・２７０・ 价值工程 数控车床加工实训中的故障分析 Ｆａｕｌｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｎ ＮＣ Ｌａｔｈｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ 代晓俊ＤＡＩ Ｘｉａｏ－ｊａｎ （昆明理工大学工程训练中心，昆明６５００００） （Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔｒａｉｎｉｎｇ Ｃｅｎ￣ｒ，Ｋｕｎｍｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ ６５００００，Ｃｈｉｎａ） 摘要：本文通过分析学生在数控车床实训时易产生的故障和操作失误，阐述了故障发生的原因、避免或排除的对策，以切实提高 学生的数控加工能力。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ａｎａｌｙｚｉｎｇ ｔｈｅ ｆａｕｌｔｓ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ｅｒｒｏｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｉｎ ＮＣ ｌａｔｈｅ ｔｒａｉｎｉｎｇ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｃａｕｓｅｓ ａｎｄ ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａｓｕｒｅｓ ｔｏ ｐｒｅｖｅｎｔ ｏｒ ｅｘｃｌｕｄｅ ｔｈｅ ｆａｕｌｔｓ，ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ＮＣ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｕｄｅｎｔｓ． 关键词：数控加工；故障分析；车床；编程方式 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＮＣ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；ｆａｕｌｔ ａｎａｌｙｓｉｓ；ｌａｔｈｅ；ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ 中图分类号：Ｇ６４２．４４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６—４３１１（２０１４）３１—０２７０—０２ Ｏ引言 随着数控加工技术的不断发展成熟，数控车床被越来 越广泛地应用于各个加工领域，它以其高质量高精度的特 点受到了人们的一致欢迎。数控车床作为一种高效高技术 含量的自动化机床，逐步实现了机、电、仪一体化，它将现 代信息技术、自动化技术以及精密机械等各项新技术综合 应用于整个加工环节中，符合现代化机床加工的特点。 对数控专业的学生而言，熟练掌握数控车床加工的基 本操作要领和规范，明确操作技能是其开始后续学习的前 提和基础。但由于学生的基础知识掌握存在一定的问题， 因此在实际操作时常会因为操作不当导致车床出现故障， 寿命。严重时甚至会引发安全事故。因此，学校必须加强对学生 的数控车床加工安全教育，强化其安全意识，引导其自觉 规范操作，从而有效地防止安全事故的出现。 ＾ － 特点，可以确定其四种走刀轨迹。其中，除路线１以外，其 他三种路线均会出现碰撞。具体情况见图１。因此，为避免 “撞刀”，必须将其程序段分为ＧＯ０ Ｘ８０．０：Ｚ５０．０；以保证 其走刀轨迹为路线１。 １＿２．２正确理解和执行复合固定循环指令 在使用粗车循环指令前，必须保证循环快速回刀点的 刀具循环处于完成状态，否则会损坏刀具和工件。如图２ 中，Ａ点位置为正确回刀位置，它处于端面和毛坯径向尺 寸之外，整个回刀过程不会造成工件损坏，而Ｂ点则会导 致回刀时出现碰撞，碰坏工件和刀具，影响数控机床使用 １ ｒ｛．Ｐ。 ３ Ｉ ｌ ；，－ ， 乏 磊 １数控车床的典型故障分析 ｌ 争 １．１数控车床超程警报 工 ｌ 在课堂授课时，教师会教授学生车床测量系统的基本 Ｉ ｌ＿一 ０、 ｒ ｌ 原理，即当机床出现断电情况时，重新接通电源后必须先 ５０ 使系统坐标重返参考点才能进行操作，否则会影响系统精 圈２复合固定循环指令 度。但学生在进行数控车床操作时，由于车床滑板处于限 图１ ＧＯＯ使用不当出现碰撞 使用不当出现碰撞 位开关极限，或挡板距参考点开关过近，导致挡块越过限 １．３编程时选刀不当 位开关，系统发出超程警报。 若学生在进行数控编程时选择刀具不当，也会发生碰 为避免上述情况的发生，在操作前，学生必须先确定 刀情况，影响系统的正常运行。 系统的当前工作位置是否正常，若已处于极限位置，则在 返回参考点时必须控制滑板移动速度，保证操作安全。车 床超程本身并不会对系统造成严重损害，但车床坐标不准 势必会导致工作台移动错误，最终导致丝杠损坏。 ． ’广 ４ １．２编程不当导致碰撞 １．２．１正确使用ＧＯ０指令 ＧＯ０指令是数控车床加工时最常用的一种指令，它 具有工作速度快和走刀轨迹不定的特点，因此在实际操作 中具有一定的危险性。由于ＧＯ０指令是一种定点指令，在 实际编程中使用Ｇ００ Ｘ８０．０ Ｚ５０．０程序段，则根据其编程 作者简介：代晓俊（１９８６一），男，云南楚雄人，硕士，助理实验员，研 究方向为数控机床精密加工。 图３数控车床加工零件时选刀的重要性分析 如图３中所示零件，学生在看到其基本形状时，会将 Ｖａｌｕｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ・２７１・ 浅议提升高校科技创新能力的必要性 Ｏｎ ｔｈｅ Ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ ｏｆ Ｐｒｏｍｏｔｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ Ｃｏｌｌｅｇｅｓ ａｎｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ ‘ 季玉香①ＪＩ Ｙｕ—ｘｉａｎｇ；朱延②ＺＨＵ Ｙａｎ （①保定电力职业技术学院，保定０７１０５１ ②保定天威集团有限公司，保定０７１０５１） （（￣Ｂａｏｄｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｖｏｃ．＆Ｔｅｃｈ．Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｂａｏｄｉｎｇ ０７１０５１，Ｃｈｉｎａ；＠Ｂａｏｄｉｎｇ Ｔｉａｎｗｅｉ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｂａｏｄｉｎｇ ０７１０５１，Ｃｈｉｎａ） 摘要：在二十一世纪，能够决定一个国家综合竞争力的因素种类繁多，其中科技创新能力作为最主要的因素之一已经得到了广 泛的承认。高校作为国家智力资源的集中地，发展其科技创新能力不仅能够提升高校自身的科技创新水平，也是提升整个国家综合竞 争力的重要途径和手段。 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒｅ ａｒｅ ｖａｒｉｅｔｙ ｏｆ ｆａｃｔｏｒｓ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ａ ｃｏｕｎｔｒｙ Ｓ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ ｉｎ ｔｈｅ ２１ｓｔ ｃｅｎｔｕｒｙ，ａｓ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｓｔ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｆａｃｔｏｒｓ， ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｗｉｄｅｌｙ ｒｅｃｏｇｎｉｚｅｄ．Ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｈｅ ｓｃｉｅｎｔｉｉｆｃ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｃｏｌｌｅｇｅｓ ａｎｄ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ，ｗｈｉｃｈ ｉｓ ａｓ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｎａｔｉｏｎ Ｓ ｉｎｔｅｌｌｅｃｔｕａｌ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，ｗｉｌｌ ｎｏｔ ｏｎｌｙ ｐｒｏｍｏｔｅ ｔｈｅｉｒ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ，ｂｕｔ ｉｓ ａｌｓｏ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｗａｙ ａｎｄ ｍｅａｎｓ ｔＯ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｕｎｔｒｙ． 关键词：高校；创新能力；科技；必要性 Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｃｏｌｌｅｇｅｓ ａｎｄ ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｉｅｓ；ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ；ｓｃｉｅｎｃｅ；ｎｅｃｅｓｓｉｔｙ 中图分类号：Ｇ６４０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００６～４３１１（２０１４）３１—０２７１—０２ ０引言 家综合实力最关键的体现。在经济全球化时代，一个国家 创新的广义上的定义为“以现有的知识和物质，在特 具有较强的科技创新能力，就能在全球产业链中占据高端 定的环境中，通过各种方法、手段和元素的组合，改进或创 位置，就能创造激活国家经济的新产业，就能拥有重要的 造新的事物，并产生一定经济和社会效益的行为”。科技创 自主知识产权而引领社会的发展。在这种意义上，提升国 新作为创新的一种，在进入二十一世纪以来，已经成为国 家的科技创新能力已经成为在经济全球化中竞争成败的 关键因素。 作者简介：季玉香（１９８１一），女，河北沧州人，研究方向为科研管 纵观发达国家几十年来的发展历程，我们会发现很多 理；朱延（１９８０一），男，河北唐山人，职员，研究方向为 发达国家的一些重大科研项目都是以高校为基地研究出 计算机应用。 来的，高水平研究型大学有效地推动了科技中心的发展与 其定位为外圆加工，进而选择９０度外圆偏刀作为其加工 １．５对刀时不转主轴 用刀进行加工。这种加工思路看似可行，但稍加分析，便能 出现此类问题的主要原因为学生操作时疏忽大意。学 发现其中存在的问题，选择外圆偏刀进行加工只是一种理 生在进行数控车床加工时，由于刀具强度较大但韧性较 想化状态，学生并未考虑到其加工工艺和可行性。首先，通 差，此时如果不转主轴即进行对刀，会使刀具承受弯矩力 过分析该零件的一些相关数值可以发现，特别对圆弧的切 过大，发生断折。 线角度进行分析，就会发现该零件加工时，主偏角和副偏 此外，在进行数控车床加工时，学生还应注意及时检 角均有极限范围。主偏角和副偏角均应须大于３６．９度才 查工件或刀具的使用情况，若出现磨损和故障应尽早维修 不会使刀具与工件相碰，而一般的９０度于外圆偏刀副偏 或更换，同时还要保证工件或刀具处于夹紧状态，避免出 角在ｌ５度之内，如果使用该刀，在图示的２，３，５点附近看 现脱落情况。另外，在实际操作时操作者还要用手扶好车 到明显的碰撞现象口，如果选用４５度外圆偏刀，在本零件 床刀架，以保证其平衡性，同时还要保证车床参数的稳定 的加工时，将是合适的刀具。如果图３中ｌ点处的外圆直 性，不可随意修改和替换。 径大于＋６ｒａｍ，构成虚线所示的台阶轴，则不能继续使用 ２结束语 ４５度外圆偏刀加工锥面和端面，如１点处的万具将碰撞 本文以昆明理工大学为例，通过研究和分析该校数控 端面。 车床加工专业的加工实训过程中所存在一系列问题，划分 １．４螺纹加工时主轴转速过快 在进行螺纹加工时，由于其自身加工必须控制其全程 出一些典型故障类型，并分析了其故障产生原因及相应的 加工速度，使其保持在低速运转状态下。而在进行外圆加 解决对策，以强化学生的安全意识，引导其自觉规范操作 工和割槽加工时，由于主轴转速较快，到螺纹加工时学生 行为，关注操作细节，不断提高其实践操作水平。 参考文献： 忙于更换刀具和控制程序，容易忽略速度调整，导致主轴 ｆ１ 长涛，陈发东，董建荣．数控车床实训操作常见失误分析［Ｊ】 ．转速过快，进给速度过大，容易出现烂牙情况，加之被加工 机械工程师，２００８（０３）． 材料较硬，会严重损坏刀具，影响其使用寿命。 『２１１春霞，戴怡，董学文．数控车床螺纹加工故障树分析［ＪＪ．天 因此，学生在螺纹加工前一定要将主轴转速换至 津职业技术师范大学学报，２０１２（０１）． ７６—１２０ｒ／ｍｉｎ，这样才能确保安全完成螺纹加工。指导老师 『３ＩＮ彦．对数控车床实训教学中若干常见问题浅析［Ｊ１＿科技广 应严格把好这一关，以有效杜绝此类事故的发生。 场，２０Ｉ１（１Ｉ）．
