【正文】 方向（+Z）。注意，+X′、+Y′、+Z′之間不符合右手直角笛卡兒定則。（三）數(shù)控加工工藝的特點(diǎn) 1．?dāng)?shù)控加工工藝內(nèi)容要求具體、詳細(xì) 2．?dāng)?shù)控加工工藝要求更嚴(yán)密、精確3．制定數(shù)控加工工藝要進(jìn)行零件圖形的數(shù)學(xué)處理和編程尺寸設(shè)定值的計(jì)算 4．制定數(shù)控加工工藝選擇切削用量時(shí)要考慮進(jìn)給速度對加工零件形狀精度的影響5．制定數(shù)控加工工藝時(shí)要特殊強(qiáng)調(diào)刀具選擇的重要性 6．?dāng)?shù)控加工工藝的特殊要求7．?dāng)?shù)控加工程序的編寫、校驗(yàn)與修改是數(shù)控加工工藝的一項(xiàng)特殊內(nèi)容三、數(shù)控加工工藝與數(shù)控編程的關(guān)系1．?dāng)?shù)控程序輸入數(shù)控機(jī)床，執(zhí)行一個(gè)確定的加工任務(wù)的一系列指令，稱為數(shù)控程序或零件程序。（4）PLC控制CNC系統(tǒng)對機(jī)床的控制分為對各坐標(biāo)軸的速度和位置的“軌跡控制”和對機(jī)床動作的“順序控制” 或稱“邏輯控制”。備注一、數(shù)控加工原理1．?dāng)?shù)控加工的過程首先要將被加工零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化，即將刀具與工件的相對運(yùn)動軌跡、加工過程中主軸速度和進(jìn)給速度的變換、冷卻液的開關(guān)、工件和刀具的交換等控制和操作，都按規(guī)定的代碼和格式編成加工程序，然后將該程序送入數(shù)控系統(tǒng)。另外，CNC系統(tǒng)都具有T功能即刀具號管理功能，它用于標(biāo)識刀庫中的刀具和自動選擇加工刀具。（5）切削倍率——實(shí)現(xiàn)人工實(shí)時(shí)修調(diào)切削速度，即通過面板的倍率開關(guān)在0％~200％之間對其進(jìn)行實(shí)時(shí)修調(diào)。（2）傳動鏈誤差、反向間隙誤差補(bǔ)償功能螺距誤差補(bǔ)償可預(yù)先測量出螺距誤差和反向間隙，然后按要求輸入CNC裝置相應(yīng)的儲存單元內(nèi)，在加工過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償。（1）鏜孔精度檢查（2）端銑刀銑削平面精度檢查（3）直線銑削精度檢查（4）斜線銑削精度檢查（5）圓弧銑削精度檢查七、數(shù)控機(jī)床的主要功能1．多軸控制功能是指CNC系統(tǒng)能控制和能聯(lián)動控制數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的進(jìn)給運(yùn)動的功能。重復(fù)定位精度R為標(biāo)準(zhǔn)偏差Sj173。+3Sj173。)、(X175。Xj175。和Sj175。=n229。Pj（11）Xij175。該指標(biāo)可分為兩類：一類是對機(jī)床的基礎(chǔ)件和運(yùn)動大件（如床身、立柱、工作臺、主軸箱等）的直線度、平面度、垂直度等的要求，如工作臺面的平面度，各坐標(biāo)方向移動的直線度和相互垂直度，X、Y（立式）或X、Z（臥式）坐標(biāo)方向移動時(shí)工作臺面的平行度，X坐標(biāo)方向移動時(shí)工作臺面T形槽側(cè)面的平行度等；另一類是對機(jī)床主軸的要求，如主軸的軸向竄動，主軸孔的徑向跳動，主軸箱移動時(shí)主軸軸線的平行度，主軸軸線與工作臺面的垂直度（立式）或平行度（臥式）等。（3）最高快移速度和最高進(jìn)給速度最高快移速度是指進(jìn)給軸在非加工狀態(tài)下的最高移動速度，最高進(jìn)給速度是指進(jìn)給軸在加工狀態(tài)下的最高移動速度，它們也是影響零件加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及刀具壽命的主要因素。目前常見的中小型加工中心多為16~60把，大型加工中心達(dá)《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容100把以上。（2）工作臺面尺寸它反映該機(jī)床安裝工件的最大范圍，通常應(yīng)選擇比最大加工工件稍大一點(diǎn)的面積，這是因?yàn)橐A(yù)留夾具所需的空間。（4）其它類型一些廣義上的數(shù)控設(shè)備。這類系統(tǒng)主要用于精度要求很高的鏜銑床、超精車床、超精磨床以及較大型的數(shù)控機(jī)床等。它具有結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、調(diào)試方便、維修簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在精度和速度要求不高、驅(qū)動力矩不大的場合得到廣泛應(yīng)用。這類數(shù)控機(jī)床有用于加工曲線和曲面形狀零件的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心等。6．機(jī)床本體機(jī)床本體是數(shù)控系統(tǒng)的控制對象，是實(shí)現(xiàn)加工零件的執(zhí)行部件。4．控制介質(zhì)與程序輸入輸出設(shè)備控制介質(zhì)是記錄零件加工程序的媒介，是人與機(jī)床建立聯(lián)系的介質(zhì)。它主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口板、通訊接口板、擴(kuò)展功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件等模塊組成。CNC系統(tǒng)已基本取代硬件數(shù)控系統(tǒng)（NC系統(tǒng)）。第一篇：《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容備注第一章數(shù)控加工工藝及設(shè)備基礎(chǔ)第一節(jié)機(jī)床數(shù)控技術(shù)與數(shù)控加工設(shè)備概述一、機(jī)床中有關(guān)數(shù)控的基本概念1．?dāng)?shù)字控制（數(shù)控）及數(shù)控技術(shù)一般意義的數(shù)字控制是指用數(shù)字化信息對過程進(jìn)行的控制，是相對模擬控制而言的。4．開放式CNC系統(tǒng)國際電子與電氣工程師協(xié)會提出的開放式CNC系統(tǒng)的定義是：一個(gè)開放式CNC系統(tǒng)應(yīng)保證使開發(fā)的應(yīng)用軟件能在不同廠商提供的不同的軟硬件平臺上運(yùn)行，且能與其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。2．伺服單元、驅(qū)動裝置和測量裝置伺服單元和驅(qū)動裝置包括主軸伺服驅(qū)動裝置及主軸電機(jī)和進(jìn)給伺服驅(qū)動裝置及進(jìn)給電機(jī)。程序輸入輸出設(shè)備是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行信息交互的裝置，其作用是將記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)，或?qū)⒁颜{(diào)試好的零件加工程序通過輸出設(shè)備存放或記錄在相應(yīng)的介質(zhì)上。它主要由主運(yùn)動部件（主軸、主運(yùn)動傳動機(jī)構(gòu)）、進(jìn)給運(yùn)動部件（工作臺、拖板以及相應(yīng)的傳動機(jī)構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置、自動工件交換（APC）系統(tǒng)、自動刀具交換（ATC）系統(tǒng)和輔助裝置（如冷卻、潤滑、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等）組成。現(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是這種類型。（2）半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置檢測點(diǎn)是從驅(qū)動電機(jī)（常用交、直流伺服電機(jī)）或絲杠端引出，通過檢測電機(jī)和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測工作臺的位移量，而不是直接檢測工作臺的實(shí)際位置。3．按工藝用途（機(jī)床類型）分類（1）切削加工類即具有切削加工功能的數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控裝配機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、機(jī)器人等。（3）承載能力它反映該機(jī)床能加工零件的最大重量。2．性能指標(biāo)（1）分辨率與脈沖當(dāng)量分辨率是指兩個(gè)相鄰的分散細(xì)節(jié)之間可以分辨的最小間隔。另外，還有換刀速度和工作臺交換速度，它們也是影響生產(chǎn)效率的性能指標(biāo)。以臥式加工中心為例，主要有以下各項(xiàng)：（1）X、Y、Z坐標(biāo)的相互垂直度；（2）工作臺面的平面度；（3）X軸和Z軸移動工作臺面的平行度；（4）主軸回轉(zhuǎn)軸心線對工作臺面的平行度；（5）主軸在X、Y、Z各軸方向移動的直線度；（6）X軸移動工作臺邊界定位基準(zhǔn)面的平行度；（7）工作臺中心線到邊界定位器基準(zhǔn)面之間的距離精度；（8）主軸軸向跳動；（9）主軸孔徑向跳動。=Pij175。Xi=1nnij173。為備注Sj173。2（17）定位精度A可分為單向定位精度Au和雙向定位精度Ab二種。+3S175。maxXj173。和Sj175。CNC系統(tǒng)的控制進(jìn)給軸有：移動軸和回轉(zhuǎn)軸，基本軸和附加軸。（3）智能補(bǔ)償功能外界干擾產(chǎn)生的隨機(jī)誤差，可采用人工智能、專家系統(tǒng)等方法建立模型，實(shí)施智能補(bǔ)償。6．進(jìn)給功能是指數(shù)控系統(tǒng)對進(jìn)給速度的控制功能。10．人機(jī)對話功能在CNC裝置中配有單色或彩色陰極射線管，俗稱顯示器（CRT），通過軟件可實(shí)現(xiàn)字符和圖形的顯示，以方便用戶操作和使用。數(shù)控系統(tǒng)則按照程序的要求，先進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算、處理，然后發(fā)出控制命令，使各坐標(biāo)軸、主軸以及輔助動作相互協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對運(yùn)動，自動完成零件的加工。后者是指在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過程中，以CNC內(nèi)部和機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器等開關(guān)信號狀態(tài)為條件，并按預(yù)先規(guī)定的邏輯關(guān)系對諸如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)的運(yùn)行等進(jìn)行的控制。2．?dāng)?shù)控編程即把零件的工藝過程、工藝參數(shù)及其它輔助動作，按動作順序和數(shù)控機(jī)床規(guī)定的指令、格式，編成加工程序，再記錄于控制介質(zhì)即程序載體（磁盤等），輸入數(shù)控裝置，從而指揮機(jī)床加工并根據(jù)加工結(jié)果加以修正的過程。由于數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸既可以是刀具相對于工件運(yùn)動，也可以是反之，所以ISO標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：（l）不論機(jī)床的具體結(jié)構(gòu)是工件靜止、刀具運(yùn)動，或是工件運(yùn)動、刀具靜止，在確定坐標(biāo)系時(shí)，一律看作是刀具相對靜止的工件運(yùn)動。（2）X軸對于工件旋轉(zhuǎn)的機(jī)床，X軸的方向是在工件的徑向上，且平行于橫滑座，刀具離開工件旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)閄軸正方向；對于刀具旋轉(zhuǎn)的立式機(jī)床，規(guī)定水平方向?yàn)閄軸方向，且當(dāng)從刀具（主軸）向立柱看時(shí)，X正向在右邊；對于刀具旋轉(zhuǎn)的臥式機(jī)床，規(guī)定水平方向仍為X軸方向，且從刀具（主軸）尾端向工件看時(shí)，右手所在方向?yàn)閄軸正方向。對于普通臥式數(shù)控車床，主軸的正旋轉(zhuǎn)方向與C軸正方向相同。2．工件坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)（1）工件坐標(biāo)系編程人員在編程時(shí)設(shè)定的坐標(biāo)系，也稱為編程坐標(biāo)系。計(jì)算機(jī)每發(fā)出一個(gè)脈沖，工作臺移動一個(gè)基本長度單位（脈沖當(dāng)量），并且每次插補(bǔ)的結(jié)果僅產(chǎn)生一個(gè)行程增量，每進(jìn)給一步（一個(gè)脈沖當(dāng)量），計(jì)算機(jī)就要進(jìn)行一次插補(bǔ)運(yùn)算，進(jìn)給速度受計(jì)算機(jī)插補(bǔ)速度的限制，因此很難滿足現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床高速度的要求。如圖125所示，用弦線逼近圓弧，會產(chǎn)生逼近誤差er。d246。1cos247。(d2)239。8er允r（117）式中er允——輪廓曲線允許的逼近誤差；r——圓弧半徑；l——輪廓步長，即單位時(shí)間（插補(bǔ)周期）內(nèi)的進(jìn)給量。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)的發(fā)展可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械制造廠的全盤自動化，成為自動化工廠或無人化工廠，是自動化制造技術(shù)的發(fā)展方向。6．安裝時(shí)中心距要求嚴(yán)格，帶與帶輪制造工藝較復(fù)雜，成本高。（3）圓錐滾子軸承，圖26c。為滿足主軸這一功能而設(shè)計(jì)的裝置稱為主軸準(zhǔn)停裝置或稱主軸定向裝置。主軸有前后兩個(gè)支承，前支承采用預(yù)加負(fù)荷的超精密級角接觸球軸承組成，三個(gè)一組，其中兩個(gè)軸承用來承受向后的推力，另一個(gè)用于承受向前推力。（二）主軸箱結(jié)構(gòu) 1．主軸結(jié)構(gòu)主軸的前支承4配置了三個(gè)高精度的角接觸球軸承，用以承受徑向載荷和軸向載荷。之后，壓縮空氣進(jìn)入活塞和拉桿的中孔，吹凈主軸錐孔，為裝入新刀具做好準(zhǔn)備。此外由于受力而產(chǎn)生彈性變形，也會有間隙，所以在進(jìn)給系統(tǒng)反向運(yùn)動時(shí)仍然由數(shù)控裝置發(fā)出脈沖指令進(jìn)行自動補(bǔ)償。2．導(dǎo)軌的要求（1）高的導(dǎo)向精度導(dǎo)向精度保證部件運(yùn)動軌跡的準(zhǔn)確性。（二）滑動導(dǎo)軌 1．滑動導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)滑動導(dǎo)軌的常見截面形狀有矩形、三角形、燕尾槽形和圓柱形。凹形導(dǎo)軌容易存油，但也容易積存切屑和塵粒，因此適用于防護(hù)良好的環(huán)境。軟帶應(yīng)粘貼在機(jī)床導(dǎo)軌副的短導(dǎo)軌面上，如圖213所示，圓形導(dǎo)備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容軌應(yīng)粘貼在下導(dǎo)軌面上。1．直線滾動導(dǎo)軌直線滾動導(dǎo)軌又稱單元直線滾動導(dǎo)軌，它主要由導(dǎo)軌體、滑塊、滾珠、保持架、端蓋等組成。在工作過程中，導(dǎo)軌面上油腔中的油壓能隨外加負(fù)載的變化自動調(diào)節(jié)，保證導(dǎo)軌面間始終處于純液體摩擦狀態(tài)。靜壓導(dǎo)軌按供油方式又可分為恒壓（即定壓）供油和恒流（即定量）供油兩種。這些裝置結(jié)構(gòu)簡單，由專門廠家制造。內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副的每個(gè)螺母有2列、3列、4列、5列等幾種，每列只有一圈。5．具有傳動的可逆性既可以將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動，也可以把直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。而用雙螺母加預(yù)緊力調(diào)整后，基本上能消除軸向間隙。（3）圖220是雙螺母齒差預(yù)緊方式結(jié)構(gòu)，在兩個(gè)螺母1和2的凸緣上各制有一個(gè)圓柱外齒輪，兩個(gè)齒輪的齒數(shù)相差一個(gè)齒，即z1z2=1。國內(nèi)生產(chǎn)的滾珠絲杠螺母副螺旋滾道法向截形有兩種：單圓弧型和雙圓弧型，見圖221。這種截面形狀滾道形狀簡單，用成形砂輪磨削可得到較高精度。消除軸向間隙和調(diào)整預(yù)緊，不僅可以采用雙螺母結(jié)構(gòu)，也可以采用增大滾珠直徑的單螺母結(jié)構(gòu)。它按承載能力選取，并與進(jìn)給系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量要求有關(guān)。5，10，20，40 mm。滾珠絲杠副的特征代號見表21。這種形式的配置結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工藝較困難，適用于較長絲杠或臥式絲杠。2．潤滑使用潤滑劑，以提高耐磨性及傳動效率，從而維持傳動精度，延長使用壽命。在允許的情況下螺紋長度要盡量短。其結(jié)構(gòu)非常簡單，常用于電動機(jī)與絲杠之間齒輪傳動。墊片厚度的增減量t和齒側(cè)間隙D的關(guān)系可由下式算出：t=Dctgb（22）式中b——斜齒輪的螺旋角；D——齒側(cè)間隙； t——墊片厚度的增減量。2．軸向壓簧調(diào)整如圖231所示，兩個(gè)錐齒輪相互嚙合。、60176?；剞D(zhuǎn)角度的大小由微動開關(guān)和擋塊17決定，開始回轉(zhuǎn)時(shí)，擋塊14離開推桿15使微動開關(guān)S1復(fù)位，通過電路互鎖，始終保持工作臺處于上升位置。2．?dāng)?shù)控回轉(zhuǎn)工作臺為了實(shí)現(xiàn)任意角度分度，并在切削過程中能夠?qū)崿F(xiàn)回轉(zhuǎn)，采用了數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺。但由于同一側(cè)的螺距是相同的，所以仍能保持正確的嚙合。數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺可作任意角度的回轉(zhuǎn)和分度，因此能夠達(dá)到較高的分度精度。滾珠絲杠有前后兩個(gè)支承?；鍖?dǎo)軌如BB剖視圖所示為矩形導(dǎo)軌，鑲條1119用來調(diào)整刀架與滑板導(dǎo)軌的間隙。鑲條2225用于調(diào)整滑板與床身導(dǎo)軌的間隙。前支承的軸承由螺母2進(jìn)行預(yù)緊。采用滾珠絲杠螺母傳動副，可以有效地提高進(jìn)給系統(tǒng)的靈敏度、定位精度并防止爬行。當(dāng)工作臺靜止時(shí)，必須處于鎖緊狀態(tài)。從外形上看與分度工作臺沒有多大差別，但在內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能上則有較大的不同。壓力油經(jīng)油孔22進(jìn)入到壓緊液壓缸上腔9→活塞6帶動工作臺7下降→上鼠齒盤4與下鼠齒盤3在新的位置重新嚙合并定位壓緊。等。錐齒輪在彈力作用下沿軸向移動，從而達(dá)到消除齒側(cè)間隙的目的。但用彈簧壓緊能自動補(bǔ)償齒側(cè)間隙，達(dá)到無間隙傳動。3．雙齒輪錯(cuò)齒調(diào)整如圖227所示，兩個(gè)相同齒數(shù)的薄片齒輪2與另外一個(gè)寬齒輪嚙合。當(dāng)要求傳動速度快時(shí)，可選用大導(dǎo)程滾珠絲杠副。潤滑脂一般在安裝過程中放進(jìn)滾珠螺母的滾道內(nèi)，定期潤滑。（六）滾珠絲杠螺母副的密封與潤滑 1．密封通常滾珠絲杠副可用防塵密封圈和防護(hù)套密封，防止灰塵及雜質(zhì)進(jìn)入滾珠絲杠副。因此對滾珠絲杠的軸向精度和剛度要求較高。備注《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容2．精度等級—91滾珠絲杠螺母副按其使用范圍及要求分為7個(gè)精度等級，即7和10七個(gè)精度等級。精度要求高時(shí)，應(yīng)將導(dǎo)程取小一些，這樣在一定的軸向力作用下，絲杠上的摩擦阻力較小。（四）滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)及代號 1．滾珠絲杠螺母副的主要參數(shù)（1）公稱直徑dm：即滾珠絲杠的名義直徑（圖222）。2．雙圓弧型如圖221b所示。1．單圓弧型如圖221a所示。調(diào)整時(shí)先將內(nèi)齒圈取下，根據(jù)間隙的大小調(diào)整兩個(gè)螺母2分別向相同的方向轉(zhuǎn)過一個(gè)或多個(gè)齒。但預(yù)緊力也不宜過大，過大的預(yù)緊載荷將增加摩擦力，使傳動效率降低，縮短絲杠的使用壽命。6．不能實(shí)現(xiàn)自鎖由于其摩擦系數(shù)小不能自鎖，當(dāng)用于垂直位置時(shí)，為防止因突然停斷電而造成主軸箱下滑，