【正文】 ........................... 44 第一章 研究數(shù)控加工程序編制的目的 ................................. 44 第二章 數(shù)控加工編程的概念 ......................................... 45 第三章 數(shù)控編程方法 ............................................... 45 第四章 數(shù)控編程的內(nèi)容和步驟 ....................................... 46 第五章 零件加工程序的設(shè)計(jì) ......................................... 47 第六篇 數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試、精度檢測 ................................ 49 第一章 數(shù)控機(jī)床的安裝、調(diào)試、精度檢測 ............................. 49 第二章 數(shù)控機(jī)床操作指南 ........................................... 52 第一節(jié) 操作面板解釋 ........................................................................................52 第二節(jié) 機(jī)床操作說明 ........................................................................................56 結(jié) 論 ................................................................ 59 參考資料 .............................................................. 60 外文資料 .............................................................. 61 中文譯文 .............................................................. 64 致 謝 ................................................................ 66 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 第一篇 緒論 近年來，隨著各行業(yè)對機(jī)加工產(chǎn)品要求的不斷提高和數(shù)控技術(shù)的飛速 發(fā)展 ，數(shù)控機(jī)床以其精度高、效率高和勞動(dòng)強(qiáng)度低等諸多普通機(jī)床無法比擬的優(yōu)勢，成為當(dāng)今制造業(yè)的主流加工設(shè)備。 目前 ，一個(gè)企業(yè)設(shè)備數(shù)控化程度的高低已經(jīng)直接 影響 到了它的生存。那些擁有大量 普通機(jī)床的工廠，正面臨著巨大的挑戰(zhàn)。這些廠家效益不好的主要原因，一方面是大量普通機(jī)床閑置造成浪費(fèi)，另一方面是沒有足夠的資金購買新的數(shù)控設(shè)備。因此，投入較少的資金，把原有機(jī)床進(jìn)行升級改造，使之變成數(shù)控機(jī)床，就成了解決這一問題的最好辦法。現(xiàn)在，機(jī)床的改造，特別是把普通機(jī)床改造成 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床，已經(jīng)成為了我國廣大企業(yè)設(shè)備投資的重要組成部分。 第一章 數(shù)控機(jī)床與數(shù)控技術(shù) 第一節(jié) 數(shù)控機(jī)床的概述 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速 發(fā)展和經(jīng)濟(jì)競爭的日趨激烈，產(chǎn)品更新速度越來越快，復(fù)雜形狀的零件越來越多，精度要求越來越高，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加。激烈的市場競爭使產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短。傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難于適應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高效高質(zhì)量加工要求。因此近幾十年來，世界各國十分重視發(fā)展能有效解決復(fù)雜、精密、小批多變零件的數(shù)控加工技術(shù)，在加工設(shè)備中大量采用以微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的數(shù)控技術(shù)。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，它集成了微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有 高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。 汽車、拖拉機(jī)與家用電器等行業(yè)的產(chǎn)品零件，為了解決高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的問題，多采用專用的工藝裝備、專用自動(dòng)化機(jī)床或?qū)Ｓ玫淖詣?dòng)生產(chǎn)線和自動(dòng)化車間進(jìn)行生產(chǎn)。但是應(yīng)用這些專用 生產(chǎn) 設(shè)備，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期長，產(chǎn)品改型不易，因而使新產(chǎn)品的開發(fā)周期增長。在機(jī)械產(chǎn)品中，單件與小批量產(chǎn)品占到 70％ ~80％，這類產(chǎn)品一般都采用通用機(jī)床加工，當(dāng)產(chǎn)品改變時(shí)，機(jī)床與工藝裝備均需作相應(yīng)的變換和調(diào)整。通用機(jī)床的 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 2 自動(dòng)化程度不高，基本上由人工操作，難于提高生 產(chǎn)效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量，特別是一些由曲線、曲面輪廓組成的復(fù)雜零件，只能借助靠模和仿形機(jī)床，或者借助劃線和樣板用手下操作的方法來加工，加工精度和生產(chǎn)效率受到很大的限制。數(shù)控機(jī)床就是為了解決單件、小批量、特別是復(fù)雜型面零件加工的 自動(dòng) 化并保證質(zhì)量要求而產(chǎn)生的，它為單件、小批生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化加工手段。 第二節(jié) 數(shù)控技術(shù) 數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代的 CAD／ CAM、FMS、 CIMS 等，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上，離開了數(shù)控技術(shù)，先進(jìn)制造技術(shù)就成了無本之木。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)的 利用關(guān)系到國家的戰(zhàn)略地位，是體現(xiàn)國家綜合國力水平的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，其水平高低是衡量一個(gè)國家制造業(yè)現(xiàn)代化程度的核心標(biāo)志，實(shí)現(xiàn)加工機(jī)床及生產(chǎn)過程數(shù)控化，已經(jīng)成為當(dāng)今制造業(yè)的發(fā)展方向。 數(shù)控（ NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字、符號組成的數(shù)字指令來實(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)。它所控制的通常是位置、角度、速度等機(jī)械量和與機(jī)械能量流向有關(guān)的開關(guān)量。數(shù)控的產(chǎn)生依賴于數(shù)據(jù)載體的二進(jìn)制形式數(shù)據(jù)運(yùn)算的出現(xiàn)。 1938年香農(nóng)在美國麻省理工大學(xué)進(jìn)行了數(shù)據(jù)快速運(yùn)算和傳輸，奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)，包括計(jì)算機(jī)數(shù)字控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)。數(shù)控技術(shù)是與 機(jī)床控制密切結(jié)合發(fā)展起來的。 1952 年，第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問世，成為世界工業(yè)史上一件劃時(shí)代事件，推動(dòng)了自動(dòng)化的發(fā)展。 現(xiàn)在，數(shù)控技術(shù)也叫計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)（ CNC） 。 目前，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)按事先存儲(chǔ)的控制程序來執(zhí)行對設(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)代替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儲(chǔ)、處理、運(yùn)算、邏輯判斷等各種控制技能的實(shí)現(xiàn)，均可通過計(jì)算機(jī)軟件來完成，處理生成的微觀指令傳送給伺服驅(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。 數(shù)控 技術(shù)是用數(shù)字信息對機(jī)械運(yùn)動(dòng)和工作過程進(jìn)行控制的技術(shù)，數(shù)控裝備是以數(shù)控技術(shù)為代表的新技術(shù)對傳統(tǒng)制造產(chǎn)業(yè)和新興制造業(yè)的滲透形成的機(jī)電一體化產(chǎn)品，即所謂的數(shù)字化設(shè)備，如數(shù)控機(jī)床等。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）伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)；（ 4）自動(dòng)控制技術(shù)；（ 5）傳感器技術(shù)；（ 6）軟件技術(shù)等。 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 3 數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對市場的適應(yīng)能力和競爭能力。 工業(yè)發(fā)達(dá)國家還將數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備列為國家的戰(zhàn)略物資，不僅大力的發(fā)展自己的數(shù)控自己的數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，而且在“高精尖”數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對我國實(shí)行封鎖和限制政策。因此，大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 數(shù)控技術(shù)是裝備制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)技術(shù)，它不僅能改善產(chǎn)品質(zhì)量、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，更能體現(xiàn)一個(gè)國家的綜合國力水平。從企業(yè)面臨的情況來看：一方面數(shù)控機(jī)床價(jià)格較貴，一次性投資大且使企業(yè)心有余而力不足；另一方面，又有大量設(shè) 備閑置。這種情況下，對原來的普通車床數(shù)控化改造，不僅能夠節(jié)約資金、降低成本，更能發(fā)揮老式傳統(tǒng)機(jī)床的潛在價(jià)值是加快我國機(jī)床數(shù)控化的一種有效途徑，既經(jīng)濟(jì)又快捷。 機(jī)床數(shù)控化改造大體分兩類：一類是在現(xiàn)有的普通機(jī)床上加數(shù)控裝置或可編程控制器；另一類是采用更先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)替代現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置。 數(shù)控機(jī)床可以很好的解決形狀復(fù)雜、精密、多品種及中小批零件的加工問題，能夠穩(wěn)定加工質(zhì)量和提高生產(chǎn)率，隨著制造技術(shù)向自動(dòng)化、柔性化方向的發(fā)展，當(dāng)前機(jī)床的數(shù)控化率已成為衡量一個(gè)國家制造工業(yè)水平的重要標(biāo)志。但目前我國數(shù)控機(jī)床的廣 泛應(yīng)用受到一些條件的限制。例如，數(shù)控機(jī)加床價(jià)格昂貴，一次性投資大，對中小型企業(yè)并不適用，同時(shí)各企業(yè)有大量的普通機(jī)床，如果全部用數(shù)控機(jī)床代替也將造成很大的浪費(fèi)；在國內(nèi)，訂購新數(shù)控機(jī)床的交貨周期較長，往往不能滿足生產(chǎn)急需。要較好的解決上述問題，用數(shù)控技術(shù)對普通機(jī)床進(jìn)行改造，是既符合我國國情又能提高機(jī)床數(shù)控化率的一條有效途徑，是我國，尤其在中西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)，是企業(yè)設(shè)備技術(shù)改造的主要方向之一。 對普通機(jī)床和舊機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化改造是可行的。首先，我國的經(jīng)濟(jì)增長方式正在由粗放型向集約型轉(zhuǎn)變，集約型經(jīng)濟(jì)增長方式就是以經(jīng)濟(jì)效 益為中心，主要依靠科技進(jìn)步和提高勞動(dòng)者素質(zhì)，重點(diǎn)放在現(xiàn)有企業(yè)的挖掘改造、充實(shí)和提高上也就是運(yùn)用高新技術(shù)對老設(shè)備進(jìn)行改造，以大幅度提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的；其次是技術(shù)上的保障，近年來，微電子技術(shù)的發(fā)展、電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用、傳感技術(shù)、粘結(jié)技術(shù)等新工藝、新產(chǎn)品的出現(xiàn)都為機(jī)床數(shù)控化改造提供了充足的后備力量； 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 4 最后是在經(jīng)濟(jì)方面機(jī)床數(shù)控化改造針對性強(qiáng)，投資少，資金利用率高，許多基礎(chǔ)部件仍可利用，可以縮短改造周期并降低生產(chǎn)成本。 普通機(jī)床的數(shù)控化改造一般是指對現(xiàn)有普通機(jī)床的某些部位做一些改裝，再配上經(jīng)濟(jì) 型數(shù)控裝置或標(biāo)準(zhǔn)型數(shù)控系統(tǒng)，從而使原機(jī)床具有數(shù)控加工的能力。普通機(jī)床數(shù)控化改造后較改造前機(jī)床的自動(dòng)化程度高、專業(yè)性強(qiáng)、加工精度及生產(chǎn)率都有很大的提高，改造機(jī)床的費(fèi)用比購買數(shù)控機(jī)床的費(fèi)用低、經(jīng)濟(jì)性好、生產(chǎn)周期短。 第三節(jié) 對我國數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的戰(zhàn)略思考 我國的機(jī)床改造業(yè)稱為機(jī)床再生業(yè)，同購置機(jī)床相比，一般可節(jié)省 60%～ 80%的費(fèi)用。據(jù) 2021 年數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國數(shù)控機(jī)床總量約為 380 余萬臺(tái)，其中數(shù)控機(jī)床總數(shù)已有 11 萬多臺(tái)即我國的數(shù)控化率不到 3%，近十年來，我國數(shù)控機(jī)床年產(chǎn)量約為 0． 6～0． 8 萬臺(tái)，機(jī)床 的年產(chǎn)量數(shù)控化率約為 6%，我國的機(jī)床役齡十年以上的占 60%，十年以下的機(jī)床中，自動(dòng) ／ 半自動(dòng)化機(jī)床不到 20%。 FMC/FMC 自動(dòng)化生產(chǎn)線更是屈指可數(shù)?？梢娢覀兊拇蠖鄶?shù)制造的行業(yè)和企業(yè)的生產(chǎn)、加工裝備絕大數(shù)是傳統(tǒng)的機(jī)床，而且半數(shù)以上是役齡在十年以上的舊機(jī)床：用這種機(jī)床加工的產(chǎn)品普遍存在質(zhì)量差、品種少、成本高、供貨期長等現(xiàn)象從而在國內(nèi)、國際市場上缺乏競爭力，根據(jù)我國目前的財(cái)力和工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，靠花大量資金購買全新的數(shù)控機(jī)床來提高數(shù)控化率顯然不可取，而普通機(jī)床的數(shù)控化改造既經(jīng)濟(jì)又快捷，是提高我國數(shù)控化率的一個(gè)重要途徑 。即使在美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家，用數(shù)控技術(shù)改造機(jī)床也有廣闊的市場。 近年來，我國已積極開展了對機(jī)床數(shù)控化改造再制造技術(shù)的研究，如：武漢華中數(shù)控公司先后完成了 50 多家企業(yè)數(shù)百臺(tái)設(shè)備的數(shù)控化再制造，為國家節(jié)約了數(shù)億元設(shè)備購置費(fèi)。一般來說，數(shù)控化再制造一臺(tái)普通車床的價(jià)格不到相同功能新數(shù)控機(jī)床的一半。因此，對普通機(jī)床進(jìn)行數(shù)控化再制造具有重大的意義，既能充分利用原有的舊設(shè)備資源，減少浪費(fèi)，又能以較小的代價(jià)落的性能先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備，滿足現(xiàn)代化生產(chǎn)的的要求，符合我國的產(chǎn)業(yè)政策。 我國現(xiàn)有機(jī)床的大約四百多萬臺(tái)，其中 40%以上是車床，多數(shù)車床役齡都很長，尤其是大型和重型的役齡更長，這些機(jī)床結(jié)構(gòu)一般陳舊，操作部分復(fù)雜，測量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)落后。把這些性能落后、生產(chǎn)率低的機(jī)床全部閑置或淘汰，用新的機(jī)床去取代是不現(xiàn)實(shí)的。重型機(jī)床，特別是現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床價(jià)格都非常昂貴，我國是一個(gè)發(fā) 太原理工大學(xué)陽泉學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 5 展中國家，國家財(cái)力薄弱，資金短缺，不可能花大量的資金添置新的機(jī)床，把舊機(jī)床改造成數(shù)控機(jī)床的意義就更加明顯了。 第二章 數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn) 一、 加工對象改型的適應(yīng)性強(qiáng) 利用數(shù)控機(jī)床加工改型零件，只需要重新編制程序就能實(shí)現(xiàn)對零件的加工。它不同于傳統(tǒng)的機(jī)床，不 需要制造、更換許多工具、夾具和檢具，更不需要重新調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床可以快速地從加工一種零件轉(zhuǎn)變?yōu)榧庸ち硪环N零件，這就為單件、小批以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利。它不僅縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，而且節(jié)省了大量工藝裝備費(fèi)用。 二、 加工精度高 數(shù)控機(jī)床是以數(shù)字形式給出指令進(jìn)行加工的，由于目前數(shù)控裝置的脈沖當(dāng)量 （ 即每輸出一個(gè)脈沖后數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件相應(yīng)的移動(dòng)量 ） 一般達(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)到比較高的加工精度和質(zhì)量穩(wěn)定性。這是由數(shù)控機(jī) 床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了必要的措施以及具有機(jī)電結(jié)合的特點(diǎn)決定的。首先是在結(jié)構(gòu)上引入了滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)、各種消除間隙結(jié)構(gòu)等，使機(jī)械傳動(dòng)的誤差盡可能??；其次是采用了軟件精度補(bǔ)償技術(shù)，使機(jī)械誤差進(jìn)一步減??；第三是用程序控制加工，減少了人為因素對加工精度的影響。這些措施不僅保證了較高的加工精度，同時(shí)