【正文】 2第三章 數(shù)控機(jī)床的分類 4 4 4 4 5 5 5 5 6 6 7 7 7第四章 數(shù)控車的工藝與工裝削 9 9 10 10 加工路線與加工余量的聯(lián)系 10 10第五章 程序首句妙用與控制尺寸精度的技巧 11 12 12 12 12 13第六章 數(shù)控技術(shù) 14 16結(jié)語致謝參考文獻(xiàn)第一章 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 在機(jī)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(jī)械加工總量的80%以上。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(jī)床。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動化的加工手段。用計算機(jī)控制加工功能，稱計算機(jī)數(shù)控（puterized numerical ，縮寫ＣＮＣ）。從應(yīng)用來說，數(shù)控機(jī)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(jìn)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(jī)，計算機(jī)對輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機(jī)床自動加工出所需要的零件。其中前三代為第一階段，稱作為硬件連接數(shù)控，簡稱ＮＣ系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計算機(jī)軟件數(shù)控，簡稱ＣＮＣ系統(tǒng)。 （1）工序集中 20世紀(jì)50年代末期，在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上開發(fā)了數(shù)控加工中心，即自備刀具庫的自動換刀數(shù)控機(jī)床。目前，加工中心機(jī)床的刀具庫容量可達(dá)到100多把刀具，～2秒。（2）高速、高效、高精度 高速、高效、高精度是機(jī)械加工的目標(biāo)，數(shù)控機(jī)床因其價格昂貴，在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。1）加工編程方便 手工編程和自動編程已經(jīng)使用了幾十年，有了長足的發(fā)展，在手工編程方面，開發(fā)了多種加工循環(huán)、參數(shù)編程和除直線、圓弧以外的各種插補(bǔ)功能，CAD/CAM的研究發(fā)展，從技術(shù)上來講可以替代手工編程。近年來，發(fā)展起來的圖形交互式編程系統(tǒng)（WOP，又稱面向車間編程），很受用戶歡迎。圖形交互編程方法在制定標(biāo)準(zhǔn)后，有可能成為各種型號的數(shù)控機(jī)床統(tǒng)一的編程方法。有的數(shù)控機(jī)床將采用說明書、編程指南、潤滑指南等存入系統(tǒng)共使用者調(diào)閱。盡管這些數(shù)控機(jī)床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機(jī)床的動作和運(yùn)動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動化程度和生產(chǎn)效率。加工中心機(jī)床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機(jī)床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 ．板材加工類數(shù)控機(jī)床 常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等。 按控制運(yùn)動軌跡分類 ．點位控制數(shù)控機(jī)床 位置的精確定位，在移動和定位過程中不進(jìn)行任何加工?？梢詭讉€坐標(biāo)同時向目標(biāo)點運(yùn)動，也可以各個坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動。點位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。 直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。現(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床。 ．輪廓控制數(shù)控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€或兩個以上運(yùn)動的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運(yùn)動軌跡能滿足零件輪廓的要求。 常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機(jī)床。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進(jìn)給指令，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進(jìn)行監(jiān)測，也不能進(jìn)行誤差校正。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機(jī)床，特別是簡易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關(guān)，因此其控制精度高。圖中A為速度傳感器、C為直線位移傳感器。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)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(jī)床。 半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在伺服電動機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)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(jìn)行修正。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(jī)床。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機(jī)設(shè)計成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。混合控制數(shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床，因為大型或重型數(shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)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(jī)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(fù)雜。它的基本控制選用步進(jìn)電動機(jī)的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，另外附加一個校正電路。 （2）半閉環(huán)補(bǔ)償型。其中A是速度測量元件（如測速發(fā)電機(jī)），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。. 合理選擇切削用量對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。它比切削速度對刀具的影響小。用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達(dá)到壽命才是理想的條件。在確定加工條件時，需要根據(jù)實際情況進(jìn)行研究。. 合理選擇刀具1) 粗車時，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。3) 為減少換刀時間和方便對刀，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。. 確定加工路線加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過程中，刀具相對零件的運(yùn)動軌跡和方向。. 加工路線與加工余量的聯(lián)系目前，在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。. 夾具安裝要點目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現(xiàn)的，液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。根據(jù)該指令，可設(shè)定一個坐標(biāo)系，使刀具的某一點在此坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值為(Xα Zβ)(本文工件坐標(biāo)系原點均設(shè)定在工件右端面)。1. 對刀后，裝夾好工件毛坯；2. 主軸正轉(zhuǎn)，手輪基準(zhǔn)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(yùn)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(guān)重要，否則，工件坐標(biāo)系就會被修改，無法正常加工工件。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(biāo)系。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(yùn)行至安全位置，調(diào)出程序，按自動運(yùn)行即可。上述程序首句用 G00代替G50的實質(zhì)是將工件坐標(biāo)系固定在機(jī)床上，不再囿于G50 Xα Zβ程序原點的限制，不改變工件坐標(biāo)系，操作簡單，可靠性強(qiáng)，收到了意想不到的效果。減少2號刀補(bǔ)。同理，對于軸向尺寸的控制亦如此類推。. 半精加工消除絲桿間隙影響保證尺寸精度對于大部分?jǐn)?shù)控車床來說，使用較長時間后，由于絲桿間隙的影響，加工出的工