【正文】 ...........................................................22 ..........................................................................................................22 第五章 機床簡單故障排除方法與簡單維修中的注意事項 結語 致謝 參考文獻第一章 數(shù)控機床的產(chǎn)生發(fā)展與策略在機械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件都具有很大的批量，單件與小批量生產(chǎn)的零件（批量在10～100件）約占機械加工總量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、機床、重型機械以及國防工業(yè)更是如此。為了滿足多品種，小批量的自動化生產(chǎn)，迫切需要一種靈活的，通用的，能夠適用產(chǎn)品頻繁變化的柔性自動化機床。數(shù)控機床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復雜零件提供了自動化的加工手段。根據(jù)國家標準ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，對機床數(shù)字控制的定義：用數(shù)字控制的裝置（簡稱數(shù)控裝置），在運行過程中，不斷地引入數(shù)字數(shù)據(jù)，從而對某一生產(chǎn)過程實現(xiàn)自動控制，叫數(shù)字控制，簡稱數(shù)控。用計算機控制加工功能，稱計算機數(shù)控（puterized numerical，縮寫ＣＮＣ）。數(shù)控機床即使采用了數(shù)控技術的機床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。從應用來說，數(shù)控機床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機床自動加工出所需要的零件。從我國基本國情的角度出發(fā)，以國家的戰(zhàn)略需求和國民經(jīng)濟的市場需求為導向，以提高我國制造裝備業(yè)綜合競爭能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導21世紀初期我國制造裝備業(yè)發(fā)展升級的關鍵技術以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術、配套技術作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。強調(diào)市場需求為導向，即以數(shù)控終端產(chǎn)品為主，以整機（如量大面廣的數(shù)控車床、銑床、高速高精高性能數(shù)控機床、典型數(shù)字化機械、重點行業(yè)關鍵設備等）帶動數(shù)控產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。重點解決數(shù)控系統(tǒng)和相關功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。沒有規(guī)模就不會有高可靠性的產(chǎn)品；沒有規(guī)模就不會有價格低廉而富有競爭力的產(chǎn)品；當然，沒有規(guī)模中國的數(shù)控裝備最終難以有出頭之日。在高精尖裝備研發(fā)方面，要強調(diào)產(chǎn)、學、研以及最終用戶的緊密結合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標，按國家意志實施攻關，以解決國家之急需。在競爭前數(shù)控技術方面，強調(diào)創(chuàng)新，強調(diào)研究開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權的技術和產(chǎn)品，為我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)、裝備制造業(yè)乃至整個制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定基礎。第二章 數(shù)控加工的基本概念 基本概念數(shù)控編程是數(shù)控加工準備階段的主要內(nèi)容，通常包括分析零件圖樣，確定加工工藝過程；計算走刀軌跡，得出刀位數(shù)據(jù)；編寫數(shù)控加工程序；制作控制介質(zhì)；校對程序及首件試切?？傊?它是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程。常用方法手工編程是指編程的各個階段均由人工完成。利用一般的計算工具，通過各種數(shù)學方法，人工進行刀具軌跡的運算，并進行指令編制。這種方式比較簡單，很容易掌握，適應性較大。適用于中等復雜程度程序、計算量不大的零件編程，對機床操作人員來講必須掌握。人工完成零件加工的數(shù)控工藝分析零件圖紙制定工藝決策確定加工路線選擇工藝參數(shù)計算刀位軌跡坐標數(shù)據(jù)編寫數(shù)控加工程序單驗證程序主要用于點位加工（如鉆、鉸孔）或幾何形狀簡單（如平面、方形槽）零件的加工，計算量小，程序段數(shù)有限，編程直觀易于實現(xiàn)的情況等。對于具有空間自由曲面、復雜型腔的零件，刀具軌跡數(shù)據(jù)計算相當繁瑣，工作量大，極易出錯，且很難校對，有些甚至根本無法完成。對于幾何形狀復雜的零件需借助計算機使用規(guī)定的數(shù)控語言編寫零件源程序，經(jīng)過處理后生成加工程序，稱為自動編程。隨著數(shù)控技術的發(fā)展，先進的數(shù)控系統(tǒng)不僅向用戶編程提供了一般的準備功能和輔助功能，而且為編程提供了擴展數(shù)控功能的手段。FANUC6M數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)編程，應用靈活，形式自由，具備計算機高級語言的表達式、邏輯運算及類似的程序流程，使加工程序簡練易懂，實現(xiàn)普通編程難以實現(xiàn)的功能。數(shù)控編程同計算機編程一樣也有自己的“語言”,但有一點不同的是,它還沒發(fā)展到那種相互通用的程度,也就是說,當我要對一個毛坯進行加工時,（1）UGUnigraphics 是美國Unigraphics Solution公司開發(fā)的一套集CAD、CAM、CAE 功能于一體的三維參數(shù)化軟件，是當今最先進的計算機輔助設計、分析和制造的高端軟件，用于航空、航天、汽車、輪船、通用機械和電子等工業(yè)領域。UG軟件在CAM領域處于領先的地位，產(chǎn)生于美國麥道飛機公司，是飛機零件數(shù)控加工首選編程工具。UG 優(yōu)點提供可靠、精確的刀具路徑能直接在曲面及實體上加工良好的使用者界面，客戶也可自行化設計界面多樣的加工方式，便于設計組合高效率的刀具路徑完整的刀具庫加工參數(shù)庫管理功能包含二軸到五軸銑削、車床銑削、線切割大型刀具庫管理實體模擬切削泛用型后處理器等功能高速銑功能CAM客戶化模板（2）CatiaCatia是法國達索（Dassault）公司推出的產(chǎn)品，法制幻影系列戰(zhàn)斗機、波音73777的開發(fā)設計均采用Catha。CATIA 據(jù)有強大的曲面造型功能，在所有的CAD三維軟件位居前列，廣泛應用于國內(nèi)的航空航天企業(yè)、研究所，以逐步取代UG成為復雜型面設計的首選。CATIA具有較強的編程能力，可滿足復雜零件的數(shù)控加工要求。目前一些領域采取CATIA設計建模，UG編程加工，二者結合，搭配使用。（3）Pro/E 是美國 PTC（參數(shù)技術有限公司）開發(fā)的軟件，是全世界最普及的三維 CAD/CAM（計算機輔助設計與制造）系統(tǒng)。廣泛用于電子、機械、模具、工業(yè)設計和玩具等民用行業(yè)。具有零件設計、產(chǎn)品裝配、模具開發(fā)、數(shù)控加工、造型設計等多種功能。Pro/E在我國南方地區(qū)企業(yè)中被大量使用，設計建模采用PROE，編程加工采用MASTERCAM 和 CIMATRON 是目前通行的做法。（4）C（imatronCAD/CAM系統(tǒng)以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM產(chǎn)品，是較早在微機平臺上實現(xiàn)三維CAD/CAM全功能的系統(tǒng)。該系統(tǒng)提供了比較靈活的用戶界面，優(yōu)良的三維造型、工程繪圖，全面的數(shù)控加工，各種通用、專用數(shù)據(jù)接口以及集成化的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理。CimatronCAD/CAM系統(tǒng)在國際上的模具制造業(yè)備受歡迎，國內(nèi)模局制造行業(yè)也在廣泛使用。（5）Mastercam美國CNC公司開發(fā)的基于PC平臺的CAD/CAM軟件，它具有方便直觀的幾何造型 Mastercam提供了設計零件外形所需的理想環(huán)境，其強大穩(wěn)定的造型功能可設計出復雜的曲線、曲面零件。Mastercam具有較強的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多種選擇方式，可以滿足復雜零件的曲面加工要求，同時具備多軸加工功能。由于價格低廉，性能優(yōu)越，成為國內(nèi)民用行業(yè)數(shù)控編程軟件的首選。（6）FeatureCAM美國DELCAM公司開發(fā)的基于特征的全功能CAM軟件，全新的特征概念，超強的特征識別，基于工藝知識庫的材料庫，刀具庫，圖標導航的基于工藝卡片的編程模式。全模塊的軟件，從2~5軸銑削，到車銑復合加工，從曲面加工到線切割加工，為車間編程提供全面解決方案。DELCAM軟件后編輯功能相對來說是比較好的。近年來國內(nèi)一些制造企業(yè)正在逐步引進，以滿足行業(yè)發(fā)展的需求，屬新興產(chǎn)品。（7）CAXA制造工程師CAXA制造工程師是北京北航海爾軟件有限公司推出一款全國產(chǎn)化的CAM產(chǎn)品，為國產(chǎn)CAM軟件在國內(nèi)CAM市場中占據(jù)了一席之地。作為我國制造業(yè)信息化領域自主知識產(chǎn)權軟件優(yōu)秀代表和知名品牌，CAXA已經(jīng)成為我國CAD/CAM/PLM業(yè)界的領導者和主要供應商。CAXA制造工程師是一款面向二至五軸數(shù)控銑床與加工中心、具有良好工藝性能的銑削/鉆削數(shù)控加工編程軟件。該軟件性能優(yōu)越，價格適中，在國內(nèi)市場頗受歡迎。（8）EdgeCAM英國Pathtrace公司出品的具有智能化的專業(yè)數(shù)控編程軟件，可應用于車、銑、線切割等數(shù)控機床的編程。針對當前復雜三維曲面加工特點，EdgeCAM設計出更加便捷可靠的加工方法，目前流行于歐美制造業(yè)。英國路徑公司正在進行中國市場的開發(fā)和運作，為國內(nèi)的制造業(yè)的客戶提供更多的選擇。（9）VERICUTVERICUT美國CGTECH公司出品的一種先進的專用數(shù)控加工仿真軟件。VERICUT 采用了先進的三維顯示及虛擬現(xiàn)實技術，對數(shù)控加工過程的模擬達到了極其逼真的程度。不僅能用彩色的三維圖像顯示出刀具切削毛坯形成零件的全過程，還能顯示出刀柄、夾具,甚至機床的運行過程和虛擬的工廠環(huán)境也能被模擬出來，其效果就如同是在屏幕上觀看數(shù)控機床加工零件時的錄像。編程人員將各種編程軟上生成的數(shù)控加工程序導入VERICUTVERICUT中，由該軟件進行校驗，可檢測原軟件編程中產(chǎn)生的計算錯誤，降低加工中由于程序錯誤導致的加工事故率。目前國內(nèi)許多實力較強的企業(yè)，已開始引進該軟件來充實現(xiàn)有的數(shù)控編程系統(tǒng)，取得了良好的效果。隨著制造業(yè)技術的飛速發(fā)展，數(shù)控編程軟件的開發(fā)和使用也進入了一個高速發(fā)展的新階段，新產(chǎn)品層出不窮，功能模塊越來越細化，工藝人員可是在微機上輕松地設計出科學合理并富有個性化的數(shù)控加工工藝，把數(shù)控加工編程變得更加容易、便捷，對零件圖樣要求的形狀、尺寸、精度、材料及毛坯進行分析，明確加工內(nèi)容與要求；確定加工方案、走刀路線、切削參數(shù)以及選擇刀具及夾具等。.數(shù)值計算，根據(jù)零件的幾何尺寸、加工路線、計算出零件輪廓上的幾何要素的起點、終點及圓弧的圓心坐標等。，在完成上述兩個步驟后，按照數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定使用的功能指令代碼和程序段格式，編寫加工程序單。，程序的輸入可以通過鍵盤直接輸入數(shù)控系統(tǒng)，也可以通過計算機通信接口輸入數(shù)控系統(tǒng)。，利用數(shù)控系統(tǒng)提供的圖形顯示功能，檢查刀具軌跡的正確性。對工件進行首件試切，分析誤差誤差產(chǎn)生的原因，及時修正，直到試切出合格零件，雖然,每個數(shù)控系統(tǒng)的編程語言和指令各不相同,但其間也有很多相通之處.字與字的功能 ：字符與代碼：字符是用來組織、控制或表示數(shù)據(jù)的一些符號，如數(shù)字、字母、標點符號、數(shù)學運算符等。國際上廣泛采用兩種標準代碼：（1）ISO國際標準化組織標準代碼（2）EIA美國電子工業(yè)協(xié)會標準代碼字在數(shù)控加工程序中，字是指一系列按規(guī)定排列的字符，作為一個信息單元存儲、傳遞和操作。字是由一個英文字母與隨后的若干位十進制數(shù)字組成，這個英文字母稱為地址符。如：“X2500”是一個字，X為地址符，數(shù)字“2500”為地址中的內(nèi)容。字的功能： 組成程序段的每一個字都有其特定的功能含義，以下是以FANUC0M數(shù)控系統(tǒng)的規(guī)范為主來介紹的。（1）順序號字N順序號又稱程序段號或程序段序號。順序號位于程序段之首，由順序號字N和后續(xù)數(shù)字組成。其作用為校對、條件跳轉、固定循環(huán)等。使用時應間隔使用，如N10 N20 N30??（2）準備功能字G準備功能字的地址符是G，又稱為G功能或G指令，是用于建立機床或控制系統(tǒng)工作方式的一種指令。G00～G99（3）尺寸字尺寸字用于確定機床上刀具運動終點的坐標位置。其中，第一組 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于確定終點的直線坐標尺寸；第二組 A，B，C，D，E 用于確定終點的角度坐標尺寸；第三組 I，J，K 用于確定圓弧輪廓的圓心坐標尺寸。在一些數(shù)控系統(tǒng)中，還可以用P指令暫停時間、用R指令圓弧的半徑等。（4）進給功能字F進給功能字的地址符是F，又稱為F功能或F指令，用于指定切削的進給速度。對于車床，F(xiàn)可分為每分鐘進給和主軸每轉進給兩種，對于其它數(shù)控機床，一般只用每分鐘進給。F指令在螺紋切削程序段中常用來指令螺紋的導程。（5）主軸轉速功能字S主軸轉速功能字的地址符是S，又稱為S功能或S指令，用于指定主軸轉速。單位為r/min。（6）刀具功能字T刀具功能字的地址符是T，又稱為T功能或T指令，用于指定加工時所用刀具的編號,如T01。對于數(shù)控車床，其后的數(shù)字還兼作指定刀具長度補償和刀尖半徑補償用，如T0101。（7）輔助功能字M輔助功能字的地址符是M，后續(xù)數(shù)字一般為1～3位正整數(shù)，又稱為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機床輔助裝置的開關動作，如M00～M99。一個數(shù)控加工程序是若干個程序段組成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和數(shù)據(jù)的安排形式。程序段格式舉例：N30 G01 F500 S3000 T02 M08； N40 X90；（本程序段省略了續(xù)效字“G01，F(xiàn)500，S3000，T02，M08”，但它們的功能仍然有效）在程序段中，必須明確組成程序段的各要素：移動目標：終點坐標值X、Y、Z；沿怎樣的軌跡移動：準備功能字G；進給速度：進給功能字F；切削速度：主軸轉速功能字S；使用刀具：刀具功能字T；機床輔助動作：輔助功能字M。程序格式（1）程序開始符、結束符程序開始符、結束符是同一個字符，ISO代碼中是%，EIA代碼中是EP，書寫時要單列段。（2）程序名程序名有兩種形式：一種是英文字母O（%或P）和1～4位正整數(shù)組成；另一種是由英文字母開頭，字母數(shù)字多字符混合組成的程序名(如TEST1 等)。一般要求單列一段。（3）程序主體程序主體是由若干個程序段組成的。每個程序段一般占一行。（4）程序結束程序結束可以用M02或M30指令。一般要求單列一段。加工程序的一般格式舉例：% // 開始符O2000 // 程序名N10 G54 G00 M03 S1000 // 程序主體N20 G01 F100 T02 M08N30 ??N200 M30