【正文】 很大的變化，這種變化的目的是為了滿足數(shù)控機(jī)床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點。應(yīng)用高速加工技術(shù)達(dá)到縮短切削時間和輔助時間，從而實現(xiàn)加工制造的高 質(zhì)量和高效率 。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控加工 ； 加工工 藝 ； 車孔 ； 護(hù)軸 。因此數(shù)控加工在航空業(yè)、電子行業(yè)還有其他各行業(yè)都廣泛應(yīng)用。西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 數(shù)控車床應(yīng)用與未來發(fā)展 摘 要 隨 著數(shù)控加工的日益成熟越來越多的零件產(chǎn)品都用數(shù)控機(jī)床來加工 ,因此如何改進(jìn)數(shù)控加工的工藝問題就越來越重要。 數(shù)控加工作為一種高效率高精度的生產(chǎn)方式，尤其是形狀復(fù)雜精度要求很高的模具制造行業(yè)，以及成批大量生產(chǎn)的零件。由于數(shù)控加工整個加工過程都是自動完成的，因此要求我們在加工零件之前就必須把整個加工過程有一個比較合理的安排，其中不能出任何的差錯，否則就會產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。在刀具材料和結(jié)構(gòu)的支持下，從單一的刀具切削高速加工，發(fā)展到機(jī)床加工全面高速化，如數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速從每分鐘幾千轉(zhuǎn)發(fā)展到幾萬轉(zhuǎn)、幾十萬轉(zhuǎn)；快速移動速度從每分鐘十幾米發(fā)展到幾十米和超過百米；換刀時間從十幾秒下降到 10 秒、 3 秒、 1 秒以下，換刀速度加快了幾倍到十幾倍。 圖 11 機(jī)床機(jī)構(gòu) ⑴ 機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動裝置、進(jìn)給傳動裝置 、床身、工作臺以及輔助運動裝置、液壓氣動系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。 ⑶ 輸入 /輸出設(shè)備 輸入裝置將 各種 加工信息傳遞于計算機(jī) 的外部設(shè)備 。它 的作用是把來自數(shù)控裝置的脈沖信號轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動部件的運動。和伺服單元相對應(yīng)，驅(qū)動裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。當(dāng) PLC 用于控制機(jī)床順序動作時，也可稱之為編程機(jī)床控制器 ( PMC， Programmable Machine Controller )。 通常安裝在機(jī)床的工作臺或絲杠上，它把機(jī)床工作臺的實際位移轉(zhuǎn)變成電信號反饋給 CNC 裝置，供 CNC 裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號，以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動。 ⑴ 按 控制系統(tǒng) 分 目前市面上占有率較大的有法拉克 、華中、 廣數(shù)、 西門子、 三菱等 ?，F(xiàn)在數(shù)控機(jī)床主軸普遍達(dá)到 5000～ 10000r／ min 甚至更高的轉(zhuǎn)速，對提高加工質(zhì)量和各種小孔加工極為有利；主軸可以通過操作面板上的轉(zhuǎn)速倍率開關(guān)調(diào)整轉(zhuǎn)速；在加工端面時主軸具有恒線切削速度(恒線速單位： mm/min)，是衡量車床的重要性能指標(biāo)之一。 脈沖當(dāng)量 (分辨率 )是 CNC 重要的精度指標(biāo)。 定位精度和重復(fù)定位精度 ， 定位精度是指數(shù)控機(jī)床各移動軸在確定的終點所能達(dá)到的實際位置精度，其誤差稱為定位誤差。重復(fù)定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進(jìn)給傳動環(huán)節(jié)的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。加工中心刀 庫容量與換刀時間直接影響其生產(chǎn)率， 換刀時間是指自動換刀系統(tǒng)，將主軸上的刀具與刀庫刀具進(jìn)行交換所需要的時間，換刀一般可在5～ 20s 的時間內(nèi)完成。 ⑵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這就保證了零件加工的一致性好，且質(zhì)量穩(wěn)定。數(shù)控機(jī)床的時間利用率高達(dá) 90％，而普通機(jī)床僅為 30％～ 50％。 西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 ⑸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，直至完畢。 數(shù)控車床的組成 數(shù)控車床由床身、主軸箱、刀架進(jìn)給系統(tǒng)、 冷卻潤滑系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)組成。與普通車床所不同的是數(shù)控車床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車床有質(zhì)的區(qū)別，它沒有傳統(tǒng)的走刀箱、溜板箱和掛輪架，而是直接用伺服電機(jī)通過滾珠絲杠驅(qū)動溜板 和刀具，實現(xiàn)運動，因而大大簡化了進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。在主軸箱的前后裝有夾緊卡盤，可將工件裝夾在此。 (4)往復(fù)拖板 在往復(fù)拖板上裝有刀架，刀具可以通過拖板實現(xiàn)主軸的方向定位和移動，從而同 Z 軸伺服電機(jī)共同完成長度方向的切削。 圖 24 CNC 系統(tǒng)構(gòu)成 數(shù)控車床通過 CNC 裝置控制機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、各進(jìn)給軸的進(jìn) z 給速度以及其他輔助功能。因此，床頭箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)已比傳統(tǒng)車床簡單得多。另外，數(shù)控車床還具有加工冷卻充分、防護(hù)嚴(yán)密等結(jié)構(gòu)特點，自動運轉(zhuǎn)時都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。 是低檔次數(shù)控車床，一般是用單板機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通車床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計的。 在數(shù)控車床的基礎(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸。手動 4 級變頻調(diào)速 25~2021 轉(zhuǎn) /分。在呈透明狀態(tài)的油箱內(nèi)，帶有一個液位報警開關(guān)，當(dāng)箱內(nèi)油液低于規(guī)定值時，機(jī)床會發(fā)出潤滑報警。當(dāng)冷卻水減少時，應(yīng)及時補(bǔ)給。機(jī)床坐標(biāo)系在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，一般不允許隨意變動。面板的形式同數(shù)控系統(tǒng)密切相關(guān)。開機(jī)后，通過回零，使工作臺回到機(jī)床原點（或參考點，該點為與機(jī)床原點有一固定距離的點）。設(shè)定機(jī)床機(jī)械原點同編程中的 G54 指令直接有關(guān)。 西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 實驗 ： 802S 系統(tǒng)工件坐標(biāo)系的建立方法 （ 1） 轉(zhuǎn)動刀架至基準(zhǔn)刀（如 1 號刀）。先切削試件的端面。同理試切外圓， X 方向不動。 工件坐標(biāo)系零點間的距離 Z。 （ 2） 車端面，沿 X 向退刀，測得端面與工件坐標(biāo)系原點間的距離，按 InputＺ輸入該距離值，回車即可。 1） 西門子 802S 系統(tǒng)的對刀方法 （ 1）選用某一把刀為基準(zhǔn)刀，按參數(shù)鍵下和刀具補(bǔ)償按鈕，再按新刀具按鈕，西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 輸入基準(zhǔn)刀的刀號及刀沿（補(bǔ)）號。輸入臺階深度的負(fù)值。然后按設(shè)置鍵，設(shè)置偏置號（基準(zhǔn)刀 +100），輸入 Z=0，試切外圓， Z 向退刀，測得外圓直徑 ? ，進(jìn)入錄入方式，按程序按鈕。同理車臺階， X 向退刀，測得臺階深度 l ，在偏置號處輸入 Z=l 。試切臺階， X 向退刀，測得臺階深度為 l ，然后按 K 鍵，輸入 l ，刀補(bǔ)即設(shè)置完畢。 6） 一般編程方法 西安工業(yè)大學(xué)繼 續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 (1)確定第一把刀的位置 G50 X Z 該指令確定了第一把刀的位置，此時需把第一 把刀移動到工 坐標(biāo)為 X Z 的位置。 F 為進(jìn)給速度，其單位為 mm/min (用 G94 或 G98 指定 )或 mm/r(用 G95 或 G99 指定 )。螺紋切削時主軸轉(zhuǎn)速不能太高，一般 N P≤ 3000， N 為主軸轉(zhuǎn)速（ rpm） ,P 為公制螺紋導(dǎo)程 (mm)。 （ 9）程序結(jié)束 M02（在此處結(jié)束）或 M30（結(jié)束后返回程序首句）。 9） 公制與英制尺寸設(shè)定 公制尺寸設(shè)定指令 G21，英制尺寸設(shè)定指令 G20， 系統(tǒng)上電后，機(jī)床處在 G21狀態(tài)。 圖 25 1） 首先根據(jù)圖紙要求按先主后次的加工原則，確定工藝路線 （ 1） 粗加工外圓與端面。用碰刀法對刀以確定工件原點，此例中工件原點位于最左面。從而導(dǎo)致出現(xiàn)橢圓或中間小，兩頭大的“腰形”現(xiàn)象。可利用數(shù)控車床高加工精度及高生產(chǎn)效率的特點，并充分地考慮工藝問題對零件加工質(zhì)量的影響，為此對工件的裝夾、刀具幾何參數(shù)、程序的編制等 方 面進(jìn)行試驗，有效地克服薄壁零件加工過程中出現(xiàn)的變形，保證了加工精度 ,為今后更好的加工薄壁零件提供了好的依據(jù)及借鑒。但內(nèi)孔的圓柱度為 對于薄壁零件來講要求比較高，在批量生產(chǎn)中，工藝路線大致為： 下料 — 熱處理 — 車端面 — 車外圓 — 車內(nèi)孔 — 質(zhì)檢 前面所述，薄壁件加工特點得知“內(nèi)孔加工”工序是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。 解決排屑問題 主要控制切削流出方向，粗車刀要求切屑流向待加工表面（前排屑）為此。 為沿切屑刃圖 4B 點；修光刃為 副后角磨成 78176。 加工護(hù)軸毛胚用 45﹟碳結(jié)構(gòu)圓鋼；車端面、開兩頭 B 型頂尖孔，粗車外圓，留余量 1mm。 （ 3） 先把毛胚作熱處理調(diào)質(zhì)定形，硬度為 HRC2830（可加工范圍的硬度）。 （ 5） 用自動定心三爪卡盤將工件夾牢，車端面，粗車內(nèi)圓。為使工件斷開時的切口平整，刀刃口要斜磨，使工件端面平整；護(hù)軸磨小的一段就是為了切斷留有空隙而磨小，護(hù)軸為減少工件變形，防止振動，以及切斷時掉下碰傷原故。加工精度平均每 8 年提高 1倍，從 1950 年至 2021 年 50 年內(nèi)提升 100 倍。技術(shù)集成和復(fù)合形成了新一類機(jī)床 —— 復(fù)合加工機(jī)床，并呈現(xiàn)出復(fù)合機(jī)床多樣性的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，研究了發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床整機(jī)的具體技術(shù)途徑。 感謝陸海鷹導(dǎo)師的關(guān)心，指導(dǎo)和教誨。學(xué)生在這次實驗中學(xué)到很多。