【正文】 泛 應(yīng)用于機(jī)械制造業(yè)。 （二）、數(shù)控車床的適用范圍及工作原理 數(shù)控車床的適用范圍 數(shù)控車床與臥式車床一樣，也是用來加工軸類或盤類的回轉(zhuǎn)體零件。這些特點(diǎn)都有 利于使生產(chǎn)管理現(xiàn)代化。但在單件、小批量生產(chǎn)情況下，可以節(jié)省工藝裝備費(fèi)用、輔助生產(chǎn)工時(shí)、生產(chǎn)管理費(fèi)用及降低廢品率等，因此能夠獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 （4）自動(dòng)化程度高 數(shù)控車床對(duì)零件的加 工是按事先編好的程序自動(dòng)完成的，操作者除了操作面板、裝卸零件、關(guān)鍵工序的中 間測(cè)量以及觀察機(jī)床的運(yùn)行之外，其他的機(jī)床動(dòng)作直至加工完畢，都是自動(dòng)連續(xù)完成 ，不需要進(jìn)行繁重的重 復(fù)性手工操作，勞動(dòng)強(qiáng)度與緊張程度均大為減少，勞動(dòng)條件也 得到相應(yīng)的改善。數(shù)控車床的加工精度比較穩(wěn)定，一般只做首件檢驗(yàn)或工序間關(guān)鍵尺寸的抽樣 檢驗(yàn)，因而可以減少停機(jī)檢驗(yàn)的時(shí)間。數(shù)控車床主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的范圍比普通車床的范圍大， 每一道工序都能選用最有 利的切削用量，良好 的結(jié)構(gòu)剛性允許數(shù)控車床進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削，有效地節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。 （3）生產(chǎn)效率高 零件加工所需要的時(shí)間包括機(jī)動(dòng)時(shí)間與輔助時(shí)間兩部分。這是由 數(shù)控車床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用了必要的 措施，以及機(jī)電結(jié)合的特點(diǎn)決定的，首先是結(jié)構(gòu) 上引入了滾珠絲杠螺母機(jī)構(gòu)、 各種 消除間隙結(jié)構(gòu)等， 使機(jī)械傳動(dòng)的誤差盡可能??； 其次是采用了軟件精度補(bǔ)償技術(shù)， 使機(jī)械誤差進(jìn)一步減少；第三是用程序控制加 工，減少了人為因素對(duì)加工精度的影響 。它不僅縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，而且節(jié)省了大量工藝裝備費(fèi)用。 數(shù)控車床的特點(diǎn) （一）、數(shù)控車床的優(yōu)點(diǎn)： （1）加工對(duì)象改型的適應(yīng)性強(qiáng) 由于在數(shù)控車床上改革加工 零件時(shí)，只需 要重新編制程序就能實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的加工，它不同于傳統(tǒng)的車床，不需要 改造、更 新許多工夾具和檢具，更不需要重新新調(diào)整車床。 （5）采用全封閉罩殼。 （3）具有完善的刀具自動(dòng)變換和管理系統(tǒng)。 （1）采用高性能主傳動(dòng)及主軸部件、具 有傳遞功率大、剛度高、抗振性好 及熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。 這種變化的目的是為了滿足數(shù)控車床的 要求和充分發(fā)揮數(shù)控車床的 特點(diǎn)。 車床 本體 車床本體與傳統(tǒng)車床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、 床身、工作臺(tái)以 及運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。 由于可編程控制器（PLC）具有 響應(yīng)快、性能可靠、使用方便、編程和調(diào)試 程序容易等特點(diǎn)，并可直接驅(qū)動(dòng)部件機(jī)床 電器，因此，被廣泛用作數(shù)控車床的輔 助控制裝置。 輔助控制裝置 輔助控制裝置的主要作用是接受數(shù)控裝置輸出的開關(guān)量 指令信號(hào)，經(jīng)過編譯、邏輯判別和運(yùn)算，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng) 車床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開關(guān)量動(dòng)作。目前大都采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。因此，它的伺服精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控車床加工精度、表 面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。但輸入的零件加 工程序只能是各線段軌跡的 起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值等數(shù)據(jù)，不能滿足要求，因此要進(jìn) 行軌跡插補(bǔ)，也就是在線段的起 點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化” ，求 出一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)值，并向相 應(yīng)坐標(biāo)輸出脈沖信號(hào)，控制各坐標(biāo)軸（即進(jìn)給 運(yùn)動(dòng)的個(gè)執(zhí)行元件）的進(jìn)給速度、進(jìn)給 方向和進(jìn)給位移量等。 數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取 出或接受輸入裝置送來的一段或幾段數(shù)控加工程序， 經(jīng) 過數(shù)控裝置的邏輯電路或 系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息 和指令，控制車床各 部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。 零件加工程序輸入過程有兩種不同的方式：一種是邊讀入邊加工（數(shù)控系統(tǒng) 內(nèi)存較小時(shí)） ；另一種是一次將零件加工程序全部讀入數(shù)控裝置內(nèi)部的存儲(chǔ)器， 加工時(shí)再?gòu)膬?nèi)部存儲(chǔ)器中逐段調(diào)出進(jìn)行加工。根據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機(jī)、磁 帶機(jī)或軟盤驅(qū)動(dòng)器等。 閃存卡由于存儲(chǔ)容量大、數(shù)據(jù)交流迅速和記 錄可靠，在開放式數(shù)控系統(tǒng)的新型數(shù)控機(jī) 床上開始使用。 編制程 序的工作可由人工進(jìn)行； 對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，則要在專用的編程機(jī)或通用計(jì)算機(jī)上 進(jìn)行自動(dòng)編程（APT） 或利用 CAD/CAM 系統(tǒng)產(chǎn)生程序。 在對(duì)加工零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上， 確 定零件坐標(biāo)系在車床坐標(biāo)系上的相對(duì)位 置，即零件在車床上的安裝位置，刀具與零件 相對(duì)運(yùn)動(dòng)的尺寸參數(shù)，零件加工的 工藝路線、切削加工的工藝參數(shù)以及輔助裝置的動(dòng) 作等。 二、數(shù)控車床的組成 數(shù)控機(jī)床 數(shù)控車床由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置(CNC)、伺服驅(qū)動(dòng)及 位置 檢測(cè)裝置、輔助控制裝置、車床本體等幾部分組成。此時(shí)數(shù) 控系統(tǒng)的 MTBF 就要大于 小時(shí)， 而其中的數(shù)控裝置、 主軸及驅(qū)動(dòng)等的 MT BF 就必須大于 10 萬小時(shí)。對(duì)于 每天工作兩班的無人工廠而言，如果要 求在 16 小時(shí)內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率 P(t)＝99%以上的話，則數(shù)控機(jī)床的平均無 故障運(yùn)行時(shí)間 MTBF 就必須大于 3000 小時(shí)。35μm，提 高到177。10μm 提高到177。 當(dāng)前，機(jī)械加工高精度的要求如 下：普通的加工精度提高了一倍，達(dá)到 5 微米；精密加工精度提高了兩個(gè)數(shù)量級(jí)，超 精密加工精度進(jìn)入納米級(jí)（ 微 米） ，主軸回轉(zhuǎn)精度要求達(dá)到 微米 ，加工圓度為 微米，加工表面 粗糙度 Ra=0 和對(duì)機(jī)電產(chǎn)品性能與質(zhì)量要求的提 高，機(jī)床用戶對(duì)機(jī)床加工精度的 要求也越來越高。隨著高新 技術(shù)的發(fā)展。 微米等。其精度從 微米級(jí)到亞微米級(jí)，乃至納米級(jí)（10nm） ，其應(yīng)用范圍日趨 廣泛。 我們學(xué)校的數(shù)控加 工中心引進(jìn)的先進(jìn)數(shù)控加工中心設(shè)備就是高速的切削， 在我國(guó) 這樣轉(zhuǎn)速的加工中心 很少，因此，大力發(fā)展高速的數(shù)控機(jī)床是未來的發(fā)展方向。根據(jù)高效率、大批量生產(chǎn)需求 和電 子驅(qū)動(dòng)技術(shù)的飛速發(fā)展，高速直線電機(jī)的推廣應(yīng)用，開發(fā)出一批高速、高效的高 速響應(yīng)的數(shù)控機(jī)床以滿足汽車、農(nóng)機(jī)等行業(yè)的需求。隨著超高速切削機(jī)理、超硬 耐 磨長(zhǎng)壽命刀具材料和磨料磨具，大功率高速電主軸、高加/減速度直線電機(jī)驅(qū)動(dòng) 進(jìn) 給部件以及高性能控制系統(tǒng)（含監(jiān)控系統(tǒng)）和防護(hù)裝置等一系列技術(shù)領(lǐng)域中關(guān) 鍵技術(shù) 的解決，應(yīng)不失時(shí)機(jī)地開發(fā)應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床。90 年代以來，歐、美 、日各國(guó)爭(zhēng)相開發(fā) 應(yīng)用新一代高速數(shù)控機(jī)床，加快機(jī)床高速化發(fā)展步伐。 新一代數(shù)控機(jī)床（含加工中心）只有通過高速化大 幅度縮短切削工時(shí)才可能 進(jìn)一步提高其生產(chǎn)率。 1）高速、高效 機(jī)床向高速化方向 發(fā)展，可充分發(fā)揮現(xiàn)代刀具材料的性能，不但可大幅度提 高加工效率、降低加工成本 ，而且還可提高零件的表面加工質(zhì)量和精度。 一、高速、高效、高精度、高可靠性 要提高加工效率，首先必須提高切削和進(jìn)給速度，同時(shí)，還要縮短加工 時(shí)間； 要確保加工質(zhì)量，必須提高機(jī)床部件運(yùn)動(dòng)軌跡的精度，而可靠性則是上述 目標(biāo)的基本 保證。 當(dāng)零件的加工程序結(jié)束時(shí)，機(jī)床便會(huì)自 動(dòng)停止。所謂編程，就是把加工零件的工藝過程、工參 數(shù)、運(yùn)動(dòng)要求用數(shù)字指令形式 記錄在介質(zhì)上，并輸入數(shù)控系統(tǒng)。 而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由 程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、 加工要求、 機(jī)床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式編制的。 如機(jī)床的開啟、主軸轉(zhuǎn)速的變換、走刀路徑、運(yùn)動(dòng)部件的位移量， 以及機(jī)床的停止等 都是依靠操作工人來控制的。 在數(shù) 控機(jī)床上加工零件與在普通機(jī)床上加工零件， 其加工方法并無多大差異， 但是在機(jī) 床的運(yùn)動(dòng)控制上卻有很大的區(qū)別。 數(shù)控機(jī)床是一種 用 計(jì)算機(jī)來控制的機(jī)床，用來控制機(jī)床的計(jì)算機(jī)不管是專用計(jì)算機(jī)，還是通用計(jì) 算機(jī)都 統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞：數(shù)控加工工藝、數(shù)控編程、定位基準(zhǔn)、工藝編程。我設(shè)計(jì)的是典型零件的加工 其中涉及了刀具、量具、毛坯、定 位基準(zhǔn)等的選擇。生產(chǎn)實(shí)際中，零件的結(jié)構(gòu)千差萬別，但 其基本幾何構(gòu)成不外 是外圓、內(nèi)孔、平面、螺紋、齒面、曲面等。因此，世界上各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家均采取重大 措施來發(fā)展 自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)。中央廣播電視大學(xué)人才培養(yǎng)模式改革與開放教育試點(diǎn)畢 業(yè) 論 文題目：典型零件的加工 專業(yè)：數(shù)控技術(shù) 分校：開放教育學(xué)院 指導(dǎo)教師：朱慶海 學(xué)生姓名：侴德鑫 學(xué)號(hào)：0921001460620 完成日期：2011年11月30日摘 要 隨著社會(huì)的進(jìn)步，制造業(yè)的發(fā)展越來越迅速，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝備是制造 工業(yè) 現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)。 這個(gè)基礎(chǔ)是否牢固直接影響到一個(gè)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和綜 合國(guó)力 ，關(guān)系到一個(gè)國(guó)家的戰(zhàn)略地位。在我國(guó)，數(shù)控技術(shù)與裝備的發(fā)展亦得到了 高度重視，近年 來取得了相當(dāng)大的進(jìn)步。很少有零件是 由單一典型表面所構(gòu)成， 往往是由一些典型表面復(fù)合而成，其加工方法較單一典 型表面加工復(fù)雜，是典型表面 加工方法的綜合應(yīng)用。配合件裝配圖 1 張，各個(gè)配 合的零件圖各 1 張。 第一章 數(shù)控加工的概念 數(shù)控加工就是泛指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過程。 數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指 令。在普通機(jī)床加工時(shí)，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)受控 于操作工人。在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，機(jī)床 的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作的實(shí) 現(xiàn)均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。 編寫加工指令的過程就稱 為編程。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程 序指令向伺服裝置和其它功能部件 發(fā)出運(yùn)動(dòng)或終斷信息來控制機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)。任何一種數(shù)控機(jī)床，在其數(shù)控系 統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機(jī)床不能工 作。為此，必須要有高性能的數(shù)控裝置作保證。超高速 加工技術(shù)對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)高效、優(yōu) 質(zhì)、低成本生產(chǎn)有廣泛的適用性。 超高速加工特別是超高速銑削與新 一代高速數(shù)控機(jī)床特別 是高速加工中心的開發(fā)應(yīng)用緊密相關(guān)。高速主軸單 元（電主軸， 轉(zhuǎn)速 15000－100000r/min） 、高速且高加/減速度的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件（ 快移速度 60~120m/min，切削進(jìn)給速度高達(dá) 60m/min） 、高性能數(shù)控和伺服系統(tǒng)以及 數(shù)控工 具系統(tǒng)都出現(xiàn)了新的突破，達(dá)到了新的技術(shù)水平。 依靠快速、準(zhǔn)確的數(shù)字量傳遞 技術(shù)對(duì)高性能的機(jī)床執(zhí)行部件進(jìn)行高精密度、 高響應(yīng)速度的實(shí)時(shí)處理，由于采用了新 型刀具，車削和銑削的切削速度已達(dá)到 5000 米—8000 米/分以上； 主軸轉(zhuǎn)數(shù)在 30 000 轉(zhuǎn)/分(有的高達(dá) 10 萬轉(zhuǎn)/分)以上； 工作臺(tái)的移動(dòng)速度： （進(jìn)給速度） ，在分辨率為 1 微米時(shí)，在 100 米/分（ 有的到 200 米/分）以上，在分辨率為 微米時(shí)，在 24 米/分以上；自動(dòng)換刀速 度在 1 秒以內(nèi)；小線段插補(bǔ)進(jìn)給速度達(dá)到 12 米/分。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期 加 快，模