【正文】 理想的加工程序不僅應(yīng)保證加工出符合圖樣的合格工件，同時應(yīng)能使數(shù)控機(jī)床的功能得到合理的應(yīng)用和充分的發(fā)揮。數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動化設(shè)備，它的效率高于普通機(jī)床的2～3倍，所以，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點，必須熟練掌握其性能、特點、使用操作方法，同時還必須在編程之前正確地確定加工方案?！　∮捎谏a(chǎn)規(guī)模的差異，對于同一零件的加工方案是有所不同的，應(yīng)根據(jù)具體條件，選擇經(jīng)濟(jì)、合理的工藝方案。一、加工工序劃分　　在數(shù)控機(jī)床上加工零件，工序可以比較集中,一次裝夾應(yīng)盡可能完成全部工序。與普通機(jī)床加工相比，加工工序劃分有其自己的特點，常用的工序劃分原則有以下兩種。1．保證精度的原則數(shù)控加工要求工序盡可能集中，常常粗、精加工在一次裝夾下完成，為減少熱變形和切削力變形對工件的形狀、位置精度、尺寸精度和表面粗糙度的影響，應(yīng)將粗、精加工分開進(jìn)行。對軸類或盤類零件，將各處先粗加工，留少量余量精加工，來保證表面質(zhì)量要求。同時，對一些箱體工件，為保證孔的加工精度，應(yīng)先加工表面而后加工孔。2． 提高生產(chǎn)效率的原則　　數(shù)控加工中，為減少換刀次數(shù)，節(jié)省換刀時間，應(yīng)將需用同一把刀加工的加工部位全部完成后，再換另一把刀來加工其它部位。同時應(yīng)盡量減少空行程，用同一把刀加工工件的多個部位時，應(yīng)以最短的路線到達(dá)各加工部位。　　實際中，數(shù)控加工工序要根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)特點、技術(shù)要求等情況綜合考慮。二、加工路線的確定 在數(shù)控加工中，刀具（嚴(yán)格說是刀位點）相對于工件的運動軌跡和方向稱為加工路線。即刀具從對刀點開始運動起，直至結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具引入、返回等非切削空行程。加工路線的確定首先必須保證被加工零件的尺寸精度和表面質(zhì)量，其次考慮數(shù)值計算簡單，走刀路線盡量短，效率較高等?！　∠旅媾e例分析數(shù)控機(jī)床加工零件時常用的加工路線。1．車圓錐的加工路線分析　　數(shù)控車床上車外圓錐，假設(shè)圓錐大徑為D，小徑為d ，錐長為L，車圓錐的加工路線如圖21所示?！　“磮D21a的階梯切削路線，二刀粗車，最后一刀精車；二刀粗車的終刀距S要作精確的計算，可有相似三角形得： 　　此種加工路線，粗車時，刀具背吃刀量相同，但精車時，背吃刀量不同；同時刀具切削運動的路線最短?！　“磮D21b的相似斜線切削路線，也需計算粗車時終刀距S，同樣由相似三角形可計算得： 　　按此種加工路線，刀具切削運動的距離較短?！　“磮D21c的斜線加工路線，只需確定了每次背吃刀量ap，而不需計算終刀距，編程方便。但在每次切削中背吃刀量是變化的，且刀具切削運動的路線較長。2．車圓弧的加工路線分析　　應(yīng)用G02（或G03）指令車圓弧，若用一刀就把圓弧加工出來，這樣吃刀量太大，容易打刀。所以，實際車圓弧時，需要多刀加工，先將大多余量切除，最后才車得所需圓弧。　　下面介紹車圓弧常用加工路線。 　　圖22 為車圓弧的階梯切削路線。即先粗車成階梯，最后一刀精車出圓弧。此方法在確定了每刀吃刀量ap后，須精確計算出粗車的終刀距S，即求圓弧與直線的交點。此方法刀具切削運動距離較短，但數(shù)值計算較繁。　　圖23 為車圓弧的同心圓弧切削路線。即用不同的半徑圓來車削，最后將所需圓弧加工出來。此方法在確定了每次吃刀量ap后，對90176。圓弧的起點、終點坐標(biāo)較易確定，數(shù)值計算簡單，編程方便，常采用。但按圖23b加工時，空行程時間較長。 圖24 為車圓弧的車錐法切削路線。即先車一個圓錐，再車圓弧。但要注意，車錐時的起點和終點的確定，若確定不好，則可能損壞圓錐表面，也可能將余量留得過大。確定方法如圖24所示，連接OC交圓弧于D，過D點作圓弧的切線AB?！　∮蓭缀侮P(guān)系CD=OCOD= R=，此為車錐時的最大切削余量，即車錐時，加工路線不能超過AB線。由圖示關(guān)系，可得AC=BC=，這樣可確定出車錐時的起點和終點。當(dāng)R不太大時，可取AC=BC=。此方法數(shù)值計算較繁，刀具切削路線短。 3．車螺紋時軸向進(jìn)給距離的分析　　車螺紋時，刀具沿螺紋方向的進(jìn)給應(yīng)與工件主軸旋轉(zhuǎn)保持嚴(yán)格的速比關(guān)系。考慮到刀具從停止?fàn)顟B(tài)到達(dá)指定的進(jìn)給速度或從指定的進(jìn)給速度降至零，驅(qū)動系統(tǒng)必有一個過渡過程，沿軸向進(jìn)給的加工路線長度，除保證加工螺紋長度外，還應(yīng)增加δ1（２～5mm）的刀具引入距離和δ2（１～2mm）的刀具切出距離，如圖25所示。這樣來保證切削螺紋時，在升速完成后使刀具接觸工件，刀具離開工件后再降速。4．輪廓銑削加工路線的分析　　對于連續(xù)銑削輪廓，特別是加工圓弧時，要注意安排好刀具的切入、切出，要盡量避免交接處重復(fù)加工，否則會出現(xiàn)明顯的界限痕跡。如圖26所示，用圓弧插補(bǔ)方式銑削外整圓時，要安排刀具從切向進(jìn)入圓周銑削加工，當(dāng)整圓加工完畢后，不要在切點處直接退刀，而讓刀具多運動一段距離，最好沿切線方向，以免取消刀具補(bǔ)償時，刀具與工件表面相碰撞，造成工件報廢。銑削內(nèi)圓弧時，也要遵守從切向切入的原則，安排切入、切出過渡圓弧，如圖27所示，若刀具從工件坐標(biāo)原點出發(fā)，其加工路線為1→2→3→4→5，這樣，來提高內(nèi)孔表面的加工精度和質(zhì)量。 5．位置精度要求高的孔加工路線的分析　　對于位置精度要求精度較高的孔系加工，特別要注意孔的加工順序的安排，安排不當(dāng)時，就有可能將沿坐標(biāo)軸的反向間隙帶入，直接影響位置精度。如圖28所示，圖a為零件圖，在該零件上加工的六個尺寸相同的孔，有兩種加工路線。當(dāng)按b 圖所示路線加工時，由于6孔與4孔定位方向相反，在Y方向反向間隙會使定位誤差增加，而影響6孔與其它孔的位置精度。按圖c所示路線，加工完4孔后，往上移動一段距離到P點，然后再折回來加工6孔，這樣方向一致，可避免反向間隙的引入，提高6孔與其它孔的位置精度。 6．銑削曲面的加工路線的分析　　銑削曲面時，常用球頭刀采用“行切法”進(jìn)行加工。所謂行切法是指刀具與零件輪廓的切點軌跡是一行一行的，而行間的距離是按零件加工精度的要求確定。對于邊界敞開的曲面加工，可采用兩種加工路線。如圖29所示，對于發(fā)動機(jī)大葉片，當(dāng)采用圖29a的加工方案時，每次沿直線加工，刀位點計算簡單，程序少，加工過程符合直紋面的形成，可以準(zhǔn)確保證母線的直線度。當(dāng)采用圖29b的加工方案時，符合這類零件數(shù)據(jù)給出情況，便于加工后檢驗，葉形的準(zhǔn)確度高，但程序較多。由于曲面零件的邊界是敞開的，沒有其他表面限制，所以曲面邊界可以延伸，球頭刀應(yīng)由邊界外開始加工。 以上通過幾例分析了數(shù)控加工中常用的加工路線，實際生產(chǎn)中，加工路線的確定要根據(jù)零件的具體結(jié)構(gòu)特點，綜合考慮，靈活運用。而確定加工路線的總原則是：在保證零件加工精度和表面質(zhì)量的條件下，盡量縮短加工路線，以提高生產(chǎn)率。 被涂刀具表面應(yīng)是光亮的磨光面，刀具各工作表面上不得有銹斑、磨糊、氧化、崩刃等缺陷，要求刃口上無毛刺。前、后刀面上的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到Ra~。表面粗糙度值愈小，涂層的結(jié)合度愈好。此外，刀具表面的清洗質(zhì)量也十分重要。刀具基體材料 涂層刀具的基體材料與涂層材料應(yīng)合理匹配，須根據(jù)不同的加工要求選用。涂層高速鋼刀具的基體，既可用W6Mo5Cr4V2(M2)的通用型高速鋼，也可用含鈷的超硬高速鋼和粉末冶金高速鋼(PM HSS)。因粉末冶金的基體均勻，故使用效果好。加工鈦合金時，推薦用含鈷超硬高速鋼如W2Mo9Cr4VCo8(M42)作為刀具的基體材料。對於涂層滾刀，當(dāng)以正常切削速度(45m/min)加工齒輪時，崩刃是滾刀磨損的主要原因，因此應(yīng)選擇韌性較好的W6Mo5Cr4V2高速鋼作為刀具的基體材料；而在高速滾齒時(切削速度大於100m/min)，月牙洼磨損是滾刀磨損的主要原因，因此應(yīng)選用耐熱性和耐磨性較高的含鈷超硬高速鋼或CW9Mo3Cr4VN高速鋼為刀具的基體材料。 涂層硬質(zhì)合金刀具的基體，在加工鋼材時，宜選擇加工鋼材的硬質(zhì)合金，如WCTiCCo或WCTiCTaCCo類合金(P30用得較多)；加工鑄鐵和有色金屬時，宜選擇WCCo類合金(K20用得較多)。 被加工材料的硬度及切削加工性，對涂層刀具的使用效果也有一定影響。試驗證實，涂層刀具最適於切削高硬度和耐磨合金一類難加工材料。 刀具的幾何角度 由於涂層的潤滑性好，所以涂層刀具工作時常會在工件表面上打滑，為此涂層刀具上的後角應(yīng)比未涂層刀具的後角略大。實踐表明，對鉸刀等一類精加工刀具，加大後角後，可使刃口鋒利，切屑形成容易，打滑現(xiàn)象明顯減少，刀具的使用性能提高。 切削用量和切削液 為了充分發(fā)揮涂層刀具的性能，必須正確選用切削用量和切削液。涂層刀具由于耐熱性好，抗月牙洼磨損能力強(qiáng)，故可采用較大進(jìn)給量和切削速度工作，但首先應(yīng)選取較大進(jìn)給量。通常涂層高速鋼刀具采用的進(jìn)給量比未涂層刀具提高10%~100%，提高20%~30%的切削速度是合適的。為了提高工效，涂層硬質(zhì)合金刀具也可采用比未涂層刀具高25%~70%的切削速度進(jìn)行切削。目前，用涂層硬質(zhì)合金通用刀具加工中碳結(jié)構(gòu)鋼時的切削速度，立銑刀可達(dá)100~150m/min，鉆頭可達(dá)80~100m/min；絲錐加工鑄鐵為20~40m/min。 實踐證明，使用20號機(jī)械油加10%煤油冷卻時，可使涂層高速鋼鏜刀的壽命提高1~2倍。TiN涂層高速鋼滾刀加工20CrMnTi(197HBS)鋼制斜齒圓柱齒輪(模數(shù)m=5)時，使用20號機(jī)械油和煤油混合潤滑，刀具壽命可提高5倍左右，即使重磨后也可提高2~3倍，干切時壽命僅提高1倍。 涂層刀具使用時還要求機(jī)床的精度好、剛性高和振動小，刀具或刀片的夾持也應(yīng)牢固。 涂層刀具的重磨和重涂 涂層刀具磨損后必須進(jìn)行重磨。涂層刀具重磨時，須將刀具上的磨損部分全部磨掉。對于只需重磨前刀面的刀具(如拉刀、齒輪滾刀和插齒刀等)或只需重磨后刀面的刀具(如鉆頭和鉸刀等)，若在其毗連切削刃的另一個刀面(如鉆頭的螺旋出屑槽)上的涂層未受損傷，刀具耐磨性即可提高。重新刃磨后的涂層刀具，其刀具壽命可達(dá)原來新涂層刀具壽命50%左右或更長，仍比未涂層刀具的壽命要高。 刃磨涂層硬質(zhì)合金刀具所用砂輪可采用金剛石砂輪。但刃磨涂層高速鋼刀具時，用立方氮化硼(CBN)砂輪磨削有較好效果。刀具的磨損處應(yīng)全部磨去，涂層不能剝落，又不能使刀具退火。 使用涂層刀具的一個重要問題是重磨后刀具切削性能恢復(fù)的問題，即刀具每次刃磨(開口)后可否再進(jìn)行重復(fù)涂層(重涂)的問題。對于重磨的成形刀具，只有進(jìn)行重涂，才能保證刀具的總壽命提高3~5倍以上。凡重涂刀具首先必須按工藝要求將各幾何參數(shù)磨好，其磨光部分不允許存在各種質(zhì)量缺陷，如磨糊、毛刺等。重涂時可采用局部屏蔽技術(shù)只對刃磨面進(jìn)行涂層。對於不采用屏蔽技術(shù)的重涂，在重涂4~6次后，刀具的非刃磨面的涂層厚度就會過大，從而影響刀具的精度和產(chǎn)生局部剝落現(xiàn)象，此時要對刀具進(jìn)行脫膜處理后再重涂。重涂后的刀具切削性能一般不低於第一次新涂層刀具，刀具可重涂多次，直到報廢為止。 由上可知，重涂對提高刀具耐磨性和生產(chǎn)率是有很大潛力的。但重磨后是否要重涂，還要看該刀具在技術(shù)上可否重涂和在經(jīng)濟(jì)上是否合算而定。一．西門子3系統(tǒng)的維修1)電源接通后無基本畫面顯示(a)電路板03840號板上無監(jiān)控?zé)麸@示(b)03840號電路板上監(jiān)控?zé)袅立俦O(jiān)控?zé)糸W爍。如果監(jiān)控?zé)糸W爍頻率為1Hz，則EPROM有故障；如果閃爍頻率為2Hz，則PLC有故障；如以4Hz頻率閃爍，則保持電池報警，表示電壓已不足。②監(jiān)控?zé)糇鬁缬伊?。表示操作面板的接口?3731板有故障或CRT有故障。③監(jiān)控?zé)舫Ａ?。這種故障，通常的原因有：CPU有故障；EPROM有故障；系統(tǒng)總線(即背板)有故障、電路板上設(shè)定有誤、機(jī)床數(shù)據(jù)錯誤、以及電路板(如存儲器板、耦合板、測量板)的硬件有故障。2)CRT上顯示混亂(a)保持電池(鋰電池)電壓太低，這時一般能顯示出711號報警。(b)由于電源板或存儲曾被拔出，從而造成存儲區(qū)混亂。這是一種軟故障，只要將CNC內(nèi)部程序清除并重新輸入即可排除故障。(c)電源板或存儲器板上的硬件故障造成程序顯示混亂。(d)如CRT上顯示513號報警，表示存儲器的容量不夠。3)在自動方式下程序不能啟動(a)如此時產(chǎn)生351號報警，表示CNC系統(tǒng)啟動之后，未進(jìn)行機(jī)床回基準(zhǔn)點的操作。(b)系統(tǒng)處于自動保持狀態(tài)。(c)禁止循環(huán)啟動。 。4)進(jìn)給軸運動故障(a)進(jìn)給軸不能運動。造成此故障的原因有：①操作方式不對；②從PLC傳至NC的信號不正常；③位控板有故障(如03350，03325，03315板有故障)。④發(fā)生22號報警，它表示位置環(huán)未準(zhǔn)備好。⑤測量系統(tǒng)有故障。如產(chǎn)生108，118，128，138號報警，這是測量傳感器太臟引起的。如產(chǎn)生104，114，124，134報警，則位置環(huán)有硬件故障。⑥運動軸處于軟件限位狀態(tài)。只要將機(jī)床軸往相反方向運動即可解除。⑦當(dāng)發(fā)生101，111，121，131號報警時，表示機(jī)床處于機(jī)械夾緊狀態(tài)。(b)進(jìn)給軸運動不連續(xù)。(c)進(jìn)給軸顫動。①進(jìn)給驅(qū)動單元的速度環(huán)和電流環(huán)參數(shù)沒有進(jìn)行最佳化或交流電機(jī)缺相或測速元件損壞，均可引起進(jìn)給軸顫動。②CNC系統(tǒng)的位控板有故障。③機(jī)構(gòu)磨擦力太大。④數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)有誤，有關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)的正確設(shè)定如下。(d)進(jìn)給軸失控。①如有101，111，121，131號報警請對夾緊進(jìn)行檢查。②如有102，112，122，132號報警，則說明指令值太高。③進(jìn)給驅(qū)動單元有故障。④數(shù)控機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定錯誤，造成位置控制環(huán)路為正反饋。⑤CNC裝置輸至驅(qū)動單元的指令線極性錯誤。(e)103～133號報警。這是輪廓監(jiān)控報警。速度環(huán)參數(shù)沒有最佳化或者KV系數(shù)太大。(f)105～135號報警。位置漂移太大引起的。移量超過500mv，檢查漂移補(bǔ)償參數(shù)N230～N233。5)主軸故障　　如果實際主軸轉(zhuǎn)速超過所選齒輪的最高轉(zhuǎn)速，則產(chǎn)生225號報警；如主軸位置環(huán)監(jiān)控發(fā)生故障，則發(fā)生224號報警。6)V?24串行接口報警(a)20秒內(nèi)仍未發(fā)送或接收到數(shù)據(jù)時：①外部設(shè)備故障；②電纜有誤；③03840板有故