【正文】 加工信息傳給 CNC 單元，編譯成計(jì)算機(jī)能識(shí)別的信息，由信息處理部分按照 控制程序的規(guī)定，逐步存儲(chǔ)并進(jìn)行處理后，通過輸出單元發(fā)出位置和速度指令給伺服系統(tǒng)和主運(yùn)動(dòng)控制部分。數(shù)據(jù)處理程序還包括刀具半徑補(bǔ)償、速度計(jì)算及輔助功能的處理等。輸出裝置根據(jù)控制器的命令接受運(yùn)算器的輸出脈沖，并把它送到各坐標(biāo)的伺服控制系統(tǒng)，經(jīng)過功率放大，驅(qū)動(dòng)伺服系統(tǒng)，從而控制機(jī)床按規(guī)定要求運(yùn)動(dòng)。伺服系統(tǒng)的作用是把接受來自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大、整形處理后，轉(zhuǎn)換成機(jī)床執(zhí)行部件的直線位移或角位移運(yùn)動(dòng)。 伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置 和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直流伺服電動(dòng)機(jī)和交流伺服電動(dòng)機(jī)是常用的驅(qū)動(dòng)裝置。 4．機(jī)床主體 機(jī)床主機(jī)是數(shù)控機(jī)床的主體。它是在數(shù)控機(jī)床上自動(dòng)地完成各種切削加工的機(jī)械 部分。通常用提高結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的靜剛度、增加阻尼、調(diào)整結(jié)構(gòu)件質(zhì)量和固有頻率等方法來提高機(jī)床主機(jī)的剛度和抗震性，使機(jī)床主體能適應(yīng)數(shù)控機(jī)床連續(xù)自動(dòng)地進(jìn)行切削加工的需要。 （ 2）廣泛采用高性能的主軸伺服驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置，使數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)鏈縮短，簡(jiǎn)化了機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。 5．?dāng)?shù)控機(jī)床的輔助裝置 輔助裝置是保證充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床功能所必需的配套裝置，常用的輔助裝置包括：氣動(dòng)、液壓裝置，排屑裝置，冷卻、潤滑裝置，回轉(zhuǎn)工作臺(tái)和數(shù)控分度頭，防護(hù)，照明等各種輔助裝置。 為適 應(yīng)數(shù)控進(jìn)線、聯(lián)網(wǎng)、普及型個(gè)性化、多品種、小批量、柔性化及數(shù)控迅速發(fā)展的要求，最重要的發(fā)展趨勢(shì)是體系結(jié)構(gòu)的開放性，設(shè)計(jì)生產(chǎn)開放式的數(shù)控系統(tǒng)，例如美國、歐共體及日本發(fā)展開放式數(shù)控的計(jì)劃等。至少采用 PC 機(jī)作為它的前端機(jī)，來處理人機(jī)界面、編程、聯(lián)網(wǎng)通信等問題，由原有的系統(tǒng)承擔(dān)數(shù)控的任務(wù)。遠(yuǎn)程通訊，遠(yuǎn)程診斷和維修將更加普遍。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。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。還由于新產(chǎn)品更新?lián)Q代周期加快，模具、航空、軍事等工業(yè)的加工零件不但復(fù)雜而且品種增多。從精密加工發(fā)展到超精密加工（特高精度加工），是世界各工業(yè)強(qiáng)國致力發(fā)展的方向。超精密加工主要包括超精密切削（車、銑）、超精密磨削、超精密研磨拋光以及超精密特種加工（三束加工及微細(xì)電火花加工、微細(xì)電解加工和各種復(fù)合加工等）。新材料及新零件的出現(xiàn)，更高精度要求的提出等都需要超精密加工工藝，發(fā)展新型超精密加工機(jī) 床，完善現(xiàn)代超精密加工技術(shù)，以適應(yīng)現(xiàn)代科技的發(fā)展。為了滿足用戶的需要，近 10 多年來，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由 177。5μm ，精密級(jí)加工中心的加工精度則從 177。 1~ 。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)。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 MTBF 就必須大于 10 萬小時(shí)。 （ 1）應(yīng)用自適應(yīng)控制技術(shù) 數(shù)控系統(tǒng)能檢測(cè)過程中一些重要信息，并自動(dòng)調(diào)整系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)，達(dá)到改進(jìn)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的目的。 （ 3）引入故障診斷專家系統(tǒng) （ 4）智能化數(shù)字伺服驅(qū)動(dòng)裝置 可以通過自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，而自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳的運(yùn)行。 綜上所述，由于數(shù)控機(jī)床不斷采納科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的各種新技術(shù)，使得其功能日趨完善，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工中的地位也顯得越來越重要，數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。 從軸類零件的結(jié)構(gòu)特性來看，它們是長度（ L）大于直徑（ d）的回轉(zhuǎn)體零件，若 L/d≤12 ，通常稱為剛性軸；而 L/d＞ 12 稱為撓性軸，其被加工表面常有內(nèi)外圓柱表面、圓錐面及花鍵、鍵槽、螺紋等。 軸類零件的材料和毛坯選擇 軸類零件應(yīng)根據(jù)不同的工件條件和使用要求選用不同的材料。 40Cr 等合金鋼結(jié)構(gòu)鋼適用于中等精度，而轉(zhuǎn)速較高的軸類零件，具有較高的綜合機(jī)械性能。 20CrMnTi、 18CrMnTi、 20Mn2B、20Cr 等低碳合金鋼含鉻、錳鈦和硼等元素，可用來制造在高速度、重載荷等條件下的軸類零件。 軸類零件最常用的毛坯是型材和鍛件，對(duì)于某些大型的結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的軸也可用鑄件或焊接結(jié)構(gòu)件。 對(duì)于直徑相差較大的階梯軸或要承受沖擊載荷和交變應(yīng)力的重要軸，均采用鍛件作為毛坯。 對(duì)于結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜的大型軸類零件，其毛坯可用砂型鑄造件、焊接結(jié)構(gòu)件或鑄 — 焊結(jié)構(gòu)毛坯。由于該軸工作時(shí)不承受沖擊載荷，工作性質(zhì)一般，且各階梯軸徑相差不大，因此可選用熱軋圓鋼作為毛胚。 圖 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 經(jīng)過對(duì)軸結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，技術(shù)要求的分析，即可根據(jù)生產(chǎn)批量，設(shè)配條件等編制 軸的工藝規(guī)程。從而正確地選擇基準(zhǔn)，合理安排工序。196 標(biāo)準(zhǔn)；機(jī)床操作采用 ISO 國際標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控 G。應(yīng)用范圍： 本機(jī)床廣泛用于氣動(dòng)工具，電動(dòng)工具，電器，儀表儀器，液壓，空調(diào)，縫紉機(jī)，電子配件，緊固件，軸承攝影器材，電影機(jī)械，紡織機(jī)械，五金工具，鐘表，眼鏡，文教用品，電機(jī)，閥門，煤氣管件，汽車，摩托車配件，及其他高精度復(fù)雜零件的加工制 造，是五金機(jī)械加工行業(yè)的理想設(shè)備。 CK6136數(shù)控車床是現(xiàn)在全國應(yīng)用比較廣泛的一種數(shù)控車床，根據(jù)數(shù)控車床的精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)： 1 床身上最大工件回轉(zhuǎn)直徑： 360mm。 (刀柄截面尺寸 ≥20mm20mm ) 3 最大工件長度： 750mm/1000mm。 6 主軸轉(zhuǎn)速范圍：（ 452100； 18級(jí)） 7 進(jìn)給量范圍 （ 1） 縱向：（ ～ ） mm/r(138種 )。 8 公制螺紋范圍：（ ～ 9） mm,17種 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 9 英制螺紋范圍：（ 2～ 32）牙 /寸 ,29種。 11 主電機(jī)功率：（ 3kW或 4KW） 12 機(jī)床精度按國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。 因此，本次設(shè)計(jì)的軸類零件將在此數(shù)控車床上進(jìn)行加工。雖然其車刀的切削原理與一般車床基本相同，但由于數(shù)控車床加工的特性，在刀具的選擇上，特別是切削部分的幾何參數(shù)、刀具的形狀上還需進(jìn)行特別的處理，才能滿足數(shù)控車床的加工要求，充分發(fā)揮數(shù)控車床的效率。 （ 2） 切削技術(shù)由傳統(tǒng)的切削工藝向創(chuàng)新制造工藝的飛躍，大大提高了切削加工的效率。 （ 4） 切削刀具從低值易耗品過渡到全面進(jìn)入“三高一專”（高效率、高精度、高可靠性和高專業(yè)化）的數(shù)控刀具時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍。 2． 數(shù)控車床對(duì)刀具的要求 （ 1） 刀具性能方面 數(shù)控加工具有高速、高效和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，數(shù)控刀具是實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的關(guān)鍵技術(shù)之一。數(shù)控加工對(duì)刀具提出的要求具體如下： 數(shù)控加工在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行，切削速度和自動(dòng)化程度高，要求刀具應(yīng)具有很高的可靠性、并且要求刀具的壽命長、切削性能穩(wěn)定、質(zhì)量一致性好、重復(fù)精度高。如果刀具可靠性差還將產(chǎn)生廢品、損壞機(jī)床和設(shè) 備，甚至造成人員傷亡。解決道具的可靠性問題，成為數(shù)控加工成功應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)之一。 、抗熱沖擊性和高效力學(xué)性能 為了提高生產(chǎn)效率，現(xiàn)在的數(shù)控機(jī)床向著高速化、高剛性和大功率發(fā)展。因此，要求刀具材料的熔點(diǎn)高、氧化溫度高、耐熱性好、抗熱沖擊性能強(qiáng)，同時(shí)還要求刀具材料具有很高的高溫力學(xué)性能，如高溫強(qiáng)度、高溫硬度、高 溫韌性等。這樣就要求道具的制造精度要高。 數(shù)控刀具應(yīng)能與數(shù)控機(jī)床快速、準(zhǔn)確的結(jié)合和脫開，并能適應(yīng)機(jī)械手和機(jī)器人的操作，并且要求刀具更換性好、更換迅速、尺寸調(diào)整方便、安裝可靠，以減少因更換道具而 造成的停頓時(shí)間。 、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化 數(shù)控刀具應(yīng)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化，盡量減少刀具規(guī)格，以利于數(shù)控編程和便于刀具管理，降低加工成本，提高生產(chǎn)效率。 由于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具能滿足耐用、穩(wěn)定、易調(diào)和可換等要求，目前，在數(shù)控機(jī)床設(shè)備中，廣泛采用機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具結(jié)構(gòu)。 為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的技術(shù)濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 優(yōu)勢(shì)，提高加工效率，對(duì)復(fù)雜零件加工要求在一次裝夾中進(jìn)行多工序的集中加工，并淡化傳統(tǒng)的車、銑、鏜、螺紋加工等不同切削工藝的界限，是提高數(shù)控機(jī)床效率、加快產(chǎn)品開發(fā)的有效途徑。 （ 2） 對(duì)刀具材料的基本要求 在切削加工時(shí)，刀具切削部分與切屑、工件相互接觸的表面上成上承受了很大的壓力和強(qiáng)烈的摩擦，刀具在高溫下進(jìn)行切削的同時(shí)，還承受著切削力、沖擊和振動(dòng)，因此要求刀具切削部分的材料具備以下性能： 刀具材料必須具有高于工件材料的硬度，常溫硬度在 HRC60 以下。 為了承受切削力、沖擊和振動(dòng)，刀具材料應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和韌性，一般用抗彎強(qiáng)度和沖擊韌性值表示。 為了便于刀具制造，要求刀具材料有良好的可加工性，包括鍛、軋、焊接、切削加工、可磨削性和熱處理特性等。 刀具材料種類很多，常用的有碳素工具鋼、合金工具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金鋼、陶瓷、金剛石和立方氮化硼等。陶瓷、金剛石和立方氮化硼則由于性質(zhì)脆 、工藝性差及價(jià)格昂貴等原因，目前只在較小的范圍內(nèi)使用。 （ 3） 刀具切削部分的材料 目前工廠中的刀具切削部分材料主要有高速鋼和硬質(zhì)合金鋼兩種。高速鋼主要優(yōu)點(diǎn)是具有高的硬度、強(qiáng)度和耐磨性，且耐磨性和淬透性良好，其允許的切削速度是碳素工具鋼和合金鋼的兩倍以上。高速鋼是一種綜合性能好、應(yīng)用范圍廣的刀具材料。這種刀具材料有高的硬度（ HRA88～ 93）和耐熱性（耐熱溫度為 850～ 1000℃）。 因此，本次設(shè)計(jì)的軸類零件車 外圓端面車刀選用材料為高速鋼的 90176。車刀，切槽選用高速鋼切槽刀，刀寬為 3mm，車螺紋則選用刀尖為 60176。 車刀的安裝 車刀使用時(shí)必須正確安裝，其基本要求有以下幾點(diǎn)： ，否則，切削時(shí)刀桿剛性減弱，容易產(chǎn)生振動(dòng)，使車出來的工件表面不光潔，甚至?xí)管嚨稉p壞。車刀下面的墊片要平整潔凈，墊片應(yīng)與刀架對(duì)齊，而且墊片的量應(yīng)盡量少些，以防止振動(dòng)。刀尖高于工件中心，會(huì)使車刀的實(shí)際后角減小，車刀后面與工件之間的摩擦增大；刀尖低于工件中心，會(huì)使車刀的實(shí)際前角減小，切削不順利。 圓柱形表面是構(gòu)成各種機(jī)器零件形狀的基本表面之一。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 將工件夾在車床卡盤上左作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，車刀夾在刀架上作縱向進(jìn)刀，就可以車出外圓柱面來。 車外圓 由于粗車外圓與精車外圓的要求不大一樣，所以使用的車刀也不同。彎頭刀、 75176。偏刀等幾種。 ～ 7176。在機(jī)床、工件、刀具剛性較好的條件下選用45176。 ；在機(jī)床、工件、刀具剛性較差的條件下用 75176。 ； （ 4） 角可以選大一些，一般在 15176。 之間； （ 5） 角一般選 0176。 ，以增加刀頭強(qiáng)度； （ 6） 削刃上應(yīng)磨有負(fù)倒棱，其寬度為 （ ～ ） f,倒棱前角為 10176。 ，以增加切削刃，提高刀具耐用度。 要此車刀鋒利刀刃平直光潔一般選擇精車刀的幾何角度可以根據(jù)下面的原則： （ 1） 一般應(yīng)選大一些，使車刀鋒利減小切削變形； （ 2） 可取的較大一些，以減小車刀和工件之間的摩擦。～ 15176。 ～ 8176。 工件的安裝 由于四爪單動(dòng)卡盤的四個(gè)卡爪各自獨(dú)立移動(dòng)，因此工件裝夾后必須將工件加工部分的旋轉(zhuǎn)軸線找正到與車床軸旋轉(zhuǎn)軸線重合后才能車削，找正比較麻煩。 三爪自定心卡盤能自動(dòng)定心，不需要很多的時(shí)間去找正，裝夾效率 比四爪單動(dòng)卡盤高，但夾緊力沒有四爪單動(dòng)卡盤大。 因此，本次設(shè)計(jì)的軸類零件將在三爪自定心卡盤上裝夾工件。這三個(gè)要素的選擇是否恰當(dāng)，對(duì)工件的加工質(zhì)量，刀具的耐用度和生產(chǎn)效率都有很重要的關(guān)系。 粗車時(shí)，加工余量較多，這時(shí)對(duì)工件精度和粗糙度要求不高。 但切削深度過大會(huì)引起振動(dòng)，甚至損壞機(jī)床和車刀。精車時(shí)，切削深度應(yīng)小些，一般選 ～ 。 給量 f 的選擇 粗車時(shí)由于對(duì)工件表面粗糙度 要求不高，進(jìn)給量應(yīng)盡可能大些，這樣可以縮短走到時(shí)間，提高生產(chǎn)率，一般選 ～ 。 在實(shí)際生產(chǎn)中，可根據(jù) 圖表法或查有關(guān)手冊(cè)來確定切削速度，也可以由經(jīng)驗(yàn)確定。如果切削時(shí)出現(xiàn)火花，說明切削速度 太高。如果切屑呈白色，說明切削速度還可以提高。合理安裝工件、車刀，調(diào)整好主軸轉(zhuǎn)速手柄位置，開動(dòng)車床，使主軸旋轉(zhuǎn) ； 、中拖板手柄，使刀尖與工件右端外圓表面輕輕接觸 ； （中拖板手柄不動(dòng)），使車刀離開工件，一般距離工件端面 3～ 5mm； ，搖動(dòng)中拖板手柄，使車刀作橫向進(jìn)刀 ； 3～ 4mm，搖動(dòng)大拖 板手柄，退出車刀，停車測(cè)量工件直徑（中拖板不要退回，如必要退出時(shí)，應(yīng)記住其刻度），如符合要求，可繼續(xù)手動(dòng)或自動(dòng)縱向走刀切削，如不符合要求，就要根據(jù)中拖板的刻度調(diào)整切削深度 ； ，應(yīng)停止走刀，退出車刀，然后停車。 車端面的車刀 車削端面通常使用偏刀和車刀兩種。 的車刀稱為偏刀。 偏刀的前角，后角與外圓車刀基本相同，但主偏角卻采用 90176。 ，副偏角一般在 10176。 之間，在車刀鋼料時(shí)，車刀的前面應(yīng)磨有斷屑槽。又因主偏角較大，車削外圓時(shí)產(chǎn)生的徑向切削力小，所以不易產(chǎn)生振動(dòng)和頂彎工件。因而刀尖強(qiáng)度低，散熱性差。 彎頭車刀主偏角通常為 45176。彎頭車刀的前角和后角與外圓的基本相同，主偏角和副偏角都是 45176。彎頭車刀除了可以車削外圓、端面以外，還可以倒角。校正時(shí)，一般用劃