“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化”畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-數(shù)控車(chē)床加工方案設(shè)計(jì)

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“機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化”畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）,題目：數(shù)控車(chē)床加工方案設(shè)計(jì),學(xué)員：XX,,數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)字控制系統(tǒng)簡(jiǎn)稱(chēng)，英文名稱(chēng)為Numerical Control System，早期是由硬件電路構(gòu)成的稱(chēng)為硬件數(shù)控（Hard NC），1970年代以后，硬件電路元件逐步由專(zhuān)用的計(jì)算機(jī)代替稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)數(shù)控（Computerized numerical control，簡(jiǎn)稱(chēng)CNC）系統(tǒng)是用計(jì)算機(jī)控制加工功能，實(shí)現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動(dòng)裝置的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 數(shù)控車(chē)床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控車(chē)床主要用于加工軸類(lèi)、盤(pán)類(lèi)等回轉(zhuǎn)體零件。通過(guò)數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車(chē)槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔等加工。 數(shù)控車(chē)床種類(lèi)較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車(chē)床本體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)及輔助裝置四大部分組成。 NC編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開(kāi)關(guān)、刀具夾緊、松開(kāi)等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫(xiě)成加工程序。 數(shù)控機(jī)床程序編制過(guò)程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫(xiě)零件程序、程序校驗(yàn)。 關(guān)鍵詞：數(shù)控，車(chē)床，編程，加工,摘 要,目錄,摘 要Ⅰ 目 錄……………………………………………………Ⅲ一、 引 言 1 二、數(shù)控概述 3 2.1數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介 3 2.2數(shù)控機(jī)床特點(diǎn) 3 2.3數(shù)控機(jī)床組成 5 2.4數(shù)控機(jī)床分類(lèi) 5 2.5數(shù)拉機(jī)床的應(yīng)用 9 2.6數(shù)拉機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 9 三、數(shù)控加工工藝分析 11 3.1 數(shù)控加工工藝概念 11 3.2 數(shù)控加工工藝內(nèi)容 11 3.3 工序與工布的劃分 11 四、數(shù)控編程方法 13 4.1 數(shù)控編程的基本概念 13 4.2 數(shù)控編程步驟 13 4.3 數(shù)控車(chē)床程序的編制 14,五、數(shù)控刀具的選用 17 5.1 數(shù)控機(jī)床的刀具特點(diǎn) 17 5.2 刀具材料 17 5.3數(shù)控刀具的選擇 18 5.4切屑用量的選擇 19 六、夾具選擇和裝夾 20 6.1夾具的分類(lèi)： 20 6.2工件在數(shù)控車(chē)床上的裝夾： 20 七、零件加工編程實(shí)例 22 7.1 零件的工藝分析 22 7.2確定加工路線(xiàn) 23 7.3制定加工方案 23 7.4選擇刀具及對(duì)刀 23 7.5 確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 23 八、結(jié) 論 30 九、致謝 31 參考文獻(xiàn) 32,一、引言,數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它是綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)檢測(cè)、精密機(jī)械制造和管理信息等技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的高新科技。作為數(shù)控加工的主體設(shè)備，數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 本文主要討論數(shù)控車(chē)床的零件加工工藝以及程序編制，主要以FANUC數(shù)控系統(tǒng)為例，結(jié)合典型零件對(duì)數(shù)控車(chē)零件進(jìn)行講解。主要內(nèi)容有關(guān)于數(shù)控車(chē)床的編程方法、編程的注意事項(xiàng)、加工工藝分析、刀具的選用、刀位軌跡計(jì)算 1．?dāng)?shù)控（NC)是數(shù)字控制（Numerical Control）的英文簡(jiǎn)稱(chēng)。它是指用數(shù)字、文字和符號(hào)組成的數(shù)字指令來(lái)實(shí)現(xiàn)一臺(tái)或多臺(tái)機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。其技術(shù)涉及多個(gè)領(lǐng)域：(1)機(jī)械制造技術(shù)；(2)信息處理、加工、傳輸技術(shù)；(3)自動(dòng)控制技術(shù)；(4)伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；(5)傳感器技術(shù)；(6)軟件技術(shù)等。 2．計(jì)算機(jī)數(shù)控（CNC）是計(jì)算機(jī)數(shù)控（Compute Numerical Control ）的英文簡(jiǎn)稱(chēng)。它是采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)字程序控制的技術(shù)。這種技術(shù)用計(jì)算機(jī)按事先存貯的控制程序來(lái)執(zhí)行對(duì)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)軌跡和外設(shè)的操作時(shí)序邏輯控制功能。由于采用計(jì)算機(jī)替代原先用硬件邏輯電路組成的數(shù)控裝置，使輸入操作指令的存貯、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制機(jī)能的實(shí)現(xiàn)，均可通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件來(lái)完成，處理生成的微觀(guān)指令傳送給伺服驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)電機(jī)或液壓執(zhí)行元件帶動(dòng)設(shè)備運(yùn)行。 3．直接數(shù)控（DNC）是直接數(shù)控（Direct Numerical Control）的英文簡(jiǎn)稱(chēng)。它是用電子計(jì)算機(jī)對(duì)具有數(shù)控裝置的機(jī)床群直接進(jìn)行聯(lián)機(jī)控制和管理，英文縮寫(xiě)DNC。直接數(shù)控又稱(chēng)群控，控制的機(jī)床由幾臺(tái)至幾十臺(tái)。直接數(shù)控是在數(shù)控 (NC)和計(jì)算機(jī)數(shù)控(CNC)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 4．微機(jī)數(shù)控（MNC）是微型計(jì)算機(jī)數(shù)控(Micro-computer Numerical Control)的英文簡(jiǎn)稱(chēng)。它是指用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置。 5．?dāng)?shù)控機(jī)床（Numerical Controled Machine Tool），是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床。 機(jī)床夾具的種類(lèi)很多，按使用機(jī)床類(lèi)型分類(lèi)，可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅(qū)動(dòng)夾具工作的動(dòng)力源分類(lèi)，可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具和自?shī)A緊夾具等。,二、數(shù)控的概述,2.1數(shù)控機(jī)床簡(jiǎn)介 數(shù)控車(chē)床、車(chē)削中心，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。配備多工位刀塔或動(dòng)力刀塔，機(jī)床就具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線(xiàn)圓柱、斜線(xiàn)圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復(fù)雜工件，具有直線(xiàn)插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮 了良好的經(jīng)濟(jì)效果。 “CNC”是英文Computerized Numerical Control（計(jì)算機(jī)數(shù)字化控制）的縮寫(xiě)。數(shù)控機(jī)床是按照事先編制好的加工程序，自動(dòng)地對(duì)被加工零件進(jìn)行加工。我們把零件的加工工藝路線(xiàn)、工藝參數(shù)、刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡、位移量、切削參數(shù)(主軸轉(zhuǎn)數(shù)、進(jìn)給量、背吃刀量等)以及輔助功能(換刀、主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、切削液開(kāi)、關(guān)等)，按照數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫(xiě)成加工程序單，再把這程序單中的內(nèi)容記錄在控制介質(zhì)上(如穿孔紙帶、磁帶、磁盤(pán)、磁泡存儲(chǔ)器)，然后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，從而指揮機(jī)床加工零件。 這種從零件圖的分析到制成控制介質(zhì)的全部過(guò)程叫數(shù)控程序的編制。數(shù)控機(jī)床與普通機(jī)床加工零件的區(qū)別在于數(shù)控機(jī)床是按照程序自動(dòng)加工零件，而普通機(jī)床要由人來(lái)操作，我們只要改變控制機(jī)床動(dòng)作的程序就可以達(dá)到加工不同零件的目的。因此，數(shù)控機(jī)床特別適用于加工小批量且形狀復(fù)雜要求精度高的零件。 數(shù)控機(jī)床種類(lèi)繁多，由數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)去控制各運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作，主要用于軸類(lèi)和盤(pán)類(lèi)回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點(diǎn)，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。,2．2數(shù)控機(jī)床特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個(gè)數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn)： 1．加工精度高 數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字形式給出的指令進(jìn)行加工的。目前數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量普遍達(dá)到了0.001mm，而且進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距誤差等均可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床能達(dá)到很高的加工精度。對(duì)于中、小型數(shù)控機(jī)床，其定位精度普遍可達(dá)0.03 mm,重復(fù)定位精度為0.006 mm。 2．對(duì)加工對(duì)象的適應(yīng)性強(qiáng) 數(shù)控機(jī)床上改變加工零件時(shí)，只須重新編制程序，輸人新的程序郭能實(shí)現(xiàn)對(duì)新的零件的加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。對(duì)那些普通手工操作的普通機(jī)床很難加工或無(wú)法加工的精密復(fù)雜零件，數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。 3．動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度低 機(jī)床對(duì)零件的加工是按事先編好的程序自動(dòng)完成的，操作者除了安放穿孔帶或操作鍵盤(pán)、裝卸工件、對(duì)關(guān)鍵工序的中間檢測(cè)以及觀(guān)察機(jī)床運(yùn)行之外，不需要進(jìn)行復(fù)雜的重復(fù)性手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度與緊張程度均可大為減輕，加上數(shù)控機(jī)床一般有較好的安全防護(hù)、自動(dòng)排屑、自動(dòng)冷卻和自動(dòng)潤(rùn)滑裝置，操作者的勞動(dòng)條件也大為改善。 4．產(chǎn)效率高 加工所需的時(shí)間主要包括機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間兩部分。數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大，因此數(shù)控機(jī)床的每一道工序都可選用最有利的切削用量。由于數(shù)控機(jī)床的結(jié)構(gòu)剛性好，因此，允許進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，這就提高了切削效率，節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床的移動(dòng)部件的空行程運(yùn)動(dòng)速度快，所以工件的裝夾時(shí)間、輔助時(shí)間比一般機(jī)床少。 數(shù)拉機(jī)床更換被加工零件時(shí)幾乎不需要重新調(diào)整機(jī)床.故節(jié)省了零件安裝調(diào)整時(shí)間。數(shù)控機(jī)床加工質(zhì)量穩(wěn)定，一般只做首件檢驗(yàn)和工序間關(guān)鍵尺寸的抽樣檢驗(yàn)，因此節(jié)省了停機(jī)檢驗(yàn)時(shí)間。當(dāng)在加工中心上進(jìn)行加工時(shí)一臺(tái)機(jī)床實(shí)現(xiàn)了多道工序的連續(xù)加工，生產(chǎn)效率的提高更為明顯。 5．濟(jì)效益良好 機(jī)床雖然價(jià)值昂貴，加工時(shí)分到每個(gè)零件上的設(shè)備折舊費(fèi)高，但是在單件、小批量生產(chǎn)的情況下： ① 使用數(shù)控機(jī)床加工，可節(jié)省劃線(xiàn)工時(shí)，減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間，節(jié)省了直接生產(chǎn)費(fèi)用； ② 使用數(shù)控機(jī)床加工零件一般不需要制作專(zhuān)用夾具，節(jié)省了工藝裝備費(fèi)用。 ③ 數(shù)控加工精度穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降； ④ 數(shù)控機(jī)床可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，節(jié)省廠(chǎng)房面積，節(jié)省建廠(chǎng)投資。因此，使用 數(shù)控機(jī)床仍獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。,2.3數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個(gè)部分組成： 1．主機(jī) 是數(shù)控機(jī)床的主體，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。 2．?dāng)?shù)控裝置 是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。 3．驅(qū)動(dòng)裝置 是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。在數(shù)控裝置的控制下通過(guò)電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線(xiàn)、平面曲線(xiàn)和空間曲線(xiàn)的加工。 4．輔助裝置 指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明、監(jiān)測(cè)等。包括液壓和氣動(dòng)裝置、排屑裝置、交換工作臺(tái)、數(shù)控轉(zhuǎn)臺(tái)和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測(cè)裝置等。 5．編程及其他附屬設(shè)備 可用來(lái)在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等。,2.4數(shù)控機(jī)床的分類(lèi) 數(shù)控機(jī)床的品種規(guī)格很多，分類(lèi)方法也各不相同.一般可根據(jù)功能和結(jié)構(gòu)，按下面四種原則進(jìn)行分類(lèi)。 1．按機(jī)床運(yùn)動(dòng)的控制執(zhí)進(jìn)分類(lèi) (1) 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床只要求控制機(jī)床的移動(dòng)部件從一點(diǎn)移動(dòng)到另一點(diǎn)的準(zhǔn)確定位，對(duì)于點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡的要求并不嚴(yán)格，在移動(dòng)過(guò)程中不進(jìn)行加工，各坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)是不相關(guān)的。為了實(shí)現(xiàn)既快又精確的定位，兩點(diǎn)間位移的移動(dòng)一般先快速移動(dòng)，然后慢速趨近定位點(diǎn)，從而保證定位精度。具有點(diǎn)位控制功能的機(jī)床主要有數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床和數(shù)控沖床等。 (2) 直線(xiàn)控制數(shù)控機(jī)床 直線(xiàn)控制數(shù)控機(jī)床也稱(chēng)為平行控制數(shù)控機(jī)床，其特點(diǎn)是除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確定位外.還要控制兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)速度和移動(dòng)軌跡，但其運(yùn)動(dòng)路線(xiàn)只是與機(jī)床坐標(biāo)軸平行移動(dòng)，也就是說(shuō)同時(shí)控制的坐標(biāo)軸只有一個(gè)，在移位的過(guò)程中刀具能以指定的進(jìn)給速度進(jìn)行切削.其有直線(xiàn)控制功能的機(jī)床主要有數(shù)控車(chē)床、兩軸控制的數(shù)控銑床和數(shù)控磨床等。 (3) 輪廓控制數(shù)控機(jī)床 廓控制數(shù)控機(jī)床也稱(chēng)連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床，其控制特點(diǎn)是能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上的運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)方向的位移和速度同時(shí)進(jìn)行控制.為了滿(mǎn)足刀具沿工件輪廓的相對(duì)運(yùn)動(dòng)軌跡符合工件加工輪廓的要求，必須將各坐標(biāo)方向運(yùn)動(dòng)的位移控制和速度控制按照規(guī)定的比例關(guān)系精確地協(xié)調(diào)起來(lái)。因此，在這類(lèi)控制方式中.就要求數(shù)控裝置具有插補(bǔ)運(yùn)算功能，通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)插補(bǔ)運(yùn)算器的處理，把直線(xiàn)或圓弧的形狀描述出來(lái)，也就是一邊計(jì)算，一邊加工。 根據(jù)計(jì)算結(jié)果向各坐標(biāo)軸控制器分配脈沖量，從而控制各坐標(biāo)軸的聯(lián)動(dòng)位移量與要求的輪廓相符合.在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中刀具對(duì)工件表面連續(xù)進(jìn)行切削，可以進(jìn)行各種直線(xiàn)、圓弧、曲線(xiàn)的加工。輪廓控制的加工軌跡。 這類(lèi)機(jī)床主要有數(shù)控車(chē)削中心、數(shù)控銑床、數(shù)控電火花機(jī)床和加工中心等，其相應(yīng)的數(shù)控裝置稱(chēng)為輪廓控制數(shù)控系統(tǒng)。根據(jù)它所控制的聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸數(shù)不同，又可以分為下面兒種形式。 3) 三軸聯(lián)動(dòng) 一般分為兩類(lèi)，一類(lèi)就是X,Y,Z三個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，比較多地用于數(shù)控銑床和加工中心等;另一類(lèi)是除了同時(shí)控制X,Y,Z其中兩個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸外，還同時(shí)控制圍繞其中某一直線(xiàn)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸，如車(chē)削加工中心，它除了縱向((Z軸)、橫向(X軸)兩個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還要同時(shí)控制圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)的主軸(C軸)聯(lián)動(dòng). 4) 四軸聯(lián)動(dòng) 它同時(shí)控制X,Y,Z三個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸與某一旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)。 5) 五軸聯(lián)動(dòng) 除同時(shí)控制X,Y,Z三個(gè)直線(xiàn)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)外，還同時(shí)控制圍繞這些直線(xiàn)坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的A,B,C坐標(biāo)軸中的兩個(gè)坐標(biāo)軸，形成同時(shí)控制五個(gè)軸聯(lián)動(dòng)。這時(shí)刀具可以被定在空間的任意方向，比如控制刀具同時(shí)繞X軸和Y軸兩個(gè)方向擺動(dòng).使得刀具在其切削點(diǎn)上始終保持與被加工的輪廓曲面成法線(xiàn)方向，以保證被加工曲面的光滑性，提高其加工精度和加工效率，減小被加工表面的粗糙度，提高表面加工質(zhì)量。,2．按伺服系統(tǒng)拉制的方式進(jìn)行分類(lèi) (1) 開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是開(kāi)環(huán)的，即沒(méi)有槍測(cè)反饋裝置，一般采用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要特征是控制電路每變換一次指令脈沖信號(hào)，電動(dòng)機(jī)就轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)步距角，并且電動(dòng)機(jī)本身就有自鎖能力。 數(shù)控系統(tǒng)輸出的進(jìn)給指令信號(hào)通過(guò)脈沖分配器來(lái)控制馭動(dòng)電路。它以變換脈沖的個(gè)數(shù)來(lái)控制坐標(biāo)位移量，以變換脈沖的頻率來(lái)控制位移速度，以變換脈沖的分配順序來(lái)控制位移的方向.因此，這種控制方式的最大特點(diǎn)是控制方便、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號(hào)流是單向的，所以不存在控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性問(wèn)題，但由于機(jī)械傳動(dòng)的誤差不經(jīng)過(guò)反饋校正，因而位移精度不高。 (2) 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)是按閉環(huán)反饋控制方式工作的，其馭動(dòng)電動(dòng)機(jī)可采用直流或交流兩種伺服電動(dòng)機(jī)，并需要具有位置反饋和速度反饋，在加工中隨時(shí)檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移量，并及時(shí)反饋給數(shù)控系統(tǒng)中的比較器。它與插補(bǔ)運(yùn)算所得到的指令信號(hào)進(jìn)行比較，其差值又作為伺服馭動(dòng)的控制信號(hào)，進(jìn)而帶動(dòng)位移部件以消除位移誤差。 按位置反談檢側(cè)元件的安裝部位和所使用的反饋裝置的不同，它又分為全閉環(huán)控制和半閉環(huán)控制兩種控制方式。 全閉環(huán)控制 其位置反饋裝置采用直線(xiàn)位移檢測(cè)元件(目前一般采用光 柵尺)，安裝在機(jī)床的工作臺(tái)側(cè)面，即直接檢側(cè)機(jī)床工作臺(tái)坐標(biāo)的直線(xiàn)位移M，并通過(guò)反饋消除從電動(dòng)機(jī)到機(jī)床工作臺(tái)的整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)鏈中的傳動(dòng)誤差，從而得到機(jī)床工作臺(tái)的準(zhǔn)確位置。這種全閉環(huán)控制方式主要用于精度要求很高的數(shù)控坐標(biāo)鏜床和數(shù)控精密磨床等。 半閉環(huán)控制 其位置反饋采用轉(zhuǎn)角檢測(cè)元件(目前主要采用編碼器等)直 接安裝在伺服電動(dòng)機(jī)或絲杠端部。由于大部分機(jī)械傳動(dòng)環(huán)節(jié)未包括在系統(tǒng)閉環(huán)環(huán)路內(nèi)，因此可獲得較穩(wěn)定的控制特性。理杠等機(jī)械傳動(dòng)誤差不能通過(guò)反饋來(lái)隨時(shí)校正，但是可以采用軟件定仇補(bǔ)償方法適當(dāng)提高其精度。目前，大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床采用半閉環(huán)控制方式。 (3) 混合控制數(shù)控機(jī)床 將上述控制方式的特點(diǎn)有選擇地集中，可以組成棍合控制的方案。如前所述。由于開(kāi)環(huán)控制方式穩(wěn)定性好、成本低、精度差，而全閉環(huán)穩(wěn)定性差.因此，為了互相彌補(bǔ)，以滿(mǎn)足某些機(jī)床的控制要求，宜采用很合控制方式.采用較多的控制方式有開(kāi)環(huán)補(bǔ)償型和半閉環(huán)補(bǔ)償型兩種方式。,3．按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類(lèi) 按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平，通常把數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高三檔.這種分類(lèi)方式，在我國(guó)用得較多低、中、高三檔的界限是相對(duì)的，不同時(shí)期，劃分標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)不同.就目前的發(fā)展水平看，將各種類(lèi)似的數(shù)控系統(tǒng)分為低、中、高檔三類(lèi)。其中，中、高檔一般稱(chēng)為全功能數(shù)控或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控屬于低檔數(shù)控，是指由單片機(jī)和步進(jìn)電動(dòng)機(jī)組成的數(shù)控系統(tǒng)，或其他功能簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的數(shù)控系統(tǒng)。 4．按加工工藝及機(jī)床用途分類(lèi) (1) 金屬切削類(lèi) 金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床指采用車(chē)、銑、長(zhǎng)、鉸、鉆、磨、刨等各種切削工藝的數(shù)控機(jī)床。它又可分為以下兩類(lèi)。 1) 普通型數(shù)控機(jī)床 如數(shù)控車(chē)床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床等。 2) 加工中心 其主要特點(diǎn)是具有自動(dòng)換刀機(jī)構(gòu)和刀具庫(kù)，工件經(jīng)一次裝夾后，通過(guò)自動(dòng)更換各種刀具，在同一臺(tái)機(jī)床上對(duì)工件各加工面連續(xù)進(jìn)行銑〔車(chē))、銳、鉸、鉆、攻螺紋等多種工序的加工，如(鏜/銑類(lèi))加工中心、車(chē)削中心、鉆削中心等。 (2) 金屬成形類(lèi) 金屬成形類(lèi)數(shù)控機(jī)床指采用擠、沖、壓、拉等成形工藝的數(shù)控機(jī)床.常用的有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等。 (3) 特種加工類(lèi) 特種加工類(lèi)數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控電火花線(xiàn)切割機(jī)、數(shù)控電火花成形機(jī)、數(shù)控火焰切割機(jī)、數(shù)控激光加工機(jī)等。 2.5數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用 數(shù)控機(jī)床有普通機(jī)床所不具備的許多優(yōu)點(diǎn)。其應(yīng)用范圍正在不斷擴(kuò)大，但它并不能完全代替普通機(jī)床，也還不能以最經(jīng)濟(jì)的方式解決機(jī)械加工中的所有問(wèn)題.數(shù)控機(jī)床最適合加工具有以下特點(diǎn)的零件: (1) 多品種、小批量生產(chǎn)的零件 (2) 形狀結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的零件 (3) 需要頻繁改型的零件 (4) 價(jià)值昂貴、不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件 (5) 設(shè)計(jì)制造周期短的急需零件 (6) 批量較大、精度要求較高的零件,2.6數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢(shì) 高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床發(fā)展的總趨勢(shì)，近幾年來(lái)，在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績(jī)。主要表現(xiàn)在以下方面。 1．機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括車(chē)銑復(fù)合、車(chē)-鏜-鉆-齒輪加工等復(fù)合，車(chē)磨復(fù)合，成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等，復(fù)合加工的精度和效率大大提高。“一臺(tái)機(jī)床就是一個(gè)加工廠(chǎng)”、“一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工機(jī)床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢(shì)。 2．智能化技術(shù)有新突破數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測(cè)和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過(guò)程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段，智能化提升了機(jī)床的功能和品質(zhì)。 3．機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線(xiàn)更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線(xiàn)進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車(chē)銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線(xiàn)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用。 4．精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已從原來(lái)的絲級(jí)（0.01mm）提升到目前的微米級(jí)（0.001mm），有些品種已達(dá)到0.5μm左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到0.05μm左右，形狀精度可達(dá)0.01μm左右。采用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級(jí)（0.0001μm）。通過(guò)機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉環(huán)控制及溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)，提高機(jī)床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進(jìn)入亞微米、納米級(jí)超精加工時(shí)代。 5．功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線(xiàn)電機(jī)，高性能的直線(xiàn)滾動(dòng)組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應(yīng)用，極大的提高數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平。,三、數(shù)控加工工藝分析,3.1數(shù)控加工工藝概念 數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加工工藝過(guò)程中。數(shù)控加工工藝是伴隨著數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來(lái)的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。 數(shù)控加工工藝過(guò)程，是利用切削工具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對(duì)象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過(guò)程。 3.2 數(shù)控加工工藝內(nèi)容 選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容。1．對(duì)零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析。2．零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定。3．?dāng)?shù)控加工工藝方案的制定。4．工步、進(jìn)給路線(xiàn)的確定。5．選擇數(shù)控機(jī)床的類(lèi)型。6．刀具、夾具、量具的選擇和設(shè)計(jì)。7．切削參數(shù)的確定。8．加工程序的編寫(xiě)、校驗(yàn)與修改。9．首件試切加工與現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理。,3.3 工序與工布的劃分 工序的劃分：在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中，在一次裝夾中盡可能完成大部分或全部工序。首先應(yīng)根據(jù)圖樣，考慮是否可以在一臺(tái)機(jī)床上完成整個(gè)零件的加工工作。若不能，則應(yīng)決定其中那一部分在數(shù)控機(jī)床上加工，那一部分在其他機(jī)床上完成。一般工序劃分有以下幾種方式： 1．按零件裝卡定位方式劃分工序 由于每個(gè)零件結(jié)構(gòu)形狀不同，各加工表面的技術(shù)要求也有所不同，故加工時(shí)，其定位方式則各有差異。一般加工外形時(shí)，以?xún)?nèi)形定位；加工內(nèi)形時(shí)又以外形定位。因而可根據(jù)定位方式的不同來(lái)劃分工序。 2．按粗、精加工劃分工序 根據(jù)零件的加工精度、剛度和變形等因素來(lái)劃分工序時(shí)，可按粗、精加工分開(kāi)的原則來(lái)劃分工序，即先粗加工再精加工。此時(shí)可用不同的機(jī)床或不同的刀具進(jìn)行加工。通常在一次安裝中，不允許將零件某一部分表面加工完畢后，再加工零件的其他表面。 3．按所用刀具劃分工序 為了減少換刀次數(shù)，壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次裝夾中，盡可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再換另一把刀加工其他部位。在專(zhuān)用數(shù)控機(jī)床和加工中心中常采用這種方法。 工步的劃分：主要從加工精度和效率兩方面考慮。在一個(gè)工序內(nèi)往往需要采用不同的刀具和切削用量，對(duì)不同的表面進(jìn)行加工。為了便于分析和描述較復(fù)雜的工序，在工序內(nèi)又細(xì)分為工步。 1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗后精加工分開(kāi)進(jìn)行。 2) 對(duì)于既有銑面又有鏜孔的零件，可先銑面后鏜孔，使其有一段時(shí)間恢復(fù)，可減少由變形引起的對(duì)孔的精度的影響。 3）按刀具劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可采用按刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工生產(chǎn)率?？傊ば蚺c工步的劃分要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、技術(shù)要求等情況綜合考慮。,四、數(shù)控編程方法,4.1數(shù)控編程的基本概念 編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開(kāi)關(guān)、刀具夾緊、松開(kāi)等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號(hào)組成的代碼，按一定格式編寫(xiě)成加工程序。數(shù)控機(jī)床程序編制過(guò)程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫(xiě)零件程序、程序校驗(yàn)。,4.2 數(shù)控編程步驟 數(shù)控編程是指從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全部工作過(guò)程。 1．分析零件圖樣和工藝處理 根據(jù)圖樣對(duì)零件的幾何形狀尺寸，技術(shù)要求進(jìn)行分析，明確加工的內(nèi)容及要求，決定加工方案、確定加工順序、設(shè)計(jì)夾具、選擇刀具、確定合理的走刀路線(xiàn)及選擇合理的切削用量等。 同時(shí)還應(yīng)發(fā)揮數(shù)控系統(tǒng)的功能和數(shù)控機(jī)床本身的能力，正確選擇對(duì)刀點(diǎn)，切入方式，盡量減少諸如換刀、轉(zhuǎn)位等輔助時(shí)間。 2．?dāng)?shù)學(xué)處理 編程前，根據(jù)零件的幾何特征，先建立一個(gè)工件坐標(biāo)系，根據(jù)零件圖紙的要求，制定加工路線(xiàn)，在建立的工件坐標(biāo)系上，首先計(jì)算出刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡。對(duì)于形狀比較簡(jiǎn)單的零件（如直線(xiàn)和圓弧組成的零件），只需計(jì)算出幾何元素的起點(diǎn)、終點(diǎn)、圓弧的圓心、兩幾何元素的交點(diǎn)或切點(diǎn)的坐標(biāo)值。 3．編寫(xiě)零件程序清單 加工路線(xiàn)和工藝參數(shù)確定以后，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的指定代碼及程序段格式，編寫(xiě)零件程序清單。 4．程序輸入 5。程序校驗(yàn)與首件試切 如圖4-1所示，編程工作主要包括：,圖4--1數(shù)控程序編制的流程圖,4.3 數(shù)控車(chē)床程序的編制 數(shù)控車(chē)削加工包括內(nèi)外圓柱面的車(chē)削加工、端面車(chē)削加工、鉆孔加工、螺紋加工、復(fù)雜外形輪廓回轉(zhuǎn)面的車(chē)削加工等。 1． F功能： F功能指令用于控制切削進(jìn)給量。在程序中，有兩種使用方法：F后面的數(shù)字表示的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，單位為mm/r；F后面的數(shù)字表示的是每分鐘進(jìn)給量，單位為 mm/min。 2． S功能： 1）S后面的數(shù)字表示主軸轉(zhuǎn)速，單位為r/min。 2）S后面的數(shù)字表示的是恒定的線(xiàn)速度：?jiǎn)挝粸閙/min。 3． T功能： T功能指令用于選擇加工所用刀具。T后面通常有兩位數(shù)表示所選擇的刀具號(hào)碼。但也有T后面用四位數(shù)字，前兩位是刀具號(hào)，后兩位是刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償號(hào)，又是刀尖圓弧半徑補(bǔ)償號(hào)。,4． M功能： M00：程序暫停，可用NC啟動(dòng)命令（CYCLE START）使程序繼續(xù)運(yùn)行； M01：計(jì)劃暫停，與M00作用相似，但M01可以用機(jī)床“任選停止按鈕”選擇是否有效； M02：程序停止； M03：主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)； M04：主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)； M05：主軸旋轉(zhuǎn)停止； M08：冷卻液開(kāi)； M09：冷卻液關(guān)； M30：程序停止，程序復(fù)位到起始位置。 M98：調(diào)用子程序。 M99：子程序結(jié)束，返回主程序。 4． G功能： 例如一些常用的編程代碼： G00 快速點(diǎn)定位； G01 直線(xiàn)插補(bǔ)； G02、G03 順圓和逆圓插補(bǔ)； G04 暫停； G28 自動(dòng)返回參考點(diǎn)； G31 等導(dǎo)程螺紋切削； G32 跳步功能； G90 絕對(duì)值輸入； G91 相對(duì)值輸入；,,5.1 數(shù)控機(jī)床的刀具特點(diǎn) 數(shù)控加工對(duì)刀具的要求不僅精度高、強(qiáng)度大、剛度好、壽命長(zhǎng)。而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。切削刀具由傳統(tǒng)的機(jī)械工具實(shí)現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍，刀具的切削性能有顯著的提高。切削技術(shù)由傳統(tǒng)的切削工藝向創(chuàng)新制造工藝的飛躍，大大提高了切削加工的效率。刀具工業(yè)由脫離使用、脫離用戶(hù)的低級(jí)階段向面向用戶(hù)、面向使用的高級(jí)階段的飛躍，成為用戶(hù)可利用的專(zhuān)業(yè)化的社會(huì)資源和合作伙伴。切削刀具從低值易耗品過(guò)渡到全面進(jìn)入“三高一專(zhuān)（高效率、高精度、高可靠性和專(zhuān)用化）”的數(shù)控刀具時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍。成為現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。與現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展緊密相連，是應(yīng)用材料科學(xué)、制造科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的高科技成果的結(jié)晶。,5.2 刀具材料 數(shù)控車(chē)床使用的刀具材料一般為高速鋼、硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金和陶瓷。在數(shù)控切削加工時(shí)，數(shù)控刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上承受很大的壓力和摩擦，數(shù)控刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時(shí)，還承受切削力、沖擊和振動(dòng)，因此數(shù)控刀具材料應(yīng)滿(mǎn)足以下基本條件： 1．硬度 刀具材料必須具有高于工件材料的硬度，常溫硬度應(yīng)在62HRC以上，并要求保持較高的高溫硬度。 2．耐磨性 耐磨性表示刀具抵抗磨損的能力，它是刀具材料力學(xué)性能、組織結(jié)構(gòu)和化學(xué)性能的綜合反映。 3．強(qiáng)度和韌性 一種好的刀具材料，應(yīng)根據(jù)它的使用要求，兼顧硬度和耐磨性?xún)煞矫娴男阅?，有所?cè)重。滿(mǎn)足高切削力、沖擊和振動(dòng)的條件。 4．耐熱性 數(shù)控刀具材料應(yīng)在高溫下保持較高的硬度、耐磨性、強(qiáng)度和韌性，并有良好的抗擴(kuò)散、抗氧化能力。 5．導(dǎo)熱性和膨脹系數(shù) 在其他條件相同的情況下，刀具材料的熱導(dǎo)率越大，則由刀具傳出的熱量越多，有利于降低切削溫度和提高刀具使用壽命。線(xiàn)膨脹系數(shù)小，則可減少刀具的熱變形。 6．工藝性 為了便于制造，要求數(shù)控刀具材料有較好的可加工性，包括鍛、軋、焊、切削加工和可耐磨性、熱處理特性。材料的高溫特性對(duì)熱軋刀具十分重要。,五、數(shù)控刀具的選用,5.3數(shù)控刀具的選擇 1．刀片形狀的選擇：正型（前角）刀片：對(duì)于內(nèi)輪廓加工，小型機(jī)床加工，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。負(fù)型（前角）刀片：對(duì)于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時(shí)應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片。 2．一般外圓車(chē)削常用80°凸三角形、四方形和80°菱形刀片；仿形加工用55°、35 °菱形和圓形刀片；在機(jī)床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。 3．前角的作用。大負(fù)前角用于：切削硬材料；需切削刃強(qiáng)度大，以適應(yīng)斷續(xù)切削、切削含黑皮表面層的加工條件。 大正前角用于：切削軟質(zhì)材料易切削材料被加工材料及機(jī)床剛性差時(shí)。 4．后角的作用：小后角用于：切削硬材料；需切削刃強(qiáng)度高時(shí)。大后角用于：切削軟材料；切削易加工硬化的材料。 5．主偏角的作用：大主偏角用于：切深小的精加工；切削細(xì)而長(zhǎng)的工件；機(jī)床剛性差時(shí)。小主偏角用于：工件硬度高，切削溫度大時(shí)；大直徑零件的粗加工；機(jī)床剛性高時(shí)。 6．副偏角具有減少已加工表面與刀具摩擦的功能。一般為5°～15°。 7．刃傾角是前刀面傾斜的角度。重切削時(shí)，切削開(kāi)始點(diǎn)的刀尖上要承受很大的沖擊力，為防止刀尖受此力而發(fā)生脆性損傷，故需有刃傾角。推薦車(chē)削時(shí)為3°～5°。,5.4切屑用量的選擇 數(shù)控加工時(shí)對(duì)同一加工過(guò)程選用不同的切削用量，會(huì)產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的質(zhì)量要求（如加工精度和表面粗糙度），在切削系統(tǒng)強(qiáng)度、剛性允許的條件下充分利用機(jī)床功率，最大限度地發(fā)揮刀具的切削性能，并保證刀具具有一定的使用壽命。 1． 粗車(chē)時(shí)切削用量的選擇 粗車(chē)時(shí)一般以提高效率為主，兼顧經(jīng)濟(jì)性和加工成本。提高切削速度、加大進(jìn)給量和切削深度都能提高生產(chǎn)率。其中切削速度對(duì)刀具壽命的影響最大，切削深度對(duì)刀具壽命的影響最小，所以考慮粗加工切削用量時(shí)首先應(yīng)選擇一個(gè)盡可能大的切削深度，以減少進(jìn)給次數(shù)，其次選擇較大的進(jìn)給速度，最后在刀具使用壽命和機(jī)床功率允許的條件下選擇一個(gè)合理的切削速度。 2． 精車(chē)、半精車(chē)時(shí)切削用量的選擇 精車(chē)和半精車(chē)的切削深度是根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求及粗車(chē)后留下的加工余量決定的，一般情況是一次去除余量。當(dāng)零件精度要求較高時(shí)，通常留 0.2 ~ 0.4 mm （直徑值）的精車(chē)余量。精車(chē)和半精車(chē)的切削深度較小，產(chǎn)生的切削力也較小，所以可在保證表面粗糙度的情況下適當(dāng)加大進(jìn)給量。,六、夾具選擇和裝夾,6.1夾具的分類(lèi) 機(jī)床夾具的種類(lèi)很多，按使用機(jī)床類(lèi)型分類(lèi)，可分為車(chē)床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅(qū)動(dòng)夾具工作的動(dòng)力源分類(lèi)，可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具和自?shī)A緊夾具等。按專(zhuān)門(mén)化程度可分為以下幾種類(lèi)型的夾具： 通用夾具是指已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、無(wú)需調(diào)整或稍加調(diào)整就可以用來(lái)裝夾不同工件的夾具。如三爪卡盤(pán)、四爪卡盤(pán)、平口虎鉗和萬(wàn)能分度頭等。這類(lèi)夾具主要用于單件小批生產(chǎn)。 專(zhuān)用夾具是指專(zhuān)為某一工件的某一加工工序而設(shè)計(jì)制造的夾具。結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便，主要用于固定產(chǎn)品的大量生產(chǎn)。 組合夾具是指按一定的工藝要求，由一套預(yù)先制造好的通用標(biāo)準(zhǔn)元件和部件組裝而成的夾具。使用完畢后，可方便地拆散成元件或部件，待需要時(shí)重新組合成其他加工過(guò)程的夾具。適用于數(shù)控加工、新產(chǎn)品的試制和中、小批量的生產(chǎn)。 可調(diào)夾具包括通用可調(diào)夾具和成組夾具，它們都是通過(guò)調(diào)整或更換少量元件就能加工一定范圍內(nèi)的工件，兼有通用夾具和專(zhuān)用夾具的優(yōu)點(diǎn)。通用可調(diào)夾具適用范圍較寬，加工對(duì)象并不十分明確；成組夾具是根據(jù)成組工藝要求，針對(duì)一組形狀及尺寸相似、加工工藝相近的工件加工而設(shè)計(jì)的，其加工對(duì)象和范圍很明確，又稱(chēng)為專(zhuān)用可調(diào)夾具。 數(shù)控機(jī)床夾具常用通用可調(diào)夾具、組合夾具。,6.2工件在數(shù)控車(chē)床上的裝夾 1．常用裝夾方式：三爪自定心卡盤(pán)裝夾；兩頂尖之間裝夾；卡盤(pán)和頂尖裝夾；雙三爪定心卡盤(pán)裝夾。 2．采用找正的方法：找正裝夾時(shí)必須將工件的加工表面回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)（同時(shí)也是工件坐標(biāo)系Z軸）找正到與車(chē)床主軸回轉(zhuǎn)中心重合。一般為打表找正。通過(guò)調(diào)整卡爪，使工件坐標(biāo)系Z軸與車(chē)床主軸的回轉(zhuǎn)中心重合。 3．薄壁零件的裝夾：薄壁零件容易變形，普通三爪卡盤(pán)受力點(diǎn)少，采用開(kāi)縫套筒或扇形軟卡爪，可使工件均勻受力，減小變形。也可以改變夾緊力的作用點(diǎn)，采用軸向夾緊的方式。,七、零件加工編程實(shí)例,7.1 零件的工藝分析 1．分析零件圖樣 如圖7--1所示，該零件包括有圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及雙線(xiàn)螺紋等表面；其多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸公差和表面粗糙度值等要求；球面SΦ50mm的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線(xiàn)輪廓）誤差的作用。 該零件材料為45#鋼，可以用Φ60mm棒料，無(wú)熱處理和硬度要求。 2．選定設(shè)備 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選定數(shù)控車(chē)床；其數(shù)控系統(tǒng)為FANUC 3．確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 定位基準(zhǔn)：確定坯件軸線(xiàn)和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。 裝夾方式：左端采用三爪自定心卡盤(pán)夾緊、右端采用活動(dòng)頂尖支頂?shù)难b夾方式。 4、確定切削用量 （1）背吃刀量：粗車(chē)時(shí)，確定其背吃刀量為3mm左右；精車(chē)時(shí)為0.25mm。 （2）主軸轉(zhuǎn)速：車(chē)直線(xiàn)和圓弧輪廓時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確定其切削速度為90m/min；粗車(chē)時(shí)確定主軸轉(zhuǎn)速為500r/min，精車(chē)時(shí)確定主軸轉(zhuǎn)速為800 r/min。編程中還可以對(duì)直線(xiàn)、圓弧采用不同的主軸轉(zhuǎn)速。車(chē)螺紋時(shí)的主軸轉(zhuǎn)速。主軸轉(zhuǎn)速定為320 r/min。 （3）進(jìn)給速度：粗車(chē)時(shí)，按式υf=nf可選擇υf1=200mm /min；精車(chē)時(shí)，兼顧到圓弧插補(bǔ)運(yùn)行，故選擇其υf2=60mm /min左右；短距離空行程的υf3=300mm /min。,,7.2確定加工路線(xiàn) 按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則，確定加工路線(xiàn)。加工路線(xiàn)自右向左加工，先用1號(hào)刀用G70粗加工出零件外輪廓，具體路線(xiàn)為先倒角（2×45°）→切削螺紋實(shí)際外徑Φ29.6→切削Φ26→切削Φ36→切削圓弧部分→切削Φ34→切削錐度部分→切削Φ56,最后切削螺紋。 7.3制定加工方案 1、用1號(hào)刀粗車(chē)外形，留1.0mm（直徑量）的半精車(chē)余量。 2、用2號(hào)刀車(chē)螺紋。 螺紋大徑d =d-0.1P=30-0.1*1.5=29.85mm 螺紋小徑d = d -1.3P=29.85-1.3*1.5=27.9mm 3、用2號(hào)刀精車(chē)全部外形。7.4選擇刀具及對(duì)刀1、粗、精車(chē)用刀具 （1）硬質(zhì)合金90°外圓車(chē)刀，副偏角以為60°，斷屑性能應(yīng)較好。 （2） 硬質(zhì)合金60°外螺紋車(chē)刀，刀尖角取為59°30′，刀尖圓弧半徑取為0.2mm。2、對(duì)刀 （1）將粗車(chē)用90°外圓車(chē)刀安裝在絕對(duì)刀號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的1號(hào)刀位上，并定為1號(hào)刀。 （2）將精車(chē)外形（含外螺紋）用60°外螺紋車(chē)刀安裝在絕對(duì)刀號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的2號(hào)刀位上，并定為2號(hào)刀。 （3）在對(duì)刀過(guò)程中，同時(shí)測(cè)定出2號(hào)刀相對(duì)于1號(hào)刀的刀位偏差。,7.2確定加工路線(xiàn) 按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則，確定加工路線(xiàn)。加工路線(xiàn)自右向左加工，先用1號(hào)刀用G70粗加工出零件外輪廓，具體路線(xiàn)為先倒角（2×45°）→切削螺紋實(shí)際外徑Φ29.6→切削Φ26→切削Φ36→切削圓弧部分→切削Φ34→切削錐度部分→切削Φ56,最后切削螺紋。 7.3制定加工方案 1、用1號(hào)刀粗車(chē)外形，留1.0mm（直徑量）的半精車(chē)余量。 2、用2號(hào)刀車(chē)螺紋。 螺紋大徑d =d-0.1P=30-0.1*1.5=29.85mm 螺紋小徑d = d -1.3P=29.85-1.3*1.5=27.9mm 3、用2號(hào)刀精車(chē)全部外形。 7.4選擇刀具及對(duì)刀 1、粗、精車(chē)用刀具 （1）硬質(zhì)合金90°外圓車(chē)刀，副偏角以為60°，斷屑性能應(yīng)較好。 （2） 硬質(zhì)合金60°外螺紋車(chē)刀，刀尖角取為59°30′，刀尖圓弧半徑取為0.2mm。 2、對(duì)刀 （1）將粗車(chē)用90°外圓車(chē)刀安裝在絕對(duì)刀號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的1號(hào)刀位上，并定為1號(hào)刀。 （2）將精車(chē)外形（含外螺紋）用60°外螺紋車(chē)刀安裝在絕對(duì)刀號(hào)自動(dòng)轉(zhuǎn)位刀架的2號(hào)刀位上，并定為2號(hào)刀。 （3）在對(duì)刀過(guò)程中，同時(shí)測(cè)定出2號(hào)刀相對(duì)于1號(hào)刀的刀位偏差。,7.5 確定工件坐標(biāo)系、對(duì)刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 1、加工坐標(biāo)系如圖7—2所示O為坐標(biāo)原點(diǎn),2、確定對(duì)刀點(diǎn)及換刀點(diǎn)位置 （1）確定對(duì)刀點(diǎn)：確定對(duì)刀點(diǎn)距離車(chē)床主軸軸線(xiàn)30 mm，距離坯件右端端面140 mm；其對(duì)刀點(diǎn)在正X和正Z方向并處于消除機(jī)械間隙狀態(tài)。 （2）確定換刀點(diǎn)：為使其各車(chē)刀在換刀過(guò)程中不致碰撞到尾座上的頂尖，故確定換刀點(diǎn)距離車(chē)床主軸軸線(xiàn)60mm，即在正X方向距離對(duì)刀點(diǎn)30mm，距離坯件右端端面0 mm，即在Z方向與對(duì)刀點(diǎn)一致。,零件加工編程實(shí)例2,圖7—2 工件坐標(biāo)系,加工如圖7—3所示零件,毛坯為φ45棒料，切斷刀寬 4mm，工件程序原點(diǎn)如圖所示。 1.工藝分析 (1)確定加工路線(xiàn) 按先主后次，先粗后精的加工原則確定加工路線(xiàn)，采用固定循環(huán)指令對(duì)外輪廓進(jìn)行粗加工，再精加工，然后車(chē)退刀槽，再加工螺紋，最后切斷。 (2)裝夾方法和對(duì)刀點(diǎn)的選擇 采用三爪自定心卡盤(pán)自定心夾緊，對(duì)刀點(diǎn)選在工件的右端面與回轉(zhuǎn)軸線(xiàn)的交點(diǎn)。,各工序的切削速度和進(jìn)給速度 表7—1,2.刀具的選擇 根據(jù)加工要求，選用四把刀，1號(hào)為粗加工外圓車(chē)刀，2號(hào)為精加工外圓車(chē)刀，3號(hào)為切槽刀，4號(hào)為車(chē)螺紋刀。采用試切法對(duì)刀，對(duì)刀的同時(shí)把端面加工出來(lái)。 3.切削參數(shù)的選擇,,,八、結(jié)論,畢業(yè)，在我看來(lái)，是一種解脫，但同時(shí)更是一種折磨。這是一種二律背反，難以條分縷析，即便是費(fèi)盡唇舌，也難以一語(yǔ)中的，給出一個(gè)令自身滿(mǎn)意的畢業(yè)時(shí)的心情結(jié)論。但有一點(diǎn)是毋庸置疑的，只有身處其中的人才能領(lǐng)會(huì)其中的酸甜苦辣，沒(méi)有親身經(jīng)歷的人很難有感同身受的體會(huì)：畢業(yè)，就意味著離別，更意味著選擇，也意味著責(zé)任。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我對(duì)在廣播電視大學(xué)里所學(xué)的知識(shí)有了一次全面的綜合運(yùn)用，例如：數(shù)控編程、工藝分析，這些對(duì)今后畢業(yè)工作發(fā)展都有很大的幫助。數(shù)控技術(shù)是未來(lái)制造業(yè)不可缺少的一部分，將在經(jīng)濟(jì)發(fā)展與社會(huì)進(jìn)步的今天發(fā)揮重要作用，作為跨世紀(jì)的新一代，我們有理由相信，我國(guó)機(jī)械制造業(yè)會(huì)更加輝煌,祖國(guó)的明天也會(huì)更加美好。,電大的學(xué)習(xí)時(shí)光已經(jīng)接近尾聲，在此我想對(duì)我的母校，我的父母、親人們，我的老師和同學(xué)們表達(dá)我由衷的謝意。 感謝我的家人對(duì)我在電大學(xué)習(xí)的默默支持；感謝我的母校給了我在電大深造的機(jī)會(huì)，讓我能繼續(xù)學(xué)習(xí)和提高；感謝我的老師和同學(xué)們幾年來(lái)的關(guān)心和鼓勵(lì)。老師們課堂上的激情洋溢，課堂下的諄諄教誨；同學(xué)們?cè)趯W(xué)習(xí)中的認(rèn)真熱情，生活上的熱心主動(dòng)，所有這些都讓我的幾年充滿(mǎn)了感動(dòng)。 這次畢業(yè)論文設(shè)計(jì)我得到了很多老師和同學(xué)的幫助，其中我的論文指導(dǎo)老師牛玉成老師對(duì)我的關(guān)心和支持尤為重要。每次遇到難題，我最先做的就是向牛老師尋求幫助，而牛老師每次不管忙或閑，總會(huì)抽空來(lái)找我面談，然后一起商量解決的辦法。牛老師平日里工作繁多，但我做畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從選題到查閱資料，論文提綱的確定，中期論文的修改，后期論文格式調(diào)整等各個(gè)環(huán)節(jié)中都給予了我悉心的指導(dǎo)。這幾個(gè)月以來(lái)，牛老師不僅在學(xué)業(yè)上給我以精心指導(dǎo)，同時(shí)還在思想給我以無(wú)微不至的關(guān)懷，在此謹(jǐn)向牛老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。 同時(shí)，本篇畢業(yè)論文的寫(xiě)作也得到了王繼超、譚冬柳等同學(xué)的熱情幫助。感謝在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)期間和我密切合作的同學(xué)，和曾經(jīng)在各個(gè)方面給予過(guò)我?guī)椭幕锇閭?，在此，我再一次真誠(chéng)地向幫助過(guò)我的老師和同學(xué)表示感謝！,九、致謝,十、參考文獻(xiàn),（1）張超英等,數(shù)控機(jī)床加工工藝、編程及操作實(shí)訓(xùn),北京；高等教育出版社，2003，9 （2）王洪主編，數(shù)控加工程序編制，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2003.6 （3）古文生主編，數(shù)控機(jī)床及應(yīng)用，北京；電子工業(yè)出版社，2002.3 （4）董兆偉主編，數(shù)控機(jī)床編程技術(shù)，北京；機(jī)械工業(yè)出版社，2009.9 （5）鄭文緯，吳克堅(jiān)，機(jī)械原理[M]，北京；高等教育出版社，1997 （6）濮良貴.紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)[M] .北京；高等機(jī)械出版社.2006 （7）楊家軍.機(jī)械系統(tǒng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M] .武漢：華中科技大學(xué)出版社.2000 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