【正文】 C的階段。 總之，計(jì)算機(jī)數(shù)控階段也經(jīng)歷了三代。即 1970 年的第四代 小型計(jì)算機(jī)； 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 7 1974年的第五代 微處理器和 1990年的第六代 基于 PC（國(guó)外稱(chēng)為 PCBASED）。 還要指出的是，雖然國(guó)外早已改稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控（即 CNC）了，而我國(guó)仍習(xí)慣稱(chēng)數(shù)控（ NC）。所以我們?nèi)粘Ｖv的 數(shù)控 ，實(shí)質(zhì)上已是指 計(jì)算機(jī)數(shù)控 了。 數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床采用了計(jì)算機(jī)數(shù)控（ Computerized Nuinerically Control ）系統(tǒng)，因此也稱(chēng)為計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床或 CNC 機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床作為一種新型的自動(dòng)化機(jī)床、在具有高自動(dòng)程度的同時(shí)還具有廣泛的通用性。 這是因?yàn)閿?shù)控機(jī)床都具有以下一些共同的優(yōu)點(diǎn)： （ 1）數(shù)控機(jī)床能縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，增加切削加工時(shí)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(shí)間，提高生產(chǎn)率。 （ 2）數(shù)控機(jī)床按照程序自動(dòng)加工，不需要人工干預(yù)，而且還可以利用軟件進(jìn)行校正及補(bǔ)償。因此，使用 數(shù)控機(jī)床進(jìn)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(jī)床刀具與工件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(jī)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(jī)床能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)加工過(guò)程中的自動(dòng)換刀，使得零件一次性裝夾之后，數(shù)控機(jī)床就能完成零件的多個(gè)加工部位的加工，真正實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多用，大節(jié)省了設(shè)備和廠房面積。生產(chǎn)者可以精確計(jì)算生產(chǎn)成本，并對(duì)生產(chǎn)進(jìn)度進(jìn)行合理的安排，從而在一事實(shí)上程度上可以加速 資金的周轉(zhuǎn)，切實(shí)提高經(jīng)濟(jì)效益。 （ 5）在一般情況下，數(shù)控機(jī)床在加工生產(chǎn)過(guò)程中不需要特別的專(zhuān)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(jī)床相比，使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)時(shí)，專(zhuān)用夾具設(shè)計(jì)制造和存放的費(fèi)用可以大大的減少。 （ 6）運(yùn)用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行生產(chǎn)，能夠大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 加工 機(jī)床的 介紹 本次加工機(jī)床采用 無(wú)錫科技職業(yè)學(xué)院中德機(jī)電 學(xué)院實(shí)訓(xùn)室數(shù)控組的 CK6141 西門(mén)子 802c base line 數(shù)控車(chē)床 （南通縱橫機(jī)床有限公司 生產(chǎn) ） 進(jìn)行本次加工。 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 8 、 加工機(jī)床介紹 操作界面分三大 操作區(qū) ： LCD 顯示區(qū)、 NC 鍵盤(pán)區(qū)、機(jī)床控制面板區(qū)。 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 9 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 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(yùn)行 RESRT 程序復(fù)位 3. 運(yùn)行方式 JOG 點(diǎn)動(dòng) MDA 手動(dòng)輸入、自動(dòng)執(zhí)行 AUTO 自動(dòng)方式 4. 狀態(tài)顯示 SKP 程序跳躍 跳步的程序段在其段號(hào)之前用一斜線表示，這些程序段在程序運(yùn)行時(shí)跳出不執(zhí)行。 DRY 空運(yùn)行 軸在運(yùn)行時(shí)將執(zhí)行設(shè)定數(shù)據(jù)“空運(yùn)行進(jìn)給率”中規(guī)定的進(jìn)給值。 ROV 快速修調(diào) 修調(diào)開(kāi)關(guān)對(duì)于快速進(jìn)給也生效。 SBL 單段運(yùn)行 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 11 此功能生效時(shí)零件程序按如下方式逐段解碼，在程序段結(jié)束時(shí)有一暫停，但在沒(méi)有空運(yùn)行進(jìn)給的螺紋程序段時(shí)為一列外，在此只有螺紋程序段運(yùn)行結(jié)束后才會(huì)產(chǎn)生一暫停。 SBL 功能只有處于程序復(fù)位狀態(tài)時(shí)才可以選擇。 M1 程序停止 此功能生效時(shí)程序運(yùn)行到有 M01指令的程序段時(shí)停止運(yùn)行。此時(shí)屏幕上顯示“ 5 停止 M00/M01 有效”。 PRT 程序測(cè)試（無(wú)指令給驅(qū)動(dòng)） 11000INC 步進(jìn)增量 系統(tǒng)處于 JOG運(yùn)行方式時(shí)不顯示程序控制而是顯示所選的步進(jìn)增量。 5. 操作信息 1 停止；沒(méi)有 NCReady 2 3 停止；急停生效 4 停止；報(bào)警同時(shí)停止 5 停止； M0/M01 生效 6 停止；單段運(yùn)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(jìn)給使能 10 等候；停留時(shí)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(dá) 14 15 等候；等待主軸 16 17 等候；進(jìn)給修調(diào)為 0% 18 停止； NC 程序段出錯(cuò) 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(jìn)給值是 0 6． 程序名 7． 報(bào)警顯示行 只有在 NC 或 PLC 報(bào)警時(shí)才顯示報(bào)警信息。在此顯示的是當(dāng)前報(bào)警的報(bào)警號(hào)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(shí)表明存在上一級(jí)菜單。按下返回鍵后，不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)直接返回上一級(jí)菜單。 10． 擴(kuò)展鍵 出現(xiàn)此鍵符時(shí)表明同級(jí)菜單中還有其它菜單功能。按下擴(kuò)展鍵后，可以選擇這些功能。 11．軟件 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 12 12．垂直菜單 出現(xiàn)此符號(hào)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(jìn)行選擇。 13．進(jìn)給軸速度倍率 在此顯示當(dāng)前進(jìn)給軸的速度倍率。 14．齒輪級(jí) 在此顯示當(dāng)前軸的齒輪級(jí)。 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(jì)計(jì) 13 、 操作區(qū)域 控制器中的基本功能可劃分為以下幾個(gè)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(kāi)機(jī)后首先鍵入“加工”操作區(qū) 使用加工顯示鍵可以直接進(jìn)入加工操作區(qū) 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 14 2 零件 加工 工藝 設(shè)計(jì) 本次加工零件為無(wú)錫至誠(chéng)高精機(jī)械有限公司的產(chǎn)品改進(jìn)，通過(guò)對(duì)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(jì)與加工。 數(shù)控 工藝分析 、加工準(zhǔn)備 在 數(shù)控 編程過(guò)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(diǎn)、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(dá)到滿足加工要求、減少加工時(shí)間、降低加工費(fèi)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(jī)床的選擇 初步選用普通數(shù)控機(jī)床本機(jī)床適用于成批、小批及單件生產(chǎn)加工圓柱體。 學(xué)院實(shí)訓(xùn)車(chē)間西門(mén)子 802c base line 數(shù)控車(chē)床滿足本次零件加工要求 。本機(jī)床加工圓柱體時(shí)機(jī)床調(diào)整及加工方法與 普車(chē) 加工圓柱體時(shí)一樣 ，對(duì)典型特征的加工有著一般車(chē)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(duì)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(shí)，通常考慮以下幾點(diǎn)： 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(zhuān)用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專(zhuān)用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 3）裝卸工件要迅速方便，以減少機(jī)床的停機(jī)時(shí)間。 4）夾具在機(jī)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(lèi)型 數(shù)控車(chē)床上的夾具主要有兩類(lèi)：一類(lèi)用于盤(pán)類(lèi)或短軸類(lèi)零件，工件毛坯裝夾 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 15 在帶可調(diào)卡爪的卡盤(pán)（三爪、四爪）中，由卡盤(pán)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)；另一類(lèi)用于軸類(lèi)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(dòng)卡盤(pán)傳動(dòng)旋轉(zhuǎn)。 數(shù)控 車(chē) 床上的夾具，一般安裝在工 作臺(tái)上，其形式根據(jù)被加工工件的特點(diǎn)可多種多樣。如： 三腳夾盤(pán)。 c、 工件裝夾方法的選擇 數(shù)控機(jī)床上零件的安裝方法與普通機(jī)床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，注意以下兩點(diǎn)： 1）力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡(jiǎn)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(shí)，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(shí)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(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來(lái)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(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)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(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)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(chē)間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些當(dāng)某工 序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開(kāi)支 M 較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來(lái)確定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)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(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來(lái)滿足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)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(xì)粒度硬質(zhì)合金 )并使用可轉(zhuǎn)位刀片。 根據(jù)對(duì)零件圖紙的分析，加工所選擇的刀具請(qǐng)參看（刀具卡）。 、切削用量 的選擇 數(shù)控車(chē)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(jìn)給速度 vf或進(jìn)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(jī)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(chē)加工相似，具體數(shù)值應(yīng)在數(shù)控機(jī)床說(shuō)明書(shū)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(jì)計(jì) 16 原理中的規(guī)定方法及原則，并結(jié)合實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定。 進(jìn)給速度是數(shù)控機(jī)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(jìn)給速度受機(jī)床剛度和進(jìn)給系統(tǒng)的性能限制。 確定進(jìn)給速度的原則：當(dāng)工件的質(zhì)量要求能夠得到保證時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可選擇較高的進(jìn)給速度。一般在 100— 200mm/min 范圍內(nèi)選?。辉谇袛?、加工深孔或用高速鋼刀具加工時(shí)，宜選擇較低的進(jìn)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(shí)，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在2050mm/min 范圍內(nèi)選??；刀具空行程時(shí)，特別是遠(yuǎn)距離 “ 回零 ” 時(shí)，可以設(shè)定該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)設(shè)定的最高進(jìn)給速度。 數(shù)控編程時(shí)，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(xiě)人程序中。 查閱切削用量手冊(cè)取每轉(zhuǎn)進(jìn)給量 f，按以下公式計(jì)算： f=vf/n 1） 光車(chē)時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 光車(chē)時(shí)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(lái)確定。 切削速度是切削用量中對(duì)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(chē)削時(shí)的切削速度如下表： 工件材料 硬度 /HBS 高速鋼車(chē)刀v/(m/min) 硬度合金車(chē)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(jì)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(jì)算的主軸轉(zhuǎn)速 n，最后要選取機(jī)床有的或較接近的轉(zhuǎn)速。 例：若加工的 45鋼的經(jīng)硬度測(cè)試為 250HBS，加工直徑為 40mm，加工選用 硬度 課課 程程 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 17 合金車(chē)刀。則其加工轉(zhuǎn)速為 n=1000x60/（ ） =，我們可以選 500 r/min。 2）車(chē)螺紋時(shí)主軸轉(zhuǎn)速 在車(chē)削螺紋時(shí)，車(chē)床的主