【文章內(nèi)容簡介】 且也要偶刀具半徑和長度的補(bǔ)償功能以及主軸轉(zhuǎn)速控制的功能。現(xiàn)代組合機(jī)床也算是一種直線運(yùn)動控制數(shù)控機(jī)床。 （ 3） 輪廓控制的數(shù)控機(jī)床 : 它是指能實現(xiàn)兩軸或兩軸以上的聯(lián)動加工，而且對各坐標(biāo)的位移和速度進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷控制，具有這種控制功能的數(shù)控機(jī)床。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床大多數(shù)有兩坐標(biāo)或以上聯(lián)動控制 、刀具半徑和長度補(bǔ)償?shù)鹊裙δ堋０绰?lián)動軸數(shù)也可分兩軸聯(lián)動、兩軸半、三軸、四軸、五軸聯(lián)動等。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，多坐標(biāo)聯(lián)動控制也越來普遍 按進(jìn)給伺服系統(tǒng)類型分類 由數(shù)控裝置發(fā)出脈沖或電壓信號，通過伺服系統(tǒng)控制機(jī)床各運(yùn)動部件運(yùn)動。數(shù)控機(jī)床按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類有三種形式：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 開環(huán)數(shù)控機(jī)床 這種控制系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)，無位置測量元件，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)運(yùn)算，輸出指令脈沖控制步進(jìn)電機(jī)工作，如圖 11 所示，這種控制方式對執(zhí)行機(jī)構(gòu)不檢測，無反饋控制信號，因此稱 之為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)備成本低，調(diào)試方便，操作簡單，但控制精度低，工作速度受到步進(jìn)電機(jī)的限制。 圖 開環(huán)控制系統(tǒng) 閉環(huán)數(shù)控機(jī)床 這種控制系統(tǒng)絕大多數(shù)采用伺服電機(jī)，有位置測量元件和位置比較電路。如圖 12 所示，測量元件安裝在工作臺上，測出工作臺的實際位移值反饋給數(shù)控裝置。位置比較電路將測量元件反饋的工作臺實際位移值與指令的位移值相比較，用比較的誤差值控制伺服電機(jī)工作，直至到達(dá)實際位置，誤差值消除，此稱之為閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高，但要求機(jī)床的剛性好，對機(jī)床的加工、裝配要求 高，調(diào)試較復(fù)雜，而且設(shè)備的成本高。 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 偏心鎖緊組件的數(shù)控加工工藝與編程 10 圖 閉環(huán)控制系統(tǒng) 半閉環(huán)控制系統(tǒng) 這種控制系統(tǒng)的位置測量元件不是測量工作臺的實際位置，而是測量伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)角，經(jīng)過推算得出工作臺位移值，反饋至位置比較電路 ,與指令中的位移值相比較，用比較的誤差值控制伺服電機(jī)工作。這種用推算方法間接測量工作臺位移，不能補(bǔ)償數(shù)控機(jī)床傳動鏈零件的誤差，因此稱之為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高于開環(huán)控制系統(tǒng)，調(diào)試比閉環(huán)控制系統(tǒng)容易，設(shè)備的成本介于開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)之間。 圖 半閉環(huán)控制系統(tǒng) 按數(shù)控系統(tǒng) 的功能水平分類 將機(jī)床分為高、中、低擋（經(jīng)濟(jì)型）數(shù)控機(jī)床 見下表 功能 抵擋 中檔 高檔 分辨率 m?/ 10 1 進(jìn)給速度 ? ?min// m 8~ 15 15~ 24 15~ 100 驅(qū)動軸數(shù)（軸） 開環(huán) 半閉環(huán)或閉環(huán)直流或交流伺服系統(tǒng) 通信功能 2~ 3 2~ 4 3~ 5 顯示功能 一般無 RS232或 DNC接口 可有 MAP 通信接口，有聯(lián)網(wǎng)能力 內(nèi)裝 PLC 無 有 有較強(qiáng)的 PLC 主 CPU 8 位、 16 位 32 位或 32 位以上的多 CPU 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 偏心鎖緊組件的數(shù)控加工工藝與編程 11 數(shù)控編程 數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床不同，整個加工過程中不需要人的操作，而由程序來進(jìn)行控制。在數(shù)控機(jī)床加工零件時，首先要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計算刀具中心運(yùn)動軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后然后把全部工藝過程以及其他輔助功能（主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開關(guān)、變速。換刀等）按運(yùn)動順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經(jīng)過調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)（或稱程序載體）上；最后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機(jī)床完成工件的全部加工過程。因此，把從分析零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的 全部過程為零件加工程序的編制。 數(shù)控編程一般分為手工編程和自動編程兩種 （ 1）手工編程 手工編程是指程序編制的整個步驟幾乎全部是由人工完成的。對于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯機(jī)會較少，這時用手工編程即及時又經(jīng)濟(jì)，因而手工編程仍被廣泛的應(yīng)用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但是工件輪廓復(fù)雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等平面，或工件加工程序較長時，使用手工編程將十分繁瑣、費(fèi)時，而且容易出錯，常會出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床的加工情況，影響數(shù)控機(jī)床的開動率。此 時必須用自動編程的方法編制程序。 （ 2）自動編程 自動編程有兩種： APT 軟件編程和 CAM 軟件編程 APT 軟件是利用計算機(jī)和相應(yīng)的處理程序、后置處理程序?qū)α慵闯绦蜻M(jìn)行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工進(jìn)行外（有些自動編程系統(tǒng)能確定最佳的加工工藝參數(shù)），其余的工作，包括數(shù)值計算、編寫程序單、制作數(shù)控介質(zhì)、程序檢驗等各項工作均有計算機(jī)自動完成。編程人員只需要根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序，送入計算機(jī)，由計算機(jī)自動地進(jìn)行數(shù)值計算、后置處理，編寫出零件 加工程序單，并在屏幕模擬顯示加工過程，及時修改，將加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。 CAM 軟件是將加工零件以圖形的形式輸入計算機(jī)，有計算機(jī)自動進(jìn)行數(shù)值計算、前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時修改，再通過后置處理形成加工程序輸入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。自動編程的出現(xiàn)使得一些計算繁瑣、手工編程困難、或手工無法編出的程序都能夠?qū)崿F(xiàn)。 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 偏心鎖緊組件的數(shù)控加工工藝與編程 12 第二 章 偏心鎖緊組件的數(shù)控加工工藝與編程 左側(cè)軸 工藝分析 零件圖樣分析 圖 左側(cè)軸零件圖 根據(jù)零件左側(cè)軸分析出該工件的加工平面 為 xz 平面，加工輪廓較為復(fù)雜，由孔、螺紋、倒角和直線（即外輪廓）構(gòu)成工件輪廓的各幾何元素條件充分，由圖樣標(biāo)注的尺寸可見圖樣易于進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，尺寸基準(zhǔn)統(tǒng)一（由中心相對兩邊對稱標(biāo)注），建立坐標(biāo)系明確。 本圖樣加工內(nèi)孔時對刀具半徑尺寸有一定的要求，根據(jù)圖樣確定鉆孔直徑為 Ф26mm，內(nèi)槽刀寬度為 4mm。該材料為 45 鋼，由此我們可以確定相應(yīng)的工藝參數(shù) 。 確定工序及工步 由于左側(cè)軸形狀尺寸和位置尺寸均標(biāo)注公差要求，且對 A,B 面平行度要求較高，表面粗糙度為 mRa ? 通孔的表面粗糙度為 mRa ? ，要求難度較高，故加工順序可作如下安排： （ 1） 左側(cè)端面切削 先安裝車刀并對刀，留 5mm 厚度以便于端面切削，切削厚度為 5mm 的端南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 偏心鎖緊組件的數(shù)控加工工藝與編程 13 面。 （ 2） 車外輪廓 粗車外輪廓，留 單邊余量，長度為 。 精車外輪廓 （ 3） 切斷零件 換刀切斷零件 （ 4） 調(diào)頭裝夾 對刀，進(jìn)行端面切削和倒角 （ 5） 加工工藝孔 安裝 Ф15 的鉆頭并對刀，設(shè)置刀具參數(shù)，鉆孔 （ 6） 內(nèi)孔加工 換內(nèi)孔鏜 刀并對刀，設(shè)置刀具參數(shù)，粗鏜孔，留 單邊余量，精鏜孔 確定安裝定位方案 用三抓卡盤加緊零件，先加工左側(cè)面，再切斷工件；調(diào)頭裝夾，先進(jìn)行端面切削，再鉆孔，用內(nèi)孔鏜刀等刀具加工內(nèi)孔 選擇刀，量具 由圖樣分析， T1 為 90176。外圓車刀， T2 為寬 5mm 的切斷刀， T3 為內(nèi)孔鏜刀，T4 為寬 4mm 內(nèi)切槽刀， T5 為內(nèi)孔螺紋刀， T6 為 Ф15mm的鉆頭。加工刀具的確定如下表所示 表 左側(cè)軸 刀具卡片 序號 刀具號 刀具規(guī)格名稱 數(shù)量 加工表面 備注 1 T01 硬質(zhì)合金 90176。外圓車刀 1 外輪廓 2 T02 寬 5mm 的切斷刀 1 端面 3 T03 內(nèi)孔鏜刀 1 鏜內(nèi)孔 3 T04 寬 4mm 內(nèi)切槽刀 1 孔內(nèi)槽 4 T05 內(nèi)孔螺紋刀 1 孔內(nèi)螺紋 5 T06 Ф15mm的鉆頭 1 鉆中心孔 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 偏心鎖緊組件的數(shù)控加工工藝與編程 14 確定工藝參數(shù) （ 1） 背吃刀面 它主要根據(jù)機(jī)床，夾具，工件和刀具的剛性決定。在允許的條件下，最好一次性切除余量，以提高加工效率，這里選擇一次切除余量（即 ） （ 2） 主軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)允許的切削速度 v 選取轉(zhuǎn)速 D/1000 ?vn? 式中， D 為刀具直徑（ mm）， v 由刀具壽命決定。 90176。外圓車刀速度為 n1=500r/min Ф15mm的鉆頭選用 n2=400r/min 內(nèi)孔鏜刀的速度選用 n3=500r/min 槽刀的速度選用 n4=300r/min 內(nèi)切槽刀速度選為 n5=300r/min 程序編制 O0001 N10 T0101 90176。外圓車刀 N20 G00 X150 Z100 N30 M03 S500 N40 G90 G95 G00 X60 Z5 N50 G71 U2 N60 G71 P70 Q120 N70 G01 X26 S1000 N75 Z0 N80 X26 Z1 N90 Z12 N100 X36 N110 X38 Z13 N120 N130 G70 P70 Q120 N140 G00 X150 Z100 N150 T0202 換寬度為 4mm 的切斷刀 N160 M03 S300 N170 G00 X60 Z58 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 偏心鎖緊組件的數(shù)控加工工藝與編程 15 N180 G01 X0 N190 X60 F200 N200 G00 X150 Z100 N210 M05 N220 M02 調(diào)頭裝夾，手動鉆 Ф15mm的中心孔 O0002 N10 T0101 換 90176。外圓車刀 N20 M03 S500 N30 G90 G95 G00 X40 Z5 N40 G71 N50 G71 P60 Q80 N60 G01 X37 S1000 N70 Z0 N80 X38 Z1 N90 G70 P60 Q80 N100 G00 X150 Z100 N110 M05 N120 T0303 換內(nèi)孔鏜刀，粗鏜內(nèi)孔 N130 M03 S500 N140 G00 X25 Z5 N150 G71 U1 N160 G71 P170 Q230 N170 G01 X34 S1000 N180 Z0 N190 X32 Z1 N200 Z7 N210 X28 N220 Z25 N225 X20 N226 Z30 N230 X25 N240 G00 Z100 X150 N250 M05 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計 偏心鎖緊組件的數(shù)控加工工藝與編程 16 N260 T0303 精鏜內(nèi)孔 N270 M03 S500 N280 G00 X34 Z5 N290 G70 P170 Q230 N300 G00 X150 Z100 N310 M05 N320 T0404 換內(nèi)切槽刀 N330 M03 S400 N340 G90 G95 G00 X25 Z5 N350 G01 Z25 N360 X32 N370 X25 N380 Z5 N390 G00 X150 Z100 N400 M05 N410 T0505 換內(nèi) 螺紋刀 N420 M03 S300 N430 G00 X25 Z5 N440 G76 P021060 Q100 N450 G76 X28 Z