【正文】 對于非圓曲線，只能用直線段或圓弧段來逼近零件輪廓，造成編程誤差。下圖為加工槽型零件，內(nèi)部有兩個島不加工，圖中列出了兩種不同的加工路線：圖中（ a）為行切法，刀具沿著與坐標軸線平行（或成一定角度）的方向作往復運動，除在開始下刀點有嵌入式切入以外，在兩個島周圍有多處嵌入式切入，虛線兩端表示刀具抬刀和下刀。 ? 選擇對刀點的原則： ① 選在零件的設計基準或工藝基準上，或與之相關的位置上，以保證工件的加工精度。 2022/5/27 143 數(shù)控加工的工藝特點 ? 工序、工步劃分的原則 1。如： %2022 ? 程序體 它表示數(shù)控加工要完成的全部動作，是整個程序的核心。 示例： M98 P08 L12 （ FANUC、華中數(shù)控系統(tǒng)） ? 程序段標號，程序段結(jié)束字符以及變量 組成： ①程序段標號指令 地址符 N 后帶若干數(shù)字組成； ②程序段結(jié)束指令 每一個程序段都應有結(jié)束符，它是數(shù)控系統(tǒng)編譯程序的標志。 、弧度。 ? 尺寸指令 指定的刀具沿坐標軸移動方向和目標位置的指令 X、 Y、 Z 、 U、 V、W指令指定沿直線坐標軸移動方向和目標位置指令。 ? 輔助功能 M代碼 功能：控制機床及其輔助裝置的通斷的指令。 ? 加工開始時要設置工件坐標系，用 G92 指令可建立工件坐標系。 ? 機床參考點可以與機床零點重合也可以不重合通過參數(shù)指定機床參考點到機床零點的距離。 ，裝刀手與卸刀手還必沿本身導軌作直線往復運動，以裝卸刀具。 ，使其軸線與主軸軸線平行，再由機械手一端卡爪抓取回轉(zhuǎn)機構(gòu)上的刀具，另一端卡爪抓取主軸 4上的刀具 5，實現(xiàn)刀具的相互交換，從主軸上卸下的刀具只能由機械手送至刀具的回轉(zhuǎn)機構(gòu)中，然后反轉(zhuǎn) 90176。 機械手沿軸向?qū)⒌毒咄瑫r裝入主軸及刀庫中，圖（ e）。但換刀過程的動作較多，換刀時間較長。 2022/5/27 107 2022/5/27 108 刀具交換裝置的形式 ? 回轉(zhuǎn)刀架換刀 回轉(zhuǎn)刀架換刀裝置，常用于數(shù)控車床。但刀庫中每一把刀具在不同的工序中不能重復使用，為了滿足加工需要只有增加刀具的數(shù)量和刀庫的容量，這就降低了刀具和刀庫的利用率。 機械手拔刀 刀具位置交換 機械手逆時針轉(zhuǎn) 75176。 ：待主軸上自動夾緊機構(gòu)夾緊刀具后，機械手逆時針轉(zhuǎn) 75176。機械手將刀具從刀庫中取出送至機床主軸上，然后將用過的刀具送回刀庫。鎖緊銷 4要軸向壓進，放松活動爪 1，以便抓刀或松刀時手爪從刀柄 V形槽中退出。絲錐、鉸刀要先裝在浮動夾具內(nèi)，再裝入標準刀柄內(nèi)。 2022/5/27 95 換刀方式： 分為兩大類 由刀庫和主軸的相對運動實現(xiàn)刀具交換。以抵抗切削過程中的沖擊和振動 ? 較高的耐熱性。高速度、大進給是數(shù)控加工的特點，數(shù)控機床的刀具必須具有良好的切削性能。圖為 FANUC公司伺服電機帶制動器的示意圖。 的推力角接觸球軸承，兩個同向、面對面安裝，加上預緊，軸向剛度和承載能力都很高。 ? 壽命驗算 滾珠絲杠副的壽命，主要是指疲勞壽命。 ? 有關資料推薦 ： ? 名義直徑 D0對于小型加工中心采用 3 40（ mm），中型加工中心選用 50(mm)，大型加工中心采用 50、 63(mm)的滾珠絲杠，但通常應大于 L/30L/35； ? 螺距 t： t越小，螺旋升角小，摩擦力矩小，分辨率高，但傳動效率低，承載能力低，應折中考慮； ? 絲桿長度 L：一般為工作行程 +螺母長度 +（ 5～ 10）；滾珠直徑 d0越大，承載能力越高，盡量取大值。 ? 精度等級的選擇 滾珠絲杠副的精度將直接影響數(shù)控機床各坐標軸的定位精度。缺點是結(jié)構(gòu)復雜、制造較困難。 ? 外循環(huán) 下圖為常用的一種外循環(huán)方式，這種結(jié)構(gòu)是在螺母體上軸向相隔 ，作為滾珠的進口與出口。圖中表明球面墊圈 9與右半部件 16沒有任何聯(lián)接關系。圖（ c）為套筒中心線上互為 90176。它是將一個斜齒輪分成兩個薄片 4，且在其中加一墊片 2，改變墊片 2的厚度，薄片 4的螺旋線就會錯位，分別與寬齒輪 1的齒槽左、右側(cè)面貼緊，消除了間隙。如下圖所示。精度包括運動精度 (回轉(zhuǎn)精度、軸向竄動 )和安裝刀具或夾持工件的夾具的定位精度 (軸向、徑向 )。這種電機構(gòu)成了較簡單的主運動部 件。而且現(xiàn)在恒功率調(diào)速范圍盡可能大，以便在盡可能低的速度下，利用其全功率 (在低速時往往由于電流的限制，只能進行恒扭矩調(diào)速。 ? 開環(huán)控制的數(shù)控機床 ? 半閉環(huán)控制的數(shù)控機床 ? 閉環(huán)控制的數(shù)控機床 2022/5/27 23 步進電動機驅(qū)動電路功率步進電動機指令脈沖機床工作臺第二節(jié) 數(shù)控機床的分類 開環(huán)控制的數(shù)控機床 特點：結(jié)構(gòu)簡單，步進驅(qū)動、步進電機，無位置速度反饋 2022/5/27 24 位移反饋速度反饋.(.)伺服裝置及電機機床工作臺位置檢測裝置位置檢測裝置第二節(jié) 數(shù)控機床的分類 半閉環(huán)控制的數(shù)控機床 特點：精度較高，采用交流或直流伺服驅(qū)動及伺服電機，有角位移、角速度檢測裝置，結(jié)構(gòu)緊湊 2022/5/27 25 特點：精度高，采用交流或直流伺服驅(qū)動及伺服電機，有直線位移、速度檢測裝置，價格貴，調(diào)試困難 位移反饋速度反饋. ( .)伺服裝置及電機機床工作臺位置檢測裝置第二節(jié) 數(shù)控機床的分類 閉環(huán)控制的數(shù)控機床 2022/5/27 26 第二節(jié) 數(shù)控機床的分類 四、按聯(lián)動軸數(shù)分 1. 2軸聯(lián)動（平面曲線） 2. 3軸聯(lián)動（空間曲面，球頭刀） 3. 4軸聯(lián)動（空間曲面） 4. 5軸聯(lián)動及 6軸聯(lián)動（空間曲面，端銑刀） 。 2022/5/27 16 第一節(jié) 數(shù)控機床的組成及工作原理 7. 機床 機床 ：數(shù)控機床的主體，是實現(xiàn)制造加工的執(zhí)行部件 。采用的方式有： 串行通訊（ RS232等串口）、 自動控制專用接口和規(guī)范（ DNC， MAP等） 網(wǎng)絡技術（ inter， LAN等）。 2022/5/27 9 第一節(jié) 數(shù)控機床的組成及工作原理 1. 操作面板 操作面板的是操作人員與機床數(shù)控裝置進行信息交流的工具。 組成：按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計算機鍵盤一樣）和顯示器；。 2022/5/27 13 第一節(jié) 數(shù)控機床的組成及工作原理 4. CNC裝置 (CNC單元 ) CNC裝置是數(shù)控機床的核心部件。 組成 ：由主運動部件、進給運動部件（工作臺、拖板以及相應的傳動機構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置（刀具自動交換系統(tǒng) 工件自動交換系統(tǒng)）和輔助裝置（如排屑裝置等）。 聯(lián)動軸數(shù)越多數(shù)控系統(tǒng)的控制算法就越復雜。因為加工一些難加工材料所需求的轉(zhuǎn)速范圍相差很大，例如，鈦需要低速加工，而鋁合金材料卻需要高速加工，而采用齒輪變速箱擴大變速范圍的方法已不能滿足要求。 ? 它不僅可以使轉(zhuǎn)速提高，若在其內(nèi)應用較先進的軸承（如陶瓷軸承、磁懸浮軸承等）而且可使主軸部件結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、慣量小，可提高啟動、停止的響應特性，利于控制振動和噪聲。 ② 部件的結(jié)構(gòu)剛度和抗振性。其中常用的傳動機構(gòu)有傳動齒輪和同步帶； 運動變換機構(gòu)有絲杠螺母副、蝸桿齒條副、齒輪齒條副等；導向機構(gòu)有滑動導軌、滾動導軌、靜壓導軌、軸承等。 2022/5/27 62 2022/5/27 63 鍵聯(lián)接消隙 ? 當齒輪與軸聯(lián)接時，鍵兩側(cè)的間隙也必須設法消除，其措施如下圖。的兩個錐銷。同樣，彈簧鋼片組 8的另兩個對角孔，通過球面墊圈 1 1螺栓 19與右半部的件 16聯(lián)接，墊圈 18與件 6也沒有任何聯(lián)接關系。再用弧形銅管插入進口和出口內(nèi)，形成滾珠返回通道，由彎管的端部來引導滾珠；這種彎管由兩半合成，采用沖壓件，工藝性好。 內(nèi)循環(huán)的工作圈數(shù)是 3列。普通精度的數(shù)控機床，一般可選用 D級，精密級數(shù)控機床選用 C級精度的滾珠絲杠副。一般取 d0 =； ? 滾珠的工作圈數(shù)、列數(shù)和工作滾珠總數(shù)對絲桿工作特性影響較大；當前面三項確定后，后兩項也確定了，一般不用用戶考慮。在工程計算中，采用 額定疲勞壽命 這一概念，它指一批尺寸、規(guī)格、精度相同的滾珠絲杠，在相同條件下回轉(zhuǎn)時，其中 90%不發(fā)生疲勞剝落的情況下運轉(zhuǎn)的總轉(zhuǎn)數(shù)。該固定端連同伺服電機都安裝在支架 2上。機床工作時，在制動器線圈 7電磁力的作用下，使齒輪 8與內(nèi)齒輪 9脫開，彈簧受壓縮，當停機或停電時，電磁鐵失電，在彈簧恢復力作用下，齒輪 9嚙合，齒輪 9與電機端蓋為一體，故與電機軸聯(lián)接的絲杠得到制動，這種電磁制動器裝在電機殼內(nèi)，與電機形成一體化的結(jié)構(gòu)。 ? 高的可靠性 ? 較高的尺寸耐用度。是指刀具材料在高溫下保持硬度、耐磨性和強度及韌性的性能，是衡量刀具材料切削性能的主要標志 ? 較好的導熱性 刀具材料的種類 ? 高速鋼： 通用型高速鋼、高性能高速鋼、粉末冶金高速鋼 ? 硬質(zhì)合金： 硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性都很高，其切削性能比高速鋼高得多，刀具耐用度可提高幾倍到幾十倍；但抗彎強度和沖擊韌性較差。 用這種形式交換刀具時，主軸上用過的刀具送回刀庫和從刀庫中取出新刀，這兩個動作不能同時進行，選刀和換刀由數(shù)控定位系統(tǒng)來完成，因此換刀時間長，換刀動作也較多。圓柱形刀柄在使用時需在軸向和徑向夾緊，因而主軸結(jié)構(gòu)復雜，圓柱柄安裝精度高，但磨損后不能自動補償。 2022/5/27 98 法蘭盤式夾持 法蘭盤式夾持，也稱徑向夾持或碟式夾持，如圖所示在刀柄的前端有供機械手夾持用的法蘭盤，圖中所示為采用帶洼形肩面的法蘭盤供機械手夾持用。其自動換刀動作過程簡述如下： 刀套下轉(zhuǎn) 90176。 ， 刀套上轉(zhuǎn) 90176。 刀套上轉(zhuǎn) 90176。此外，裝刀時必須十分謹慎，如果刀具不按順序裝在刀庫中，將會產(chǎn)生嚴重的后果?？稍O計成四方、六方刀架或圓盤式軸向裝刀刀架，并相應地安裝四把、六把或更多的刀具。 2022/5/27 114 工作臺快速向右移動 刀庫空刀座對準主軸 主軸箱下降、主軸松刀 主軸箱上升、刀庫回轉(zhuǎn) 主軸箱下降，主軸插刀 主軸箱上升 機床工作臺快速向左返回 工件復位 1。 機械手順時針回轉(zhuǎn) 90176。 送回刀庫。 2022/5/27 120 第三章 數(shù)控加工編程 ? 什么是數(shù)控加工編程 ? 數(shù)控編程的基礎知識 ? 數(shù)控加工的工藝特點 ? 數(shù)控銑床編程 ? 數(shù)控車床編程 ? 數(shù)控加工中心編程 2022/5/27 121 什么是數(shù)控加工編程 這是一個鉆孔程序的實例，程序如下： P0001； 程序名 N10 T01 M06 S1000 M03； 選擇刀具，啟動主軸 N20 G54 G90 G00 Z10； 建立工件原點，快移 N30 G81 G99 X20 Y40 Z2 I15 F80 ；鉆孔循環(huán) N40 X40 Y60； 鉆第二孔 N50 X60 Y40； 鉆第三孔 N60 X40 Y20； 鉆第四孔 N70 G80 G00 Z50 M05 M30；結(jié)束鉆孔，程序結(jié)束 2022/5/27 122 程序格式： P N 10 T M 06 S F M03 N 20 G54 G90 G00 X Y Z M08 N30 … … … … N100 … … M09 N110 M30/M02 注： 程序段由若干個指令字組成，如 M03， X10等 每個指令字由地址符和數(shù)字組成如 G54， G——地址符 2022/5/27 123 程序內(nèi)容： ? 程序的編號；如： P0001 ? 工件的原點（編程原點）；如： G54 ? FST指令，即：進給速度、主軸轉(zhuǎn)速、刀具指令 ? 主軸啟動、換刀；如： M03， M06 ? 刀具的引進、退出（快進、快退）；如： G00 Z10 ? 刀具的運動軌跡；如： G01， G02 ? 冷卻液的開停；如： M08， M09 ? 程序結(jié)束；如 M02， M30 2022/5/27 124 編程步驟 確定加工工藝 節(jié)點位置計算 熟悉零件圖 用機床識別的代碼編程 圖形模擬 首件試切 修改，完成 2022/5/27 125 工藝分析與數(shù)值計算 分析零件加工工藝： ? 確定加工機床、刀具與夾具； ? 確定零件加工的工藝線路、工步順序； ? 切削用量（ f、 s、 t）等工藝參數(shù)； 數(shù)值計算： 根據(jù)圖紙尺寸及工藝線路的要求：