油管在石油工业中被广泛应用。它是用于油井内输送石油和天然气的钢管，安装于套管内，油气从油管内流升至井口。油管一般都用接箍连接，接箍两端有螺纹，因此油管螺纹是油管间连接的重要环节。

　　油管螺纹牙型尺寸有两种，一种为每英寸8牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹，一种为每英寸10牙的圆顶圆底的V形锥管螺纹。

　　油管扣与普通螺纹相比具有许多特点，它可拆性好，连接强度高，它的牙型分布在1:16的圆锥体上，技术要求高。油管螺纹加工完后应试压，试压要求用规定的螺纹脂(丝扣油)并经过机紧后在规定的最小静水压试验压力下不出现渗漏(并保持规定的时间)。一般为25MPa～45MPa,保压5分钟左右。

　　下面介绍的是在数控车床上用梳刀加工油管螺纹的实例，图1是泄油体零件图，加工设备是济南机床一厂生产的JICNC-IV数控车床，数控系统是航空航天部七六所生产的MNC826。

　　我们知道，数控车床加工的基本原理就是插补原理。无论机床是作直线插补、圆弧插补还是螺纹插补，刀具实际的轨迹都是折线步，刀具始终是围绕着理论轨迹作阶梯运行。利用插补原理，我们用梳刀对油管螺纹进行成形加工。所不同的是，机床的插补功能是数控系统内部设定的，只要给其坐标值后，系统既能自动进行插补运算，使刀具走出理想轨迹。而梳刀的插补运行是靠程序编制完成的，通过程序的计算和运行，不断改变刀具的起刀位置，从而能做到直接用梳刀加工出油管螺纹半岛电竞。这种加工方法尤其能达到油管螺纹的技术要求，保证精度，密封性好。

　　我们从零件图1中可知，这是一个两头对称的27/8TBG油管螺纹，固其加工工艺分为在普通车床上加工外圆、内孔至尺寸，1:16外锥留适量余量；然后在数控车床上用油管螺纹梳刀分六次车削油管螺纹。图2为用2齿梳刀车削27/8TBG螺纹的切削图形。计算尺寸如图3。

　　27/8TBG油管螺纹分六刀车削完毕，其中每一刀的程序编制除尺寸有所变化外，其它基本一样，也可编成一个车螺纹的子程序。其循环过程为：

　　每次切削余量有所变化半岛电竞，呈逐渐减少趋势，最后一刀为精车油管螺纹，余量最小。

　　自古至今我国都是以农业，手工也为主的国家，在工业方面从人员的技术水平到工艺设备方面，与发达的工业国家都有着相当大的差距，而衡量一个国家的发达与否很大程度上不取决于农业和手工业，而是取决于工业水平的发展，所以在新世纪初期，我国在政策上以及资金投入上对工业都有着很大的倾斜，所以我国工业开始蓬勃发展，最近年尤为迅速，所以我国的工业发展正处在承上启下，前赴后继的重要关头，我们在世界上的印象必须从“制造大国”转变成“制造强国”，在这条道路上面临着诸多困难，其中高端机床的技术突破就是一个必须越过的门槛。“在数控机 床的未来发展中，自动化系统是未来工业的发展方向，是一个制造型企业的核心竞争力。

　　要想了解数控机床的在生产中的意义，首先要了解什么是数控车床，数控车床是用来干什么的，优势在哪里，首先数控车床是指通过电脑控制机械对物件进行制造与加工的机器，数控车床集电信号，机械操控，液压控制，微电子技术的综合载体，数控机床技术在一些欧美发达国家非常成熟，是衡量一个国家的工业发达的程度的标准，这就是数控车床在生产中起到的线数控车床在生产中的必要性

　　数控车床的必要性，可以说是显而易见的，一个生产制造厂如果有它，可以更有效率，更精确的制造物件，而且由于它是经过计算机控制，可以制作人工无法精确制造的形状等等，它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。有些高级的数控车床在出厂前，厂家就已经设定好了很多种非常常用的形状，圆形，圆柱形，菱形等等，方便编程人员操作，机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高，使产品更有竞争性，在市场上处于领先的不败之地。作为一个成产厂，什么才是核心竞争力，首先是技术人才，应了一句老线世纪什么最贵？是人才！而光有优秀的人才，你也给他一个能够充分发挥他技术的工具，还有一句老话说的好工欲善其事必先利其器，所以一个好的工具也是非常重要的，所以数控车床的在一个制造型企业所起的作用就显而易见了！

　　数控车床集电信号，机械操控，液压控制，微电子技术的综合载体，其工作原理是该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，用代码化的数字表示，数控车床有一个专门的操作平台，供程序员进行编程处理，要按照编码把要加工的工件详细信息输入进数控机床里，通过微电子芯片进行运算，指定机床的加工方案，一台数控车床，要想应用首先是设定程序加工程序，拿过来一个零件样本，通过人工分析，确定加工的方式方法，选择道具与夹具，然后确定刀的走向以及路线，深浅等等，编程人员要对零件样本进行检查，确定几何形状，尺寸及工艺要求进行分析，并且结合数控机床使用的基础知识，如数控机床的规格、性能、数控系统的功能等，确定加工方法和加工路线。只有这样才能做出符合规格，精密度高的零件。

　　数控车床编程首先分为四步，第一步是：明确加工工艺的过程。要通过专业的数控车床编程人员对示例工件进行该有的分析，确定工件是由什么几何图形组成，是由什么材料制成，选择什么刀具，选择什么样的夹具，从哪下刀，刀的走线，线的深浅等等都要通过一个优秀的数控车床的编程人员来事先设定好的，所以一个工件是否能制造成功，编程人员的经验是非常重要的。第二步是：精确的测量值计算，在经过了第一个步骤以后，编程人员要运用测量工具，测量刀的走位，以及刀是以什么中心运动的，只有这样才能获取到刀位的测量数据。一般的数控系统里会提供一些常规的集合图形的数据，如圆形，直线型等等，但是注意在加工，如果刀工轨迹有误的话，工件指定不合乎规格，如果这种不合乎规格的工件，流入市场会给人民生命财产安全造成隐患，所以一定要有检测员检测，否则难以完成。第三步，编制加工程序和校验方法，经过以上两个步骤以后，便可以写程序来加工工件了，编写程序编制人员使用数控系统程序指令，按照数控车床厂家规定的程序格式输入，程序录入人员，必须对该机床的功能了如指掌，对代码程序也要非常熟悉，才能完成工件制作程序的设定工作。第四步骤 序检验及试切削，在系统中输入以编写好的程序，在正式发表之前检验。通常可采用机床空运转的方式来检查。

　　社会进步发展，工业水平也不断发展，所以数控车床的应用于众多的工厂，在生产中，现在很多工作都讲究自动化，从工厂到银行，从学校到研究院各个都讲究办公自动化，那么什么是自动化，就是一切尽量通过电脑，机械来完成生产，安装等一系列的工作，自动化的特点就是工件精度高准、确性高，节省人力，工作效率高，自动化系统有着非常深远的意义。自动化系统不仅能够提升传统制造水平，而且能够满足高技术发展要求。由于数控机床的参与，大大节省了人力，使产品得到了质的飞跃，工业水平是衡量一个国家的标准，在工业发达的国家，包括美国，英国，德国等，其应用是非常广泛的，我国还处在发展中阶段，所以工业水平有待提高。

　　关键词：数控车床 加工精度 装夹方法 加工工艺 加工工具 编程 技术水平

　　数控车床虽然在理论上具有高精度、高速度、高质量的系统性优势，但是在数控车床实际操作和生产环节中会受到内外因素的影响，产生数控车床加工精度不高的实际问题。常见的因素有：装夹方法错误、加工工艺不科学、加工刀具不合理、数控编程不严格、操作者技术水平不足，这些问题会直接影响到数控车床加工的质量与精度。在数控车床实际操作中，应该从常见的问题出发，以合理确定工件装夹方法、科学安排加工工艺、合理选择加工刀具、严格数控编程、提升数控车床操作者技术水平为途径，综合提升数控车床加工的规范性与科学性，形成数控车床加工的标准化和程序化操作，做到对数控车床加工精度的有效保障。

　　数控机床加工过程中装夹方法直接决定工件的位置、刀具的行程，因此，要合理选择数控机床工件装夹的方法。要合理确定工件的定位基准，选择有效的安装和夹紧方式，控制错误装夹的次数，以组合家居的方式来提升工件装夹的准确性和稳定性。在选择装夹方法时一般应该采用三爪自定心卡盘直接装夹，对于结构特殊和要求特殊的工件，要结合零件设计图纸合理选择装夹方法，避免因装夹方法不当而造成的加工精度不合格问题发生。

　　要做好工艺性分析与工艺处理工作，这是数控加工的前期准备工作，也是确保加工精度的重要措施，如果在数控机床加工性出现工艺性分析不全面，工艺处理不当，将可能造成数控加工的错误，直接影响加工的顺利进行，甚至出现废品。因此数控加工的编程人员首先要把数控加工的工艺问题考虑周全，才进行程序编制。合理进行数控车削的工艺处理，是提高零件的加工质量和生产效率的关键。因此应根据零件图纸对零件进行工艺分析，明确加工内容和技术要求，确定加工方式和加工路线，选择合适刀具及切削用量等参数。

　　刀具的选择、刃磨、安装正确直接会影响到数控机床的使用性能，同时也会对加工工件的精度带来直接影响。根据工艺系统刚性、具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑，采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工，有利于提高零件的加工质量。粗车时，要选强度高、使用寿命长的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给的要求。精车时，要选精度高、寿命长、切削性能好的刀具，以保证加工精度的要求。另外，刀具材料的选择也是非常重要的一环，刀具材料在切削中一方面受到高压、高温和剧烈的摩擦作用，要求其硬度高、耐磨性和耐热性好；另一方面又要受到压力、冲击和振动，要求其强度和韧性足够。

　　在数控机床编程中要建立规范的顺序，使数控机床刀具的行走做到科学规范，进而做到对数控机床功能的合理利用，确保数控机床加工出高精度的产品。此外在数控机床编程中要结合产品设计图样，以此来确保数控加工过程在高效率和高精度的范围之中，进而提升数控机床加工的总体质量。

　　一方面，要建立零件的数字化模型，数控机床操作者应该根据零件设计图，以线框、特征和实体建模的方式建立起数控机床可以识别的零件几何模型，使零件得到数字化，将设计完整地在程序下得到全面体现。另一方面，要确定零件加工的方案，在方案制定的过程中应该结合零件和产品的特点，明确零件质量要求的重点，确定零件加工的方法，以此来提升数控机床加工的精度。例如：对不同曲面的加工要确定投影方法还是放射方法，通过方案的比较形成对数控机床加工精度的保证。此外，要确定数控机床加工参数，应该根据数控机床的性能，结合零件设计图纸，重点确定工件材料、刀具形状、加工顺序、行走路线等重要参数，做到对数控机床加工精度的保障。

　　操作者是数控车床加工的具体执行人，也是加工技巧应用的直接使用者，操作者技术水平、加工经验对数控车床加工精度有着直接的影响。应该有计划地展开对数控车床操作者的技术、技能培训工作，对机床使用技巧、工具选择方式、切削参数控制、加工工艺选用进行全面地培训，做到对数控车床加工工作整体的强化，以做到对数控车床加工精度的有效保障。要结合数控车床的编程工作展开操作者的计算机语言培训，通过编程水平的提升强化操作者应用能力，做到对数控车床加工精度的进一步保障。在培训操作者的过程中还要重视职业道德建设，要将责任心作为重要的方面加以建设，通过树立职业道德和培养责任心，使技术的应用和技能的使用达到一个更高的水平，充分发挥数控车床的效率、精度优势，为数控车床加工质量的整体提升打下思想、技术和技巧的基础。

　　合理确定工件装夹方法钣金、科学安排加工工艺、合理选择加工刀具、严格数控编程、提升数控车床操作者技术水平等措施是提升数控车床加工精度的有效保障，但是在实际的数控车床加工过程中操作者和技术人员还应该有清晰的认识，要看到数控车床加工工作的多样性和复杂性，要展开对数控车床加工工作的进一步分析，形成数控车床加工的规范和体系，更好地指导数控车床加工实际操作，真正确保数控车床加工的精度。

　　[1] 冯永刚.数控车削中刀尖高度对零件加工精度的影响[J].新技术新工艺，2011（4）.

　　[2] 易忠奇.提高数控车床加工精度的措施与技巧分析[J].湖南农机，2011（9）.

　　[3] 唐蔡华，冯广智.车床加工精度控制的创新方法探讨[J].信息系统工程，2011（12）.

　　各种螺纹是十分普遍的，属于车床的主要加工项目之一。但是由于数控车床与普通车床在结构和控制原在普通车床上加工理上的区别，使数控车床在加工螺纹时，并不能根据加工情况对车床主轴转速进行相应的调整，以实现螺纹的粗加工和精加工。导致在数控车床加工螺纹有很大的局限性。

　　通过对数控车床的长期使用，发现在加工螺纹时不能变换Z轴的起刀点和机床主轴的转速，如果其中1项发生变化将会导致螺纹出现“乱扣”现象，造成整个螺纹的报废。然而不变换主轴转速，会对螺纹加工精度和效率产生不良影响，也使数控机床加工精度高、加工效率高的优越性不能得到充分体现。转速过低时，会降低螺纹的加工效率；转速过高时，会使螺纹牙侧表面粗糙度过高降低加工精度。

　　经过1段时间研究发现由于数控机床的运动一般都是由伺服系统完成的，而在加工螺纹时伺服系统要达到某一切削速度必须要有1个自动加速和自动减速的过程。在加速和减速过程中，刀具的切削导程并不等于我们在程序中所规定的螺纹导程，因此就要求在加工螺纹时，必须有一定的切入距离和切出距离。在同1台机床上加工同1个螺纹导程的工件，当主轴转速不同时，会有不同的切入距离和切出距离，而且主轴转速与切入距离、切出距离之间具有一定的关系。如果我们掌握了它们之间的关系式，我们就可以在程序中设定不同的主轴转速，然后根据不同的主轴转速来调整Z轴的起刀点，就可以有效的避免“乱扣”现象的发生，最终达到我们的加工要求。

　　当粗车主轴转速为150r/min时，如果在编程中设定的切入距离5mm；那么精车主轴转速为30r/min时，在编程中设定的切入距离就约是4.404mm，这样就可以有效地避免“乱扣”现象。由于不同的数控车床伺服系统时间常数T1和螺纹加工精度误差a的系统设置不同，在计算公式中需要代入所使用数控车床的伺服系统时间常数T1值（详见数控系统参数中设定）和螺纹加工精度误差a值（详见数控系统参数中设定）即可。编程时加工螺纹Z轴终止点的设定要满足：Z粗终≥δ2粗和Z精终≥δ2精的条件。

　　所以数控车床上加工螺纹时，我们可以设定与不同主轴转速相对应的螺纹加工的Z轴起刀点，来补偿不同转速下切入距离的差值，以达到避免“乱扣”现象的目的。

　　在实际生产中，数控车床车削零件的质量受诸多因素的影响，如工艺过程，数控系统，数控编程和对刀调整等都直接影响零件的加工质量。但可以利用软件来进行校正补偿，在软件的支持下，使每道工序、工步、走刀都能获得最佳的切削用量组合，充分发挥工艺系统的潜能，获得高的加工精度及重复精度。

　　数控车床是典型的机电一体化产品，是集现代机械制造技术、自动控制技术、检测技术、计算机信息技术于一体的高效率、高精度、高柔性和高自动化的现代机械加工设备。它同其它机电一体化产品一样，也是由机械本体、动力源、电子控制单元、检测传感部分和执行机器（伺服系统）组成。图 1 为数控车床的工作过程原理图。在普通车床上加工零件时，是由操作者根据零件图纸的要求，不断改变刀具与工件之间的相对运动轨迹，由刀具对工件进行切削而加工出合要求的零件；而在数控车床上加工零件时，则是将被加工零件的加工顺序、工艺参数和车床运动要求用数控语言编制出加工程序，然后输入到CNC 装置，再由 CNC 装置对加工程序进行一系列处理后，向伺服系统发出执行指令，由伺服系统驱动车床移动部件运动，从而自动完成零件的加工。

　　（1）刀具材料和刀具角度的合理选择。刀具材料在切削中一方面受到高压、高温和剧烈的摩擦作用，要求其硬度高、耐磨性和耐热性好，另一方面又要受到压力、冲击和振动，要求其强度与耐磨性必然较差，反之亦然，那么如何根据工件材料和加工阶段来选择刀具材料就显得很重要了。常用的刀具材料有高速钢、硬质合金、陶瓷材料和超硬材料，高速钢的主要优点是易于刃磨且具有良好的强度和韧性，在车削中常用于螺纹车刀。 应用普遍的硬质合金有 YG（钨钴类）和 YT（钨钛钴类）两类，其耐热温度在 800～1000°C 之间，比高速钢硬、耐磨、耐热得多，允许的切削速度比高速钢大 3～10 倍 ，而涂层硬质合金比不涂层硬质合金提高 2～10 倍 ，该材料的缺点是性脆，怕冲击和振动，比高速钢难磨，在刃磨时不能用切削液， 也适于加工有色金属和纤维层材料， 其牌号有YG3、YG6 和 YG8 三种 ，数字是起增强韧性的金属 Co 的百分比，牌号越大，韧性越好，越适于粗加工，牌号越小，韧性越差。YT 刀具的切削对象是钢料， 其牌号有 YT5、YT15 和 YT30 三种，数字是起硬相作用的 TiC 的百分比，数字越大，硬度越大，硬度越高，越适合于精车，牌号越小，韧性越好，越适合于粗车，即 YT5、YT15、YT30 在车削中分别对应粗车、半精车和精车。

　　（2）工件装夹方法的合理选择。除一般轴类零件用三爪自定心卡盘直接装夹外，对于一些特殊零件，必须合理选择装夹方法，否则对零件加工质量将带来负面影响，不能发挥数控车床高精度加工的优越性。细长轴零件在车削时，由于工件散热条件差，温升高，轴向因热变形造成较大的伸长量，如果用“一夹一顶”方法装夹时，尾座顶尖就不能用固定顶尖，否则细长轴易产生弯曲变形， 科学合理的装夹方法是改用钢丝过渡夹紧，另外，在中间可以安装中心架或跟刀架，在跟刀架的支承调整中其压紧力要适度， 如果有间隙则达不到提高工件钢性的目的，如果压紧力过大，则细长轴加工后，表面呈现“竹节“状，影响圆柱度。 车薄壁工件时隔时为了防止径向夹紧力引起工件变形，可以采用轴向夹紧，开口环过渡夹紧或用软爪夹紧的方法，另外还可在一端预先留较厚的工艺凸緣。车削曲轴时可以中间搭一个中心架来提高工件的刚度， 以防因切削力的影响而变形。

　　工艺性分析与工艺处理是对工件进行数控加工的前期准备工作，它必须在数控程序编制前完成，因为工艺方案确定之后，编程才有依据。如果工艺性分析不全面，工艺处理不当，将可能造成数控加工的错误，直接影响加工的顺利进行，甚至出现废品。因此数控加工的编程人员首先要把数控加工的工艺问题考虑周全，才进行程序编制。合理进行数控车削的工艺处理，是提高零件的加工质量和生产效率的关键。因此应根据零件图纸对零件进行工艺分析，明确加工内容和技术要求，确定加工方式和加工路线，选择合适刀具及切削用量等参数。

　　刀具的选择、刃磨、安装正确直接会影响到加工工件的质量。根据工艺系统刚性、具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑，采用不同的刀具和切削用量，对不同的表面进行加工，有利于提高零件的加工质量。粗车时，要选强度高、使用寿命长的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给的要求。精车时，要选精度高、寿命长、切削性能好的刀具，以保证加工精度的要求。

　　（一） 数控编程的步骤。程序编制是数控加工中的一项重要工作，理想的加工程序应保证加工出符合产品图样要求的合格工件，同时应能使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥，使数控机床安全、可靠、高效地工作，加工出高质量的产品。

　　1.零件数字化模型。一般情况下依据产品设计图，采用线框建模、特征建模和实体建模等不同方式，建立零件的几何数字化模型。或是采用无纸化设计制造技术，零件的几何数字化模型直接由设计而来。

　　2.加工方案的确定。主要针对产品结构特点、质量要求选择不同的加工方法，如： 曲面加工是选择投影加工还是放射加工。不同的加工方法对零件的表面质量影响较大。

　　3.加工参数的选择。加工参数的选择主要取决于工件材料、刀具形状和材料、机床性能等因素。

　　（1）“刀尖圆弧半径补偿”动能的有效运用。数控车床的数控系统目前正在推广“刀尖圆弧半径补偿”功能，该功能对于轴类零件圆弧表面的加工精度的保证十分有效， 大大减小了工艺系统误差，带有圆弧半径的刀尖（即便没有，刀具有切削过程中也会因磨损而自然生成），其刀尖点为一个空间的一个虚点，数控编程时是以这个虚点来编程的，而实际切削圆弧表面时（对圆柱外圆表面和端面尺寸无影响），刀具实际切削点为刀尖圆弧上各实际分布点，必然会造成一边过切，而另一边少切现象，而遇有刀尖圆弧半径补偿补偿功能（即 G41、G42和 G40），能够进行运算，始终保证当前刀尖点是刀具圆弧与理论外圆轮廓的切点。此功能在数控车床上运用时简单有效，十分重要。

　　（2）刀具“磨损”的合理运用。不管是成批大量生产还是单位小批量生产， 数控车床加工工件时须有一个加工试件的过程，如何快速而准确地保证加工尺寸精度，现在数控车床系统中增设了刀具的补偿功能， 能够很有效地实现工件尺寸的快速调整。

　　产品质量的高低一定程度上受数控车床加工精度的影响。因此，被加工零件的尺寸精度、形状精度都需要严格的进行。在此情况下，数控机床的加工精度受到了机床制造者和使用者的高度重视。本文通过分析数控车床加工精度的几个主要因素，并阐述了相应地解决措施，希望对日后的数控车床加工水平起到重要的推进作用。

　　[1] 盛伯浩. 我国数控机床现状与发展策略[J]. 制造技术与机床，2006，（12）：19-21.

　　[2] 刘焕牢，李 曦，李 斌，师汉民. 数控机床几何误差和误差补偿关键技术[J].机械工程师，2003，（1）： 20-23.

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