【導讀】此次設計是基于SEMENS802C/802S的典型零件的編程與加工。實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標志。數(shù)控技術及數(shù)控機床的廣。數(shù)控機床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術與制。造技術結合發(fā)展的結果?，F(xiàn)代的CAD/CAM敏捷制造和智能制造技術，都是建。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術知識是現(xiàn)代機電類專業(yè)學生必不可少。利用斯沃仿真軟件完成仿真加工。利用CAD/CAM軟件及G代。碼指令進行手工編程。

　　

【正文】 的互相位置精度，是通過調(diào)整機床、刀具、夾具或工件等來保證的。當機床、刀具、夾具和工件毛坯等的原始精度都達到工藝要求而又不考慮動態(tài)因素時，調(diào)整誤差的影響，對加工精度起到 決定性的作用。由于本次車床工件需要調(diào)頭裝夾，會產(chǎn)生一定的調(diào)整誤差，但本次設計的車床零件采用三爪自定心卡盤裝夾，并使用百分表對調(diào)整后的位置進行檢測，使誤差減小到了允許范圍內(nèi)。 測量誤差。零件在加工時或加工后進行測量時，由于測量方法、量具精度以及工件和主客觀因素都直接影響測量精度。本次設計采用游標卡尺及千分儀測量數(shù)據(jù)，并采用多次測量求平均的方法，最大限度的降低了測量誤差。 車削時的斷屑問題 ： 數(shù)控車削是自動化加工，如果刀具的斷屑性能太差，將嚴重妨礙加工的正常進行。為解決這一問題，首先應盡量提高刀具本身的斷 屑性能，其次應合理選擇刀具的切削用量，避免產(chǎn)生妨礙加工正常進行的條帶形切屑。數(shù)控車削中，最理想的切屑是長度為 50～ 150mm，直徑不大的螺卷狀切屑，或?qū)毸吻行?，它們能有?guī)律地沿一定方向排除，便于收集和清除。如果斷屑不理想，必要時可在程 33 序中安排暫停，強迫斷屑：還可以使用斷屑臺來加強斷屑效果。使用上壓式的機夾可轉(zhuǎn)位刀片時，可用壓板同時將斷屑臺和刀片一起壓緊：車內(nèi)孔時，則可采用刀具前刀面朝下的切削方式改善排屑。 關于 階梯軸的 問題 ： 根據(jù)對零件圖的分析。零件的外輪廓是 階梯軸還有斜面 ，加工時不容易 加工 ，雖 然螺紋還沒有什么難度，但還應該在精度上多下功夫才是 。 解決方法： 根據(jù)對零件的工藝分析后，首先加工 外 輪廓，采用 外 車刀加工 外 輪廓， 再用外 螺紋車刀 加工 螺紋。 然后在進行精加工 。 34 第 五 章 零件加工 故障排除方法 初始化復位法： 一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復位或開關系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。 參數(shù)更改，程序更正法： 系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)的塊搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。 調(diào)節(jié)最佳化調(diào)整法： 調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。如在某廠，其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉(zhuǎn)矩大，而驅(qū)動裝置的斜升時間設定過小，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。 最佳化調(diào)整是系統(tǒng)地對伺服驅(qū) 動系統(tǒng)與被拖動的機械系統(tǒng)實現(xiàn)最佳匹配的綜合調(diào)節(jié)方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間，來使伺服系統(tǒng)達到即有較高的動態(tài)響應特性，而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經(jīng)驗，即調(diào)節(jié)使電機起振，然后向反向慢慢調(diào)節(jié)，直到消除震蕩即可。 備件替換法 ： 用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦 法。 35 改善電源質(zhì)量法： 目前一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。 維修信息跟蹤法： 一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)，可正確徹底地排除故障。 維修中應注意的事項 （ 1）從整機上取出某塊線路板時，應注意記錄其相對應的位置，連接的電纜號，對于固定安裝的線路板，還應按前后取下相應的壓接部 件及螺釘作記錄。拆卸下的壓件及螺釘應放在專門的盒內(nèi)，以免丟失，裝配后，盒內(nèi)的東西應全部用上，否則裝配不完整。 （ 2）電烙鐵應放在順手的前方，遠離維修線路板。烙鐵頭應作適當?shù)男拚?，以適應集成電路的焊接，并避免焊接時碰傷別的元器件。 （ 3）測量線路間的阻值時，應斷電源，測阻值時應紅黑表筆互換測量兩次，以阻值大的為參考值。 （ 4）線路板上大多刷有阻焊膜，因此測量時應找到相應的焊點作為測試點，不要鏟除焊膜，有的板子全部刷有絕緣層，則只有在焊點處用刀片刮開絕緣層。 （ 5）不應隨意切斷印刷線路。有的維修人員具有 一定的家電維修經(jīng)驗，習慣斷線檢查，但數(shù)控設備上的線路板大多是雙面金屬孔板或多層孔化板，印刷線路細而密，一旦切斷不易焊接，且切線時易切斷相鄰的線，再則有的點，在切斷某一根線時，并不能使其和線路脫離，需要同時切斷幾根線才行。 （ 6）不應隨意拆換元器件。有的維修人員在沒有確定故障元件的情況下只是憑感覺那一個元件壞了，就立即拆換，這樣誤判率較高，拆下的元件人為損壞率也較高。 （ 7）拆卸元件時應使用吸錫器及吸錫繩，切忌硬取。同一焊盤不應長時間 36 加熱及重復拆卸，以免損壞焊盤。 （ 8）更換新的器件，其引腳應作適當?shù)奶?理，焊接中不應使用酸性焊油。 （ 9）記錄線路上的開關，跳線位置，不應隨意改變。進行兩極以上的對照檢查時，或互換元器件時注意標記各板上的元件，以免錯亂，致使好板亦不能工作。 （ 10）查清線路板的電源配置及種類，根據(jù)檢查的需要，可分別供電或全部供電。應注意高壓，有的線路板直接接入高壓，或板內(nèi)有高壓發(fā)生器，需適當絕緣，操作時應特別注意。 最后，我覺得：維修不可墨守陳規(guī)，生搬理論的東西，一定要結合當時當?shù)氐膶嶋H情況，開闊思路，逐步分析，逐個排除，直至找到真正的故障原因。 綜上所述，數(shù)控技術的發(fā)展是與現(xiàn)代計算 機技術、電子技術發(fā)展同步的，同時也是根據(jù)生產(chǎn)發(fā)展的需要而發(fā)展的?，F(xiàn)在數(shù)控技術已經(jīng)成熟，發(fā)展將更深更廣更快。未來的 CNC 系統(tǒng)將會使機械更好用，更便宜。 近年來，為了適應市場需要，不少職業(yè)技術學校相繼開設了數(shù)控技術方面的專業(yè)。我校也于去年購置了兩臺經(jīng)濟型數(shù)控車床和一臺數(shù)控床身銑床并配置華興數(shù)控仿真軟件（機床數(shù)控系統(tǒng)是南京華興數(shù)控操作系統(tǒng)）以滿足數(shù)控教學的要求。通過幾個學期的教學實踐，深感要做好數(shù)控機床操作，零件加工前的準備工作相當重要。 零件的加工程序編寫及校驗 在數(shù)控機床上加 工零件，不管數(shù)控機床使用的是何種操作系統(tǒng)，必須要有與數(shù)控機床相適應的數(shù)控加工程序。首先，學生根據(jù)教師給出的零件圖自行編制加工程序。在編寫加工程序的時候先分析零件圖，根據(jù)零件圖的技術要求來分析加工工藝路線，確定加工步驟，合理選擇加工中每一道工序中要使用的刀具以及加工中的切削用量參數(shù)，并進行與數(shù)控加工程序相關的數(shù)學處理。在數(shù)學處理時會出現(xiàn)一些繁瑣的坐標計算問題，為簡化計算和縮短計算時間，我們讓學生在計算機模擬房內(nèi)利用 AutoCAD 軟件先繪制零件圖，再利用 AutoCAD 軟件的查詢命令予以解決并記下數(shù)據(jù)。通過工藝分 析與數(shù)學計算，再根據(jù)所確定的工藝路 37 線與零件加工步驟來編寫程序。在編寫完數(shù)控加工程序之后，利用數(shù)控機床制造商提供的配套數(shù)控仿真教學軟件在計算機模擬室進行反復校驗和仿真模擬，以檢查程序的正確性，同時，對坐標數(shù)值、進給量、刀補值等參數(shù)進一步處理，以適應實際加工需要。 為什么要這樣做呢？因為一般職業(yè)技術學校受經(jīng)費等原因限制，數(shù)控機床數(shù)量較少，學生要同時上數(shù)控機床校驗不太可能，況且時間拖得長不利于教學。另一方面，通過校驗還可以使學生在數(shù)控機床操作之前熟悉數(shù)控加工軟件的使用方法以及熟悉數(shù)控機床的操作面板，為下 一步的數(shù)控機床操作打好基礎。最后，教師對每個學生編制的加工程序做全面細致的審核，確定最終加工程序。教師審核的內(nèi)容主要是程序結構的合理性、走刀線路、主軸轉(zhuǎn)速、進給量、吃刀深度以及刀具的選擇等，在審核的同時為學生提出建設性的修改意見，使學生知道為什么要這樣修改，不改會造成什么后果，程序確定之后，及時將程序記下以備操作。 加工材料及刀具、夾具的準備 程序準備僅僅是第一步，程序校驗通過以后，接下來就是加工材料及刀具和夾具的準備。這一步工作做得如何，將直接影響到數(shù)控操作的最終效果和學生的學習興趣，因 此要認真做好。 目前，職業(yè)技術學校供數(shù)控機床操作教學用的材料主要是鋁材、尼龍棒、鋼材、石蠟、硬木砧板等，選用的材料要能最大限度地滿足數(shù)控操作教學的要求，同時要考慮經(jīng)濟性。根據(jù)我校的實際情況，我們選擇鋁和石蠟作為車床和銑床的加工材料。刀具的選擇則要根據(jù)被加工材料的表面形狀、材質(zhì)等來選擇，由于我們所選用的這些材料沒有很高的硬度，故對刀具無特別要求，選用普通刀具即可。但在加工時由于零件的形狀和技術要求不同，要選擇不同類型的刀具來加工，例如加工三角形螺紋要選擇三角螺紋車刀，加工圓弧則要選擇圓弧到或者是尖刀來進行加工等，合理的選擇加工刀具是加工好零件的基本保證。夾具的選擇比較簡單，如在數(shù)控車床上加工鋁棒和石蠟棒，鋁棒和石蠟棒直接由三爪自定心卡盤夾緊即可；而在銑床上加工時，只要按普通銑床的要求，用壓板將鋁或石蠟板固定在工作臺上或機用平口鉗夾緊就可以了，夾緊力的控制以在加工過程中工件不發(fā)生移動為宜。 38 但是在實際數(shù)控機床加工應用中，要綜合考慮數(shù)控機床的技術要求、夾具的特點、工件材料的性能、加工工序、切削用量以及其他相關因素來正確選用刀具和夾具，而在學習過程中要求學生把石蠟材料看成是金屬材料來進行加工，用加工金 屬材料的切削參數(shù)來加工石蠟材料，在加工過程中合理分配加工余量，將粗加工和精加工進行區(qū)分。通過以上做法，加工出的工件符合圖紙要求，效果良好，達到了數(shù)控機床操作的目的。 數(shù)控機床的調(diào)整與對刀 數(shù)控加工程序編寫完和零件材料準備好以及選擇了恰當?shù)牡毒吆?，要對?shù)控機床進行調(diào)整、潤滑、檢查等工作，確保數(shù)控機床的性能。然后再進行對刀，使數(shù)控機床上每一把刀具的刀位點在刀架轉(zhuǎn)位后或換刀后，每把刀的刀位點的位置都重合在同一點。在對刀完成后即進行零件的試加工，以檢驗程序與對刀的精確性，如果試加工的零件的尺寸精度 與形位公差不符合圖紙要求，則要進行刀具偏差的微量修調(diào)，然后再進行試加工，一直到所加工的零件符合圖紙要求。通過試加工以后，就可以對該零件進行批量加工了。一個數(shù)控加工的零件是否合格，數(shù)控機床的對刀起到關鍵的作用，也就是說所加工的零件是否合格的基本保證是對刀要準確。 安全教育工作 時時不忘安全，牢記安全第一的宗旨。針對機械加工的特點，在操作前進行安全教育是重要的。要求嚴格遵守數(shù)控實驗室管理制度、數(shù)控機床安全操作規(guī)程。同時我們還以一些因違反操作規(guī)程而造成傷亡的典型案例來教育學生，要求學生在操作過 程中要嚴肅、認真和細心，從而增強了學生的安全意識。在上機前我們還將數(shù)控機床操作步驟以講義的形式分發(fā)給學生，要求學生細心領會和掌握，學生在數(shù)控機床操作過程中一定要按操作規(guī)程要求去做，確保不發(fā)生過安全事故。 教師只要在數(shù)控機床操作前認真做好準備工作，在數(shù)控機床操作教學中精心組織和指導，就一定能夠收到很好的教學效果 39 程序首句妙用 G00 的技巧 目前我們所接觸到的教科書及數(shù)控車削方面的技術書籍，程序首句均為建立工件坐標系，即以 G50 Xα Zβ 作為程序首句。根據(jù)該指令，可設定一個坐標系，使刀具的某一點在 此坐標系中的坐標值為 (Xα Zβ)(本文工件坐標系原點均設定在工件右端面 )。采用這種方法編寫程序，對刀后，必須將刀移動到 G50 設定的既定位置方能進行加工，找準該位置的過程如下。 1. 對刀后，裝夾好工件毛坯； 2. 主軸正轉(zhuǎn)，手輪基準刀平工件右端面 A； 3. Z 軸不動，沿 X 軸釋放刀具至 C 點，輸入 G50 Z0，電腦記憶該點； 4. 程序錄入方式，輸入 G01 W8 F50，將工件車削出一臺階； 5. X 軸不動，沿 Z 軸釋放刀具至 C 點，停車測量車削出的工件臺階直徑 γ，輸入 G50 Xγ，電腦記憶該點； 6. 程序錄入方式下，輸入 G00 Xα Zβ，刀具運行至編程指定的程序原點，再輸入 G50 Xα Zβ，電腦記憶該程序原點。 上述步驟中，步驟 6 即刀具定位在 XαZβ處至關重要，否則，工件坐標系就會被修改，無法正常加工工件。有過加工經(jīng)驗的人都知道，上述將刀具定位到XαZβ處的過程繁瑣，一旦出現(xiàn)意外， X 或 Z 軸無伺服，跟蹤出錯，斷電等情況發(fā)生，系統(tǒng)只能重啟，重啟后系統(tǒng)失去對 G50 設定的工件坐標值的記憶， “復位、回零運行 ”不再起作用，需重新將刀具運行至 XαZβ 位置并重設 G50。如果是批量生產(chǎn)，加工完一件后，回 G50 起點繼續(xù)加工下一件，在操作過程中稍有失誤，就可能修改工件坐標系。鑒于上述程序首句使用 G50 建立工件坐標系的種種弊端，筆者想辦法將工件坐標系固定在機床上，將程序首句 G50 XαZβ 改為 G00 Xα Zβ 后，問題迎刃而解。其操作過程只需采用上述找 G50 過程的前五步，即完成步驟 5 后，將刀具運行至安全位置，調(diào)出程序，按自動運行即可。即使發(fā)生斷電等意外情況，重啟系統(tǒng)后，在編輯方式下將光標移至能安全加工又不影響工件加工進程的程序段，按自動運行方式繼續(xù)