【正文】 上。這些電機(jī)通常是大轉(zhuǎn)矩的伺服機(jī)構(gòu)，直接安裝在工作臺或刀座的絲桿上。大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)是由來自定子和轉(zhuǎn)子組件的磁力脈沖驅(qū)動的，這種作用的結(jié)果是電機(jī)主狀一轉(zhuǎn)產(chǎn)生 200 步矩。把電機(jī)注解接在 10 扣 /英寸的絲桿上，每步能產(chǎn)生 英寸的移動。液壓伺服馬達(dá)使壓力液體流過齒輪或拄塞，從而使周轉(zhuǎn)動。絲桿和滑座的機(jī)械運(yùn)動是通過各種閥和液壓馬達(dá)的控制來實(shí)現(xiàn)的。液壓伺服馬達(dá)產(chǎn)生比步進(jìn)電機(jī)更大的轉(zhuǎn)矩，但比步進(jìn)電機(jī)貴，且噪聲很大。大多數(shù)大型數(shù)控機(jī)床使用液壓伺服機(jī)構(gòu)。 使用開環(huán)系統(tǒng) 的數(shù)控機(jī)床，沒有反饋信號來確保機(jī)床的坐標(biāo)做是否運(yùn)動了所需的距離。即，如果接受的輸入信號是使一特定工作臺坐標(biāo)做移動 英尺的唯一保證是閉環(huán)系統(tǒng)便宜。閉環(huán)系統(tǒng)能夠?qū)?shí)際輸出與輸入信號加以比較，并對任何誤差進(jìn)行補(bǔ)償。反饋裝置真實(shí)地將工作臺加以比較，并對任何誤差進(jìn)行補(bǔ)償。反饋裝置真實(shí)地將工作臺已運(yùn)動的量與輸入信號進(jìn)行比較。用于閉環(huán)系統(tǒng)的一些反饋裝置是傳感器、電尺或磁尺以及同步器等。閉環(huán)系統(tǒng)大大增加了數(shù)控機(jī)床的準(zhǔn)確性。 加工中心 當(dāng)前，許多技術(shù)更為先進(jìn)的車床叫做加工中心。因?yàn)椋鼈兂送瓿沙Ｒ?guī)的車削工作之外 ，還可以完成某些銑削、鉆削工作。加工中心基本上可以認(rèn)為是轉(zhuǎn)塔車床和銑床的組合體。有時，制造廠商為了增加機(jī)床的多用性，還會增加一些其他的性能。 數(shù)字控制 先進(jìn)制造技術(shù)中的一個最基本的概念是數(shù)字控制（ NC）。在數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)之前，所有的機(jī)床都是由人工操縱和控制的。在與人工控制的機(jī)床有關(guān)的很多局限性中，操作者的技能大概是最突出的問題。采用人工控制時，產(chǎn)品的質(zhì)量直接與操作者的技能有關(guān)。數(shù)字控制代表了從人工控制機(jī)床走出來的第一步。 數(shù)字控制意味著采用預(yù)先錄制的，存儲的符號指令，控制機(jī)床和其他制造系統(tǒng)。一個數(shù)控技師的工作 不是去操縱機(jī)床，而是編寫能夠發(fā)出機(jī)床操縱指令的程序。對于一臺數(shù)控機(jī)床，其上必須裝有一個被稱為閱讀機(jī)的界面裝置，用來接受和解譯編程指令。 發(fā)展數(shù)控技術(shù)是為了克服人類操作者的局限性，而且它確實(shí)完成了這項(xiàng)工作。數(shù)字控制的機(jī)器比人工控制的機(jī)器的精度更高、生產(chǎn)的零件的一致性更好、生產(chǎn)的速度更快、而且長期的工藝裝備成本更低。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致制造工藝中的其他幾項(xiàng)新發(fā)明的產(chǎn)生： ● 電火花加工技術(shù)； ● 激光切削 ● 電子束焊接 數(shù)字控制還使得機(jī)床比它們采用人工操縱的前輩們的用途更為廣泛。一臺數(shù)控機(jī)床可以自動生產(chǎn)很多種類 的零件，每個零件都可以有不同的和復(fù)雜的加工過程。數(shù)控可使生產(chǎn)廠家承擔(dān)那些對于采用人工控制的機(jī)床和工藝來說，在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的產(chǎn)品的生產(chǎn)任務(wù)。 與許多先進(jìn)技術(shù)一樣，數(shù)控誕生于麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室中。數(shù)控這個概念是 20 世紀(jì) 50 年代初在美國空軍的資助下提出來的。在其最初的階段，數(shù)控機(jī)床可以經(jīng)濟(jì)和有效地進(jìn)行直線切割。然而，曲線軌跡成為機(jī)床加工的一個問題，在編程時應(yīng)該采用一系列的水平與豎直的臺階來生成曲線。構(gòu)成臺階的每個線段越短，曲線就越光滑。臺階中的每個線段都必須經(jīng)過計(jì)算。 在這個問題促使下，與 1959 年誕生 了自動編程工具（ APT）語言。這是一個專門適用于數(shù)控的編程語言，使用類似于英語的語句來定義零件的幾何形狀，描述切削刀具的形狀和規(guī)定必要的運(yùn)動。 APT 語言的研究和發(fā)展是在數(shù)控技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展過程中的一大進(jìn)步。最初的數(shù)控系統(tǒng)與今天應(yīng)用的數(shù)控系統(tǒng)是有很大的差別的。在那時的機(jī)床中，只有硬線邏輯電路。指令程序?qū)懺诖┛准垘希ㄋ髞肀凰芰洗艓〈?，采用帶閱讀機(jī)將寫在紙帶或磁帶上的指令給機(jī)器翻譯出來。所有這些共同構(gòu)成了機(jī)床數(shù)字控制方面的巨大的進(jìn)步。然而，在數(shù)控發(fā)展的這個階段中還存在著許多問題。 一個主要問題是穿孔紙帶 的易損壞性。在機(jī)械加工過程中，載有編程指令信息的紙帶斷裂和被撕壞是常見的事情。在機(jī)床上每加工一個零件，都需要將載有編程指令的紙帶放入閱讀機(jī)中重新運(yùn)行一次。因此，這個問題變的很嚴(yán)重。如果需要制造 100 個某種零件，則應(yīng)該將紙帶分別通過閱讀機(jī) 100 次。易損壞的紙帶顯然不能承受嚴(yán)酷的車間環(huán)境和這種重復(fù)使用。 這就導(dǎo)致了一種專門的塑料磁帶的研制。在紙帶上通過采用一系列的小孔來載有編程指令，而在塑料帶上通過采用一系列的磁點(diǎn)來載有編程指令。塑料帶的強(qiáng)度比紙帶度要高很多，這就可以解決常見的撕壞和斷裂問題。然而，它仍 然存在著兩個問題。 其中最重要的一個問題是，對輸入帶中的指令進(jìn)行修改是非常困難的，或者是根本不可能的。即使對指令程序進(jìn)行最微小的調(diào)整。也必須中斷加工，制作一條新帶。而且?guī)ㄟ^閱讀機(jī)的次數(shù)還必須與需要加工的零件的個數(shù)相同。幸運(yùn)的是，計(jì)算機(jī)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用很快解決了數(shù)控技術(shù)中與穿孔紙帶和塑料帶有關(guān)的問題。 在形成直接數(shù)字控制（ DNC）這個概念后，可以不再采用紙帶或塑料帶作為編程指令的載體，這樣就解決了與之有關(guān)的問題。在直接數(shù)字控制中，幾臺機(jī)床通過數(shù)據(jù)傳輸線路連接到一臺主計(jì)算機(jī)上。操縱這些機(jī)床所需要的程序都存儲在這 臺主計(jì)算機(jī)中。當(dāng)需要時，通過數(shù)據(jù)傳輸線路提供給每臺機(jī)床。直接數(shù)字控制是在穿孔紙帶和塑料帶基礎(chǔ)上的一大進(jìn)步。然而，它也有著與其他依賴于主計(jì)算機(jī)的技術(shù)一樣的局限性。當(dāng)主計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時，由其控制的所有機(jī)床都將停止工作。這個問題促使了計(jì)算機(jī)數(shù)字控制技術(shù)的產(chǎn)生。 微處理器的發(fā)展為可 編程邏輯控制器和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展做好了準(zhǔn)備。這兩種技術(shù)為計(jì)算機(jī)數(shù)控（ CNC）的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。采用 CNC 技術(shù)后，每臺機(jī)床上都有一個可編程邏輯控制器或者微機(jī)對其進(jìn)行數(shù)字控制。這可以使得程序被輸入和存儲在每臺機(jī)器內(nèi)部。它還可以在機(jī)床以外編制程序，并且將其下載到每臺機(jī)床中。計(jì)算機(jī)數(shù)控解決了主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障所帶來的問題，但是它產(chǎn)生了另一個被稱為數(shù)據(jù)管理的問題。同一個程序可能要分別裝入十個相互之間沒有通信聯(lián)系的微機(jī)中。這個問題正在解決之中，它是通過采用局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)將各個微機(jī)連接起來，以利于更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。 刀 具的幾何參數(shù) 刀具的形狀和材料是刀具的兩個非常重要的因素。刀具的角度不僅在很大程度上決定了刀具的壽命，而且也在很大程度上決定了加工的表面的質(zhì)量。刀具角度設(shè)計(jì)有其一般性原則，它并不因某種特殊刀具而變。車刀、銑刀、轉(zhuǎn)頭甚至最砂輪的設(shè)計(jì)，所要考慮的因素基本相同。圖 所四的車刀外行最易觀察，我們即以此為例來討論刀具的幾何參數(shù)。 刀具特征名目繁多，技術(shù)文獻(xiàn)中術(shù)語使用也很混亂。為了澄清混亂的概連和術(shù)語， 美國機(jī)械工程師協(xié)會頒布了 ASA 標(biāo)準(zhǔn) B5221950，本文的術(shù)語即以此為依據(jù)。 單尖刀具是指只有一 個前刀面和一條連續(xù)切削刃的刀具。圖 所司各個角度含義 如下： 主視圖中的角度 1 為背前角，它是在垂直于刀具基面的縱向剖面內(nèi)的平行于基面的 一條直線與前刀面之間的夾角。如該角后傾，則為正角，否則為負(fù)角。背前角對加工過程 影響很大，它直接影響刀具的切削力、表面光潔度以及刀具耐用度。 角度 2 為側(cè)前角，它是刀具前刀面在垂直于刀具基面的橫向笸面內(nèi)的傾斜角。側(cè)前 角 3 也是一個重要的幾何角度，它能把切屑引向刀架的一側(cè)，并能使進(jìn)給更加容易。 端后角 4 是刀具基面的垂線與緊靠端切屑刃下的端后刀具之間有一定的空閑，大大減 少了已加工表面與刀具之間的摸查。為了節(jié)省磨刀時間，刀具端后刀面的一部分有時可以 直接鍛造形成，而不需要進(jìn)行摸削。在這種情況下，從刃磨部位下面的端后刀面量出的后 角比前端后角大。 通常端切削刃與端后刀面是斜交的，因此，端后角最好是在與端切削刃相垂直的平 面內(nèi)進(jìn)行測量。后角也可以從刀具的側(cè)面和端面來觀測。 角度 5 表示側(cè)后角，它是緊靠切削刃下面的側(cè)后刀面與通過切削刃并垂直于刀具基 面的直線之間的夾角。側(cè)后角能使刀具較平穩(wěn)的切入工件。 角度 6 為端切削刃角，它是端切削刃和垂直于刀具擯側(cè)面的直線之間的夾角。該角 減少 了刀具和已加工的表面之間的摸查，延長了刀具的使用壽命。 角度 7 為側(cè)切削刀角，它是側(cè)切削刃和刀兵側(cè)面之間的夾角。由于刀具切削長度是 沿著此切削刃的，因此，側(cè)切削刃角決定了切削力的分布。該角度越大，刀具壽命越大， 但顫震的可能性也隨之增加。設(shè)計(jì)時，這兩方面的因素要兼顧。 角度 8 為刀尖角，它是兩條切削刃之間的夾角。刀尖采用圓弧過度時，圓弧的尺寸 可用圓弧半徑 9 來表示。刀尖圓弧半徑的尺寸對表面光潔度及顫震有影響。 砂型鑄造 砂型鑄造生產(chǎn)的第一步是設(shè)計(jì)并制作一個合適的模型。鑄造模型一般由硬木做成，考慮到在金屬液凝固 及隨后的冷卻過程中所產(chǎn)生的收縮，模型的尺寸必須大于最終鑄件的尺寸。收縮的程度由鑄造金屬或合金種類的不同而不同。除一些形狀極其簡單的鑄件外，幾乎所有的鑄件的模型都分成兩部分或更多的部分，以便于造型。如果要生產(chǎn)一個空心鑄件，那么在模型設(shè)計(jì)時應(yīng)加上引伸頭，這樣在造型時便可留出安放砂芯用的位置，鑄型中這些輔助用的空處被稱作芯座。生產(chǎn)中、小型鑄件的砂型是在砂箱中做出來的。為了能在造型后取出模型，砂型由兩個或更多個部分組成。 將下砂箱放在厚實(shí)的平板上，并將下半模型放在適當(dāng)?shù)奈恢蒙?，在模型上撒上面紗，然后，往砂箱中填滿型 砂，并將型砂出社在模型周圍。填滿和出事可用手工進(jìn)行，但是在大型鑄造車間里，造型過程已自動化。砂箱由傳送帶輸送，首先砂斗往砂箱中填沙，然后，砂箱在機(jī)械錘下經(jīng)過，以實(shí)現(xiàn)出砂。緊砂作業(yè)完成后，除去多余的型砂，使表面平整并與砂箱的周邊平齊。 此時可將下箱，翻轉(zhuǎn)過來，將上箱正確地放在下箱上。將上半模型放在準(zhǔn)確的位置上。用小暗崤將上、下兩半模型對準(zhǔn)定位。直澆口、澆道和胃口所用的模型也放置在合適的位置上。直澆口、澆道應(yīng)合理的布置使金屬流進(jìn)型腔時能均衡分布。冒口應(yīng)設(shè)在型腔的最高處，以便使?jié)茶T過程中氣體能順暢地從鑄型中排出。 冒口的尺寸應(yīng)大到足以使冒口部位的金屬不致過快的凝固。冒口的一個重要功能是充當(dāng)液體金屬蓄池，對鑄型內(nèi)的凝固起補(bǔ)縮作用。此時，往鑄型內(nèi)撒上薄薄的一層干燥的分型砂，用來防止在上箱造型時，上、下兩砂型粘連在一起。向上箱內(nèi)填入型砂，并象制作下箱一樣，將上箱內(nèi)的型砂出造型。 上箱緊砂后，小心地將兩砂箱分開。此時，如有必要，可在鑄型上扎通氣孔一增強(qiáng)鑄型的透氣性。扎好通氣孔后，細(xì)心地將模型分別從上、下砂箱中取出并細(xì)心地切出一個或更多個內(nèi)澆口使?jié)驳琅c主型腔接通。內(nèi)澆口的開設(shè)應(yīng)使液體金屬流入型腔時產(chǎn)生的渦流最小。輕輕吹走散砂， 如果使用型心的話，將型心安放好。將上先箱放到下箱上面，重新裝配好鑄型以代用。液體金屬徑直澆口平穩(wěn)地主入鑄型中。當(dāng)在冒口頂部看到的液體金屬以及直澆口也注滿十就停止?jié)茶T。 待注入砂型內(nèi)的金屬完全凝固后，將砂型敲碎取出鑄件，此時鑄件上仍連帶著澆道和冒口，鑄件表面還黏附著砂列。切割下澆道和冒口并將他們重新投入熔化爐中。打碎并去除砂芯，用震動或干砂噴砂法清理表面粘砂。分型面處的翅片和毛邊用砂輪清理掉，此時鑄件已完成并可對其進(jìn)行檢驗(yàn)了。 臥式銑床的主要的部件 床身和底座 床身和底座是整個銑床的基礎(chǔ)，他們均由鑄鐵制成，并 設(shè)計(jì)成厚壁狀，以保證有作夠的剛度和抗震性。床身安裝在底座上，底座同時也是儲存切削液的容器，底座內(nèi)裝有使切削液循環(huán)到切削區(qū)去的幫。 床身上裝有主做，且精確地將主捉定位在緊密軸承之中。著作是由裝在底座上的驅(qū)動電機(jī)通過 V 帶及次輪箱來驅(qū)動的。次輪箱使著作的轉(zhuǎn)速有一選擇的范圍，圖 所鷥型號的銑床有從 32r/min 到 1400r/min 的十二級轉(zhuǎn)速可供選擇。床身前面有導(dǎo)軌，升降臺裝在導(dǎo)軌上，并可沿導(dǎo)軌垂直運(yùn)動。 升降機(jī) 安裝在床身導(dǎo)軌上的升降臺，能使機(jī)床工作臺垂直運(yùn)動。 一臺獨(dú)立的電機(jī)，通過邊上的齒 輪箱使升降臺實(shí)現(xiàn)機(jī)動驅(qū)動是通過絲桿實(shí)現(xiàn)的。絲桿的下端固定在機(jī)床的底座上。還有手動控制升降臺升降的裝置，這是通過前面的手輪控制絲桿和螺母來實(shí)現(xiàn)的。升降臺的頂面上有一與升降臺等寬的導(dǎo)軌，用來支承床鞍，并使之作橫向運(yùn)動。 鎖緊裝置可使升降臺鎖在床身任一個垂直位置上。床鞍裝在升降臺導(dǎo)軌上的床鞍，可使工作臺橫向運(yùn)動。 床鞍的機(jī)動進(jìn)給由升降臺上的齒輪箱提供。共有從 12mm/min 至 500mm/min 的十兒級進(jìn)給量。另外，用升降臺前面的手輪，經(jīng)絲桿和螺母，可實(shí)現(xiàn)床鞍的手動進(jìn)給。床鞍邊上的兩塊夾持裝置可將床鞍夾持在 升降臺上。床鞍頂面上的燕尾形導(dǎo)軌相垂直，可使工作臺縱向運(yùn)動。 工作臺 在工作臺表面上有一組 T 形槽，可用來裝夾工件或夾具。工作臺下面的燕尾裝置在床鞍的導(dǎo)軌中，可使工作臺作縱向直線運(yùn)動，這一運(yùn)動方向與床鞍的運(yùn)動方向相垂直。工作臺機(jī)動進(jìn)給是由升降臺齒輪箱通過拖扳到工作臺絲桿來實(shí)現(xiàn)的。手動進(jìn)給可由工作臺每一斷的手輪驅(qū)動。工作臺前端的擋塊可以調(diào)整，使得每個方向上的縱向進(jìn)給自動脫開。 主軸 精確地安裝在緊密作成中的主軸，為銑刀提供的驅(qū)動力。銑刀可直接安裝在主軸上，用一穿過主軸鑿空的牽引論栓將其固定在合適的位置上。銑 床主軸具有標(biāo)準(zhǔn)周段，可方便刀具或刀夾裝置的更換，捉段孔具有錐度，以便精確定位，錐角為 。錐孔內(nèi)進(jìn)取決于機(jī)床的尺寸，一般為 40 及 50IST。由于其角度大，這些錐體連接不能將運(yùn)動傳到刀具或刀夾裝置上，所以用兩個鍵來傳遞動力。 懸梁及刀桿支架 臥式銑床上用的大部分刀具都是裝在刀桿上、再將刀桿固定在主軸上的。由于所用刀桿支架提供，該支架固定在懸梁上，懸梁安裝在床身頂部的燕尾導(dǎo)軌上。懸梁可隨刀桿的長度前后調(diào)當(dāng)不需要刀桿支撐時，可將懸梁全部推回去。兩個夾緊螺拴把它鎖緊在懸梁上。當(dāng)?shù)稐U隨主軸轉(zhuǎn)動時， 刀桿在支架的整體著稱中運(yùn)動。