【正文】 原點，確定工件坐標(biāo)系。圖 213 所示，是以工件右端面與 Z 軸的交點作為工件原點的工件坐標(biāo)系。該基準(zhǔn)點稱為工件原點。這樣，通過機(jī)床回零操作，確定了機(jī)床零點，從而準(zhǔn)確地建立機(jī)床坐標(biāo)系，即相當(dāng)于數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部建立一個以機(jī)床零點為坐標(biāo)原點的機(jī)床坐標(biāo)系。 1． 機(jī)床坐標(biāo)系 以機(jī)床原點為坐標(biāo)原點建立起來的 X、 Y、 Z 軸直角坐標(biāo)系，稱為機(jī)床坐標(biāo)系。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 16 總之，切削用量的具體數(shù) 值應(yīng)根據(jù)機(jī)床性能、相關(guān)的手冊并結(jié)合實際經(jīng)驗用類比方法確定。 3）當(dāng)加工精度，表面粗糙度要求高時，進(jìn)給速度應(yīng)選小些，一般在 20～ 50mm/min范圍內(nèi)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。 1． 主軸轉(zhuǎn)速的確定 2． 主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)根據(jù)允許的切削速度和工件（或刀具）直徑來選擇。 三、切削用量的確定 數(shù)控編程時，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。用手動對刀操作，對刀精度較低，且效率低。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 14 對刀點可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對刀點應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。 在編制程序時，要正確選擇對刀點的位置。 對刀點、換刀點的設(shè)置 工件裝夾方式在機(jī)床確定后，通過確定工件原點來確定了工件坐標(biāo)系，加工程序中的各運動軸代碼控制刀具作相對位移。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 13 對于一些立體型面和變斜角輪廓外形的加工，常用球形銑刀、環(huán)形銑刀、鼓形銑刀、錐形銑刀和盤銑刀。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接（凹形）的成型面。內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽（切斷）車刀河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 11 及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。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。二、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。 2) 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)。選用夾具時，通?？紤]以下幾點： A. 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。 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。數(shù)控加工的程序編制也稱數(shù)控編程，數(shù)控編程時，必須對零件進(jìn)行分析，將加工零件的全部工藝過程、工藝參數(shù)、位移數(shù)據(jù)等以規(guī)定的代碼、程序格式寫出。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 7 5) O 型密封圈 密封圈用于芯桿與閥體之間的密封，防止氣路漏氣。由于手柄球應(yīng)用較為廣泛，已形成系列標(biāo)準(zhǔn)件，無需 設(shè)計，可直接選用標(biāo)準(zhǔn)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。 6) 減輕勞動強(qiáng)度 在輸入程序并啟動后，數(shù)控機(jī)床就自動地連 續(xù)加工，直至零件加工完畢。數(shù)控機(jī)床的加工精度不受零件復(fù)雜程度的影響，機(jī)床傳動鏈的反向齒輪間隙和絲杠的螺距誤差等都可以通過數(shù)控裝置自動進(jìn)行補(bǔ)償，其定位精度比較高 ，同時還可以利用數(shù)控軟件進(jìn)行精度校正和補(bǔ)償。目前數(shù)控機(jī)床的最高進(jìn)給速度可達(dá)到 100m/min 以上，最小分辨率達(dá) 。 2) 加工質(zhì)量穩(wěn)定 對于同一批零件，由于使用同一機(jī)床和刀具及同一加工程序，刀具的運動軌跡完全相同， 且數(shù)控機(jī)床是根據(jù)數(shù)控程序自動進(jìn)行加工，可以避免人為的誤差，這就保證了零件加工的一致性好且質(zhì)量穩(wěn)定。 1) 適應(yīng)性強(qiáng) 由于數(shù)控機(jī)床能實現(xiàn)多個坐標(biāo)的聯(lián)動，所以數(shù)控機(jī)床能完成復(fù)雜型面的加工，特別是對于可用數(shù)學(xué)方程式和坐標(biāo)點表示的形狀復(fù)雜的零件，加工非常方便。 B. 銑削加工中心 銑削加工中心是在數(shù)控銑床的基礎(chǔ)上增加了刀庫和自動換刀裝置，刀庫可容納16~100 把左右的刀具。 2) 數(shù)控銑床 數(shù)控銑床按機(jī)構(gòu)形式可以分為立式、臥式、龍門銑床，按控制軸數(shù)可以分為三軸、四軸和多軸數(shù)控銑床。 數(shù)控機(jī)床的組成及分類 數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、 CNC 裝置（或稱 CN C 單元）、 伺服單元、驅(qū)動裝置（或稱執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、可編程控制器 PLC 及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及 測量裝置組成。美國在 1983 年的機(jī)床總數(shù)比 1973 年下降了 %，而同期數(shù)控機(jī)床的總數(shù)卻增加了 倍，產(chǎn)值為總產(chǎn)值的 %。 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生極其有效地解決了上述一系列矛盾，為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動化加工手段。它不僅能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，還能夠大大改善工人的勞動條件。 因此，在學(xué)習(xí)完數(shù)控技術(shù)這門課的同時，應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)數(shù)控技術(shù)實踐操作能力，以便能夠系統(tǒng)、完整地掌握數(shù)控機(jī)床技術(shù)，更快更好地適應(yīng)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的需要?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)等的技術(shù)集合。 在 高性能、高精度、高自動化的數(shù)控機(jī)床 家族中值得一提的是數(shù)控加工中心的出現(xiàn) 。這些信息按一定的格式形成加工文件 (即 平 常說的數(shù)控加工程序 )存放在信息載體上 (如磁盤、穿孔紙帶、磁帶等 )，然后由機(jī)床上的數(shù)控系統(tǒng)讀入 ( 或直接通過數(shù)控系統(tǒng)的鍵盤輸入，或通過通信方式輸入 )，通過對其譯碼，從而使機(jī)床動作和加工零件。用數(shù)控技術(shù)實施加工控制的機(jī)床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控 (NC)機(jī)床。數(shù)控裝備的整體水平標(biāo)志著一個國家工業(yè)現(xiàn)代化水平和綜合國力的強(qiáng)弱。 數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提 升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。 數(shù)控機(jī)床是電子信息技術(shù)和傳統(tǒng)機(jī)械加工技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它集現(xiàn)代精密機(jī)械、計算機(jī)、通訊、液壓氣動、光電等多學(xué)科技術(shù)為一體，具有高效率、高精度、高自動化和高柔性的特點，是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備。 數(shù)控機(jī)床大大提高了機(jī)械加工的性能（可以精確加工傳統(tǒng)機(jī)床無法處理的復(fù)雜零件）。 數(shù)控加工中心是一種帶有刀庫能 夠 自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行多種加工操作數(shù)控機(jī)床?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和開放式結(jié)構(gòu)。 本文通過對客車開關(guān)門用 手動氣閥進(jìn)行結(jié)構(gòu) 分析，需要對其不同部件進(jìn)行車削、銑削焊接等數(shù)控加工，能較好地滿足了實際精度要求，提高了加工質(zhì)量和設(shè)計效率。 機(jī)械制造工業(yè)中大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，廣泛采用自動機(jī)床、組合機(jī)床和專用機(jī)床以及專用自動生產(chǎn)線，實行多刀、多工位多面同時加工，以達(dá)到高效率和高自動化 。在數(shù)控機(jī)床上，工件加工的全過程是由數(shù)字指令控制的，在加工前要用指定的數(shù)字代碼按照工件圖樣編制出程序，然后輸入到數(shù)控 系統(tǒng)中去，數(shù)控機(jī)床即按照程序中的指令自動的進(jìn)行工作，加工程序有若干程序段組合而成，每個程序段中，均有加工工件某一部分所需要的各種數(shù)據(jù)信息及機(jī)床操作的各種指令。由于數(shù)控機(jī)床集高精度、高效率 于一身，故在許多企業(yè)的生產(chǎn)中，已替代坐標(biāo)鏜床，萬能銑床，完成精密加工任務(wù)。其中除機(jī)床本體之外的部分統(tǒng)稱為計算機(jī)數(shù)控 (CNC)系統(tǒng)。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 3 3) 加工中心 加工中心可分為車削加工中心和銑削加工中心。由于具有自動換刀功能，工件一次裝夾后，加工中心能自動的完成或接近完成工件各面的所有加工工序。當(dāng)改變加工零件時，數(shù)控機(jī)床只需更換零件加工的 NC 程 序，不必用凸輪、靠模、樣板或其它模具等專用工藝裝備，且可采用成組技術(shù)的成套夾具。 3) 生產(chǎn)效率高 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 4 數(shù)控機(jī)床上可以采用較大的切削用量，有效地節(jié)省了機(jī)動工時。 一般來說，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能力約為普通機(jī)床的三倍，甚至更高。 5) 工序集中，一機(jī)多用 數(shù)控機(jī)床特別是帶自動換刀的數(shù)控加工中心，在一次裝夾的情況下，幾乎可以完成零件的全部加工工序，一臺數(shù)控機(jī)床可以代替數(shù)臺普通機(jī)床。這樣就簡化了工人的操作，使勞動強(qiáng)度大大降低。 手動氣閥的數(shù)控加工就是采用手工編程與 MasterCAM 自動編程軟件進(jìn)行數(shù)控編程和 G 代碼的生成相結(jié)合的方法對不同零部件進(jìn)行的加工。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 6 2) 氣閥桿 手動氣閥的主要組成元件，與閥體配合使用控制氣路的通斷。 6) 芯桿 用于連接手柄球和芯桿。我們在學(xué)習(xí)了數(shù)控編程的基本知識（坐標(biāo)系的確定、基本數(shù)控指令、指令格式等）后，如何編制出適合某一數(shù)控機(jī)床的實用加工程序？這在編程前，必須對該數(shù)控機(jī)床的規(guī)格、性能、切削范圍、 CNC 系統(tǒng)所具備的功能、編程指令及指令格式等有較全面的了解，并將機(jī) 床的 運動過程、零件的工藝過程、切削用量和走刀路線等都編入程序，最后通過上機(jī)床進(jìn)行加工模擬、試切加工等來驗證程序的正確性、合理性。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。 B. 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。 數(shù)控銑床上的夾具，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。 刀具的選擇及對刀點、換刀點的設(shè)置 刀具材料的選擇 當(dāng)前使用的金屬切削刀具材料主要有五類：高速鋼、硬質(zhì)合金、陶瓷、立方氮化硼（ CBN）、聚晶金剛石。 （ 1）車削用刀具及其選擇 數(shù)控車削常用的車刀一般分尖形 車刀、圓弧形車刀以及成型車刀三類。尖形車刀幾何參數(shù)（主要是幾何角度）的選擇方法與普通車削時基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點（如加工路線、加工干涉等）進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。選擇車刀圓弧半徑時應(yīng)考慮兩點：一是車刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干涉；二是該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車刀損壞。 （ 2） 銑削用刀具及其選擇 數(shù)控加工中，銑削平面零件內(nèi)外輪廓及銑削平面常用平底立銑刀，該刀具有關(guān)參數(shù)的經(jīng)驗數(shù)據(jù)如下： 1）銑刀半徑 RD應(yīng)小于零件內(nèi)輪廓面的最小曲率半徑 Rmin，一般取 RD=(～)Rmin： 2）零件的加工高度 H≤（ 1/41/6） RD，以保證刀具有足夠的剛度。如圖 212所示。例如：某程序開始第一個程序段為 N0010 G90 G00 X100 Z20 ，是指刀具快速移動到工件坐標(biāo)下 X=100mm Z=20mm 處。對刀點設(shè)置原則是： 1）便于數(shù)值處理和簡化程序編制。例：以外圓或孔定位零件，可以取外圓 或孔的中心與端面的交點作為對刀點。而有些工廠采用光學(xué)對刀鏡、對刀儀、自動對刀裝置等，以減少對刀時間，提高對刀精度。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。其計算公式為： n=1000v/π D 式中 ： v切削速度，單位為 m/min，由刀具的耐用度決定； 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 15 n 主軸轉(zhuǎn)速，單位為 r/min； D工件直徑或刀具直徑，單位為 mm。 確定進(jìn)給速度的原則： 1）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(jìn)給速度。 4）刀具空行程時，特別是遠(yuǎn)距離“回零”時，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。同時，使主軸轉(zhuǎn)速、切削深度及進(jìn)給速度三者能相互適應(yīng)，以形成最佳切削用量。機(jī)床原 點為機(jī)床上的一個固定點，也稱機(jī)床零點。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，一般情況下，機(jī)床坐標(biāo)系在機(jī)床出廠前已經(jīng)調(diào)整好，不允許用戶隨意變動 。以工件原點為坐標(biāo)原點建立的 X、 Y、 Z軸直角坐標(biāo)系，稱為工件坐標(biāo)系。 數(shù)控銑床加工零件的工件原點選擇時應(yīng)該注意：工件原點應(yīng)選在零件圖的尺寸基準(zhǔn)上，對于對稱零件，工件原點應(yīng)設(shè)在對稱中心上；對于一般零件，工件原點設(shè)在工件外輪廓的某一角上，這樣便于坐標(biāo)值的計算。編程原點的確定是在工件裝夾完畢后，通過對刀確定。此時 CRT 上將顯示刀架中心（對刀參考點）在機(jī)床坐標(biāo)系中的當(dāng)前位置的坐標(biāo)值。 3）建立工件坐標(biāo)系 刀尖（車刀的刀位點）當(dāng)前位置就在編程零點（即工件原點）上。 河 南 工 業(yè) 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 19 2）手工對刀 先使刀具靠攏工件的左側(cè)面（采用點動操作，以開始有微量切削為準(zhǔn)），刀具如圖 A 位置，按設(shè)置編程零點鍵， CRT 上顯示 X0、 Y0、 Z0，則完成 X方向的編程零點設(shè)置。 3）建立工件坐標(biāo)系 規(guī)定原則 （ 1） 右手笛卡兒坐標(biāo)系 標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)床系是一個右手笛卡兒坐標(biāo)系，用右手螺旋法則判定，如下圖所示 河 南 工 業(yè) 職