展需求
数控车削加工课件
数控专业毕业设计(论文)-数控车床加工工艺设计
数控车床加工工艺设计摘要:数控车削加工设计以机械制造中的工艺基本理论为基础，结合数控机床高精度、高效率和高柔性等特点综合多方面的知识，解决数控加工中的工艺问题。
对零件进行编程加工之前，工艺分析具有非常重要的作用。
在比较数控车床加工工艺与传统加工工艺的基础上，对数控车床加工工艺中的关键问题进行了深入分析，总结了数控车床的工艺设计方法。
通过实例，证明了正确地进行数控车床加工工艺分析与设计有助于提高零件加工质量和生产效率。
本文通过对零件图样分析、工艺路线的拟订、切削用量的选择等几方面进行了介绍。
关键词:数控加工工艺分析图样分析工艺路线目录摘要 (I)引言 (II)第1章数控加工概述 (1)1.1 数控加工原理 (1)1.2 数控加工的特点 (1)第2章数控加工工艺分析 (3)2.1 机床的合理选用 (3)2.2 数控加工零件的工艺性分析 (3)2.3 加工方法的选择与加工方案的确定 (3)2.4 工艺与工步的划分 (3)2.5 零件的安装与夹具的选择 (4)2.6 刀具的选择与切削用量的确定 (5)2.7 对刀点和换刀点的确定 (5)2.8 工艺加工路线的确定 (6)第3章数控车床加工实例 (7)3.1 零件图样分析 (7)3.2 工艺措施 (7)3.3 确认定位基准和装夹方式 (7)3.4 加工路线及进给路线 (8)3.5 刀具选择 (9)3.6 工艺卡片 (10)3.7 切削用量选择 (10)3.8 数控加工程序单 (11)第4章数控车加工操作流程 (13)4.1 开机 (13)4.2 参考工艺分析 (13)4.3 编程 (13)4.4 模拟 (13)4.5 用试刀法对刀 (14)4.6 自动循环加工 (15)结论 (16)致谢 (17)参考文献 (18)引言制造业是我国国民经济的支柱产业，其增加值约占我国国内生产总值的40%以上，而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。
21世纪是科学技术突飞猛进、不断取得新突破的世纪，它是数控技术全面发展的时代。
论数控技术发展趋势及我国数控产业发展方向
・29・2007.11论数控技术发展趋势及我国数控产业发展方向马林旭（天津中德职业技术学院河北天津300191）摘要：数控技术是当今先进制造技术和装备最核心的技术，使传统的制造业产生根本性的变革。
本文结合EMO2005届汉诺威国际机床展览会概况，从高速度、高精度、高效率、模块化、智能化等几方面分析了当今世界数控技术发展的趋势，指出了我国制造业发展方向。
关键字：数控技术EMO2005发展趋势中图分类号：TH166文献标识码：A文章编号：1007-8320(2007）11-0029-02Ma Lin xu(TianJin Sino-Geman V ocational Technology Institute300191)Abstract:Computer Numerical Control(CNC)Technology is the core of manufacture and equipment industry nowadays.This technology has made the traditional manufacturing industry significant This paper will analyze the development trend of CNC from the aspect of high speed,high accuracy,high efficiency,modularization,and intelligence,with the investigation from overview of EMO2005international machine tool exhibi-tion.Key Words:Computer Numerical Control(CNC),EMO2005,Development Trend数控技术是用数字化信号对设备运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域，包括机械制造技术；信息处理、加工、传输技术；自动控制技术；伺服驱动技术；传感器技术；软件技术等。
车削加工
第一章车削加工概述车削加工是机械加工中最基本的一种加工方法,它所用的机床是车床，到目前为止已出现了卧式车床、立式车床、多刀车床、自动及半自动车床、仪表车床、数控车床等多种类型的车床。
所用的刀具为车刀，也可以用钻头、滚花刀、铰刀等，利用这些切削刀具与工件的一系列相对运动，可以完成多重切削。
车削加工的加工范围很广，可以加工出各种类型的带有旋转体表面的零件，如内外圆柱面、内外圆锥面、内外成形面、内外螺旋面等，其经济精度达到IT11～IT06，表面粗糙度为Ra12.5µm～0.8µm。
另外，在车床上安装上夹具和附件还可以进行镗孔、铣削、磨削、研磨、抛光等。
随着数字控制技术的发展，出现了数控车床与车削加工中心等现代化的制造设备，虽然目前所占的比例较少，但它以高柔性、高效率、高精度等传统加工所不能及的独特优点，正逐渐成为现代机械加工的重要技术装备之一，占据着越来越重要的地位。
1.1 机械类专业一、机械类专业实习纲要１、教学要求1) 基本知识①了解车削加工基本概念、设备、刀具、工、夹、量具、切削运动和切削用量适用范围及地位；②了解普通车床及其型号、结构、组成、作用、传动系统等并掌握其操作技术；③掌握车刀的组成，形状参数，材料性能及适用条件；④了解车削加工工件的安装夹持方法及所用附件，掌握三爪卡盘的应用；⑤了解车削加工工件的测量方法及量具并掌握其使用技术；⑥掌握基本车削加工方法，如车外圆、端面、锥面、钻孔、滚花、螺纹的加工工艺方法与技术；2）基本技能①熟练正确操作车床，掌握车床各手柄用途；②能独立完成车工作业件的加工；③掌握车工工具、量具的使用方法，正确测量工件；2、教学重点1）切削用量三要素的合理选择；2）车刀的几何参数；3）车床的操作；4）车削加工工艺过程；3、教学难点1）零件加工及操作；2）零件的测量准确程度；3）正确使用各类车刀；二、机械类专业实习总体安排三、机械类专业实习具体安排1、第一天1）上午 7：30～9：00 理论知识讲解（90′）车床与车削一、概述金属切削机床是用切削的方法将金属毛坯加工成机械零件的机器，是制造机器的机器，故又称为“工作母机”，一般简称机床。
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车削加工的分类
2. 超声波振动车削是在切削过程中使刀具与工件切削区间有一个超声频率的相 对运动的加工方法。由于刀具的振动，刀具与工件的接触是断续的，因而作 用的切削力是脉冲状 的。
工件的表面粗糙度达 Ra0.08—Ra0.06微 米，切削力比普通切 削减少1/3—1/2,刀具 的耐用度提高30—60 倍，生产率提高1—3 倍。
车削加工技术及发展方向
主讲人：王亮 2014 年 5月 7 日
一、车削加工简介
• 车削加工是在车床上利用工件相对于刀具旋转对工件进行切削加工的 方法。车削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。车削是最基本、 最常见的切削加工方法，在生产中占有十分重要的地位。车削适于加 工回转表面，大部分具有回转表面的工件都可以用车削方法加工，如 内外圆柱面、内外圆锥面、端面、沟槽、螺纹和回转成形面等，所用 刀具主要是车刀。
Байду номын сангаас
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● 精度要求高的回转体零件
高精度的机床主轴
高速电机主轴
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● 带特殊螺纹的回转体零件
非标丝杠
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● 表面形状复杂的回转体零件
凸轮轴
曲轴
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● 其他形状复杂的零件
钢制联接零件高压技术
阀门壳体零件石油工业
采用车铣加工中心
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• 5、高速精细车 是加工有色金属高精度回转表面 的主要方法 采用硬质合金、立方氮化硼或金刚石刀具，使 用高切削速度、小背吃刀量和进给量。 尺寸公差等级IT6-IT5,Ra1.0-0.1μ m
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三、车床的种类
车床在金属切削机床中所占的比例最大，约占总 台数的20%-35%，且种类繁多。 • 可分为：仪表车床、自动车床、半自动车床、 转塔车床、立式车床、落地车床、卧式车床、仿 形车床，曲轴及凸轮轴车床、铲齿车床等，其中 卧式车床应用最广。 •
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数控卧式车床的基本结构 ●刀架 ●床身 ●主轴箱 ●高精度导轨 ●滚珠丝杠 ●床座 ●尾座
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数控车床适合车削的回转类零件
•
数控车削加工是数控加工中用 得最多的加工方法之一，由于数控车 床具有精度高、能做直线和圆弧插补 以及在加工过程中能自动变速的特点， 其工艺范围较普通机床宽得多。数控 车床适合于车削具有以下要求和特点 的回转类零件。
2018/8/1
2
车削加工简介
在各类金属切削机床中，车床是
应用最广泛的一类，约占机床总数 的50%。车床既可用车刀对工件进行 车削加工，又可用钻头、铰刀、丝 锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺 纹和滚花等操作。按工艺特点、布 局形式和结构特性等的不同，车床 可以分为卧式车床、落地车床、立 式车床、转塔车床以及仿形车床等， 其中大部分为卧式车床。
● 其他形状复杂的零件
隔套 精密加工业
联接套 航天工业
采用车铣加工中心
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七、车削加工的分类
• 1.高速车削
高速车削时车削速度高达73000m/min, 材料切除率达到常规切削的240倍，特别 适合加工高强度材料、铝合金和铸件。 高速车削必须确定临界切削速度，获得 切削温度—切削速度曲线关系，不同的 工件材料、刀具材料和工艺系统就有不 同的曲线关系。因此，高速车削必须通 过理论分析和实验研究方法求出符合具 体加工要求的切削温度—切削速度曲线 关系。应用高速车削，还必须考虑刀具 的耐用度以及切削过程中的润滑、排屑、振动、快速制动、系统温升、锁紧等。
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九、车削加工的发展趋势
• 当今制造业的发展要求交货期短、加工成本低， 传统的生产方式已难以适应，因此，CNC复合车 削中心类的集约型机床备受关注。车削加工也在 寻求新的发展，正在进行能使加工集约化、生产 快速化、生产设备简单化、加工周期短期化以及 成本低廉化所要求技术的开发。CNC复合切削是 一种发展趋势，它要求可采用车削刀具和回转刀 具，且可加工多种形状的产品。
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车削加工的分类
• 3.激光辅助车削简称LAT，是应用激光在车削过 程中将工件材料的剪切区域加热以改善其加工性 能的方法。
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车削加工的分类
• 4.金刚石刀具超精密车削简称SPDT，属于精密与超精密加工的范围，目前在 工业发达国家，一般工厂能稳定掌握的加工精度是1微米，与此相应，精密加 工的精度要达到0.1—1微米，表面粗糙度在Ra0.02—Ra0.1微米之间精密与 超精密加工的主要特点：以精密元件(兰宝石轴承)等为加工对象，零件既要有 足够的强度和刚度，还要质地均匀，性能高度一致；严格的加工环境，净化 程度达100级，温度恒定在20+0.006℃，还要具备精密测量等必要条件。
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二、车削加工的特点
• 1、工艺范围广 车削加工主要用来加工各种回转表面以及回转体的端 面，还可进行切断、切槽、车螺纹、钻孔、扩孔等。 例如：细小轴类件、机床主轴、炮管、大型发电机转 子等。
• 2、生产效率高 可选用很高的切削速度、背吃刀量和进给量。 • 3、加工成本低 刀具结构简单，刃磨、安装方便；夹具以作为 机床附件生产，可满足一般零件的装夹需要；生 产准备时间短。
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按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床 可以分为：
卧 式 车 床 立 式 车 床
落地式车床
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按工艺特点、布局形式和结构特性等的不同，车床 可以分为：
转 塔 车 床
仿形车床
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四、车床附件
• 车床附件主要有卡盘、拨盘、顶尖、花盘、中心 架、跟刀架等。
• 1、三爪自定心卡盘 装夹工件可自动定心，不需找正，但夹持力小， 传递转矩不大 ，只适合装夹中小型工件。
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五、车刀
直头车刀 弯头车刀 75°强力车刀 90°偏刀
切断刀或切槽 扩孔刀（通孔）扩孔刀（不通 螺纹车刀 刀 孔）
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六、数控车床
数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床 主体、数控装置、伺服系统三大部分组成。数控车 床与普通车床在结构上具有明显差异,以下以卧式车 床为例。
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车削加工的特点
• 4、加工精度范围广 a、荒车 公差等级IT18-IT15,Ra>80μ m b、粗车 公差等级IT13-IT11,Ra30-12.5μ m c、半精车 公差等级IT10-IT8,Ra6.3-3.2μ m d、精车 公差等级IT7-IT8,Ra1.6-0.8μ m