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摘 要：在数控车床加工领域，加工工件的可靠性已经受到很多行业的重视。本文对数控车床加工可靠性的现状进行了分析，提出采用气密检测和主轴中心出水两种方法来提高工件加工的可靠性，并且对其设计结构和性能进行了详细的分析。
关键词：数控车床；可靠性；气密检测；中心出水
1引言
在数控车床加工的众多指标中，用户对数控车床加工的可靠性需求在逐渐的增加，尤其在国防领域，汽车领域和气动及液压元件领域等的流水线上生产设备，对加工的可靠性均有明显的需求。如果数控车床加工不可靠，高性能不能维持，则会失去其可用性。因此，加工可靠性技术的提升已成为我国数控车床发展的重点。
2数控车床加工可靠性现状分析
1）传统车床的加工过程中加工工序分散，零件周转环节较多，多次重复定位、重复装卡致使零件变形较大，零件的形位公差以及加工质量的稳定性都得不到保证；
2）传统的工艺方案的编制比较粗放，常常忽略了新型刀具的使用效果，工艺规程中没有经过实践验证的高效加工切削参数，仅仅凭借操作工人的经验对零件进行加工，加工质量受操作工人的技能水平影响较大，零件实际加工效率很低，质量隐患多。
3）在人员配备方面，工艺技术人员的数量远远不能满足公司实际生产操作的需求，并且技术人员的技术水平高低不一。他们所编制的新产品工艺规程资料质量参差不齐，关于数控加工工序卡片内容单一，缺乏必要的数控工艺信息，无法有效地指导操作工人进行高效的生产，数控程序的编制效率低下，工装、夹具、刀具和量具辅助准备时间较长，严重影响数控车床使用的效率的提升。
4）随着数控车床搭载机器人组成自动化生产线的逐渐增多后，机器手在辅助装夹工件过程中，不能保证每次装卡后工件的位置一致，如果出现一定的偏差，就会对零件加工的质量造成影响。
由于上述这些原因限制了车床加工的可靠性，从而导致每次装卡工件的靠面与定位面的靠紧程度都不相同，造成一定的废品率，以及加工内孔时候导致铁屑不能排除外面，造成内孔表面加工后划伤等一系列的加工问题，严重影响工件加工的质量。为了解决这些加工过程中的不可靠，我们从数控车床结构设计出发，利用高效的检测手段以及辅助功能的开发，保证车床加工的可靠性。
3提高数控车床加工可靠性的方法
3.1气密检测
气密检测，即通过气密性检测手段达到目标测定值的定性或定量检测。气密检测通常使用差压测量法，气源通过气动三联件后，它的测量系统包括两条线路：一条与标定零点压力联接（如大气等），一条与被测对象联接。测量系统加压后，通过测量被测对象与标定零点压力的压差，即可检测被测对象的目标测量值。当测量值与设定值相符，表示被加工工件安装到位，机床正常工作，当测量值与设定值不相符，机床则发出报警停机。
如图1所示，该车床采用主轴单元的主轴箱，卡盘安装在主轴单元的前部，油缸通过连接盘安装在主轴单元的后部，二者通过拉杆连接起来。气密检测系统的前端是检测元件，并与卡盘相连接，后端是旋转接头，并与油缸相连接。气源通过旋转接头进气，通过气管把气源导入到检测元件中，然后通过检测元件和工件之间定位面的差压来判断工件是否靠紧。气密检测的精度可达0.02mm。
车床通过气密检测系统的安装，可以使得每次装卡加工工件都充分靠紧在定位面上，从而提高加工工件质量，达到工件加工的可靠性。
3.2主轴中心出水
主轴中心出水是利用冷却泵从水箱出来的水，经过主轴中心喷到用户工件上，并且出水路径经过电磁或气动控制器，从而使得数控系统面板上的按键和程序代码均可控制。
如图2所示，该车床同样采用主轴单元的主轴箱，卡盘安装在主轴单元的前部，油缸通过连接盘安装在主轴单元的后部，二者通过拉杆连接起来。主轴中心出水系统的前端是喷水元件，并且与拉杆相连接，后端是旋转接头，并与油缸相连接。水通过旋转接头进水，通过拉杆把水导入到喷水元件中，使水最终喷向工件。
车床通过主轴中心出水的系统的安装，可以使得加工工件内孔时铁屑排到工件外面，从而避免加工过程中残留的铁屑对已加工后的内孔表面造成划伤。同时还可以辅助清理刀具和冷却刀具，从而避免带铁屑的刀具继续加工时影响加工表面的粗糙度及其精度。主轴中心出水系统可以提高工件加工的整体质量，达到工件加工的可靠性。
4结语
本文从气密检测和主轴中心出水两个方法来提高数控车床加工的可靠性，相比传统数控车床加工，加工工件的质量和稳定性都能够得到明显的提升。特别是针对搭载机器人自动线的车床，可以实现加工过程中的检测和监控，使得无人情况下加工更加可靠。上述两种方法值得在市场上广泛应用与推广。
参考文献
[1]王国强，张根宝，洪涛，陈家焱. 基于任务的数控车床加工过程可靠性建模技术研究[J]. 中国机械工程，2013，5：1296.
[2]赵荣兴. 数控车床加工现状及优化设计的研究[J]. 工业技术创新，2015，8：419.
[3]傅晓云，杜经民，李宝仁. 气密自动检测装置的研究[J]. 液压与气动，2005，5：37-39.
[4]王先奎. 机械加工工艺手册[M] .北京：机械工业出版社，2011.
[5]现代实用车床设计手册编委会. 现代实用车床设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006.
关键词：数控车床；可靠性；气密检测；中心出水
1引言
在数控车床加工的众多指标中，用户对数控车床加工的可靠性需求在逐渐的增加，尤其在国防领域，汽车领域和气动及液压元件领域等的流水线上生产设备，对加工的可靠性均有明显的需求。如果数控车床加工不可靠，高性能不能维持，则会失去其可用性。因此，加工可靠性技术的提升已成为我国数控车床发展的重点。
2数控车床加工可靠性现状分析
1）传统车床的加工过程中加工工序分散，零件周转环节较多，多次重复定位、重复装卡致使零件变形较大，零件的形位公差以及加工质量的稳定性都得不到保证；
2）传统的工艺方案的编制比较粗放，常常忽略了新型刀具的使用效果，工艺规程中没有经过实践验证的高效加工切削参数，仅仅凭借操作工人的经验对零件进行加工，加工质量受操作工人的技能水平影响较大，零件实际加工效率很低，质量隐患多。
3）在人员配备方面，工艺技术人员的数量远远不能满足公司实际生产操作的需求，并且技术人员的技术水平高低不一。他们所编制的新产品工艺规程资料质量参差不齐，关于数控加工工序卡片内容单一，缺乏必要的数控工艺信息，无法有效地指导操作工人进行高效的生产，数控程序的编制效率低下，工装、夹具、刀具和量具辅助准备时间较长，严重影响数控车床使用的效率的提升。
4）随着数控车床搭载机器人组成自动化生产线的逐渐增多后，机器手在辅助装夹工件过程中，不能保证每次装卡后工件的位置一致，如果出现一定的偏差，就会对零件加工的质量造成影响。
由于上述这些原因限制了车床加工的可靠性，从而导致每次装卡工件的靠面与定位面的靠紧程度都不相同，造成一定的废品率，以及加工内孔时候导致铁屑不能排除外面，造成内孔表面加工后划伤等一系列的加工问题，严重影响工件加工的质量。为了解决这些加工过程中的不可靠，我们从数控车床结构设计出发，利用高效的检测手段以及辅助功能的开发，保证车床加工的可靠性。
3提高数控车床加工可靠性的方法
3.1气密检测
气密检测，即通过气密性检测手段达到目标测定值的定性或定量检测。气密检测通常使用差压测量法，气源通过气动三联件后，它的测量系统包括两条线路：一条与标定零点压力联接（如大气等），一条与被测对象联接。测量系统加压后，通过测量被测对象与标定零点压力的压差，即可检测被测对象的目标测量值。当测量值与设定值相符，表示被加工工件安装到位，机床正常工作，当测量值与设定值不相符，机床则发出报警停机。
如图1所示，该车床采用主轴单元的主轴箱，卡盘安装在主轴单元的前部，油缸通过连接盘安装在主轴单元的后部，二者通过拉杆连接起来。气密检测系统的前端是检测元件，并与卡盘相连接，后端是旋转接头，并与油缸相连接。气源通过旋转接头进气，通过气管把气源导入到检测元件中，然后通过检测元件和工件之间定位面的差压来判断工件是否靠紧。气密检测的精度可达0.02mm。
车床通过气密检测系统的安装，可以使得每次装卡加工工件都充分靠紧在定位面上，从而提高加工工件质量，达到工件加工的可靠性。
3.2主轴中心出水
主轴中心出水是利用冷却泵从水箱出来的水，经过主轴中心喷到用户工件上，并且出水路径经过电磁或气动控制器，从而使得数控系统面板上的按键和程序代码均可控制。
如图2所示，该车床同样采用主轴单元的主轴箱，卡盘安装在主轴单元的前部，油缸通过连接盘安装在主轴单元的后部，二者通过拉杆连接起来。主轴中心出水系统的前端是喷水元件，并且与拉杆相连接，后端是旋转接头，并与油缸相连接。水通过旋转接头进水，通过拉杆把水导入到喷水元件中，使水最终喷向工件。
车床通过主轴中心出水的系统的安装，可以使得加工工件内孔时铁屑排到工件外面，从而避免加工过程中残留的铁屑对已加工后的内孔表面造成划伤。同时还可以辅助清理刀具和冷却刀具，从而避免带铁屑的刀具继续加工时影响加工表面的粗糙度及其精度。主轴中心出水系统可以提高工件加工的整体质量，达到工件加工的可靠性。
4结语
本文从气密检测和主轴中心出水两个方法来提高数控车床加工的可靠性，相比传统数控车床加工，加工工件的质量和稳定性都能够得到明显的提升。特别是针对搭载机器人自动线的车床，可以实现加工过程中的检测和监控，使得无人情况下加工更加可靠。上述两种方法值得在市场上广泛应用与推广。
参考文献
[1]王国强，张根宝，洪涛，陈家焱. 基于任务的数控车床加工过程可靠性建模技术研究[J]. 中国机械工程，2013，5：1296.
[2]赵荣兴. 数控车床加工现状及优化设计的研究[J]. 工业技术创新，2015，8：419.
[3]傅晓云，杜经民，李宝仁. 气密自动检测装置的研究[J]. 液压与气动，2005，5：37-39.
[4]王先奎. 机械加工工艺手册[M] .北京：机械工业出版社，2011.
[5]现代实用车床设计手册编委会. 现代实用车床设计手册[M].北京：机械工业出版社，2006.