【正文】 處理機(jī)床，數(shù)控激光板料成型機(jī)床，數(shù)控等離子切割機(jī)等。如數(shù)控折彎機(jī)、數(shù)控沖床、數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控旋壓機(jī)等。比如，在數(shù)控磨床中不僅有數(shù)控外圓磨床，數(shù)控內(nèi)圓磨床，集可磨外圓、內(nèi)圓于一機(jī)的數(shù)控萬能磨床，數(shù)控平面磨床，數(shù)控坐標(biāo)磨床，數(shù)控工具磨床，數(shù)控?zé)o心磨床，數(shù)控齒輪磨床，還有專用或?qū)ｉT化的數(shù)控軸承磨床，數(shù)控外螺紋磨床，數(shù)控內(nèi)螺紋磨床，數(shù)控雙端面磨床，數(shù)控凸輪軸磨床，數(shù)控曲軸磨床，能自動(dòng)換砂輪的數(shù)控導(dǎo)軌磨床（又稱導(dǎo)軌磨削中心）等等，還有工藝范圍更寬的車削中心、加工中心、柔性制造單元（FMC）等。3．按工藝用途（機(jī)床類型）分類（1）切削加工類即具有切削加工功能的數(shù)控機(jī)床。因此閉環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝和調(diào)試都有相當(dāng)?shù)碾y度，對其組成環(huán)節(jié)的精度、剛性和動(dòng)態(tài)特性等都有較高的要求，價(jià)格昂貴。理論上講，可以消除整個(gè)驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)環(huán)節(jié)的誤差、間隙和失動(dòng)量，具有很高的位置控制精度。另外，在位置環(huán)內(nèi)各組成環(huán)節(jié)的誤差可得到某種程度的糾正，位置環(huán)外不能直接消除的如絲杠螺距誤差、齒輪間隙引起的運(yùn)動(dòng)誤差等，可通過軟件補(bǔ)償這類誤差來提高運(yùn)動(dòng)精度，因此在現(xiàn)代CNC機(jī)床中得到了廣泛應(yīng)用。（2）半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)的位置檢測點(diǎn)是從驅(qū)動(dòng)電機(jī)（常用交、直流伺服電機(jī)）或絲杠端引出，通過檢測電機(jī)和絲杠旋轉(zhuǎn)角度來間接檢測工作臺(tái)的位移量，而不是直接檢測工作臺(tái)的實(shí)際位置。該系統(tǒng)一般以步進(jìn)電機(jī)作為伺服驅(qū)動(dòng)元件。開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)沒有位置測量反饋裝置，信號(hào)流是單向的（數(shù)控裝置→進(jìn)給系統(tǒng)），故系統(tǒng)穩(wěn)定性好。2．按進(jìn)給伺服系統(tǒng)類型分類《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容按數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)給伺服子系統(tǒng)有無位置測量反饋裝置可分為開環(huán)數(shù)控機(jī)床和閉環(huán)數(shù)控機(jī)床，在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中根據(jù)位置測量裝置安裝的位置又可分為全閉環(huán)和半閉環(huán)兩種?，F(xiàn)代的數(shù)控機(jī)床基本上都是這種類型。（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床具有控制幾個(gè)坐標(biāo)軸同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，即多坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)的能力，使刀具相對于工件按程序規(guī)定的軌跡和速度運(yùn)動(dòng)，能在運(yùn)動(dòng)過程中進(jìn)行連續(xù)切削加工。（2）直線控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，從一個(gè)點(diǎn)以一條直線準(zhǔn)確地移動(dòng)到下一個(gè)點(diǎn)，移動(dòng)過程中能進(jìn)行切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。它具有較高的位置定位精度，在移動(dòng)過程中不進(jìn)行切削加工，因此對運(yùn)動(dòng)軌跡沒有要求。它主要由主運(yùn)動(dòng)部件（主軸、主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（工作臺(tái)、拖板以及相應(yīng)的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)）、支承件（立柱、床身等）以及特殊裝置、自動(dòng)工件交換（APC）系統(tǒng)、自動(dòng)刀具交換（ATC）系統(tǒng)和輔助裝置（如冷卻、潤滑、排屑、轉(zhuǎn)位和夾緊裝置等）組成。它們共同完成以下任務(wù)：（1）接受CNC的M、S、T指令，對其進(jìn)行譯碼并轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的控制信號(hào)，控制輔助裝置完成機(jī)床相應(yīng)的開關(guān)動(dòng)作；（2）接受操作面板和機(jī)床側(cè)的I/O信號(hào)，送給CNC裝置，經(jīng)其處理后，輸出指令控制CNC系統(tǒng)的工作狀態(tài)和機(jī)床的動(dòng)作。目前在數(shù)控機(jī)床上常用的通訊方式有：（1）串行通訊；（2）自動(dòng)控制專用接口；（3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。此外，現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)一般可利用通訊方式進(jìn)行信息交換。程序輸入輸出設(shè)備是CNC系統(tǒng)與外部設(shè)備進(jìn)行信息交互的裝置，其作用是將記錄在控制介質(zhì)上的零件加工程序輸入CNC系統(tǒng)，或?qū)⒁颜{(diào)試好的零件加工程序通過輸出設(shè)備存放或記錄在相應(yīng)的介質(zhì)上。它是數(shù)控機(jī)床的一個(gè)輸入輸出部件，主要由按鈕站、狀態(tài)燈、按鍵陣列（功能與計(jì)算機(jī)鍵盤一樣）和顯示器等部分組成。3．控制面板控制面板又稱操作面板，是操作人員與數(shù)控機(jī)床（系統(tǒng)）進(jìn)行信息交互的工具。主軸伺服系統(tǒng)的主要作用是實(shí)現(xiàn)零件加工的切削運(yùn)動(dòng)，其控制量為速度。2．伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和測量裝置伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置包括主軸伺服驅(qū)動(dòng)裝置及主軸電機(jī)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置及進(jìn)給電機(jī)。其主要作用是根據(jù)輸入的零件加工程序或操作命令進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件（伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和PLC等），完成零件加工程序或操作者所要求的工作。國際信息處理聯(lián)盟第五技術(shù)委員會(huì)對數(shù)控機(jī)床作了如下定義：數(shù)控機(jī)床是一種裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼或其它符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序。開放式CNC系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)未來發(fā)展的方向。4．開放式CNC系統(tǒng)國際電子與電氣工程師協(xié)會(huì)提出的開放式CNC系統(tǒng)的定義是：一個(gè)開放式CNC系統(tǒng)應(yīng)保證使開發(fā)的應(yīng)用軟件能在不同廠商提供的不同的軟硬件平臺(tái)上運(yùn)行，且能與其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作。3．計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)是以計(jì)算機(jī)為核心的數(shù)控系統(tǒng)，由裝有數(shù)控系統(tǒng)程序的專用計(jì)算機(jī)、輸入輸出設(shè)備、可編程邏輯控制器（PLC）、存儲(chǔ)器、主軸驅(qū)動(dòng)及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成，習(xí)慣上又稱為CNC系統(tǒng)。在其發(fā)展過程中有硬件數(shù)控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)兩類。這種用數(shù)字化信息進(jìn)行自動(dòng)控制的技術(shù)就叫數(shù)控技術(shù)?？刹楸?11得到第三篇：《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案《數(shù)控加工工藝及設(shè)備》教案內(nèi)容備注第一章數(shù)控加工工藝及設(shè)備基礎(chǔ)第一節(jié)機(jī)床數(shù)控技術(shù)與數(shù)控加工設(shè)備概述一、機(jī)床中有關(guān)數(shù)控的基本概念1．?dāng)?shù)字控制（數(shù)控）及數(shù)控技術(shù)一般意義的數(shù)字控制是指用數(shù)字化信息對過程進(jìn)行的控制，是相對模擬控制而言的。 加工材料強(qiáng)度硬度較高時(shí)，選較低的切削速度，反之取較高切削速度； 174。 切削速度的選取原則是：174。P39 表119.174。 精加工和半精加工時(shí)，最大進(jìn)給量主要考慮加工精度和表面粗糙度。 粗加工時(shí)，進(jìn)給量主要考慮工藝系統(tǒng)所能承受的最大進(jìn)給量。174。）174。174。 粗加工時(shí)（表面粗糙度Ra50～）：在允許的條件下，盡量一次切除該工序的全部余量。 對切削用量三要素選擇方法174。精加工：一般取較小的切削深度和進(jìn)給量，盡可能選擇較高的切削速度。切削深度增大，時(shí)切削力和工件變形增大，可能引起振動(dòng)，使零件的加工精度和表面質(zhì)量下降。這種修光刃能在進(jìn)給量較大時(shí)，還能獲得較高的表面加工質(zhì)量。174?？紤]到脆性大的刀具對振動(dòng)敏感因素，一般硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具的刀尖圓弧半徑ｒε值較??；硬質(zhì)合金車刀和陶瓷車刀，一般ｒε＝～2㎜，高速鋼刀具，ｒε ＝～5 ㎜。則既可增大刀尖角，又不會(huì)使背向力Fp增加多少 174。（1）直線過渡刃的優(yōu)點(diǎn)：主偏角κr和副偏角κrˊ的減小，都可以增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，但同時(shí)也增大了背向力Fp，使得工件變形增大并引起振動(dòng)。刀尖對已加工表面粗糙度有很大影響。 刀尖是刀具強(qiáng)度和散熱條件都很差的地方。174。 一般大前角刀具通常選用負(fù)的刃傾角，既可以增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度，又避免刀尖切入時(shí)產(chǎn)生的沖擊。 當(dāng)λs取負(fù)值時(shí)，刀尖在切削刃最低點(diǎn)，切削刃切入工件時(shí)，切入點(diǎn)在切削刃或前刀面，保護(hù)刀尖免受沖擊，增強(qiáng)刀尖強(qiáng)度。 刃傾角λs的變化能影響刀尖的強(qiáng)度和抗沖擊性能。 當(dāng)λs為正值，切屑將流向機(jī)床床頭箱，影響操作者工作，并容易纏繞機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)部件，影響機(jī)床的正常運(yùn)行精車時(shí)采用正值的λs。粗車時(shí)采用負(fù)值的λs。 當(dāng)λs為負(fù)值時(shí)，切屑將流向已加工表面，并形成長螺卷屑，容易損害加工表面。 副偏角的選擇原則是：在不影響摩擦和振動(dòng)的條件下，應(yīng)選取較小的副偏角。 ③、切斷切槽，κrˊ＝1o～2o。 ②、工藝系統(tǒng)剛度較差時(shí)，粗加工、強(qiáng)力切削時(shí)，κrˊ＝10o～15o；車臺(tái)階軸、細(xì)長軸、薄壁件，κrˊ＝5o～10o。 ①、工藝系統(tǒng)剛性好時(shí)，加工高強(qiáng)度高硬度材料，一般κrˊ＝5o～10o；加工外圓及端面，能中間切入，κrˊ＝45o。 C、副偏角太小會(huì)使刀具副后刀面與工件的摩擦，使刀具耐用度降低，另外引起加工中振動(dòng)。 B、副偏角減小刀尖強(qiáng)度增大，散熱面積增大，提高刀具耐用度。 副偏角κrˊ的大小對刀具耐用度和加工表面粗糙度的影響：174。當(dāng)車階梯軸時(shí)，κr ＝90o；同一把刀具加工外圓、端面和倒角時(shí)，κr ＝45o。174。174。174。主偏角κr 選擇原則 ：174。）因?yàn)楦鶕?jù)切削力分析可以得知，主偏角κr減小，將使背向力Fp增大，從而使切削時(shí)產(chǎn)生的撓度增大，降低加工精度。174。）在背吃刀量ap與進(jìn)給量f 不變時(shí)，主偏角κr減小將使切削厚度hD減小，切削寬度bD增加，參加切削的切削刃長度也相應(yīng)增加，切削刃單位長度上的受力減小，散熱條件也得到改善。3．主偏角的選擇174。 主偏角主要根據(jù)加工條件和工藝系統(tǒng)剛性來選擇174。過小，會(huì)使副切削刃與已加工面的摩擦增加，引起震動(dòng)，降低表面質(zhì)量。副偏角影響已加工表面的粗糙度和刀尖強(qiáng)度，減少κr180。、主、副偏角的功用及其選擇主、副偏角的功用主偏角影響切削層的形狀，切削刃的工作長度和單位切削刃上的負(fù)荷。(2)后角的選擇后角大小取決于：切削厚度、工件材料、工藝系統(tǒng)剛度。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：切削用量的選擇原則和方法。備課時(shí)間：0934上課時(shí)間：0935 教學(xué)目的：掌握后角、主偏角、刃傾角的選擇原則和方法。174。 D、曲面型174。 圖示類型負(fù)前角后部加有正前角，有利于切屑流出。加工高強(qiáng)度高硬度材料，如淬火鋼。174。 C、負(fù)前角平面型174。主要用于硬質(zhì)合金刀具和陶瓷刀具，加工鑄鐵等脆性材料。B、帶倒棱的正前角平面型174。 A、正前角鋒刃平面型特點(diǎn)：刃口較鋒利，但強(qiáng)度差，γo不能太大，不易折屑。刀具的合理前角參考值見P34表17前刀面形狀、刃區(qū)形狀及其參數(shù)的選擇174。 ③ 加工條件粗加工時(shí)，一般取較小的前角；精加工時(shí)，宜取較大的前角，以減小工件變形與表面粗糙度； 帶有沖擊性的斷續(xù)切削比連續(xù)切削前角取得小。加工脆性材料時(shí)，切屑為碎狀，切屑與前刀面接觸短，切削力主要集中在切削刃附近，受沖擊時(shí)易產(chǎn)生崩刃，因此刀具前角相對塑性材料取得小些或取負(fù)值，以提高刀刃的強(qiáng)度。174。174。174。（1）前角的選擇：174。 切削刃形狀（直線形、圓弧形）1．前角和前刀面形狀的選擇 174。 刀具幾何角度（如前角、后角、主偏角等）、216。174。 刀具幾何參數(shù)的合理選擇174。 B、加工鋁時(shí)，也不適于采用含硫與氯的切削液，因?yàn)檫@兩種元素宜與鋁形成強(qiáng)度高于鋁的化合物，反而增大刀具與切屑間的摩擦。 A、加工銅材料時(shí)，不宜采用含硫切削液，因?yàn)榱驅(qū)︺~有腐蝕作用。 加工一般鋼件，在較低的速度（～30m/min）情況下，宜選用潤滑性能好的極壓切削油或10％～12％極壓乳化液，以減小刀具與工件之間的摩擦和粘結(jié)，抑制積屑瘤。 精加工時(shí)，切削液的主要作用：提高工件表面加工質(zhì)量和加工精度。如采用切削液，必須連續(xù)、充分澆注，以免冷熱不均產(chǎn)生熱裂紋而損傷刀具。174。 切削速度較低時(shí)，刀具以機(jī)械磨損為主，宜選用潤滑性能為主的切削液； 174。此類加工一般采用冷卻作用為主的切削液，如離子型切削液或3％～5％乳化液。切削液 1．切削液的作用（1）潤滑作用（2）冷卻作用（3）清洗作用（4）防銹作用切削液的種類 ①、切削油 ②、乳化液 ③、水溶液3．切削液的選用原則（1）粗加工174。 改善材料切削加工性的途徑 在鋼中加入 S、Pb 等元素，可有效的改善材料的切削加工性。材料的強(qiáng)度、硬度愈高，切削力愈大，切削溫度愈高，刀具磨損加劇，— 切削加工性愈差。在粗加工中，當(dāng)機(jī)床剛性或動(dòng)力不足時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)線上加工時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。精加工時(shí)，常以此為衡量指標(biāo)。 kr為統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)起見，取正火狀態(tài)下的45鋼作基準(zhǔn)材料，刀具壽命為60 min，這時(shí)的切削速度為基準(zhǔn)（寫作(v60)j），而將其它材料的(v 60)與其相比，這個(gè)比值Kr稱為相對加工性：vkr=60(v60)j材料具有良好的切削加工性。材料加工的難易程度要由具體的加工要求及切削條件而定。教學(xué)重點(diǎn)：刀具的組成及幾何角度的確定方法。備課時(shí)間：0931上課時(shí)間：0932 教學(xué)目的：掌握切削液的作用及選用原則掌握前角的選用方法和原則。其高低取決于切削時(shí)產(chǎn)生熱量的多少和傳導(dǎo)條件的好壞，切削用量、工件材料、刀具材料及角度等對切削溫度均有影響 (1)選擇合理的幾何角度和切削用量(2)使用切削液 刀具的磨損和壽命一．刀具的磨損形式前刀面磨損(月牙洼磨損)2．后萬面磨損3．前刀面和后刀面同時(shí)磨損二、刀具磨損過程初期磨損階段、正常磨損階段、急劇磨損階段三、刀具壽命(1)定義刃磨或換刃后的刀具，自開始切削直到磨損量達(dá)到磨鈍標(biāo)準(zhǔn)為止的切削時(shí)間，稱為刀具壽命，符號(hào)用T，單位用min或s。切削速度： 加工塑性金屬時(shí)，在中速和高速下，切削力一般隨著切削速度的增大而減小。切削脆性材料時(shí)，其切削力一般低于塑性材料。影響切削力的因素工件材料： 被加工工件材料的強(qiáng)度、硬度越高，切削力增大。進(jìn)給力Ff切削合力在進(jìn)給方向上的分力。課時(shí)八 切削力、切削熱和切削溫度 切削力的來源切削層金屬、切屑和工件表面層金屬的彈性變形、塑性變形所產(chǎn)生的抗力；刀具與切屑、工件表面間的摩擦阻力。主要用作磨具及磨料，有時(shí)用于修整砂輪。超高速加工的首選刀具材料金剛石分為人造和天然兩種，是目前已知最硬的，硬度約為HV10000,故其耐磨性好，不足之處是抗彎強(qiáng)度和韌性差，對鐵的親和作用大，故金剛石刀具不能加工黑色金屬，在800℃時(shí)，金剛石中的碳與鐵族金屬發(fā)生擴(kuò)散反應(yīng)，刀具急劇磨損。立方氮化硼在高溫、其硬度很高，可達(dá)8000～9000HV,僅次于金剛石，但熱穩(wěn)定性遠(yuǎn)高于金剛石，并且與元素親和力小，它的最大的優(yōu)點(diǎn)是在高溫1200℃～1300℃時(shí)也不會(huì)與鐵族金屬起反應(yīng)。立方氮化硼它是一種人工合成的新型刀具材料。 陶瓷材料比硬質(zhì)合金具有更高的硬度（HRA91～95）和耐熱性，在1200℃的溫度下仍能切削，耐磨性和化學(xué)惰性好，摩擦系數(shù)小，抗粘結(jié)和擴(kuò)散磨損能力強(qiáng)，因而能以更高的速度切削，并可切削難加工的高硬度材料。在我國，絕大多數(shù)車刀、面銑刀和深孔鉆都采用硬質(zhì)合金制造。216。216。216。硬質(zhì)合金216。174。 高速鋼是一種含有鎢、鉬、釩等合金元素較多的工具鋼，也稱為鋒鋼或白鋼． 174。 刀具材料的基本要求（1）高硬度（2）高強(qiáng)度與強(qiáng)韌性（3）較強(qiáng)的耐磨性和耐熱性（4）優(yōu)良導(dǎo)熱性（5）良好的工藝性與經(jīng)濟(jì)性 常用刀具材料刀具材料種類很多，常用的有：工具鋼（包括碳素工具鋼、）、硬質(zhì)合金、陶瓷金剛石（天然和人造）、立方氮化硼、碳素工具鋼和合金工具鋼，因其耐熱性很差，目前僅用于手工工具。教學(xué)重點(diǎn)和難