【正文】 在各種招聘會上，數(shù)控專業(yè)人才更是企業(yè)熱衷于標(biāo)注“急聘”、“高薪誠聘”等字樣的少數(shù)職位之一，以致出現(xiàn)了“月薪 6000 元難聘數(shù)控技工”，“年薪 16 萬元招不到數(shù)控技工”的現(xiàn)象。 ：編程人員只要根據(jù)零件圖紙的要求，按照某個自動編程系統(tǒng)的規(guī)定， 將零件的加工信息用較簡便的方式送入計算機，由計算機自動進行程序的編制，編程系統(tǒng)能自動打印出程序單和制備控制介質(zhì)。 對凡是需要在淬硬表面上加工的螺孔、 鍵槽等，都應(yīng)安排在淬火前加工。 ② 力求切削進給路線最短。 在確定每道工序的切削用量時，應(yīng)根據(jù)刀具的耐用度和機床說明書中的規(guī)定去選擇。當(dāng)連續(xù)切削時，粗銑刀直徑要小一些，精銑刀直徑要大一些，最好能包容待加工面的整個寬度。毛坯經(jīng)過加熱鍛造后，可使金屬內(nèi)部纖維組織沿表面均勻分布，獲得較高的抗拉、抗彎及抗扭強度。為了減少殘余應(yīng)力，箱體鑄造后應(yīng)進行時效處理。 （ 3） 零件的尺寸及質(zhì)量 零件尺寸的大小及質(zhì)量的好壞與材料的品種及毛坯制取方法有關(guān)，對外形復(fù)雜、尺寸較大的零件，若考慮用鑄造毛坯，則應(yīng)選用適合鑄造的材料；若考慮用焊接毛坯，則應(yīng)選用焊接性能較好的材料；尺寸小、外形簡單、批量大的零件，適于沖壓和模鍛，所選材料就應(yīng)具有較好的塑性。中碳鋼的含碳量在 %~%之間，它的綜合力學(xué)性能較好，因此可用于制造受力較大的螺栓、螺母、鍵、齒輪和軸等零件。其中灰鑄鐵和球墨鑄鐵屬脆性材料，不能輾壓和鍛造，不易焊接，但具有適當(dāng)?shù)囊兹坌院土己玫囊簯B(tài)流動性，因而可鑄成形狀復(fù)雜的零件。 CAD／ CAM 技術(shù) 1963 年，美國麻省理工學(xué)院首次提出 CAD(Computer Aided Design— 計算機輔助設(shè)計 )的概念。 為了提高數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床的可靠性，人們采取了以下一些措施： (1)提高數(shù)控系統(tǒng)的硬件質(zhì)量 選用高質(zhì)量的集成電路芯片、印制電路板和其它元器件，建立并實施從元器件篩選、穩(wěn)定產(chǎn)品的制造和裝配工藝到性能測試等一系列完整的質(zhì)量保證 體系。當(dāng)加工對象 改變時，除了相應(yīng)更換刀具和解決工件裝夾方式外，只要重新編寫并輸入該零件的加工程 序，便可自動加工出新的零件，不必對機床作任何復(fù)雜的調(diào)整，這樣縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，給新產(chǎn)品的研制開發(fā)以及產(chǎn)品的改進、改型提供了捷徑。加工對象改變時，只需重新編制程序 或更換一條穿孔帶、磁帶或其他形式的信息載體，即不需要對機床結(jié)構(gòu)重新進行調(diào)整，也不需要制造凸輪、靠模一類的輔助裝置。 4. 位置控制單元 位置控制單元是把插補運算求取的坐標(biāo)給定值與位置檢測裝置測得的實際值進行比較，然后將結(jié)果送入速度控制單元 ，對進結(jié)機構(gòu)的運動進行控制。包括數(shù)控機床的床身、主軸以及進給機構(gòu)等。 I 題目 ： 傳動器主要部件的數(shù)控加工 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床不僅在宇航、造船、軍工等領(lǐng)域廣泛使用，而且也進入了汽車、機床等民用機械制造行業(yè)。與傳統(tǒng)的機床相比，數(shù)控機床的外部造型、整體部局、傳動系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)以及操作機構(gòu)等方面部已發(fā)生了很大的變化，這些變化的目的是為了滿足數(shù)控技術(shù)的要求，從而使數(shù)控機床的特點得以充分發(fā)揮。 5. 可編程序控制器 可編程序控制器 (PLC)是用來替代傳統(tǒng)的機床強電控制線路，實現(xiàn)對數(shù)控機床的切削液供給、停止、刀具的自動交換、工作臺的自動交換等的自動控制功能。這樣，便非常迅速地從一種零件的加工過渡到另一種零件的加工，生產(chǎn)準(zhǔn)備周期大為縮短。 4) 生產(chǎn)效率高 數(shù)控機床的加工效率高，一方面是自動化程度高，在一次裝夾中能完成 較多表面的加工，省去了劃線、多次裝夾、檢測等工序 。 (2)實現(xiàn)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化 性能越來越完善，功能愈來愈豐富的現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)有利地促進了其硬件、軟件實現(xiàn)“三化”：模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，包括數(shù)控機床的主軸部件，變速箱立柱、工作臺、刀架、刀庫等都可模塊化生產(chǎn)。 MIT 小組初步設(shè)想了采用計算機設(shè)計、分析，并開發(fā)了交互式圖形處理系統(tǒng)、繪制出了工程圖，從而使 CAD 由試驗階段過渡到了實施階段?；诣T鐵的抗壓強度高，耐磨性、減振性好，對應(yīng)力集中的敏感性小，價格便宜，但其抗拉強度較鋼差。含碳量在 %~%的高碳鋼具有高的強度和剛性，通常用于制作普通的板彈簧、螺旋彈簧和鋼絲繩。 （ 4） 經(jīng)濟性 選擇零 件材料時，當(dāng)用價格低廉的材料能滿足使用要求時，就不應(yīng)選擇價格高的材料，這對于大批量制造的零件尤為重要。 5. 軸 通過對材料的綜合性能及經(jīng)濟性的分析，本課題所設(shè)計的軸采用 45 鋼，因其在機構(gòu)中起傳遞作用，則需要有較高的強度、硬度和耐磨性。 2．軸類零件的熱處理 鍛造毛坯在加工前，均需安排正火或退火處理，使鋼材內(nèi)部晶粒細(xì)化，消除鍛造應(yīng)力，降低材料硬度，改善切削加工性能。加工余量大，且加 工面又不均勻時，刀具直徑要選得小些，否則當(dāng)粗加工時會因接刀刀痕過深而影響加工質(zhì)量。也可以結(jié)合實際經(jīng)驗用類比法確定切削用量。切削進給路線為最短，可有效地提高生產(chǎn)效率，降 22 低刀具的損耗等。非淬硬表面上螺孔、鍵槽等一般在外圓精車之后，精磨之前進行加工。自動編程適用于：形狀復(fù)雜的零件、雖不復(fù)雜但編程工作量很大的零件（如有數(shù)千個孔的零件）、雖不復(fù)雜但計算 工作量大的零件（如輪廓加工時，非圓曲線的計算）。據(jù)報載，我國高級技工正面臨著“青黃不接”的嚴(yán)重局面，原有技工年齡已大，中年技工為數(shù)不多，青年技工尚未成熟。目前國外 機械設(shè)備的數(shù)控化率已達到 85%以上，而我國的機械設(shè)備的數(shù)控化率不足 20%，隨著我國機制行業(yè)新技術(shù)的應(yīng)用，我國世界制造業(yè)加工中心地位形成，數(shù)控機床的使用、維修、維護人員在全國各工業(yè)城市都非常緊缺，再加上數(shù)控加工人員從業(yè)面非常廣，可在現(xiàn)代制造業(yè)的模具、鐘表業(yè)、五金行業(yè)、中小制造業(yè)、從事相應(yīng)公司企業(yè)的電腦繪圖、數(shù)控編程設(shè)計、加工中心操作、模具設(shè)計與制造、 電火花及線切割工作，所以目前現(xiàn)有的數(shù)控技術(shù)人才無法滿足制造業(yè)的需求，而且人才市場上的這類人才儲備并不大，企業(yè)要在人才市場 上尋覓合適的人才顯得比較困難，以至于導(dǎo)致 模具設(shè)計、 CAD/CAM 工程師、數(shù)控編程、數(shù)控加工等已成為我國各人才市場招聘頻率最高的職位之一。對編程人員的要求高（不僅要熟悉數(shù)控代碼和編程規(guī)則，而且還必須具備機械加工工藝知識和數(shù)值計算能力）手工編程適用于：幾何形狀不太復(fù)雜的零件。但這些表面也不能放在主要表面精加工后，以防在加工非主要表面過程中損傷已精加工過的主要表面?？赏ㄟ^巧用起刀點、將起刀點與其對刀點重合在一起；巧設(shè)換（轉(zhuǎn)）刀點，如果將第二把刀的換刀點也設(shè)置在合適點位置上，則可縮短空行程距離，在合理安排“回零”路線時，應(yīng)使其前一刀終 點與后一刀起點間的距離盡量減短，或者為零，即可滿足進給路線為最短的要求。經(jīng)濟的、有效的加工方式，要求必須合理地選擇切削條件。一般采用兩次走刀，一次粗銑，一次精銑。 ⑵ 軸類毛坯 常用圓棒料和鍛件；大型軸或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的軸采用鑄件。加工方法多采用鑄造，毛坯在鑄造時應(yīng)防止砂眼和氣孔產(chǎn)生。金屬材料的性能可通過熱處理和表面強化（如噴丸、滾壓等）來提高和改善，因此要充分利用熱處理和表面處理的手段來發(fā)揮材料的潛力。含碳量在 %~%的低碳鋼零件可通過滲碳淬火使其表面硬而心部韌，一般用于制造齒輪、鏈輪等要求表面耐磨而且耐沖擊的零件。 1 鑄鐵 常用的鑄鐵有灰鑄鐵、球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵、合金鑄鐵等。 8)數(shù)控加工工藝技術(shù)文件的編寫與歸檔。而自適應(yīng)控制技術(shù)則能根據(jù)切削條件的實時變化，自動調(diào)整并保持最佳工作狀態(tài)，從而得到高的加工精度、較小的表面粗糙度值，并提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。 3) 加工對象適應(yīng)性強 數(shù)控機床上實現(xiàn)自動加工的控制信息是加工程序。 與其他類型的自動化機床型比較，數(shù)控機床主要有如下一些優(yōu)點 : (1) 具有較大柔性 由前述可知，數(shù)控機床是按照記錄在穿孔帶等信息載體上的指令信息自動加工進行加工的。存儲器一般由存放系統(tǒng)程序的只讀存儲器 ROM、存放運算的中間結(jié)果的隨機存儲器 RAM以及存放加工零件程序、數(shù)據(jù)和參數(shù)的 RAM等組成。 (一 )機床的主體 數(shù)控機床的主體即數(shù)控機床的主要機械結(jié)構(gòu)部分。目前，在機械行業(yè)中，單件、小批量的生產(chǎn)所占有的比例越來越大，機械產(chǎn)品的精度和質(zhì)量也在不斷地提高。 (二 )控制裝置 控制裝置是數(shù)控機床的中心環(huán)節(jié)，也叫做計算機數(shù) 控（ CNC）裝置。 6. 通信接口 現(xiàn)代數(shù)控機床往往都帶有標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)通信接口，以便與編程機及上級計算機聯(lián)接，實現(xiàn)通信功能。 5 (2) 能獲得較高的加工精度 機床加工精度在很大程度上取決于進給傳動的位置精度。另一方面是數(shù)控機床的運動速度 高，空行程時間短?！叭钡膶崿F(xiàn)，不僅便于組織開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用，而且也提高了機床的質(zhì)量和運行的可靠性，并便于用戶的維修和保養(yǎng)。 CAM(Computer Aided Manufacturing— 計算機輔助制造 )是從 APT 開始的。灰鑄鐵常用作機架或殼 座。合金結(jié)構(gòu)鋼是在碳鋼中加入某些合金元素冶煉而成。此外還應(yīng)考慮加工成本及維修費用。因此，采用淬火 3545HRC。 調(diào)質(zhì)一般安排在粗車之后、半精車之前，以獲得良好的物理力學(xué)性能。 2）高速鋼立銑刀多用于加工凸臺和凹槽，最好不要用于加工毛坯面，因為毛坯面有硬化層和夾砂現(xiàn)象，刀具會很快被磨損。在選擇切削用量時要充分保證刀具能加工完一個零件，或保證刀具耐用度不低于一個工作班，最少不低于半個工作班的工作時間。 矩形進給路線，適用于棒料毛坯，進給路線較短。 加工余量的確定 加工余量的大小等于每個中間工序加工余量的總和。 根據(jù)以上各種程序編制的特點，對軸的加工程序的編制進行以下選擇：由于軸的幾何形狀不太復(fù)雜，因此對其外圓表面的加工，應(yīng)選擇手工編程；其軸上的鍵槽雖不復(fù)雜但計算工作量大，因此選擇自動編程。在制造業(yè)，能夠熟練操作現(xiàn)代化機床的人才已成稀缺， 據(jù)統(tǒng)計，目前，我國技術(shù)工人中，高級技工占 %，中級工占 35%，初級工占 60%。 將來展望 近年來，隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域，尤其是機械制造業(yè)中，普通機械正逐漸被高效率、高精度、高自動化的數(shù)控機械所代替。 ：整個編程過程由人工完成。這些表面加工一般不易出現(xiàn)廢品，所以盡量安排在后面工序進行，主要表面加工一旦出了廢品，非主要表面就不需加工了，這樣可以避免浪費工時。其基本原則是： ① 力求空行程路線最短。這些條件決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。 其次在選用刀具時還應(yīng)注意以下幾點： 1）在數(shù)控機床上銑削平面時，應(yīng)采用鑲裝可轉(zhuǎn)位硬質(zhì)合金刀片的銑刀。 軸類零件的材料、毛坯及熱處理 1．軸類零件的材料 ⑴ 軸類零件材料 常用 45 鋼，精度較高的軸可選用 40Cr、軸承鋼 GCr1彈簧鋼 65Mn，也可選用球墨鑄鐵；對高速、重載的軸，選用 20CrMnTi、 20Mn2B、 20Cr等低碳合金鋼或 38CrMoAl 氮化鋼。本課題所設(shè)計的箱體采用鑄鐵 HT200，因為鑄鐵具有較好的耐磨性、鑄造 16 性、切削性和減振性，且成本低廉。零件在工 作中有可能發(fā)生磨損之處，要提高其表面硬度，以增強耐磨性，應(yīng)選擇適于進行表面處理的淬火鋼、滲碳鋼、氮化鋼。低碳鋼的含碳量低于 %，其強度極限和屈服極限較低，塑性很高，可焊性好，通常用于制作螺釘、螺母、墊圈和焊接件等。含碳量小于 2%的鐵碳合金稱為鋼，含碳量大于 2%的稱為鐵。 7)首件試加工與現(xiàn)場問題處理。實際加工中，很難選擇最佳參數(shù)進行切削。 2) 加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定 數(shù)控加工的尺寸精度通常在 ～ 之間，日 前最高的尺寸精度可達士 ，不受零件形狀復(fù)雜程度的影響，加工中消除了操作者 的人為誤差，提高了同批零件尺寸的一致性，是產(chǎn)品質(zhì)量保持穩(wěn)定。數(shù)控機床就是在這種形勢下產(chǎn)生的自動化設(shè)備，它是發(fā)展柔性生產(chǎn)的基礎(chǔ)裝備。 3. 存儲器 存儲器是用來存放 CNC裝置的數(shù)據(jù)、參數(shù)及程序的。雖然數(shù)控機床的種類繁多，但它們的組成部分基本相同，主要包括以下幾個方面。所以，普通機床越來越難以滿足加工精密零件的需要。 CNC裝置實際上就是一個計算機系統(tǒng)，通過對加工程序的運