CNC机床操作与尺寸不稳

CNC机床操作与尺寸不稳 目 录 中文摘要································（）英文摘要································（）
前言··································（4）
1. 数控机床发展与特点····························（4）
1.1数控机床在中国的发展···························（4）
1.2数控机床特点···························（7）
1.3数控机床与传统机床对比·······················（7）
2. 数控机床操作·························（8）
2.1数控机床的指令························（8）
2.2数控机床的操作流程·························（10）
2.3常见撞刀原因·························（10）
3. 数控加工尺寸不稳原因······················（11）
3.1工件尺寸准确，表面光洁度差·······················（11）
3.2弹刀······························（12）
3.3批量生产中出现误差······················（12）
3.4机床整点产生误差·······················（12）
参考文献································（13）
致谢··································（14）
CNC机床操作与尺寸不稳 摘要：在产品高速发展的时代，人们的生活越来越离不开数控机床。如何使机械操作人员操作规范，减少误差是工业界亟待解决的问题。数控机床操作人员面临着巨大的考验。本文旨在探讨如何操作数控机床，减少误差。

关键词：数控机床 操作机床 尺寸不稳 CNC Machine Tool Operation and Dimensional Instability Jun Jie Wang （College of Light Chemical Technology,Guangdong Industry Polytechnic,Guangzhou,Guangdong 510300）
Abstract: In the era of high-speed development of products, people＇s lives are increasingly inseparable from CNC machine tools. How to make machine operators operate normatively and reduce errors is an urgent problem to be solved in the industry. CNC machine tool operators are facing a huge test. This paper is to discuss how to operate CNC machine tools and reduce errors. Key words: Numerical control machine，Machine tool operation，Dimensional instability 前言：
随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国技民生的一些行业（IT、汽车、轻工、航天）的发展着越来越重要的作用，因为效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工可极大地提升效率产品的质量和档次，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析、拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线）也需要做一些处理。并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工合格的产品。

在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及程序的编制难易程度。

1.数控机床的发展与特点 1.1在中国的发展 作为现代工业基石的机床产业，是工业经济发展过程中无论如何都不能绕过一个关键性问题，中国机床产业由于先天不足，一直在中高端机床项目发展上落于国外主流水准，正处于一个追赶的过程当中。

中国数控机床仍然较为落后。中国数控机床市场巨大，与国外产品相比，中国的差距主要是机床的高速高效化和精密化上，中国正处于工业化中期，即从解决短缺为主的开放逐步向建设经济强国转变，从脱贫向致富转变，煤炭、汽车、钢铁、房地产、建材、机械、电子、化工等一批以重工业为基础的高增长行业发展势头强劲，构成了对机床市场尤其是数控机床的巨大需求。

中国机床行业加速转型面临四大制约因素。中国的数控机床技术现在目前最多只能做到五轴联动，并且据有关人士说这个五轴还是作秀成份居多，五轴以上几乎就是全部进口，并且在多点联动的技术上也和国外技术水准存在非常大的差距。

国内市场国际化竞争加剧:由于中低档数控机床市场萎缩和生产能力过剩，加之国外产品低价涌入，市场竞争将进一步加剧。而高档产品由于长期以来一直依赖进口，国内产品更加面临着国际化竞争的严峻挑战。

以技术领先的策略正在向以客户为中心的策略转变:经济危机往往会催生大规模的产业升级和企业转型，机床工具行业实现制造业服务化，核心在于要以客户为中心，积极提供客户需要的个性化服务。因此，从简单的卖产品转向提供整体解决方案、从以技术为中心向以客户为中心转变成为当今的趋势。

中国的产品与中国市场需求反差较大，产品结构亟待快速调整:中国机床行业虽然保持多年持续快速发展，但是产业和产品结构不合理的现象依然存在，整个行业大而不强，高档产品还大量依赖进口。国产机床的国内市场占有率虽然已经有一定的提高，但是高档数控机床、核心功能部件在国内市场占有率还很低，全行业替代进口的潜力非常巨大。

企业技术创新模式有待完善:由于中国机床企业的地位、工业化水平和品牌影响力在逐步提升，要成为工业强国，其技术的获得再也不能依赖别人。过去，中国走了一条从模仿到引进的道路，从现在开始必须走自主创新的道路。企业技术遇到新的封锁，建立自主、新型、战略性的产学研创新模式是支撑产品结构调整技术来源的惟一途径。

中国数控机床行业将延续结构调整的势头，不断以新产品、新亮点占领更大市场。数控切割机床按切割方式可分为火焰切割和等离子切割两大类。随着下游行业需求的不断提高，对数控机床配件提出了更大的需求和更高的要求。

东北地区发展不快，其他地方的发展也比较缓慢。三是调结构促转型取得成效。专家认为面对金融危机，广大企业应不断调整结构、提高质量、增加品种及推动产业升级，再加上企业加强管理，降低费用，所以企业效益明显好转。数控切割机床装饰性发展趋势可见一斑，数控切割机床更多的是强调在机械性能、操作简便、价格经济、加工精度稳定等方面。在金属材料加工日益要求普及和批量化的今天，数控切割机床除了要满足上述功能性外，还要具有多切割方式的适用性。

国内数控机床企业为了提高自身实力，更快地拓展国际市场，将采取多种手段加快和国外企业的融合以提高产品质量、提高竞争力。在继续开拓美国、日本等国家市场的同时，在东南亚、中东、俄罗斯、欧洲、非洲等也全面开花。据了解，当前金属切割数控机床行业运行具有以下几个特点:一是外销企业困难较大。从规模以上企业来看，以内销为主的品牌企业发展势头较好。没有品牌的中小企业发展比较困难。二是各地区发展不够均衡，浙江、山东、河北、北京以及四川发展比较快，广东的民营企业发展也较快。

数控切割机床行业多数企业都是依靠降低产品售价来获得市场，造成的后果是产品价格低、附加值低、利润低，企业没有足够的资金持续发展。随着产业的发展和竞争的升级，提高产品技术含量，拥有自主的专利、设计，注重品牌的打造和营销才是企业长期发展的最佳选择。

中国机床行业在过去几年实现了持续超高速的发展，一直到2011年上半年，需求仍很旺盛，但是从下半年开始，需求增势明显趋缓，新增订单剧烈下滑，经济效益状况逐渐趋于严峻，利润率持续下降。

在“十二五“期间，国家实施积极的财政政策和稳健的货币政策，随着科技进步、产品升级以及国家重点工程、地方投资项目的不断推进，国民经济各行业对机床工具产品的需求水平将进一步提高，国防现代化对高水平机床的需求将更为迫切，市场需求将向更高层次发展，新一轮的市场竞争也将更加激烈。

由于行业景气度低迷，下游制造型企业对机床需求下降，所以我国机床行业一直处于低迷状态，升级转型成为行业近几年的关键词，经济型数控机床则成为振兴装备制造业的重点之一。

我国的铸造机床产业取得了一定的成绩，但是其发展仍然面临着许多制约性问题，技术创新一直是国内铸造机床行业的硬伤。与国外的铸造机床产业相比，我国的铸造机床产业在制造工艺水平上明显落后，这使得其在核心运行部件的技术水平和运行速度、产品精度保持性以及机床的可靠性上有着明显的不足。

我国铸造机床企业缺乏自主创新和基础理论研究的意识与能力，这就制约了我国铸造机床技术的发展，要改变这种现状，就要深入研究用户行业产品工艺的特点和要求，结合工艺特点开发出高水平加工设备，同时，还要注重基础理论工作的研究，这样才能让我国铸造机床产业在不久的将来有更好的发展。国家出台的一系列政策，大力建设新兴企业，高新技术企业，抓住了这一时机，企业内部出台了“调整与振兴“、“自主创新“等一系列政策，升级企业机床技术，严格保证产品质量，为加快铸造机床行业的发展提供了良好的环境跟市场。

机床工具行业作为国家基础性和战略性产业，在“十二五“规划中，已明确将自主创新战略作为最主要的一个组成部分，着重强调了要以技术创新工程来支撑和引领行业发展。我国机床工具行业的发展必须立足于自主创新，通过自主研发原始创新、引进技术消化吸收再创新、集成现有技术创新等方式，实现关键技术突破和产业升级。构建和完善以企业为主体、以市场为导向、产学研用相结合的技术创新体系;坚持加大研发费用投入;加强关键技术、共性技术的研究，力争在基础和共性技术攻关上有所突破，提高产品开发技术水平。

1.2数控机床特点 数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点: 1、对加工对象的适应性强，适应模具等产品单件生产的特点，为模具的制造提供了合适的加工方法; 2、加工精度高，具有稳定的加工质量; 3、可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件; 4、加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间; 5、机床本身的精度高、刚性大，可选择有利的加工用量，生产率高(一般为普通机床的3~5倍); 6、机床自动化程度高，可以减轻劳动强度; 7、有利于生产管理的现代化。数控机床使用数字信息与标准代码处理、传递信息，使用了计算机控制方法，为计算机辅助设计、制造及管理一体化奠定了基础; 8、对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高; 9、可靠性高。

1.3数控机床与传统机床对比 1、具有高度柔性 在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造，更换许多模具、夹具，不需要经常重新调整机床。因此，数控机床适用于所加工的零件频繁更换的场合，亦即适合单件，小批量产品的生产及新产品的开发，从而缩短了生产准备周期，节省了大量工艺装备的费用。

2、加工精度高 数控机床的加工精度一般可达0.05-0.1MM，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一脉冲信号，则机床移动部件移动一具脉冲当量(一般为0.001MM)，而且机床进给传动链的反向间隙与丝杆螺距平均误差可由数控装置进行曲补偿，因此，数控机床定位精度比较高。

3、加工质量稳定、可靠 加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。

4、生产率高 数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴声速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削。数控机床正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，极大地提高了生产率。另外，与加工中心的刀库配合使用，可实现在一台机床上进行多道工序的连续加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产率。

5、改善劳动条件 数控机床加工前是经调整好后，输入程序并启动，机床就能有自动连续地进行加工，直至加工结束。操作者要做的只是程序的输入、编辑、零件装卸、刀具准备、加工状态的观测、零件的检验等工作，劳动强度大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作。另外，机床一般是结合起来，既清洁，又安全。

6、利用生产管理现代化 数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，对所使用的刀具、夹具可进行规范化，现代化管理，易于实现加工信息的标准化，已与计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)有机地结合起来，是现代化集成制造技术的基础。

2.数控机床操作 2.1数控机床的指令 FANUC数控系统常用M代码：
M03：主轴正传 M04：主轴反转 M05：主轴停止 M07：雾状切削液开 M08：液状切削液开 M09：切削液关 M00：程序暂停 M01：计划停止 M02：机床复位 M30:程序结束，指针返回到开头 M98：调用子程序 M99：返回主程序 FANUC数控系统G代码：
代码名称-功能简述 G00------快速定位 G01------直线插补 G02------顺时针方向圆弧插补 G03------逆时针方向圆弧插补 G04------定时暂停 G05------通过中间点圆弧插补 G07------Z 样条曲线插补 G08------进给加速 G09------进给减速 G20------子程序调用 G22------半径尺寸编程方式 G220-----系统操作界面上使用 G23------直径尺寸编程方式 G230-----系统操作界面上使用 G24------子程序结束 G25------跳转加工 G26------循环加工 G30------倍率注销 G31------倍率定义 G33------等螺距螺纹切削 G54------设定工件坐标系一 G55------设定工件坐标系二 G56------设定工件坐标系三 G57------设定工件坐标系四 G58------设定工件坐标系五 G59------设定工件坐标系六 G60------准确路径方式 G64------连续路径方式 G71------公制尺寸 毫米 G75------返回编程坐标零点 G76------返回编程坐标起始点 G81------外圆固定循环 G331-----螺纹固定循环 G90------绝对尺寸 G91------相对尺寸 G92------预制坐标 G94------进给率，每分钟进给 G95------进给率，每转进给 2.2数控机床的操作流程 1.机备上料 2.选择刀具 3.测刀摆 4.对刀 5.铣端面，分中 6.选择程序 2.3常见的撞刀原因 常见的撞刀现象归纳起来有以下几种：
一是由于编程错误引起的撞刀现象。

二是由于机床参数设置错误引起的撞刀现象。

三是由于机床操作不当引起的撞刀现象。

以下是防止数控加工中撞刀现象的几点对策 · 1、要防止撞刀 ,首先必须掌握该机床的编程要点 ,知道刀具的轨迹 ,在试加工的过程中 , 刚开 · 始走刀时 ,速度打到最慢，随时看剩余移动量 ,掌握了这个 ,只要眼快 ,就会大大的减少人为故障了。

· 2、当启动和结束程序的时候，要把倍率调到 0，在看清程序和刀具的位置以后再给倍率， · 调试程序时快速进给要调到最慢挡，最好手不离开进给保持，要养成先看后走的好习惯，这样会减少事故的发生。

· 3、养成良好的操作习惯和进行严格的数控工艺管理，要专人专机。如果机床有保护锁的话，人离开的时候最好锁住，对于软件而言设置好读写参数。

· 4、在调试程序加工第一件工件时 一定要仔细检查程序，试加工时单段运行，随时控制进给率，随时看剩余行程，加工前应模拟运行一次，单段运行，再正式加工。看看有没有意外的刀具路径出现，一旦出错，迅速急停。

3.数控机场加工产生尺寸不稳的原因以及解决方法 3.1工件尺寸准确，表面光洁度差 故障原因：刀具刀尖受损，不锋利；
机床产生共振，放置不平稳；
机床有爬行现象；
加工工艺不好。

解决方案：刀具磨损或受损后不锋利，则重新磨刀或选择更好的刀具重新对刀;机床产生共振或放置不平稳，调整水平，打下基础，固定平稳;机械产生爬行的原因为拖板导轨磨损厉害，丝杠滚珠磨损或松动，机床应注意保养，上下班之后应清扫铜渣，并及时加润滑油，以减少摩擦。

3.2弹刀 故障原因：刀具摇摆过大 解决方案：先用校表测刀摆，若幅度大于0.06，则拆下刀具，清理里面可能加工时候留下的渣子。若清理完之后刀摆还是大于0.06则需要换刀具夹头。

3.3批量生产中出现误差 必须认真检查工装夹具，且考虑到操作者的操作方法，及装夹的可靠性，由于装夹引起的尺寸变化，必须改善工装使工人尽量避免人为疏忽作出误判现象; 3.4机床震动产生的误差 在切削加工时,数控机床由于工艺的柔性和工序的多变,其运行状态有更大的可能性落入不稳定区域,从而激起强烈的颤振。导致加工工件的表面质量恶化和几何形状误差。

参考文献 [1]胡家富.FANUC系列数控机床操作案例 [2] 黄勇陈子辰浙江学   《机床数控系统的发展趋势》
致 谢 本论文是由老师指导完成的，感谢的指导与支持，在这2年里的循循教诲，为我打下扎实的基础，在此表示深深的敬意和感谢 这次写实习经历的过程中让我受益匪浅，我感受到做数控技术这一行是非常需要用心去做好的。没有认真学习和钻研，自己就不可能有能力做去好数控技术这一行，也更不会有所突破，希望这次经历，在今后的学习和生活中能够继续激励我前进。

同时，我也要感谢本论文所引用的各位学者的专著，如果没有这些学者的研究成果的启发和帮助，我将无法完成本篇论文的最终写作。至此，我也要感谢我的朋友和同学，他们在我写论文的过程中给予我了很多有用的素材，也在论文的排版和撰写过程中提供热情的帮助！金无足赤，人无完人。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和同学批评和指正！ 在此，再次感谢所有对我帮助过的老师同学。

2019年03月31日