【正文】 術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。 （ 2）模 塊化 硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如 CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、 PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。 （ 3）網(wǎng)絡(luò)化 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。 4 （ 4）通用型開放式閉環(huán)控制模式 采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí) ，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償 、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。 PCNC數(shù)控系統(tǒng) 當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代 PCNC數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代 PCNC數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、 CAD/CAM、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過程閉環(huán)控制體系。 5 第二章 設(shè)計(jì)說明書 ： （一） 緒論 據(jù)和工藝參數(shù)輸入到機(jī)床，機(jī)床的控制系統(tǒng)對(duì)輸入信息進(jìn)行運(yùn)算與控制，并不斷地向直接指揮機(jī)床運(yùn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功能部件 —— 機(jī)床的伺服機(jī)構(gòu)發(fā)送脈沖信號(hào)，伺服機(jī)構(gòu)對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行交換和放大處理，然后由傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)數(shù)控機(jī)床，從而加工零件，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)控機(jī)床和普通機(jī)床不同，整個(gè)加工過程中不需要人的操作，而由程序來進(jìn)行控制。在機(jī)床上加工零件時(shí)，首先要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計(jì)算刀具中心運(yùn)動(dòng)軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后把全部工藝過程以及其 他輔助功能（主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開與關(guān)、變速、換刀等）按運(yùn)動(dòng)順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經(jīng)過調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)上；最后輸入到書空機(jī)床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機(jī)床完成工件的全部加工過程。因此，把從零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全過程稱為零件加工程序的編制。 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動(dòng)編程兩種。 （ 1）手工編程。手工編程是指程序編制的整個(gè)過程步驟幾乎全部是由日人工來完成的。對(duì)于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長，計(jì)算也比較簡單，出錯(cuò)的機(jī)會(huì)較少，這時(shí)用手 工編程即及時(shí)又經(jīng)濟(jì)，因而手工編程仍被廣泛地應(yīng)用于形狀簡單的點(diǎn)位加工及平面輪廓加工中。但是工件復(fù)雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等表面，或工件加工程序比較長的，使用手工編程將十分煩瑣、費(fèi)時(shí)，而且容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，常會(huì)出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床加工的情況。影響數(shù)控機(jī)床的開動(dòng)率。此時(shí)必須用自動(dòng)編程的方法編制程序。 （ 2）自動(dòng)變成。自動(dòng)編程有兩種： APT軟件編程和 CAM軟件編程。 APT軟件是利用計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的處理程序后置處理程序進(jìn)行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工方案外 ，（有些自動(dòng)編程系統(tǒng)能自動(dòng)確定 最佳的加工工藝參數(shù)）， 其余的工作，包括數(shù)值計(jì)算、編寫程序單、制作控制介質(zhì)、程序檢驗(yàn)等各項(xiàng)工作均由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成。編寫人員只需根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序，送入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地進(jìn)行數(shù)值計(jì)算、后置處理，編寫出零件加工程序單，賓噶在屏幕模擬顯示加工過程，及時(shí)修改，直至自動(dòng)穿出數(shù)據(jù)加工紙帶，或?qū)⒓庸こ绦蛲ㄟ^直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。 CAM軟件是將加工零件以圖形形式輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時(shí)修 改，再通過后置處理形式加工程序輸入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。自動(dòng)編程的出現(xiàn)使得一些計(jì)算煩瑣、手工編寫橫困難的?；蚴止o法編出的程序都能實(shí)現(xiàn)。 本設(shè)計(jì)根據(jù)零件的具體加工位置和零件的工藝特點(diǎn)，可以選擇手工編程、也可以利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)編程的方式。 6 （二） 工藝分析與選擇 零件圖工藝分析 該零件圖主要由平面、孔系及外輪廓組成，內(nèi)孔表面的加工方法有鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔、鏜孔、拉孔、磨孔及光加工方法選擇原則，中間 162。40孔的尺寸公差為 H7，表面粗糙度要求較高，可采用鉆 —— 粗鏜 —— 精鏜方案。兩端 162。13mm和 162。20mm孔處 沒有尺寸公差要求，可采用自由尺寸公差 IT11IT12處理，表面粗糙度要求不高，可采用鉆 162。13mm—— 擴(kuò)孔 162。20mm的方案；平面輪廓常采用的加工方法有數(shù)控銑、線切割及磨削等。在本設(shè)計(jì)中，平面與外輪廓表面粗糙度要求 ,可采用粗銑 —— 精銑方案。選擇以上方法完全可以保證尺寸、形狀精度和表面粗糙度要求。 由于夾具確定了零件在數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系中的位置，因而根據(jù)要求夾具能保證零件在機(jī)床坐標(biāo)系的正確坐標(biāo)方向，同時(shí)協(xié)調(diào)零件與機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，加工上表面， 162。60mm外圓及其臺(tái)階 面和孔系時(shí)可選用一面兩孔定位方式，即以底面、 162。4H7和一個(gè) 162。13mm孔定位，如圖 25示，選擇上述裝夾方式結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，能保證加工要求，便于實(shí)施。 圖裝夾方式1開口墊圈 2壓緊螺母 3帶螺紋圓柱銷4帶螺紋削邊銷 5輔助壓緊螺母 6墊圈圖2 加工底面夾具為臺(tái)虎鉗 7 確定加工順序 加工順序的選擇直接影響到零件的加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和加工成本。按照基面先行、先面后孔、先主后次、先粗后精的原則確定加工順序，即粗加工定位基準(zhǔn)面（底面） —— 粗、精加工上表面 —— 162。60mm外圓及其臺(tái)階面 —— 外輪廓銑削 —— 精加工底面并保證尺寸 40mm. 刀具選擇 刀具的選擇是數(shù)控加工中重要的工藝內(nèi)容之一，它不僅影響機(jī) 床的加工效率，而且直接影響加工質(zhì)量。編程時(shí)，選擇刀具通常要考慮機(jī)床的加工能力、工序內(nèi)容、工件材料等因素。 與傳統(tǒng)的加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具的要求更高，不僅要求精度高、剛度高、耐用度高，而且要求尺寸穩(wěn)定、安裝調(diào)整方便。這就要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料制造數(shù)控加工刀具，并優(yōu)選刀具參數(shù)。 圖為一面 選取刀具時(shí)，要使刀具的尺寸與被加工工件的表面尺寸和形狀相適應(yīng)。生產(chǎn)中，平面零件周邊輪廓的加工，常采用立銑刀，銑削平面時(shí)應(yīng)選硬質(zhì)合金刀片銑刀；加工凸臺(tái)、凹槽時(shí)，選高速鋼立銑刀，對(duì)一些主體型面和斜角輪廓形的加工，常采用球頭 銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形刀、錐形刀和盤形刀。曲面加工常采用球頭銑刀，但加工曲面較低平坦部位時(shí)，刀具以球頭頂端刃切削，切削條件較差，因而采用環(huán)形銑刀。 表 21本設(shè)計(jì)中刀具的選擇： 序號(hào) 刀具編號(hào) 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 刀尖半徑 /mm 備注 1 T01 162。125mm硬質(zhì)合金端面銑刀 1 銑削上下表面 2 T02 162。63 硬質(zhì)合金立銑刀 1 銑削 162。60 外圓極其臺(tái)階面 3 T03 162。38 鉆頭 1 鉆 162。40 底孔 4 T04 162。40 鏜銑刀 1 鏜 162。40 內(nèi)孔表面 25*25 5 T05 162。13 鉆頭 1 鉆 2*162。22螺孔 7 T07 162。25 硬質(zhì)合金立銑刀 1 銑削外輪廓 編制 翟永永 審核 翟永永 批準(zhǔn) 日期 切削用量選擇 切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速（切削速度）、切削深度或?qū)挾?、進(jìn)給速度（進(jìn)給量）等。切削用量的大小對(duì)切削力、切削速率、刀具磨損、加工質(zhì)量和加工成本均有顯著影響。對(duì)于不同的加工方法，需選擇不同的切削用量，并應(yīng)編入程序單內(nèi)。 合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也考慮經(jīng)濟(jì)性和加工成本；半精加工或 精加工時(shí)，應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟(jì)性和加工成本。具體數(shù)值應(yīng)根據(jù)機(jī)床說明書、切削用量手冊(cè)，并結(jié)合經(jīng)驗(yàn)而定。 8 孔系加工切削用量見表 2。該零件材料切削性能較好，銑削平面、 162。60mm外圓及其臺(tái)階面和外輪廓面時(shí)，留 ，其次一刀完成粗銑 。 確定主軸轉(zhuǎn)速時(shí)，先查切削用量手冊(cè)，硬質(zhì)合金銑刀加工加工鑄鐵（ 190260HB）時(shí)的切削速度為 4590m/min，取 v=70m/min,然后根據(jù)銑刀直徑計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速，并填入工序卡中（若機(jī)床為有級(jí)調(diào)速，應(yīng)選擇與計(jì)算結(jié)果接近的轉(zhuǎn)速）。 N=1000v/ 確定進(jìn)給率時(shí)，根據(jù)銑刀赤數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速和切削用量手冊(cè)中給的每齒進(jìn)給量，計(jì)算進(jìn)給速度并填入工序卡片中。 Vf=Fn=Fn* Zn 背吃刀量的選擇應(yīng)根據(jù)加工余量確定。粗加工時(shí)，一次進(jìn)給應(yīng)盡可能切除全部余量。在中等功率的機(jī)床上，背吃刀量可達(dá) 810mm。半精加工時(shí)，背吃刀量取為 。精加工時(shí) 背吃刀量取為 . 表 22 孔系加工刀具與切削用量參數(shù) 刀具編號(hào) 加工內(nèi)容 刀具參數(shù) 主軸轉(zhuǎn)速 S /（ r/min） 進(jìn)給量 f /(mm/min) 背吃刀量Ap /mm 01 162。38 鉆孔 162。38 鉆頭 200 40 19 02 162。40H7 粗鏜 鏜銑刀 600 40 162。40H7 精鏜 鏜銑刀 500 30 03 2mm*162。13 鉆孔 162。13 鉆頭 500 30 擬定數(shù)控切削加工工序卡 把零件加工順序、所采用的刀具和切削用量等參數(shù)編入表 3所示的加工工序卡中以指導(dǎo)編程和加工操作 表 23 數(shù)控加工工序卡 9 單位名稱 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 產(chǎn)品名稱代號(hào) 零件名稱 零件圖號(hào) 數(shù)控技術(shù)畢業(yè)設(shè)計(jì) 端蓋 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 平口虎鉗和一面兩銷 XK714D 數(shù)控中心 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) /mm 刀具規(guī)格 /mm 主軸轉(zhuǎn)速 /mm 進(jìn)給速度/mm 背吃刀量 /mm 備注 01 粗銑定位基準(zhǔn)面（底面） T01 162。125 180 40 4 手動(dòng) 02 粗銑上表面 T01 162。125 180 40 4 手動(dòng) 03 精銑上表面 T01 162。125 180 25 手動(dòng) 04 粗銑 162。60外極其臺(tái)階面 T02 162。63 360 40 5 手動(dòng) 05 精銑 162。60外極其臺(tái)階面 T02 162。63