【正文】 自的自動編程系統(tǒng)，如德國的EXAPT 系統(tǒng)、法國的 IFAPT 系統(tǒng)、英國的 2CL 系統(tǒng)以及日本的 FAPT 和 HAPT 系統(tǒng)等。 APT 語言系統(tǒng)很龐大，需要大型通用計算機，不適用于中小用戶。由于它具有語言直觀易懂、加工精度高等優(yōu)點，很快就成為廣泛使用的自動編程 系統(tǒng)?；旌峡刂茢?shù)控機床特別適用于大型或重型數(shù)控機床，因為大型或重型數(shù)控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復雜。 目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設(shè)計成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機床。 （ 3） 半閉環(huán)控制數(shù)控機床 半閉環(huán)控制數(shù)控機床是在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進行修正。這類控制的數(shù)控機床，因把機床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機床。 （ 2） 閉環(huán)控制數(shù)控車床 接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定 的。 3） 按驅(qū)動裝置的特點分類 （ 1） 開環(huán)控制數(shù)控機床 這類控制的數(shù)控機床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數(shù)控火焰切割機、電火花加工機床以及 數(shù)控繪圖機等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 數(shù)控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位 /直線控制的數(shù)控機床。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工。 （ 2） 直線控制數(shù)控機床 直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺以適當?shù)倪M給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。 這類數(shù)控機床主要有數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機等。機床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯(lián)系。 近年來，其它機械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標測量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。 （ 2） 特種加工類數(shù)控機床 除了切削加工數(shù)控機床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花 成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光加工機床等。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。 在普通數(shù)控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機床。 1） 按加工工藝方法分類 （ 1） 金屬切削類數(shù)控機床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。目前已有幾十個單位在從事不同層畢業(yè)設(shè)計 3 次的數(shù) 控機床的生產(chǎn)與開發(fā)，形成了具有小批量生產(chǎn)能力的生產(chǎn)基地。 1970年初研制成功集成電路數(shù)控系統(tǒng)。 我國數(shù)控機床的研制始于 1958 年，由清華大學研制了最早的樣機。目前，世界數(shù)控機床的品種已超過 1500 種，幾乎所有品種的機床都實現(xiàn)了數(shù)控化。目前現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)幾乎完全取代了以往的普通數(shù)控系統(tǒng)。第四代和第五代系統(tǒng)是采用微處理器及大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路組成的軟件式數(shù)控系統(tǒng)，稱為現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)，簡稱 CNC（ 第四代 ） 和 MNC（第五代）。 數(shù)控機床的發(fā)展先后經(jīng)歷了電子管（ 1952 年）、晶體管 （ 1959 年） 、小規(guī)模集成電路（ 1965 年） 、大規(guī)模集成電路及小型計算機 （ 1970 年） 和微處理機或微型計算機 （ 1974年） 等五代數(shù)控系統(tǒng)。為了提高數(shù)控機床的利用率，取得良好的經(jīng)濟效益，需要切實解決好加工工藝與程序編制、刀具的供應、編程與操作人員的培訓等問題。 由于數(shù)控機床是使用數(shù)字信息，易于與計算機輔助設(shè)計和制造（ CAD/CAM）系統(tǒng)聯(lián)接，形成計算機輔助設(shè)計和制造與數(shù)控機床緊密結(jié)合的一體化系統(tǒng)。 數(shù)控機床的加工效率高，一方面是自動化程度高，在一次裝夾中能完成較多表面的加工，省去了劃線、多次裝夾、檢測等工序；另一方面是 數(shù)控機床的運動速度高，空行程時間短。 數(shù)控機床上實現(xiàn)自動加工的控制信息是加工程序。在柔性制造系統(tǒng)上，上下料、檢測、診斷、對刀、傳輸、調(diào)度、管理等也都由機床自動完成，這樣減輕了操作者的勞動強度，改善了勞動條件。所以，數(shù)控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。目前應用數(shù)控加工技術(shù)的領(lǐng)域已從當初的航天工業(yè)部門逐步擴大到汽車、造船、機床、建筑等民用機械制造業(yè)，并已經(jīng)取得了巨大的經(jīng)濟效益。 由于數(shù)控機床綜合應用了電子計算機、自動控制、伺服驅(qū)動、精密檢測與新型機械結(jié)構(gòu)等方面的技術(shù)成果，具有高柔性、高精度與高自動化的特點，因此，采用數(shù)控加工手段，解決了機械制造中常規(guī)加工技術(shù)難以解決甚至無法解決的單件、小批量、特別是復雜零件的加工。但是應用這些專用生產(chǎn)設(shè)備進行生產(chǎn)，生產(chǎn)準備周期長，產(chǎn)品改型不易，因而使產(chǎn)品的開發(fā)周期增長。 Process design 目 錄 摘要 Abstract 第一章 概述 ................................................................................................................................... 1 數(shù)控加工在機械制造領(lǐng)域中的地位和作用 .......................................................................... 1 數(shù)控加工的特點 ...................................................................................................................... 1 數(shù)控加工的發(fā)展 ...................................................................................................................... 2 數(shù)控機床的發(fā)展 與分類 ....................................................................................................... 2 自動編程系統(tǒng)的發(fā)展 ........................................................................................................... 2 自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展 ....................................................................................................... 3 第二章 數(shù)控車削加工工藝 ........................................................................................................... 6 數(shù)控車床的加工特點和主要加工對象 .................................................................................. 6 數(shù)控車床的加工特點 ........................................................................................................... 6 數(shù)控車床的主要加工對象 ................................................................................................... 6 數(shù)控車削加工工藝的制定 ...................................................................................................... 7 數(shù)控車床的加工程序編制 ...................................................................................................... 9 第三章 盤套類零件的結(jié)構(gòu)特點及其工藝性 ............................................................................. 10 盤套類零件的結(jié)構(gòu)特點 ........................................................................................................ 10 盤類零件的結(jié)構(gòu)特點 ......................................................................................................... 10