【正文】 C的階段。 總之，計算機數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即 1970 年的第四代 小型計算機； 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 7 1974年的第五代 微處理器和 1990年的第六代 基于 PC（國外稱為 PCBASED）。 還要指出的是，雖然國外早已改稱為計算機數(shù)控（即 CNC）了，而我國仍習(xí)慣稱數(shù)控（ NC）。所以我們?nèi)粘Ｖv的 數(shù)控 ，實質(zhì)上已是指 計算機數(shù)控 了。 數(shù)控機床的優(yōu)點 數(shù)控機床采用了計算機數(shù)控（ Computerized Nuinerically Control ）系統(tǒng)，因此也稱為計算機數(shù)控機床或 CNC 機床。 數(shù)控機床作為一種新型的自動化機床、在具有高自動程度的同時還具有廣泛的通用性。 這是因為數(shù)控機床都具有以下一些共同的優(yōu)點： （ 1）數(shù)控機床能縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，增加切削加工時間的比率。最佳切削參數(shù)和最佳走刀路線的合理使用，能夠大大地縮短加工時間，提高生產(chǎn)率。 （ 2）數(shù)控機床按照程序自動加工，不需要人工干預(yù)，而且還可以利用軟件進行校正及補償。因此，使用 數(shù)控機床進行生產(chǎn)，可以保證零件的加工精度。穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量。 （ 3）只要改變程序，就能改變數(shù)控機床刀具與工件之間的相對運動軌跡，就可以加工不同的零件，使數(shù)控加工具備了廣泛的適應(yīng)性和較大的靈活性。從而能夠完成很多普通機床難以完成或者不能加工的、具有復(fù)雜型面的零件的加工。 （ 4）許多數(shù)控機床能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)加工過程中的自動換刀，使得零件一次性裝夾之后，數(shù)控機床就能完成零件的多個加工部位的加工，真正實現(xiàn)了一機多用，大節(jié)省了設(shè)備和廠房面積。生產(chǎn)者可以精確計算生產(chǎn)成本，并對生產(chǎn)進度進行合理的安排，從而在一事實上程度上可以加速 資金的周轉(zhuǎn)，切實提高經(jīng)濟效益。 （ 5）在一般情況下，數(shù)控機床在加工生產(chǎn)過程中不需要特別的專用夾具，普通的通用夾具就能滿足數(shù)控加工的要求。與普通機床相比，使用數(shù)控機床進行生產(chǎn)時，專用夾具設(shè)計制造和存放的費用可以大大的減少。 （ 6）運用數(shù)控機床進行生產(chǎn)，能夠大減輕工人的勞動強度。 加工 機床的 介紹 本次加工機床采用 無錫科技職業(yè)學(xué)院中德機電 學(xué)院實訓(xùn)室數(shù)控組的 CK6141 西門子 802c base line 數(shù)控車床 （南通縱橫機床有限公司 生產(chǎn) ） 進行本次加工。 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 8 、 加工機床介紹 操作界面分三大 操作區(qū) ： LCD 顯示區(qū)、 NC 鍵盤區(qū)、機床控制面板區(qū)。 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 9 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 10 、 屏幕劃分 屏幕中的縮略符分別具有以下含義 圖中元素 縮略符 含義 1. 當(dāng)前操作區(qū)域 MA 加工 PA 參數(shù) PR 程序 DI 通訊 DG 診斷 2. 程序狀態(tài) STOP 程序停止 RUN 程序運行 RESRT 程序復(fù)位 3. 運行方式 JOG 點動 MDA 手動輸入、自動執(zhí)行 AUTO 自動方式 4. 狀態(tài)顯示 SKP 程序跳躍 跳步的程序段在其段號之前用一斜線表示，這些程序段在程序運行時跳出不執(zhí)行。 DRY 空運行 軸在運行時將執(zhí)行設(shè)定數(shù)據(jù)“空運行進給率”中規(guī)定的進給值。 ROV 快速修調(diào) 修調(diào)開關(guān)對于快速進給也生效。 SBL 單段運行 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 11 此功能生效時零件程序按如下方式逐段解碼，在程序段結(jié)束時有一暫停，但在沒有空運行進給的螺紋程序段時為一列外，在此只有螺紋程序段運行結(jié)束后才會產(chǎn)生一暫停。 SBL 功能只有處于程序復(fù)位狀態(tài)時才可以選擇。 M1 程序停止 此功能生效時程序運行到有 M01指令的程序段時停止運行。此時屏幕上顯示“ 5 停止 M00/M01 有效”。 PRT 程序測試（無指令給驅(qū)動） 11000INC 步進增量 系統(tǒng)處于 JOG運行方式時不顯示程序控制而是顯示所選的步進增量。 5. 操作信息 1 停止；沒有 NCReady 2 3 停止；急停生效 4 停止；報警同時停止 5 停止； M0/M01 生效 6 停止；單段運行程序段結(jié)束 7 停止； NCSTOP 生效 8 等候；缺少讀入使能 9 等候；缺少進給使能 10 等候；停留時間生效 11 等候；缺少輔助功能應(yīng)答 12 等候；缺少軸使能 13 等候；準(zhǔn)停窗口未到達 14 15 等候；等待主軸 16 17 等候；進給修調(diào)為 0% 18 停止； NC 程序段出錯 19 20 21 等候；程序段搜索生效 22 等候；缺少主軸使能 23 等候；坐標(biāo)軸進給值是 0 6． 程序名 7． 報警顯示行 只有在 NC 或 PLC 報警時才顯示報警信息。在此顯示的是當(dāng)前報警的報警號以及其刪除條件。 8． 工作窗口 工作窗口和 NC 顯示 9． 返回鍵 軟件菜單中出現(xiàn)此鍵符時表明存在上一級菜單。按下返回鍵后，不存儲數(shù)據(jù)直接返回上一級菜單。 10． 擴展鍵 出現(xiàn)此鍵符時表明同級菜單中還有其它菜單功能。按下擴展鍵后，可以選擇這些功能。 11．軟件 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 12 12．垂直菜單 出現(xiàn)此符號表明存在其它菜單功能，按下垂直菜單鍵后，這些菜單顯示在屏幕上，并可用光標(biāo)進行選擇。 13．進給軸速度倍率 在此顯示當(dāng)前進給軸的速度倍率。 14．齒輪級 在此顯示當(dāng)前軸的齒輪級。 15．主軸速度倍率 在此顯示當(dāng)前主軸的速度倍率。 、 最重要的軟件功能 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 13 、 操作區(qū)域 控制器中的基本功能可劃分為以下幾個操作區(qū)域： 操作區(qū)域轉(zhuǎn)換 使用“區(qū)域轉(zhuǎn)換鍵”可從任何操作區(qū)域返回主菜單 連續(xù)按兩次即可返回以前的操作區(qū)域 系統(tǒng)開機后首先鍵入“加工”操作區(qū) 使用加工顯示鍵可以直接進入加工操作區(qū) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 14 2 零件 加工 工藝 設(shè)計 本次加工零件為無錫至誠高精機械有限公司的產(chǎn)品改進，通過對主體軸增加特征并配合相應(yīng)的套，完成三件配合零 件的設(shè)計與加工。 數(shù)控 工藝分析 、加工準(zhǔn)備 在 數(shù)控 編程過程中，加工工藝決策是加工能否順利完成的基礎(chǔ)，必須依據(jù)零件的形狀特點、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，選擇最佳的加工方法、合理劃分加工階段、選擇適宜的加工刀具、確定最優(yōu)的切削用量、確定合理的毛坯尺寸與形狀、確定合理的走刀路線，最終達到滿足加工要求、減少加工時間、降低加工費用的目的。 、 工序劃分的主要原則 保證加工質(zhì)量； 合理使用設(shè)備； 先粗后精； 先主后次； 先基準(zhǔn)后其他； 盡量減少換刀次 數(shù)。 、數(shù)控機床的選擇 初步選用普通數(shù)控機床本機床適用于成批、小批及單件生產(chǎn)加工圓柱體。 學(xué)院實訓(xùn)車間西門子 802c base line 數(shù)控車床滿足本次零件加工要求 。本機床加工圓柱體時機床調(diào)整及加工方法與 普車 加工圓柱體時一樣 ，對典型特征的加工有著一般車床所不能比擬的，特別是橢圓這些非圓弧輪廓 。 而且是模塊化編程，比較方便、容易。 、裝夾方式和夾具的選擇 a、 夾具的選擇 數(shù)控加工對夾具主要有兩大要求：一是夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；二是夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)。選用夾具時，通常考慮以下幾點： 1）盡量選用可調(diào)整夾具、組合夾具及其它通用夾具，避免采用專用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。 2）在成批生產(chǎn)時才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。 3）裝卸工件要迅速方便，以減少機床的停機時間。 4）夾具在機床上安裝要準(zhǔn)確可靠，以保證工件在正確的位置上加工。 b、 夾具的類型 數(shù)控車床上的夾具主要有兩類：一類用于盤類或短軸類零件，工件毛坯裝夾 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 15 在帶可調(diào)卡爪的卡盤（三爪、四爪）中，由卡盤傳動旋轉(zhuǎn)；另一類用于軸類零件，毛坯裝在主軸頂尖和尾架頂尖間，工件由主軸上的撥動卡盤傳動旋轉(zhuǎn)。 數(shù)控 車 床上的夾具，一般安裝在工 作臺上，其形式根據(jù)被加工工件的特點可多種多樣。如： 三腳夾盤。 c、 工件裝夾方法的選擇 數(shù)控機床上零件的安裝方法與普通機床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意以下兩點： 1）力求設(shè)計、工藝與編程計算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時數(shù)值計算的簡便性和精確性。 2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。 、刀具的選擇 刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時，應(yīng)首先選擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成 本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 選擇刀具壽命時可考慮如下幾點根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對于機夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取 1530min。對于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機床、組合機床與自動化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個車間的生產(chǎn)率的提高時，該工序的刀具壽命要選得低些當(dāng)某工 序單位時間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開支 M 較大時，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時，為保證至少完成一次走刀，避免切削時中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。與普通機床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時要求安裝調(diào)整方便，這樣來滿足數(shù)控機床高效率的要求。數(shù)控機床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料 (如高速鋼、超細粒度硬質(zhì)合金 )并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 根據(jù)對零件圖紙的分析，加工所選擇的刀具請參看（刀具卡）。 、切削用量 的選擇 數(shù)控車床加工中的切削用量包括：背吃刀量 ap、主軸轉(zhuǎn)速 n 或切削速度 vc（用于恒線速切削）、進給速度 vf或進給量 f。 切削用量的選擇原則是 :保證零件加工精度和表面粗糙度，充分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。 其確定原則與普通車加工相似，具體數(shù)值應(yīng)在數(shù)控機床說明書給定的允許的范圍內(nèi)選取，或根據(jù)金屬切削 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 16 原理中的規(guī)定方法及原則，并結(jié)合實際加工經(jīng)驗來確定。 進給速度是數(shù)控機床切削用量中的重要參數(shù)，主要根據(jù)零件的加工精度和表面 粗糙度要求以及刀具、工件的材料性質(zhì)選取。最大進給速度受機床剛度和進給系統(tǒng)的性能限制。 確定進給速度的原則：當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進給速度。一般在 100— 200mm/min 范圍內(nèi)選取；在切斷、加工深孔或用高速鋼刀具加工時，宜選擇較低的進給速度，一般在 20— 50mm/min 范圍內(nèi)選??；當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時，進給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/min 范圍內(nèi)選?。坏毒呖招谐虝r，特別是遠距離 “ 回零 ” 時，可以設(shè)定該機床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進給速度。 數(shù)控編程時，編程人員 必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫人程序中。 查閱切削用量手冊取每轉(zhuǎn)進給量 f，按以下公式計算： f=vf/n 1） 光車時主軸轉(zhuǎn)速 光車時主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)零件被加工部位的直徑，并按零件和刀具的材料及加工性質(zhì)等條件所允許的切削速度 vc來確定。 切削速度是切削用量中對切削加工影響最大的因素。增大切削速度，可以提高切削效率，減小表面粗糙度值，但卻使刀具耐用度降低。因此要綜合考慮切削條件和要求，選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣取? 車削時的切削速度如下表： 工件材料 硬度 /HBS 高速鋼車刀v/(m/min) 硬度合金車刀v/(m/min) 45鋼 225 18~42 66~150 225~325 12~36 54~120 325~425 6~21 36~75 用以下公式計算主軸轉(zhuǎn)速： n = 1000V /πd ； 試中 n— 主軸轉(zhuǎn)速 ,r/min； v— 切削速度 ,m/min； d— 工件待加工表面直徑， mm； 計算的主軸轉(zhuǎn)速 n，最后要選取機床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 例：若加工的 45鋼的經(jīng)硬度測試為 250HBS，加工直徑為 40mm，加工選用 硬度 課課 程程 設(shè)設(shè) 計計 17 合金車刀。則其加工轉(zhuǎn)速為 n=1000x60/（ ） =，我們可以選 500 r/min。 2）車螺紋時主軸轉(zhuǎn)速 在車削螺紋時，車床的主