【正文】 整個(gè)生命周期的環(huán)境特性和資源效率的先進(jìn)設(shè)計(jì)理論和方法。數(shù)控機(jī)床在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮：綠色材料設(shè)計(jì)；可拆卸性設(shè)計(jì)；節(jié)能性設(shè)計(jì)；可回收性設(shè)計(jì)；模塊化設(shè)計(jì)；綠色包裝設(shè)計(jì)等。數(shù)控機(jī)床在制造時(shí)要考慮：節(jié)約資源的工藝設(shè)計(jì)；節(jié)約能源的工藝設(shè)計(jì)；環(huán)保型工藝設(shè)計(jì)等。數(shù)控機(jī)床作為裝備制造業(yè)的核心，能否順應(yīng)環(huán)保趨勢(shì)，加大綠色設(shè)計(jì)與制造的研制，將是影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要要素之一。由于產(chǎn)品開發(fā)周期愈來愈短，對(duì)制造速度的要求也相應(yīng)提高，機(jī)床也朝高效能發(fā)展。產(chǎn)品對(duì)外觀曲線要求的提高，機(jī)床五軸加工、六軸加工已日益普及，機(jī)床加工的復(fù)合化已是不可避免的發(fā)展趨勢(shì)。為日本Mazak公司最新推出的E—zizith型臥式加工中心，將信息技術(shù)與制造技術(shù)融為一體。5．?dāng)?shù)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展數(shù)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化，主要指數(shù)控系統(tǒng)與外部的其他控制系統(tǒng)或上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)連接和網(wǎng)絡(luò)控制。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和發(fā)展，最近業(yè)界又提出了數(shù)字制造的概念。隨著信息化技術(shù)的大量采用，越來越多的國內(nèi)用戶在進(jìn)口數(shù)控機(jī)床時(shí)要求具有遠(yuǎn)程通訊服務(wù)等功能。柔性自動(dòng)化技術(shù)以易于聯(lián)網(wǎng)和集成為目標(biāo)，同時(shí)注重加強(qiáng)單元技術(shù)的開拓、完善，能方便地與CAD、CAMCAPF、MiX3聯(lián)結(jié)，向信息集成方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)向開放、集成和智能化方向發(fā)展。對(duì)于每天工作兩班的無人工廠而言，如果要求在16h內(nèi)連續(xù)正常工作，無故障率在99％以上，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3000h。對(duì)整條生產(chǎn)線而言，可靠性要求還要更高。柔性制造范疇的機(jī)床復(fù)合加工概念是指將工件一次裝夾后，機(jī)床便能按照數(shù)控加工程序自動(dòng)進(jìn)行同一類工藝方法或不同類工藝方法的多工序加工，以完成一個(gè)復(fù)雜形狀零件的主要乃至全部加工工序。因此多軸聯(lián)動(dòng)控制的加工中心和數(shù)控銑床已經(jīng)成為當(dāng)前的一個(gè)開發(fā)熱點(diǎn)。中國作為一個(gè)制造大國，主要還是依靠勞動(dòng)力、價(jià)格、資源等方面的比較優(yōu)勢(shì)，而在產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新與自主開發(fā)方面與國外同行的差距還很大。力爭早日實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)品從低端到高端、從初級(jí)產(chǎn)品加工到高精尖產(chǎn)品制造的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)從中國制造到中國創(chuàng)造、從制造大國到制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。北京：國防工業(yè)出版社。北京：機(jī)械工業(yè)出版社。北京：國防工業(yè)出版社。世界制造技術(shù)與裝備市場。2003 [6]陳宏鈞，主編典型零件機(jī)械加工生產(chǎn)實(shí)例[M]機(jī)械工業(yè)出版社。數(shù)控知識(shí)不僅是一種技能，而且能培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力，和對(duì)知識(shí)的向往，更加方便了廣大用戶對(duì)數(shù)控任務(wù)的處理，提高了工作的效率，這給人們帶來了很大的方便。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用已滲透到機(jī)械制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域。國家現(xiàn)在大力培養(yǎng)數(shù)控技能人才，要求能迅速掌握數(shù)控機(jī)床的操作技能。由于每個(gè)人的加工方法不同，編制加工程序也各不相同，但最終的目的是為了提高數(shù)控車床的生產(chǎn)效率，因此對(duì)于選擇最合理的加工路線顯得尤為重要。商丘科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）第二章 數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理 數(shù)控機(jī)床的組成和工作原理數(shù)控機(jī)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、輔助控制裝置、機(jī)床本體等幾部分組成。但數(shù)控機(jī)床在整體布局、外觀造型、傳動(dòng)系統(tǒng)、刀具系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及操作機(jī)構(gòu)等方面都已發(fā)生了很大的變化。工方案又稱工藝方案，數(shù)控機(jī)床的加工方案包括制定工序、工步及走刀路線等內(nèi)容。只有這樣，才能使所制定的加工方案合理，從而達(dá)到質(zhì)量優(yōu)、效率高和成本低的目的。為了提高生產(chǎn)效率并保證零件的精加工質(zhì)量，在切削加工時(shí)，應(yīng)先安排粗加工工序，在較短的時(shí)間內(nèi)，將精加工前大量的加工余量去掉，同時(shí)盡量滿足精加工的余量均勻性要求。其中，安排半精加工的目的是，當(dāng)粗加工后所留余量的均勻性滿足不了精加工要求時(shí)，則可安排半精加工作為過渡性工序，以便使精加工余量小而均勻。這時(shí)，加工刀具的進(jìn)退刀位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)的輪廓中安排切人和切出或換刀及停頓，以免因切削力突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接輪廓上產(chǎn)生表面劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。在一般情況下，特別是在粗加工時(shí)，通常安排離對(duì)刀點(diǎn)近的部位先加工，離對(duì)刀點(diǎn)遠(yuǎn)的部位后加工，以便縮短刀具移動(dòng)距離，減少空行程時(shí)間。對(duì)既要加工內(nèi)表面(內(nèi)型、腔)，又要加工外表面的零件，在制定其加工方案時(shí)，通常應(yīng)安排先加工內(nèi)型和內(nèi)腔，后加工外表面。確定走刀路線的工作重點(diǎn)，主要用于確定粗加工及空行程的走刀路線，因精加工切削過程的走刀路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的。在保證加工質(zhì)量的前提下，使加工程序具有最短的走刀路線，不僅可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損等。上述原則并不是一成不變的，對(duì)于某些特殊情況，則需要采取靈活可變的方案。這些都有賴于編程者實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)的不斷積累與學(xué)習(xí)。為了便于編程，必須首先設(shè)定工作坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系不重合。數(shù)控機(jī)床開機(jī)時(shí)，必須先確定機(jī)床參考點(diǎn)，只有機(jī)床參考點(diǎn)確定以后，車刀移動(dòng)有依據(jù)，否則，不僅編程無基準(zhǔn)，還會(huì)發(fā)生碰撞事故。當(dāng)?shù)都芊祷貦C(jī)床參考點(diǎn)時(shí)，裝在X向和Z向滑板上的兩擋塊分別壓下對(duì)應(yīng)的開關(guān)，向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，停止滑板運(yùn)動(dòng)，即完成了返回機(jī)床參考點(diǎn)的操作。當(dāng)完成了返回機(jī)床參考點(diǎn)的操作后，CRT屏幕上立即顯示出刀架中心在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，即建立機(jī)床坐標(biāo)系。（2）機(jī)床解除急停狀態(tài)。在以上三種情況下，數(shù)控系統(tǒng)失去對(duì)機(jī)床參考點(diǎn)的記憶，以此必須進(jìn)行返回機(jī)床參考點(diǎn)的操作。工作坐標(biāo)系是用于確定工件幾何圖形上各幾何要素的位置而建立的坐標(biāo)系，是在編程時(shí)使用的，工作坐標(biāo)系的原點(diǎn)就是工作原點(diǎn)，是人為設(shè)置的。工件坐標(biāo)系設(shè)定后，CRT屏幕上顯示的是車刀刀尖相對(duì)于工件原點(diǎn)的坐標(biāo)系。第四章：分析零件圖樣分析零件圖樣是工藝準(zhǔn)備中的首要工作，直接影響零件的編制及加工結(jié)果。（2）分析零件圖樣上的尺寸公差要求，以確定控制其尺寸精度的加工工藝，如刀具的選擇及切削用量的確定等。在車削中，如沿Z坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的方向與其主軸軸線不平形時(shí)，則無法保證圓柱度這一形狀公差要求；又如沿X坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的方向與其主軸軸線不垂直時(shí)，則無法保證垂直度這一位置公差要求。（4）分析零件的表面粗糙度要求，材料與熱處理要求，毛坯的要求，件數(shù)的要求也是對(duì)工序安排及走刀路線的確定等都是不可忽視的參數(shù)。走刀路線泛指刀具從對(duì)刀點(diǎn)開始運(yùn)動(dòng)起，直到返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑。使走刀路線最短可以節(jié)省整個(gè)加工過程的執(zhí)行時(shí)間，還能減少一些不必要的刀具消耗及機(jī)床進(jìn)給機(jī)構(gòu)滑動(dòng)部件的磨損。圖1為平行車圓錐法，這種方法是每次進(jìn)刀后，車刀移動(dòng)軌跡平行于錐體母線，隨商丘科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）著每次進(jìn)刀吃刀，Z相尺寸按一定比例增加，與普車加工錐體方法相同，使初學(xué)者易懂。若C為1：10，含義是直徑X上去除1毫米，長度Z上增加10毫米。圖1b為改變錐角車圓錐法，是隨著每一次X向進(jìn)刀，保持Z向尺寸為圖紙尺寸,每一刀都改變了錐角的大小，只有最后一刀是圖紙要求的錐角大小。圖1c為階臺(tái)加工錐體法，這種加工法是每一次走刀軌跡平行于工件的軸線，加工出許多小的階臺(tái)，最后一刀車刀沿錐體斜面進(jìn)行走刀，這種加工方法要先做1：1比例圖，否則易車廢工件，由于是臺(tái)階狀，所以余量不均勻，影響錐面加工質(zhì)量，此種方法與FANUC數(shù)控指令G71類似。按照每個(gè)單獨(dú)的幾何要素(即直線、斜線和圓弧等)分別編制出相應(yīng)的加工程序，其構(gòu)成加工程序的各條程序即程序段。由于數(shù)控車床裝置普遍具有直線和圓弧插補(bǔ)運(yùn)算的功能，除了非圓弧曲線外，程序段數(shù)可以由構(gòu)成零件的幾何要素及由工藝路線確定的各條程序得到，這時(shí)應(yīng)考慮使程序段最少原則。如加工上圖1的零件，如果毛坯均為棒料，可以用直線插補(bǔ)命令G01進(jìn)行編程，也可以用矩形循環(huán)命令G90進(jìn)行編程，還可以用復(fù)合循環(huán)命令G71進(jìn)行編程，都可以加工該工件。圖2c為用G71式加工路線,首先走矩形循環(huán)進(jìn)給路線，最后兩刀走輪廓的等距線和最終輪廓線，走刀路線不是很長，且切削量相同，切削力均勻，與G70命令合用還可以使程序編制簡單編程時(shí)常用。所以在編程中要靈活應(yīng)用，選用合理的G命令進(jìn)行程序編制。這時(shí)，一條非圓曲線應(yīng)按逼近原理劃分成若干個(gè)主程序段（大多為直線或圓?。?dāng)能滿足其精度要求時(shí)，所劃分的若干個(gè)主程序的段數(shù)應(yīng)為最少。第五章 合理安排“回零”路線在編制較復(fù)雜輪廓的加工程序時(shí)，為使其計(jì)算過程盡量簡化，既不易出錯(cuò)，又便于校核，編程者有時(shí)將每一刀加工完后的刀具終點(diǎn)通過執(zhí)行“回零”指令（即返回對(duì)刀點(diǎn)），使其全返回對(duì)刀點(diǎn)位置，然后在執(zhí)行后續(xù)程序。因此，在合理安排“回零”路線時(shí)，應(yīng)使其前一刀終點(diǎn)與后一刀起點(diǎn)間的距離盡量減短，或者為零，即滿足走刀路線最短的要求。它們的選擇與普車所要求的基本對(duì)應(yīng)一致，但數(shù)控車床加工的零件往往較復(fù)雜，切削用量按一定的原則初定后，還應(yīng)結(jié)合零件實(shí)際加工情況隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方法是利用數(shù)控車床的操作面板上各種倍率開關(guān)，隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，來實(shí)現(xiàn)切削用量的合理配置，這對(duì)操作者來說應(yīng)該具有一定的實(shí)際生產(chǎn)加工經(jīng)驗(yàn)。該指令由于不做實(shí)際的切削運(yùn)動(dòng)，常常被忽略。（2）當(dāng)運(yùn)行方向改變較大時(shí)，應(yīng)在該改變運(yùn)行方向指令間設(shè)置G04命令。（4）利用G04進(jìn)行斷削處理，根據(jù)粗加工的切削要求，可對(duì)以連續(xù)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行分段加工安排，每相鄰加工段中間用G04指令將其隔開。其分段數(shù)的多少，視斷削要求而定，當(dāng)斷削不夠理想時(shí)，要增加分段數(shù)。并且，刀具的進(jìn)、退位置要考慮妥當(dāng)，盡量不要在連續(xù)的輪廓中切入切出或換刀及停頓，以免因切削力的突然變化而造成彈性變形，致使光滑連接的輪廓上產(chǎn)生劃傷、形狀突變或滯留刀痕等疵病。如果遇到比機(jī)床所規(guī)定的最小編程單位還要小的數(shù)值時(shí)，應(yīng)盡量向其最大實(shí)體尺寸靠攏并圓整。 80+00、。也就是說，編程的原點(diǎn)要和設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)、對(duì)刀點(diǎn)的位置盡量重合起來，減少由于基準(zhǔn)不重合所帶來的加工誤差。當(dāng)需要掌握控制某些重要尺寸的允許變動(dòng)量時(shí)，還要通過尺寸鏈解算才能得到，然后才可進(jìn)行下一步編程工作。對(duì)切斷面帶較小倒角的零件，在批量車削加工中比較普遍，為了便商丘科技職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）于切斷并避免掉頭倒角，可巧利用切斷刀同時(shí)完成車倒角和切斷兩個(gè)工序，效果較好?？傊?，數(shù)控車床的編程總原則是先粗后精、先進(jìn)后遠(yuǎn)、先內(nèi)后外、程序段最少、走刀路線最短，這就要求我們?cè)诰幊虝r(shí)，特別注意理論聯(lián)系實(shí)際，并在大量的實(shí)踐中，對(duì)所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行驗(yàn)證或修正，做到編制的程序最實(shí)用。編程前，要做大量的準(zhǔn)備工作，如：了解數(shù)控機(jī)床的性能和規(guī)格；熟悉數(shù)控系統(tǒng)的功能及操作；加強(qiáng)工藝、刀具和夾具知識(shí)的學(xué)習(xí)，掌握工藝編制技術(shù)，合理選擇刀具、夾具及切削用量等，將工藝等知識(shí)融入程序，提高程序的質(zhì)量；養(yǎng)成良好的編程習(xí)慣和風(fēng)格，如程序中要使用程序段號(hào)、字與字之間要有空格、多寫注釋語句等，使程序清晰，便于閱讀和修改；編程時(shí)盡量使用分支語句、主程序及宏功能指令，以減少主程序的長度。因此對(duì)產(chǎn)品的性能、質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本提出了越來越高的要求。數(shù)控技