光电测量技术与车床加工研究论文

光电测量技术与车床加工研究论文（精选3篇）

光电测量技术与车床加工研究论文 篇1

关键词：光电测量技术；机床加工；高精密加工；机械制造

目前我国机械制造技术的发展已经达到一定水平，机械制造业的需求也在不断的提高。而机床是机械制造的必要设备，已经获得了广泛的应用，在机床制造中，加工精度对于产品的质量有着极为重要的影响。本文主要对精度检测环节重点讨论，利用光电测量技术提高测量校对精度，提高车床制造加工的精度。

1光电测量技术的应用优势

1.1传统技术的缺陷

数控车床是一项高精度的自动化机床设备，将传统的人工制造完全由机器代替运行，这设计的技术十分广泛，而这里主要讨论测量技术。传统的测量技术一直是建立在原本的肉眼辨别基础上，无论是利用技术扩大肉眼辨别的精度，还是讲测量的尺寸利用技术投影放大，均是如此。例如显微装置与轮廓投影仪，这一类测量方式存在局限性，测量的误差难以消除，加工要求的提高使得这一类测量方式难以满足更高的需求，提高成本极高。

1.2光电测量技术的优势

光电测量技术主要利用光学几何性质，将机床测量坐标以光学标记（一般为十字架），将光电信号传递到计算机，通过计算机处理计算，极大地提高了测量精度。光学信号的敏感程度远高于肉眼，而计算机进行精度校对处理，也极大的提高了精度校对的处理速度。随着机械制造自动化水平的不断提高，对制造业的加工效率要求也不断提高，而光电测量技术，利用光学传感器与计算机储备提高车床加工精度，同时也可以更进一步提高制造业的生产效率。

2.光电测量技术在车床加工中的应用

2.1设定准确的加工坐标系

对车床加工而言，在绘制好加工图纸之后，需要在实际加工之前校对工件坐标系，这一坐标系是与机床自身坐标系相对的一个坐标系，直接关系到加工精度的提高。在传统操作中，这一环节需要人工设定工件坐标系，需要人工试切，首先会对造成一定的材料浪费，更重要的是加工精度难以保证，依赖于技术人员的操作水平；其次，进行了一定程度上的改善升级，但是在不改变原理的基础上难以有较大的提高。而利用光电测量技术，可以直接避免与工件接触，避免接触后出现的位置偏移。并且光电测量技术可以将坐标系测定结果直接反馈给车床的内置计算机，快速实现工件坐标系设定，提高工作效率。

2.2反馈补偿减少误差

目前数控机床的控制系统一般为闭环或者半闭环，利用光电测量系统对车床的具体加工过程进行监控校对，将由伺服系统与机床导轨等其他设备缺陷造成的加工误差反馈给计算机，计算机再更正进给信号，达到更高的加工精度，保证产品质量。通过光电测量技术，不仅仅可以高精度的校对进给尺寸误差，而且还通过光电信号转化可以很快反馈给计算机，得出修正信号。这是目前数控车床发展的主要技术方向，利用传感器技术实现闭环控制系统。

2.3方便数据处理

要实现高精度的加工，光电信号的数据处理也至关重要，要将收到的光电信号数据进行合理的处理，便于运用于加工中。对此，要建立一个较为完善的数据模型，在数据处理后可以利用一些绘图软件，将测量结果直接显示在人机交互界面，方便技术人员对应设计材料对于加工工艺与计划进行微调。这对毛坯生产与后期加工分离的现代机械加工生产而言意义重大，从而提高的机械加工的适应性与效率。

3.光电测量技术的问题探究

在实际的光电测量技术运用中，依旧存在了一些问题，需要研究探讨。主要问题有两个：第一，成本问题，要实现光电技术加工需要与之相对应的车床设备，而我国大部分企业运用的生产车床尚不能完全满足要求，这对光电测量技术在车床加工的应用是极大的限制，因此在未来的技术改进方向主要考虑降低技术成本与在现有机床的基础上进行融合改进；第二，技术人员的储备不足，光电测量设备的技术含量较高，对于参与加工的技术人员要求也在提高，而现有工人的文化水平使得培训难度较大，最终成本也较高。

4.结束语

我国面对新世界的发展大潮，要全面建设现代化国家，在各个方面达到世界的先进水平，实现技术的进步需要强大的制造业为基础，因此，要高度重视我国机械制造水平的提高。对新技术的创新运用是一项提高机械制造生产水平的有效手段，光电测量技术已经出现了一段时间，它对制造业生产效率与产品质量的提高前景有目共睹，对光电测量技术在实际加工中的应用研究探讨意义重大，是实现我国现代化工业的关键点之一。

参考文献：

基于车床夹具加工与设计研究 篇2

关键词：工装 夹具 组合夹具

笔者结合实际操作重点就夹具的设计步骤和方法进行了分析，设计了一套符合夹具的设计思路，并在保证工件加工质量的前提下，提高了生产效率，降低了生产成本，且操作方便、工作安全和减轻了工人的劳动强度。类似的夹具设计在生产车间是会经常碰到的，因此，在平时生产过程中，应注意积累和总结，在需要时才能设计出简单、适用的专用夹具，为社会主义建设作出应有贡献。

1、夹具的分类

按照使用的机床种类可以分为：车床夹具、钻床夹具、铣床夹具、磨床夹具和镗床夹具等。按照其通用性格和使用特点，通常可以分为通用夹具、专用夹具和组合夹具三类。其中专用夹具是为某工件的某一工序的加工要求专门设计制造的夹具。这种夹具结构紧凑、操作方便。

2、夹具的组成

定位装置作用是使工件在夹具中占据正确的位置。夹紧装置作用是将工件压紧夹牢，保证工件在加工过程中受到外力（切削力等）作用时不离开已经占据的正确位置。对刀或导向装置作用是确定刀具相对定位元件的正确位置。连接元件作用是确定夹具在机床上的正确位置。夹具体是机床夹具的基础件，通过它将家具的所有连接元件连接成一个整体。其他元件或装置是指夹具中因为特殊需要而设置的元件或者装置。根据加工需要，有些夹具上设置分度装置、靠模装置；为能方便、准确定位，常设置预定位装置；对于大型夹具，常设置吊装元件等。以上各组成部分中，定位元件、夹紧装置和夹具体是机床夹具的基础组成部分。

3、专用夹具的作用

保证加工精度提高加工质量采用夹具后，由于工件相对于机床和刀具的正确位置由夹具保证，所以工件的加工过程中，各相关表面间的位置精度就可以得到保证，并比划线找正所能达到的位置精度高。同时每一批工件基本上都能达到相同的位置精度。因而不仅工件加工精度高，而且质量也稳定。提高劳动生产率降低生产成本采用夹具后，既省去了划线、找正等辅助时间，且定位、夹紧快捷；有些夹具还可以提高了工件或车刀的刚性，这样便可以提高切削用量，因面提高劳动生产率。若再采用气动或液压传动来驱动夹紧装置，则效果更为显著，同时可以大大减轻工人的劳动经度。在批量生产中使用夹具，可以保证加工精度、稳定产品，质量、提高劳动生产率、降低对工人技術水平的要求均利于降低生产成本。

解决车瘩加工装夹中的特殊困难有些工件不论数量多少，不用夹具是很难保证加工质量的，甚至无法加工。扩大机床的加工范围在单件小批量生产时，工件的种类多，而工艺过程较复杂，当机床的种类不齐全时，可对某种机床经过适当改造并加装适当的夹具，使机床“一机多用”。如在车床的中滑板上装上镗模，车床就可以当镗床使用。降低工人劳动强度及技术等级用夹具装工件方便、省力、安全。当采用气动、流动等夹紧装置时，可以减轻工人的劳动强度，保证安全生产。用夹具装夹时，工件的精度由夹具本身保证，因而可以降低对工人的技术要求。

4、专用夹具设计分析

夹具实例分析：钻、铰定位销孔夹具设计，夹具主要用来加工大头端面定位销孔的，在车床曲轴或船舶曲轴等中，定位销孔一直起着关键的作用。要标准才能对后工序飞轮孔加工保证其精度和位置差，才能让主机的跳动、点火和装配飞轮很稳定。定位销孔一直是一个精度和形位公差要求很高的部位，好比曲轴的咽喉。所以，需要有较好工装夹具来保证。为节约成成本，钻床采用一般的ZC40小钻床，钻夹头采用精度高的钻石牌钻夹头；考虑选择采用合理的装夹方式保证其稳定性和工装的耐磨、互换性：工装夹具零部件的材料、热处理和加工工艺能否可行等；对提供加工定位销孔的机床做主轴和主轴套跳动和间隙等；钻夹头的跳动，铰刀的锥度和跳动：工装夹具装配基准、坐标定向和装配校基准的难度。

5、定位元件确定

机床曲轴为大批量生产，采用手动夹紧的夹具不仅结构简单，在生产中的应用也比较广泛，另外，采用手动夹紧，原始夹紧力可以连续作用，加紧可靠，方便实用。曲轴属于轴类零件，在本道工序夹具的定位元件还是选用两个V形块，一个支承板来对曲轴轴向方向定位，采用一个靠山作为角度方向的定位。V形上用的抗磨块，因为它零件是线接触，容易磨损一处，就要采用热处理后，硬度较高的材料，实践证明，用Tl0A的材料的都容易磨损，也为节约成本，我们采用镶嵌白钢的方式，白钢成本较低，能耐磨。曲轴定位销孔的两个方向多的垂直度要求10：100mm，因此，对支承板的要求较高，其经常磨损的地方要进行热处理，同时，不能与轴颈R像干涉，保证装夹中不会存在抵触点。夹具体支承座，该部件采用HT200的材料，主要该材料经过失效处理后，稳定性好，不易变形，加工方便和可在利用价值高有点。

在设计中，支承座底部和背部做削器翻砂处理，便于加工平面过大，平面度达不到。两侧各有一加强劲。上面与套模版接触地方加宽，为了是接触更加稳定，支撑力更好。钻、铰套的设计，该工序因为要采用多次加工才能达到图纸尺寸，因此采用活动钻套和铰套。钻套和铰套都是采用的Cr12的材料，热处理后进行线切割加工，基准统一，才能达到同心的要求。上面采用活动可调式柄套，方便更换产品可用。根据工艺要求，钻定位销孔Ф5.7mm钻花，只需要加工深度达9mm，内孔不能大于5.8mm，即可完成加工。即用直柄钻花钻孔，根据GBl141-84的规定钻头上偏差为零，故钻套孔径为Ф5.7±0.021mm。定位销孔夹具体设计主要考虑零部件的形状及将上述一个主要零件联成一个整体。这些主要元件设计好后即可画出夹具的设计装配草图。

本篇文章中，我们设计主要是机床夹具设计分析及加工工艺过程：在工艺部分中，我们涉及到要确定各工序的安装工位和该工序需要的工步，加工该工序的机车及机床的进给量，切削深度，夹具转速和切削速度，其中，机床的进给量，夹具转速和切削速度需要计算并查手册确定。

参考文献：

[1]李洪主编，机械加工工艺手册[M].北京：北京出版社，2009，12.

复杂零件的数控车床加工工艺研究 篇3

关键词：复杂零件；数控车床；加工；工艺；研究

中图分类号：TH162 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）33-0161-02

1 概 述

数控车床在复杂零件的加工中能够起到积极的作用，并且具有较为明显的优势，能够有效促进复杂零件的加工。复杂零件，在很多机械设备中占据关键地位，在对其进行施工的过程中，需要牢牢控制其精度，使用数控车床进行加工时现阶段施工的重要手段。对复杂零件的数控车床加工工艺进行有效控制，能够有效提升复杂零件的质量和实际使用水平。

2 复杂零件加工使用数控车床的必要性

2.1 数控车床的内涵

数控车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。使用数控车床能够有效的进行机械产品的创造，数控车床具有较为广泛的加工工艺性能。使用数控车床能够对斜线圆柱、直线圆柱、圆弧和各种螺纹、蜗杆等复杂工件进行有效的加工，同时还具有圆弧插补、直线插补各种补偿功能，能够对复杂零件进行批量生产。

2.2 数控车床对复杂零件加工的重要意义

数控车床具有较为明显的优势：第一，数控车床自身的柔性程度较高。产品形状改变之后，制造大量的刀具和专用夹具的需求就会变小，这主要是因为在进行实际生产制造的过程中，只需要对产品的结构特征，对数控车床的程序进行有效的改变，就能够保证零件加工工作顺利完成，这对于有效提升产品的更新速度具有积极作用。第二，数控车床自身的精度较高。数控车床能够对自身的参数进行有效的控制和管理，从而在完成多道工序的时候，能够降低其误差，因为其不需要进行重复的定位工作。第三，数控车床能够有效提高生产效率。数控车床具有较好的刚性，这样能够有效加快复杂零件的生产效率，减少了加工的时间。

3 数控车床对复杂零件的加工

在对一些外形复杂的回转类零件进行加工的时候，使用数控车床能够起到良好的效果，需要注意的是，在使用数控车床的时候，需要对零件的加工顺序、加工道具以及夹位等方面进行综合考虑。而针对一些十分复杂的回转类零件，就需要使用数控车床才能够起到较好效果[1]。使用数控车床进行复杂零件的加工和制造是时，具体的零件图，如图1所示。

3.1 复杂零件的分析

上图所示的零件在进行设计、加工制造的过程中，需要使用到多项技术和设备。复杂零件较为繁复，包括了椭圆、抛物线等方面，同时该零件还对角度提出了更高的要求。这样就需要有良好的设备作为支撑。

3.2 复杂零件的工艺分析

在对该复杂零件进行施工的过程中，需要对其具体细节进行有效的分析，这样能够便于施工过程中控制具体的精度和准确度。使用数控车床对该零件进行加工的时候，需要使用到的工艺主要是以下方面：O0001；T0101； （外圆粗车刀，刀尖角为 15度）

M03 S2；

G71 U2 R0.2；

G71 P1 Q2 U1 W0 F100；

G6.3 X40 Z-47.21 A30 B20 Q30000；

G01 W-1.79

G02 X44 W-2R2；

X48 W-1；

W-14；

X54 W-1；

X52 W-1；

G00 X80 Z80 M05；

从上图所示的零件来看，该零件在进行加工的过程中，需要在两头进行加工，同时还需要保持精确的尺寸，这样就需要对装夹定位工作进行有效的控制，使用良好的台阶外圆作为分工界面，这样能够分成两道工序进行施工。根据装夹位的实际位置，选择合适的加工顺序，这样能够有效提升零件加工的效果[2]。

3.3 加工工艺的路线

在对复杂零件进行加工的时候，首先需要使用三爪自定心卡盘对毛坯面进行夹持，同时还需要对复杂零件的实际尺寸进行有效的控制，这样能够达到要求的尺寸。在此基础上，还需要对装夹进行有效的调节，将工件的Φ 70 mm 左端面进行定位，同时并使用三爪自定心卡盘进行相应的夹持工作，以达到需求的尺寸[3]。

3.4 加工程序的编制工作

复杂零件在使用数控车床进行加工的过程中，需要对数控车床的程序进行有效的编制，这主要是复杂零件的外部轮廓较为复杂，并且具有椭圆和抛物线的形状要求。在对加工程序进行有效的编制时，需要对零件加工的重点和难点进行控制，如果该零件使用同一把车刀进行加工，那么就需要对刀具的角度进行控制，刀具使用在编程中使用的效率较高，这样就需要做好编制工作。不同的系统使用的指令也不一样，因而使用的编制也不一样，需要根据实际情况进行有效的调整。

4 数控车床加工工艺的分析

数控车床在进行加工的时候，通常会涉及到较多的方面，一方面主要是复杂零件的图纸中包含的数据和尺寸需要满足编程的需求这就要求在对图纸进行设计的时候，保证数据的精确性。因而在对图纸中的数据进行标注时，需要使用同一个基准标注尺寸进行，同时需要注意的是，针对复杂零件的不同节点的坐标进行准确计算，定义好复杂零件轮廓的几何元素。另一方面，还需要对复杂零件各个部位的结构进行有效控制，需要保证其能和数控车床加工的特点进行有效的契合。数控车床在进行加工的过程中，针对复杂零件，使用统一性的尺寸和几何类型，这样能够对刀具规格进行有效的控制。数控车床的加工需要对基准定位进行有效的控制，这样能够对安装定位过程中产生的误差进行有效的控制，减少误差的存在。

4.1 数控车床加工工艺中路线的分析

数控车床在进行加工的过程中需要经历多个阶段，主要分为粗加工阶段、半精加工阶段、精加工阶段以及光整加工阶段。粗加工阶段主要是对复杂零件的多数加工余量进行有效的切除，并且促进其有效接近相应的零件成品。半精加工阶段中想要使得复杂零件的表面达到一定的精度，这样能够做好相应的加工准备。精加工阶段能够使得数控车床达到图纸规定的质量要求。而在光整加工阶段，针对一些要求较高的表面，这样就需要做好相应的工作，能够有效提高复杂零件的精度。

4.2 夹具和刀具的分析

使用数控车床进行复杂零件的生产时，需要做好夹具和刀具的选择工作，尤其是针对单件小批量零件的生产时，优先选择通用的夹具、组合型的夹具能够起到良好的效果，而在进行成批的生产时，则需要使用专用夹具。在对夹具进行选择的时候，需要综合考虑到复杂零件的实际要求，这样对工件、机床坐标系的尺寸关系进行有效的协调。复合型的刀具、可转位刀具、陶瓷涂层刀具以及硬质合金刀具进行有效的选择，对于提高复杂零件的生产效果具有积极作用。需要注意的是，在对刀具进行选择的时候，需要对刀具的规格、精度和类型进行有效的控制。

4.3 切削用量的分析

对切削用量进行设计和分析的时候，需要对主轴转速、背吃刀量以及进给速度进行控制，这样能够对刀具耐用度产生较大的影响。其次进给量以及切削深度也会产生相应的影响，但是实际效果并不够十分明显。选择粗加工的切削用量时，首先需要考虑的是切削深度，其次就是进给量，最终才是切削速度，由此切削用量才能有效发挥相应的作用。复杂零件在进行实际加工的过程中，需要使用到良好的切削用量，因而对切削用量进行有效的控制就显得很有必要。需要注意的是，在对切削用量进行控制的时候，按照一定的顺序进行能够发挥积极作用。这主要是因为切削用量针对数控车床来说发挥着重要作用和意义，因而加强切削用量的控制效果十分必要，采用良好的顺序能够提高复杂零件的精确度。

5 结 语

在使用数控车床加工复杂零件的过程中，需要对其中的加工工艺进行有效的控制和分析，主要包括对加工工艺的路线、加工程序的编制工作、数控车床加工工艺中的路线、夹具和刀具以及切削用量进行有效的分析。使用数控车床进行复杂零件的加工能够有效提升工作效率，这对于有效提升复杂零件的精度具有积极作用。

参考文献：

[1] 李莹，吴成义.复杂零件在数控车床加工的工艺探讨[J].中国科技投资，

2013（A19）：158.

[2] 宋理敏，李俊川.复杂椭球部件的数控车削加工工艺研究[J].组合机床 与自动化加工技术，2013（4）：132-134.