【正文】 一．?dāng)?shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介 數(shù)控機(jī)床是一種用電子計(jì)算機(jī) 和專用電子計(jì)算裝置控制的高效自動(dòng)化機(jī)床。主要分為立式和臥式兩種。立式機(jī)床裝夾零件方便，但切屑排除較慢；臥式裝夾零件不是非常方便，但排屑性能好，散熱很高。數(shù)控銑床分三坐標(biāo)和多坐標(biāo)兩種。三坐標(biāo)機(jī)床（ X、 Y、 Z）任意兩軸都可以聯(lián)動(dòng)，主要用于加工平面曲線的輪廓和開敞曲面的行切。多坐標(biāo)機(jī)床是在三坐標(biāo)機(jī)床的基礎(chǔ)上，通過(guò)增加數(shù)控分度頭或者回轉(zhuǎn)工作臺(tái)，成為 4 坐標(biāo)或者 5 坐標(biāo)機(jī)床（甚至多坐標(biāo)機(jī)床）。多坐標(biāo)機(jī)床主要用于曲面輪廓或者由于零件需要必須擺角加工的零件，如法向鉆孔，擺角行切等。擺角形式 4坐標(biāo)的主要為 A或 B； 5坐標(biāo)機(jī)床主 要為 AB， AC， BC，可根據(jù)零件要求選用。擺角大小由加工的零件決定。數(shù)控機(jī)床從組成來(lái)看，主要分為以下兩方面： （ 1） 作臺(tái)工：零件加工工作平臺(tái)，尺寸大小應(yīng)根據(jù)加工零件的大小進(jìn)行選用。 （ 2） T形槽：工作臺(tái)上的 T 形槽主要用于零件的裝夾，其中 T 形槽的槽數(shù)、槽寬、相互間距，需要根據(jù)加工工件的特點(diǎn)進(jìn)行規(guī)定。 （ 3） 主軸：主軸形式，主軸孔形式等， （ 4） 進(jìn)給范圍：機(jī)床 X Y Z三個(gè)方向的可移動(dòng)距離（行程），移動(dòng)速度的大?。粩[角（ A B C） 第 3 頁(yè) 的擺動(dòng)范圍，擺動(dòng)的速度 （ 5） 主軸的旋轉(zhuǎn)：主軸的轉(zhuǎn)速，主軸的功率，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩等 2．?dāng)?shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)通常是一臺(tái)帶有專門系統(tǒng)軟件的專用微型計(jì)算機(jī)。它由輸入裝置、控制運(yùn)算器和輸出裝置等構(gòu)成，它接受控制介質(zhì)上的數(shù)字化信息，通過(guò)控制軟 件和邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號(hào)和指令控制機(jī)床的各個(gè)部分，進(jìn)行規(guī)定、有序的動(dòng)作。 作為用戶，在考慮數(shù)控系統(tǒng)的時(shí)候，最關(guān)心的是系統(tǒng)的可靠性、可能和優(yōu)越的性價(jià)比，因此應(yīng)該考慮以下幾個(gè)方面： （ 1）分辨率 分辨率越高，可以清楚的進(jìn)行控制，適合工業(yè)環(huán)境使用。 （ 2）控制軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)軸數(shù)應(yīng)和購(gòu)買的機(jī)床相配合，符合購(gòu)買的機(jī)床情況。 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)（基本）功能項(xiàng)目功能越全越好，結(jié)合 機(jī)床使用而定，特別是一些自動(dòng)補(bǔ)償、自適應(yīng)技術(shù) 模塊等先進(jìn)的檢測(cè)、監(jiān)控系統(tǒng)：紅外線、溫度測(cè)量、功率測(cè)量、激光檢測(cè)等先進(jìn)手段的采用，將在一定程度上大大提高機(jī)床的綜合性能，保證機(jī)床更加可靠精確地自動(dòng)工作 二．?dāng)?shù)控加工的概念 數(shù)控機(jī)床工作原理就是將加工過(guò)程所需的各種操作（如主軸變速、工件的松開與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、自動(dòng)關(guān)停冷卻液）和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示，通過(guò)控制介質(zhì)（如穿孔紙帶或磁盤等）將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種控制信號(hào)，控制機(jī)床的 伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動(dòng)元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。所以，數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。數(shù)控加工一般包括以下幾個(gè)內(nèi)容： (1)對(duì)圖紙進(jìn)行分析，確定需要數(shù)控加工的部分； (2)利用圖形軟件（ PRO/E UG）對(duì)需要數(shù)控加工的部分造型； (3)根據(jù)加工條件，選擇合適的加工參數(shù)，生成加工軌跡（包括粗加工、半精加工、精加工軌跡）； (4)軌跡的仿真檢驗(yàn)； (5)生成 G代碼； (6)傳給機(jī)床加工。 第 4 頁(yè) 三． 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) 在保證工件表面 精度，主要取決于加工程序，它與普通機(jī)床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經(jīng)常調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床適用于零件頻繁更換的場(chǎng)合。也就是適合單件、小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量工藝設(shè)備的費(fèi)用。 2．加工精度高 數(shù)控機(jī)床的加工精度，一般可達(dá)到 ～ ，數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號(hào)形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一個(gè)脈沖信號(hào)，則機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一個(gè)脈沖當(dāng)量（一般為 ），而且機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床定位精度比 較高。 3．加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠 加工同一批零件，在同一機(jī)床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定 。 4. 生產(chǎn)率高 數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時(shí)間和輔助時(shí)間，數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件的快速移動(dòng)和定位及高速切削加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率 。 5. 改善勞動(dòng)條件 數(shù)控機(jī)床加工前經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動(dòng)，機(jī)床就能自動(dòng)連續(xù)的進(jìn)行加工 ，直至加工結(jié)束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準(zhǔn)備、加工狀態(tài)的觀測(cè)，零件的檢驗(yàn)等工作，勞動(dòng)強(qiáng)度極大降低，機(jī)床操作者的勞動(dòng)趨于智力型工作。另外，機(jī)床一般是封閉式加工，即清潔，又安全 。 6. 利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 數(shù)控機(jī)床的加工，可預(yù)先精確估計(jì)加工時(shí)間，所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理。數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)代碼為控制信息，易于實(shí)現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，目前已與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（ CAD/CAM）有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎(chǔ) 。 四．?dāng)?shù)控車削加工 車削加工是切 削加工中最基本的一種加工方法，它是在車床上利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和刀具的移動(dòng)來(lái)加工工件的，因此車削加工是機(jī)械加工中運(yùn)用最廣泛的加工方法，車床占切削加工機(jī)床總數(shù)的 40﹪左右 。 第 5 頁(yè) ⑴ . 按數(shù)控系統(tǒng)的功能分： ① 全功能型數(shù)控車床； ② 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 ⑵ ．按主軸的配置形式分： ① 臥室數(shù)控車床； ② 立式數(shù)控車床 ⑶ ．按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分： ① 兩軸控制的數(shù)控車床； ② 四軸控制的數(shù)控車床 數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤狀類等回轉(zhuǎn)體零件，通過(guò)執(zhí)行數(shù)控程序，可以自動(dòng)完成外圓柱面、成形表面、螺紋、端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車操、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。 根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn)，數(shù)控車床最適合切削具有以下要求和特點(diǎn)的回轉(zhuǎn)體零件 ⑴ . 精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件 ⑵ ．表面形狀復(fù)雜或難以控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件 ⑶ ．表面粗糙度要求好的回轉(zhuǎn)體零件 ⑷ ．帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件 數(shù)控加工以數(shù)控機(jī)床加工中的工藝問(wèn)題為主要研究對(duì)象，以機(jī)械制造中的工藝?yán)碚摓榛A(chǔ)，結(jié)合數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)，綜合運(yùn)用多方面的知識(shí)來(lái)解決數(shù)控加工中的工藝問(wèn)題。工藝制定的合理與否，對(duì)程序編制、機(jī)床的加工效率、零件的加工精度都有極為重要的影響。 五．?dāng)?shù)控車床的加工程序編制 數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一。數(shù)控 車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)類零件。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)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔以及鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。 1. 數(shù)控程序編制的基本方法： ⑴ 分析零件圖樣和制定工藝方案 ⑵ 數(shù)學(xué)處理 ⑶ 編寫零件加工程序 ⑷ 程序檢驗(yàn) 2. 數(shù)控程序編制的方法： 手工編程 。 計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程 ： 由于數(shù)控車床的加工對(duì)象多為 回轉(zhuǎn)體，一般使用三爪卡盤夾具。 4. 控車床刀具的選刀過(guò)程： 第一條路線為：零件圖樣、機(jī)床影響因素、選擇刀桿、刀片夾緊系統(tǒng)和選擇 第 6 頁(yè) 刀片形狀，主要考慮機(jī)床和刀具的情況；第二條路線為：工件影響因素、選擇工件材料代碼、確定刀片的斷屑槽形代碼，這條路線主要考慮工件的情況。 數(shù)控車床的編程特點(diǎn)： ⑴ 加工坐標(biāo)系： 機(jī)床坐標(biāo)系是以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來(lái)的Ｘ、Ｚ軸直角坐標(biāo)系，成為機(jī)床坐標(biāo)系。車床的機(jī)床原點(diǎn)為主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面之交點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的 基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動(dòng)。 加工坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系方向一致； ⑵ 直徑編程方式：在車削加工的數(shù)控程序中， X 軸的坐標(biāo)值為零件圖樣上的直徑值； ⑶ 進(jìn)刀與退刀方式：快速走刀。 六 .數(shù)控車床的組成和基本原理 雖然數(shù)控車床種類較多，但一般均由車床主體、數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng)三大部分組成 。 1. 車床主體： 車床主體是實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的實(shí)際機(jī)械部件，主要包括主運(yùn)動(dòng)部件（如卡盤、主軸等）、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（如工作臺(tái)、刀架等）、支承部件（如床身、立柱等），以及冷卻、潤(rùn)滑、轉(zhuǎn)位 部件和夾緊、換刀機(jī)械手等輔助裝置。 2. 數(shù)控裝置和伺服系統(tǒng) ⑴ 數(shù)控裝置：它的核心是計(jì)算機(jī)及運(yùn)行在其上的軟件，它在數(shù)控車床中起“指揮”作用。數(shù)控莊子接收由加工程序送來(lái)的各種信息，并經(jīng)處理和調(diào)配后，向驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)現(xiàn)執(zhí)行命令。在執(zhí)行過(guò)程中，其驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)等機(jī)構(gòu)同時(shí)將有關(guān)信息反饋給數(shù)控裝置，以便經(jīng)處理后發(fā)出