【正文】 控裝置基本上都屬于硬件數(shù)控（NC）類型，主要由固化的數(shù)字邏輯電路處理數(shù)字信息，于20世紀(jì)60年代投入使用。由于其功能少、線路復(fù)雜和可靠性低等缺點(diǎn)已經(jīng)淘汰，因而這種分類沒有實(shí)際意義。（2）計算機(jī)數(shù)控 用計算機(jī)處理數(shù)字信息的計算機(jī)數(shù)控（CNC）系統(tǒng)，于20世紀(jì)70年代初期投入使用。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器功能越來越強(qiáng)，價格越來越低，現(xiàn)在數(shù)控系統(tǒng)的主流是微機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（MNC）。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)微處理器（CPU）的多少，可分為單微處理器數(shù)控系統(tǒng)和多微處理器數(shù)控系統(tǒng)。5．按伺服系統(tǒng)有無檢測裝置分類按伺服系統(tǒng)有無檢測裝置可分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，根據(jù)檢測裝置的位置不同又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種。6．按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類數(shù)控系統(tǒng)一般分為高級型、普及型和經(jīng)濟(jì)型三個檔次。數(shù)控系統(tǒng)并沒有確切的檔次界限，其參考評價指標(biāo)包括：CPU性能、分辨率、進(jìn)給速度、聯(lián)動軸數(shù)、伺服水平、通信功能和人機(jī)對話界面等。（1）高級型數(shù)控系統(tǒng) 該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用32位或更高性能的CPU，聯(lián)動軸數(shù)在5軸以上，分辨率≤，進(jìn)給速度≥24m／min（分辨率為1μm時）或≥10m／min（），采用數(shù)字化交流伺服驅(qū)動，具有MAP高性能通信接口，具備聯(lián)網(wǎng)功能，有三維動態(tài)圖形顯示功能。（2）普及型數(shù)控系統(tǒng) 該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用16位或更高性能的CPU，聯(lián)動軸數(shù)在5軸以下，分辨率在1μm以內(nèi)，進(jìn)給速度≤24m／min，可采用交、直流伺服驅(qū)動，具有RS232或DNC通信接口，有CRT字符顯示和平面線性圖形顯示功能。（3）經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng) 該檔次的數(shù)控系統(tǒng)采用8位CPU或單片機(jī)控制，聯(lián)動軸數(shù)在3軸以下，㎜，進(jìn)給速度在6～8m／min，采用步進(jìn)電動機(jī)驅(qū)動，具有簡單的RS232通信接口，用數(shù)碼管或簡單的CRT字符顯示。 數(shù)控刀具的主要種類1．?dāng)?shù)控加工刀具的種類數(shù)控加工刀具可分為常規(guī)刀具和模塊化刀具兩大類。模塊化刀具是發(fā)展方向。發(fā)展模塊化刀具的主要優(yōu)點(diǎn)：減少換刀停機(jī)時間，提高生產(chǎn)加工時間；加快換刀及安裝時間，提高小批量生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性；提高刀具的標(biāo)準(zhǔn)化和合理化的程度；提高刀具的管理及柔性加工的水平；擴(kuò)大刀具的利用率，充分發(fā)揮刀具的性能；有效地消除刀具測量工作的中斷現(xiàn)象，可采用線外預(yù)調(diào)。事實(shí)上，由于模塊刀具的發(fā)展，數(shù)控刀具已形成了三大系統(tǒng)，即車削刀具系統(tǒng)、鉆削刀具系統(tǒng)和鏜銑刀具系統(tǒng)。（１）從結(jié)構(gòu)上可分為①整體式②鑲嵌式　可分為焊接式和機(jī)夾式。機(jī)夾式根據(jù)刀體結(jié)構(gòu)不同，分為可轉(zhuǎn)位和不轉(zhuǎn)位；③減振式　當(dāng)?shù)毒叩墓ぷ鞅坶L與直徑之比較大時，為了減少刀具的振動，提高加工精度，多采用此類刀具；④內(nèi)冷式　切削液通過刀體內(nèi)部由噴孔噴射到刀具的切削刃部；⑤特殊型式　如復(fù)合刀具、可逆攻螺紋刀具等。（２）從制造所采用的材料上可分為①高速鋼刀具　高速鋼通常是型坯材料，韌性較硬質(zhì)合金好，硬度、耐磨性和紅硬性較硬質(zhì)合金差，不適于切削硬度較高的材料，也不適于進(jìn)行高速切削。高速鋼刀具使用前需生產(chǎn)者自行刃磨，且刃磨方便，適于各種特殊需要的非標(biāo)準(zhǔn)刀具。②硬質(zhì)合金刀具　硬質(zhì)合金刀片切削性能優(yōu)異，在數(shù)控車削中被廣泛使用。硬質(zhì)合金刀片有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格系列產(chǎn)品，具體技術(shù)參數(shù)和切削性能由刀具生產(chǎn)廠家提供。硬質(zhì)合金刀片按國際標(biāo)準(zhǔn)分為三大類：P類，M類，K類。 P類——適于加工鋼、長屑可鍛鑄鐵（相當(dāng)于我國的YT類） M類——適于加工奧氏體不銹鋼、鑄鐵、高錳鋼、合金鑄鐵等（相當(dāng)于我國的YW類） MS類——適于加工耐熱合金和鈦合金 K類——適于加工鑄鐵、冷硬鑄鐵、短屑可鍛鑄鐵、非鈦合金（相當(dāng)于我國的YG類） KN類——適于加工鋁、非鐵合金 KH類——適于加工淬硬材料③陶瓷刀具④立方氮化硼刀具⑤金剛石刀具（３）從切削工藝上可分為①車削刀具　分外圓、內(nèi)孔、外螺紋、內(nèi)螺紋，切槽、切端面、切端面環(huán)槽、切斷等。數(shù)控車床一般使用標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具的刀片和刀體都有標(biāo)準(zhǔn)，刀片材料采用硬質(zhì)合金、涂層硬質(zhì)合金以及高速鋼。數(shù)控車床機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具類型有外圓刀具、外螺紋刀具、內(nèi)圓刀具、內(nèi)螺紋刀具、切斷刀具、孔加工刀具（包括中心孔鉆頭、鏜刀、絲錐等）。機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具夾固不重磨刀片時通常采用螺釘、螺釘壓板、杠銷或楔塊等結(jié)構(gòu)。常規(guī)車削刀具為長條形方刀體或圓柱刀桿。方形刀體一般用槽形刀架螺釘緊固方式固定。圓柱刀桿是用套筒螺釘緊固方式固定。它們與機(jī)床刀盤之間的聯(lián)接是通過槽形刀架和套筒接桿來聯(lián)接的。在模塊化車削工具系統(tǒng)中，刀盤的聯(lián)接以齒條式柄體聯(lián)接為多，而刀頭與刀體的聯(lián)接是“插入快換式系統(tǒng)”。它既可以用于外圓車削又可用于內(nèi)孔鏜削，也適用于車削中心的自動換刀系統(tǒng)。數(shù)控車床使用的刀具從切削方式上分為三類：圓表面切削刀具、端面切削刀具和中心孔類刀具。②鉆削刀具　分小孔、短孔、深孔、攻螺紋、鉸孔等。鉆削刀具可用于數(shù)控車床、車削中心，又可用于數(shù)控鏜銑床和加工中心。因此它的結(jié)構(gòu)和聯(lián)接形式有多種。有直柄、直柄螺釘緊定、錐柄、螺紋聯(lián)接、模塊式聯(lián)接（圓錐或圓柱聯(lián)接）等多種。③鏜削刀具　分粗鏜、精鏜等刀具。鏜刀從結(jié)構(gòu)上可分為整體式鏜刀柄、模塊式鏜刀柄和鏜頭類。從加工工藝要求上可分為粗鏜刀和精鏜刀。④銑削刀具　分面銑、立銑、三面刃銑等刀具?！衩驺姷叮ㄒ步卸算姷叮? 面銑刀的圓周表面和端面上都有切削刃，端部切削刃為副切削刃。面銑刀多制成套式鑲齒結(jié)構(gòu)和刀片機(jī)夾可轉(zhuǎn)位結(jié)構(gòu)，刀齒材料為高速鋼或硬質(zhì)合金，刀體為40Cr?！窳姷? 立銑刀是數(shù)控機(jī)床上用得最多的一種銑刀。立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刃，它們可同時進(jìn)行切削，也可單獨(dú)進(jìn)行切削。結(jié)構(gòu)有整體式和機(jī)夾式等，高速鋼和硬質(zhì)合金是銑刀工作部分的常用材料?！衲＞咩姷? 模具銑刀由立銑刀發(fā)展而成，可分為圓錐形立銑刀、圓柱形球頭立銑刀和圓錐形球頭立銑刀三種，其柄部有直柄、削平型直柄和莫氏錐柄。它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是球頭或端面上布滿切削刃，圓周刃與球頭刃圓弧連接，可以作徑向和軸向進(jìn)給。銑刀工作部分用高速鋼或硬質(zhì)合金制造。●鍵槽銑刀●鼓形銑刀●成形銑刀 （4）特殊型刀具 特殊型刀具有帶柄自緊夾頭、強(qiáng)力彈簧夾頭刀柄、可逆式（自動反向）攻螺紋夾頭刀柄、增速夾頭刀柄、復(fù)合刀具和接桿類等。2． 數(shù)控加工刀具的特點(diǎn)為了達(dá)到高效、多能、快換、經(jīng)濟(jì)的目的，數(shù)控加工刀具與普通金屬切削刀具相比應(yīng)具有以下特點(diǎn)：●刀片及刀柄高度的通用化、規(guī)格化、系列化?！竦镀虻毒叩哪陀枚燃敖?jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理性。●刀具或刀片幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化?！竦镀虻毒卟牧霞扒邢鲄?shù)與被加工材料之間應(yīng)相匹配?！竦毒邞?yīng)具有較高的精度，包括刀具的形狀精度、刀片及刀柄對機(jī)床主軸的相對位置精度、刀片及刀柄的轉(zhuǎn)位及拆裝的重復(fù)精度?！竦侗膹?qiáng)度要高、剛性及耐磨性要好?！竦侗蚬ぞ呦到y(tǒng)的裝機(jī)重量有限度?！竦镀暗侗腥氲奈恢煤头较蛴幸?。●刀片、刀柄的定位基準(zhǔn)及自動換刀系統(tǒng)要優(yōu)化。數(shù)控機(jī)床上用的刀具應(yīng)滿足安裝調(diào)整方便、剛性好、精度高、耐用度好等要求。 數(shù)控機(jī)床夾具的類型和特點(diǎn)應(yīng)用機(jī)床夾具，有利于保證工件的加工精度、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量；有利于提高勞動生產(chǎn)率和降低成本；有利于改善工人勞動條件，保證安全生產(chǎn)；有利于擴(kuò)大機(jī)床工藝范圍，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”。１．機(jī)床夾具的類型夾具是一種裝夾工件的工藝裝備，它廣泛地應(yīng)用于機(jī)械制造過程的切削加工、熱處理、裝配、焊接和檢測等工藝過程中。在金屬切削機(jī)床上使用的夾具統(tǒng)稱為機(jī)床夾具。在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機(jī)床夾具是一種不可缺少的工藝裝備，它直接影響著工件加工的精度、勞動生產(chǎn)率和產(chǎn)品的制造成本等。機(jī)床夾具的種類繁多，可以從不同的角度對機(jī)床夾具進(jìn)行分類。常用的分類方法有以下幾種。（１）按夾具的使用特點(diǎn)分類根據(jù)夾具在不同生產(chǎn)類型中的通用特性，機(jī)床夾具可分為通用夾具、專用夾具、可調(diào)夾具、組合夾具和拼裝夾具五大類。①通用夾具 已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的可加工一定范圍內(nèi)不同工件的夾具，稱為通用夾具，其結(jié)構(gòu)、尺寸已規(guī)格化，而且具有一定通用性，如三爪自定心卡盤、機(jī)床用平口虎鉗、四爪單動卡盤、臺虎鉗、萬能分度頭、頂尖、中心架和磁力工作臺等。這類夾具適應(yīng)性強(qiáng)，可用于裝夾一定形狀和尺寸范圍內(nèi)的各種工件。這些夾具已作為機(jī)床附件由專門工廠制造供應(yīng)，只需選購即可。其缺點(diǎn)是夾具的精度不高，生產(chǎn)率也較低，且較難裝夾形狀復(fù)雜的工件，故一般適用于單件小批量生產(chǎn)中。②專用夾具 專為某一工件的某道工序設(shè)計制造的夾具，稱為專用夾具。在產(chǎn)品相對穩(wěn)定、批量較大的生產(chǎn)中，采用各種專用夾具，可獲得較高的生產(chǎn)率和加工精度。專用夾具的設(shè)計周期較長、投資較大。專用夾具一般在批量生產(chǎn)中使用。除大批大量生產(chǎn)之外，中小批量生產(chǎn)中也需要采用一些專用夾具，但在結(jié)構(gòu)設(shè)計時要進(jìn)行具體的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。③可調(diào)夾具 某些元件可調(diào)整或更換，以適應(yīng)多種工件加工的夾具，稱為可調(diào)夾具?？烧{(diào)夾具是針對通用夾具和專用夾具的缺陷而發(fā)展起來的一類新型夾具。對不同類型和尺寸的工件，只需調(diào)整或更換原來夾具上的個別定位元件和夾緊元件便可使用。它一般又可分為通用可調(diào)夾具和成組夾具兩種。前者的通用范圍比通用夾具更大；后者則是一種專用可調(diào)夾具，它按成組原理設(shè)計并能加工一族相似的工件，故在多品種，中、小批量生產(chǎn)中使用有較好的經(jīng)濟(jì)效果。④組合夾具 采用標(biāo)準(zhǔn)的組合元件、部件，專為某一工件的某道工序組裝的夾具，稱為組合夾具。組合夾具是一種模塊化的夾具。標(biāo)準(zhǔn)的模塊元件具有較高精度和耐磨性，可組裝成各種夾具。夾具用畢可拆卸，清洗后留待組裝新的夾具。由于使用組合夾具可縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，元件能重復(fù)多次使用，并具有減少專用夾具數(shù)量等優(yōu)點(diǎn)，因此組合夾具在單件，中、小批量多品種生產(chǎn)和數(shù)控加工中，是一種較經(jīng)濟(jì)的夾具。⑤拼裝夾具 用專門的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的拼裝零部件拼裝而成的夾具，稱為拼裝夾具。它具有組合夾具的優(yōu)點(diǎn)，但比組合夾具精度高、效能高、結(jié)構(gòu)緊湊。它的基礎(chǔ)板和夾緊部件中常帶有小型液壓缸。此類夾具更適合在數(shù)控機(jī)床上使用。（２）按使用機(jī)床分類夾具按使用機(jī)床不同，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、齒輪機(jī)床夾具、數(shù)控機(jī)床夾具、自動機(jī)床夾具、自動線隨行夾具以及其他機(jī)床夾具等。（３）按夾緊的動力源分類夾具按夾緊的動力源可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、氣液增力夾具、電磁夾具以及真空夾具等。2．?dāng)?shù)控加工夾具的特點(diǎn)作為機(jī)床夾具，首先要滿足機(jī)械加工時對工件的裝夾要求。同時，數(shù)控加工的夾具還有它本身的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)是：(1) 數(shù)控加工適用于多品種、中小批量生產(chǎn)，為能裝夾不同尺寸、不同形狀的多品種工件，數(shù)控加工的夾具應(yīng)具有柔性，經(jīng)過適當(dāng)調(diào)整即可夾持多種形狀和尺寸的工件。(2) 傳統(tǒng)的專用夾具具有定位、夾緊、導(dǎo)向和對刀四種功能，而數(shù)控機(jī)床上一般都配備有接觸試測頭、刀具預(yù)調(diào)儀及對刀部件等設(shè)備，可以由機(jī)床解決對刀問題。數(shù)控機(jī)床上由程序控制的準(zhǔn)確的定位精度，可實(shí)現(xiàn)夾具中的刀具導(dǎo)向功能。因此數(shù)控加工中的夾具一般不需要導(dǎo)向和對刀功能，只要求具有定位和夾緊功能，就能滿足使用要求，這樣可簡化夾具的結(jié)構(gòu)。(3) 為適應(yīng)數(shù)控加工的高效率，數(shù)控加工夾具應(yīng)盡可能使用氣動、液壓、電動等自動夾緊裝置快速夾緊，以縮短輔助時間。(4) 夾具本身應(yīng)有足夠的剛度，以適應(yīng)大切削用量切削。數(shù)控加工具有工序集中的特點(diǎn)，在工件的一次裝夾中既要進(jìn)行切削力很大的粗加工，又要進(jìn)行達(dá)到工件最終精度要求的精加工，因此夾具的剛度和夾緊力都要滿足大切削力的要求。(5) 為適應(yīng)數(shù)控多方面加工，要避免夾具結(jié)構(gòu)包括夾具上的組件對刀具運(yùn)動軌跡的干涉，夾具結(jié)構(gòu)不要妨礙刀具對工件各部位的多面加工。(6) 夾具的定位要可靠，定位元件應(yīng)具有較高的定位精度，定位部位應(yīng)便于清屑，無切屑積留。如工件的定位面偏小，可考慮增設(shè)工藝凸臺或輔助基準(zhǔn)。(7) 對剛度小的工件，應(yīng)保證最小的夾緊變形，如使夾緊點(diǎn)靠近支承點(diǎn)，避免把夾緊力作用在工件的中空區(qū)域等。當(dāng)粗加工和精加工同在一個工序內(nèi)完成時，如果上述措施不能把工件變形控制在加工精度要求的范圍內(nèi)，應(yīng)在精加工前使程序暫停，讓操作者在粗加工后精加工前變換夾緊力（適當(dāng)減?。詼p小夾緊變形對加工精度的影響。 本 章 小 結(jié)本章從兩個方面介紹了數(shù)控加工工藝的基礎(chǔ)知識，力圖使學(xué)生對工藝過程的基本概念、數(shù)控加工工藝系統(tǒng)有所掌握。在工藝過程的基本概念部分，重點(diǎn)介紹了生產(chǎn)過程和工藝過程、工件獲得尺寸精度的方法、加工余量、加工精度和表面質(zhì)量等內(nèi)容。在數(shù)控加工工藝系統(tǒng)部分，重點(diǎn)介紹了工藝系統(tǒng)的組成、數(shù)控機(jī)床的主要類型、數(shù)控刀具的主要種類和數(shù)控機(jī)床夾具的類型和特點(diǎn)等內(nèi)容。習(xí) 題 1 什么是生產(chǎn)過程和工藝過程？ 獲得零件加工精度有哪些方法？ 什么是加工余量、工序加工余量和總加工余量？ 試述影響加工精度的主要因素。 機(jī)械零件的加工表面質(zhì)量包括哪些主要內(nèi)容？它們對零件的使用性能有何影響？ 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容有哪些？ 數(shù)控加工有何優(yōu)缺點(diǎn)？ 數(shù)控加工刀具有什么特點(diǎn)？ 數(shù)控專用夾具的作用主要有哪些？31 /