【文章內(nèi)容簡介】 斷提高，智能化的內(nèi)容包括在數(shù)控系統(tǒng)中的各個方面。 （ 1） 應用自適應控制技術(shù) ***機電工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 數(shù)控系統(tǒng)能檢測過程中一些重要信息 ，并自動調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達到改進系統(tǒng)運行狀態(tài)的目的。 （ 2）引入專家系統(tǒng)指導加工 將熟練工人和專家的經(jīng)驗，加工的一般規(guī)律和特殊規(guī)律存入系統(tǒng)中 ，以工藝參數(shù)數(shù)據(jù)庫為支撐，建立具有人工智能的專家系統(tǒng)。 （ 3）引入故障診斷專家系統(tǒng) （ 4）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動裝置 可以通過自動識別負載，而自動調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動系統(tǒng)獲得最佳的運行。 綜上所述，由于數(shù)控機床不斷采納科學技術(shù)發(fā)展中的各種新技術(shù)，使得其功能日趨完善，數(shù)控技術(shù)在機械加工中的地位也顯得越來越重要，數(shù)控機床的廣泛應用是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 a， 個性化是市場適應性發(fā)展趨勢 當今的市場，國際合作的格局逐漸形成，產(chǎn)品競爭日趨激烈，高效率、高精度加工手段的需求在不斷升級，用戶的個性化要求日趨強烈， 專業(yè)化、專用化、高科技的機床越來越得到用戶的青睞。 開放性是體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢 新一代數(shù)控系統(tǒng)的開發(fā)核心是開放性。開放性有軟件平臺和硬件平臺的開放式系統(tǒng)，采用模塊化，層次化的結(jié)構(gòu)，并通過形式向外提供統(tǒng)一的應用程序接口。 為解決傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)封閉性和數(shù)控應用軟件的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)存在的問題。目前許多國家對開放式數(shù)控系統(tǒng)進行研究， 數(shù)控系統(tǒng)開放化已經(jīng)成為數(shù)控系統(tǒng)的未來之路。目前開放式數(shù)控系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)規(guī)范、通信規(guī)范、配置規(guī)范、運行平臺、數(shù)控系統(tǒng)功能庫以及數(shù)控系統(tǒng)功能軟件開發(fā)工具等是當前研究的核心。網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩 年的一個新的焦點。數(shù)控裝備的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對信息集成的需求，也是實現(xiàn)新的制造模式如敏捷制造、虛擬企業(yè)、全球制造的基礎(chǔ)單元。國內(nèi)外一些著名數(shù)控機床和數(shù)控 。 b， 數(shù)控機床的發(fā)展方向 1．高速度、 高精度化 。速度和精度是數(shù)控機床的兩個重要指標，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前，數(shù)控系統(tǒng)采用位數(shù)、頻率更高的處理器，以提高系統(tǒng)的基本運算速度。同時，采用超大規(guī)模的集成電路和多微處理器結(jié)構(gòu)， 以提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力 ，并采用直線電動機直接驅(qū)動機床工作臺的直線伺服進給方式，其高速度和動態(tài)響應特 性相當優(yōu)越。采用前饋控制技術(shù)，使追蹤滯后誤差大大減小， 從而改善拐角切削的加工精度 。 為適應超高速加工的要求，數(shù)控機床采用主軸電動機與機床主軸合二為一的結(jié)構(gòu)形式，實現(xiàn)了變頻電動機與機床主軸一體化，主軸電機的軸承采用磁浮軸承、***機電工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 液體動靜壓軸承或陶瓷滾動軸承等形式。目前，陶瓷刀具和金剛石涂層刀具已開始得到應用。 2．多功能化。配有自動換刀機構(gòu)（刀庫容量可達１００把以上）的各類加工中心，能在同一臺機床上同時實現(xiàn)銑削、鏜削、鉆削、鉸孔、擴孔、攻螺紋等多種工序加工，現(xiàn)代數(shù)控機床還采用了多主軸、多面體切削，同 時對一個零件的不同部位進行不同方式的切削加工。數(shù)控系統(tǒng)由于采用了多ｃｐｕ結(jié)構(gòu)和分級中斷控制方式，即可在一臺機床上同時進行零件加工和程序編制，實現(xiàn)所謂的 “ 前臺加工，后臺編輯 ” 。為了適應柔性制造系統(tǒng)和計算機集成系統(tǒng)的要求，數(shù)控系統(tǒng)具有遠距離串行接口，甚至可以聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)數(shù)控機床之間的數(shù)據(jù)通信，也可以直接對多臺數(shù)控機床進行控制。 3．智能化?，F(xiàn)代數(shù)控機床將引進自適應控制技術(shù)，根據(jù)切削條件的變化，自動調(diào)節(jié)工作參數(shù)，使加工過程中能保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時也能提高刀具的使用壽 命和設(shè)備的生產(chǎn)效率 ?65310。哂兇哉鋃 ?、自修復功能，在整個工作狀態(tài)中，系統(tǒng)隨時對ｃｎｃ系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進行自診斷、檢查。一旦出現(xiàn)故障時，立即采用停機等措施，并進行故障報警，提示發(fā)生故障的部位、原因等。還可以自動使故障模塊脫機，而接通備用模塊，以確保無人化工作環(huán)境的要求。為實現(xiàn)更高的故障診斷要求，其發(fā)展趨勢是采用人工智能專家診斷系統(tǒng)。 4．數(shù)控編程自動化。隨著計算機應用技術(shù)的發(fā)展，目前ｃａｄ／ｃａｍ圖形交互式自動編程已得到較多的應用，是數(shù)控技術(shù)發(fā)展的新趨勢。它是利用ｃａｄ繪制的零件加 工圖樣，再經(jīng)計算機內(nèi)的刀具軌跡數(shù)據(jù)進行計算和后置處理，從而自動生成ｎｃ零件加工程序，以實現(xiàn)ｃａｄ與ｃａｍ的集成。隨著ｃｉｍｓ技術(shù)的發(fā)展，當前又出現(xiàn)了ｃａｄ／ｃａｐｐ／ｃａｍ集成的全自動編程方式，它與ｃａｄ／ｃａｍ系統(tǒng)編程的最大區(qū)別是其編程所需的加工工藝參數(shù)不必由人工參與，直接從系統(tǒng)內(nèi)的ｃａｐｐ數(shù)據(jù)庫獲得。 5．可靠性最大化。數(shù)控機床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標。數(shù)控系統(tǒng)將采用更高集成度的電路芯片，利用大規(guī)?；虺笠?guī)模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，來提高可靠性。還通過自動運行啟動診斷 、在線診斷、離線診斷等多種診斷程序，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進行故障診斷和報警。 6．控制系統(tǒng)小型化。數(shù)控系統(tǒng)小型化便于將機、電裝置結(jié)合為一體。 ***機電工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 7 第二章 零件的類型及材料選擇 零件 的 類型 零件類型包括軸類、回轉(zhuǎn)體、軸桿類零件、盤套類零件和箱體機架類零件等等，不同零件類型具有不同的特征，可以根據(jù)零件這些特征來判斷它是何種零件，以此類型來選擇不同的加工方式來加工此零件。 毛坯的最佳選擇 毛坯最佳適配的目的在于通過毛坯精調(diào)整來完成毛坯曲面在空間對理論曲面的包容過程，使得理論曲面均勻 地嵌入毛坯曲面之中，再利用細微處理，對毛坯曲面進行精確的姿態(tài)控制，以達到毛坯曲面上加工余量分布最優(yōu)狀態(tài)，即加工余量盡可能均勻分布且負余量最小，便于安排切削參數(shù)，優(yōu)化刀位軌跡，減少毛坯的堆焊量，降低操作人員的勞動強度。 該零件材料選擇 這次設(shè)計的零件為 六邊型腔零件 ，作為 型腔 零件，要求具有較高的強度，塑性好，其次要求有足夠的韌性、表面硬度，以保證零件在工作室不發(fā)生斷裂。以此選用 45 鋼，它的洛氏硬度為 4348HRC，具有良好的力學性能，主要用于強度、塑性要求較高的機械零件。 表 21 45鋼化學成分 碳 硅 錳 硫 不大于 磷 不大于 鉻 不大于 鎳 不大于 銅 不大于 ***機電工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 8 第三章 刀具選擇和零件加工工藝分析 零件工藝分析 1．該零件是由一個圓、槽和一個圓孔組成。 2．在加工該六邊型腔零件時，先對外輪廓進行粗加工，然后進行精加工，外輪廓進行加工完畢以后，換挖槽刀對倆個槽進行粗加工和精加工，最后換直柄麻花鉆對孔進行加工，這樣可以保證該零件具有較高的精度。 3．對六邊型腔零件進行后處理，并在 軟件中正確選擇刀具參數(shù)，刀具參數(shù)選定以后并在電腦中進行軌跡仿真，以保證看到自己滿意的效果，如有不當之處要進行修改，直到加工出自己滿意的效果為止。 表 31叉架板加工工藝卡 零件名稱：六邊型腔零件 機床型號 :FANUC 加工速度 零件精度 序號 加工內(nèi)容 切削速度 (mm/min) 主軸轉(zhuǎn)速(r/min) 進給速 (mm/min) 加工余量 （ mm） 1 外輪廓粗加工 400 1500 500 1 2 外輪廓精加工 400 1500 500 0 3 槽粗加工 400 2021 500 4 槽 精加工 400 2500 400 5 孔加工 400 2500 500 0 ***機電工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 9 刀具的選擇 表 32刀具的選擇 序號 加工部位 刀具直徑 1 平面銑削 直徑 20 的立銑刀 2 鉆孔加工 直徑 20 的直柄麻花鉆 3 粗加工 248。110 圓外形 直徑 20 的立銑刀 4 精加工 248。110 圓外形 直徑 20 的立銑刀 5 粗加工凸臺外形 直徑 20 的平底刀 6 精加工凸臺外形 直徑 20 的立銑刀 7 粗加工梅花型腔 直徑 8 的三刃立銑刀 8 精加工梅花型腔 直徑 8 的三刃立銑刀 零件加工時夾具 選擇 1． 對夾具的基本要求 ： 實際上數(shù)控銑削加工時 — 般不要求很復雜的夾具 ，只要求有簡單的定位、夾緊機構(gòu)就可以了。 其設(shè)計原理也與通用銑床夾具相同 ，結(jié)合數(shù)控銑削加工的特點，這里只提出幾點基本要求： （ 1） 為保持零件安裝方位與機床坐標系及程編坐標系方向的一致性，夾具應能保證在機床上實現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調(diào)零件定位面與機床之間保持一定的坐標尺寸聯(lián)系。 （ 2） 為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機構(gòu)元件與加工面之間應保持一定的安全距離，同時要求夾緊機構(gòu)元件能低則低， 以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。 （ 3） 夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點的設(shè)計，當非要在加工過程中更換夾緊點不可時，要特別注意不能因更換夾緊點而破壞夾具或工件定位精度。 2． 常用夾具類型 數(shù)控銑削加工常用的夾具大致有下列幾種： （ 1） 萬能組合夾具 適用于小批量生產(chǎn)或研制時的中、小型工件在數(shù)控銑床上進行銑加工。 ***機電工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 10 （ 2） 專用銑切夾具 是特別為某一項或類似的幾項工件設(shè)計制造的夾具，一般在批量生產(chǎn)或研制時非要不可時采用。 （ 3） 多工位夾具 可以同時裝夾多個工件，可減 少換刀次數(shù)，也便于一面加工，一面裝卸工件，有利于縮短準備時間，提高生產(chǎn)率，較適宜于中批量生產(chǎn)。 （ 4） 氣動或液壓夾具 適用于生產(chǎn)批量較大，采用其他夾具又特別費工、費力的工件。能減輕工人勞動強度和提高生產(chǎn)率，但此類夾具結(jié)構(gòu)較復雜，造價往往較高，而且制造周期較長。 （ 5） 真空夾具 適用于有較大定位平面或具有較大可密封面積的工件。有的數(shù)控銑床 (如壁板銑床 )自身帶有通用真空平臺，在安裝工件時，對形狀規(guī)則的矩形毛坯，可直接用特制的橡膠條 (有一定尺寸要求的空心或?qū)嵭膱A形截面 )嵌入夾具的密封槽內(nèi)，再將毛坯放上，開動真空泵 ，就可以將毛坯夾緊。對形狀不規(guī)則的毛坯，用橡膠條已不太適應，須在其周圍抹上膩子 (常用橡皮泥 )密封，這樣做不但很麻煩，而且占機時間長，效率低。為了克服這種困難，可以采用特制的過渡真空平臺，將其疊加在通用真空平臺上使用。 除上述幾種夾具外，數(shù)控銑削加工中也經(jīng)常采用虎鉗、分度頭和三爪夾盤等通用夾具。 3．數(shù)控銑削夾具的選用原則 在選用夾具時，通常需要考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量，生產(chǎn)效率，質(zhì)量保證及經(jīng)濟性等，選用時可參照下列原則： （ 1） 在生產(chǎn)量小或研制時，應廣泛采用萬能組合夾具，只有在組合夾具無法解決工件裝夾時才可放棄 。 （ 2） 小批或成批生產(chǎn)時可考慮采用專用夾具，但應盡量簡單 。 （ 3） 在生產(chǎn)批量較大時可考慮采用多工位夾具和氣動 。液壓夾具。 本零件加工的外輪廓、槽以及孔加工都在一個平面上，以此在選擇夾具加工時選擇三爪夾盤夾具，這樣可以完全固定該零件，在加工時不會使零件產(chǎn)生放動，以保證零件在加工時具有較高的精度。 ***機電工程學院畢業(yè)設(shè)計（論文 ） 11 第四章 刀具參數(shù)選擇以及數(shù)控仿真加工 4． 1 零件毛坯的安裝 利用三爪夾盤的扳手將卡盤打開，并將要加工零件的毛坯放在卡盤里，并用扳手將毛坯夾緊，然后將三爪卡盤放到機床的工作臺上，用螺釘固定，使其在加工時不會動 彈，以防影響在加工時工件放動，影響加工精度。 4． 2 刀具參數(shù)的選擇 1，面銑刀參數(shù)選擇： （ 1）單擊刀具路徑菜單下的面銑刀，選擇直徑為 20 的面銑刀，在單擊平面加工參數(shù)選項卡。 （ 2）取消參考高度，進給下刀位