數(shù)控機(jī)床及分類典型軸類零件的加工畢業(yè)論文.doc

畢 業(yè) 論 文題 目 數(shù)控機(jī)床及分類 .典型軸類零件的加工專 業(yè) 數(shù)控加工與維護(hù)工程 班 級(jí) 學(xué) 生 指導(dǎo)教師 西安工業(yè)大學(xué)函授部二 0 0 九 年摘 要數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國(guó)家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來(lái)了革命性的變化。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)(1t)與制造技術(shù)(mt)結(jié)合發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代的cad/cam、fms、cims、敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。數(shù)控技術(shù)及裝備是發(fā)展新興高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)和尖端工業(yè)的使能技術(shù)和最基本的裝備。世界各國(guó)信息產(chǎn)業(yè)、生物產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)廣泛采用數(shù)控技術(shù)，以提高制造能力和水平，提高對(duì)市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家還將數(shù)控技術(shù)及數(shù)控裝備列為國(guó)家的戰(zhàn)略物資，不僅大力發(fā)展自己的數(shù)控技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)，而且在高精尖數(shù)控關(guān)鍵技術(shù)和裝備方面對(duì)我國(guó)實(shí)行封鎖和限制政策。因此大力發(fā)展以數(shù)控技術(shù)為核心的先進(jìn)制造技術(shù)已成為世界各發(fā)達(dá)國(guó)家加速經(jīng)濟(jì)發(fā)展、提高綜合國(guó)力和國(guó)家地位的重要途徑。數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)高新技術(shù)產(chǎn)物,對(duì)我國(guó)機(jī)加工工業(yè)水平的提高起著重要的作用,通過(guò)對(duì)數(shù)控車床加工工藝及編程問(wèn)題的探討,對(duì)普及數(shù)控機(jī)床的使用起一定的作用。 掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識(shí)是現(xiàn)代機(jī)電類專業(yè)學(xué)生必不可少的。關(guān)鍵詞：工藝分析 加工方案 加工工藝 編程序 27目 錄第一章 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史1.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展簡(jiǎn)史71.2 中國(guó)數(shù)控的發(fā)展簡(jiǎn)史81.3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)91.3.1 高速化101.3.2 高精度化111.3.3 功能復(fù)合化121.3.4 控制智能化131.3.5 體系開(kāi)放化141.3.6 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化151.3.7 極端化（大型化和微型化）161.3.8 信息交互網(wǎng)絡(luò)化171.4 中國(guó)數(shù)控目前狀況18第二章 數(shù)控機(jī)床的分類2.1 按加工工藝方法分類192.1. 1金屬切削類數(shù)控機(jī)床202.1. 2特種加工類數(shù)控機(jī)床42. 3板材加工數(shù)控機(jī)床42.2 按控制控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類52.2. 1點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床52.2. 2直線控制數(shù)控機(jī)床52.2. 3輪廓控制數(shù)控機(jī)床52.3 按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類62.3. 1開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床62.3. 2閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床72.3. 3半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床72.4 混合控制數(shù)控機(jī)床8第三章 典型軸類零件的加工3.1零件圖工藝分析 93.2選擇設(shè)備103.3確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式103.4確定加工順序及進(jìn)給路線103.5刀具選擇 113.6切削用量選擇123.7零件精加工工序13第四章 典型套類零件的加工總結(jié)致謝參考文獻(xiàn)第一章 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史隨著工業(yè)的發(fā)展，普通機(jī)床已經(jīng)難以完成高端產(chǎn)品加工的要求，為了達(dá)到工業(yè)再度飛躍必須有新的加工機(jī)器出現(xiàn)才能滿足工業(yè)發(fā)展的需要，在不停的探索和總結(jié)中數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生 。工業(yè)發(fā)展進(jìn)入了數(shù)控時(shí)代。1.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展簡(jiǎn)史1948年，美國(guó)帕森斯公司接受美國(guó)空軍委托，研制飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的設(shè)想。1949年，該公司在美國(guó)麻省理工學(xué)院（mit）伺服機(jī)構(gòu)研究室的協(xié)助下，開(kāi)始數(shù)控機(jī)床研究，并于1952年試制成功第一臺(tái)由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標(biāo)數(shù)控銑床，不久即開(kāi)始正式生產(chǎn)，于1957年正式投入使用。這是制造技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重大突破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時(shí)代的開(kāi)始。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，這一發(fā)明對(duì)于制造行業(yè)而言，具有劃時(shí)代的意義和深遠(yuǎn)的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究和發(fā)展。 當(dāng)時(shí)的數(shù)控裝置采用電子管元件，體積龐大，價(jià)格昂貴，只在航空工業(yè)等少數(shù)有特殊需要的部門用來(lái)加工復(fù)雜型面零件。1959年，制成了晶體管元件和印刷電路板，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代，體積縮小，成本有所下降。1960年以后，較為簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)位控制數(shù)控鉆床，和直線控制數(shù)控銑床得到較快發(fā)展，使數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)各部門逐步獲得推廣。我國(guó)于1958年開(kāi)始研制數(shù)控機(jī)床，成功試制出配有電子管數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，1965年開(kāi)始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。 1965年，出現(xiàn)了第三代的集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價(jià)格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺(tái)計(jì)算機(jī)直接控制多臺(tái)機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱dnc），又稱群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱cnc）,使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。 1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置（簡(jiǎn)稱mnc），這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。第五代與第三代相比，數(shù)控裝置的功能擴(kuò)大了一倍，而體積則縮小為原來(lái)的1/20，價(jià)格降低了3/4，可靠性也得到極大的提高。 80年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對(duì)話式自動(dòng)編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機(jī)床上；數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)化程度進(jìn)一步提高，具有自動(dòng)監(jiān)控刀具破損和自動(dòng)檢測(cè)工件等功能。分類經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制并在工業(yè)界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及。 針對(duì)車削、銑削、磨削、鉆削和刨削等金屬切削加工工藝及電加工、激光加工等特種加工工藝的需求，開(kāi)發(fā)了各種門類的數(shù)控加工機(jī)床。數(shù)控機(jī)床種類繁多，一般將數(shù)控機(jī)床分為16大類：數(shù)控車床(含有銑削功能的車削中心) 數(shù)控銑床(含銑削中心) 數(shù)控鏗床 以銑程削為主的加工中心 數(shù)控磨床(含磨削中心) 數(shù)控鉆床(含鉆削中心) 數(shù)控拉床 數(shù)控刨床 數(shù)控切斷機(jī)床 數(shù)控齒輪加工機(jī)床 數(shù)控激光加工機(jī)床 數(shù)控電火花線切割機(jī)床 數(shù)控電火花成型機(jī)床(含電加工中心) 數(shù)控板村成型加工機(jī)床 數(shù)控管料成型加工機(jī)床 其他數(shù)控機(jī)床1.2 中國(guó)數(shù)控的發(fā)展簡(jiǎn)史 中國(guó)數(shù)控機(jī)床發(fā)展過(guò)程大致可分為兩大階段。19581979年間為第一階段。1979年至今為第二階段。1958年中國(guó)自主研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床第一階段中對(duì)數(shù)控機(jī)床特點(diǎn)、發(fā)展條件缺乏認(rèn)識(shí)，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過(guò)關(guān)的情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無(wú)法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問(wèn)題是盲目性大，缺乏實(shí)事求是的科學(xué)精神。第二階段從日、德、美、西班牙先后引進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國(guó)、臺(tái)灣省共11國(guó)(地區(qū))引進(jìn)數(shù)控機(jī)床先進(jìn)技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問(wèn)題，數(shù)控機(jī)床開(kāi)始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。 在20余年間，數(shù)控機(jī)床的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)有較大提高，主要表現(xiàn)在三大方面： 1.培訓(xùn)一批設(shè)計(jì)、制造、使用和維護(hù)的人才；2.通過(guò)合作生產(chǎn)先進(jìn)數(shù)控機(jī)床，使設(shè)計(jì)、制造、使用水平大大提高，縮小了與世界先進(jìn)技術(shù)的差距；3通過(guò)利用國(guó)外先進(jìn)元部件、數(shù)控系統(tǒng)配套，開(kāi)始能自行設(shè)計(jì)及制造高速、高性能、五面或五軸聯(lián)動(dòng)加工的數(shù)控機(jī)床，供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求。但對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的試驗(yàn)、消化、掌握及創(chuàng)新卻較差。至今許多重要功能部件、自動(dòng)化刀具、數(shù)控系統(tǒng)依靠國(guó)外技術(shù)支撐，不能獨(dú)立發(fā)展，基本上處于從仿制走向自行開(kāi)發(fā)階段，與日本數(shù)控機(jī)床的水平差距很大。存在的主要問(wèn)題包括：缺乏象日本“機(jī)電法”、“機(jī)信法”那樣的指引；嚴(yán)重缺乏各方面專家人才和熟練技術(shù)工人；缺少深入系統(tǒng)的科研工作；元部件和數(shù)控系統(tǒng)不配套；企業(yè)和專業(yè)間缺乏合作，基本上孤軍作戰(zhàn)，雖然廠多人眾，但形成不了合力。 1.3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 1.3.1 高速化隨著汽車、國(guó)防、航空、航天等工業(yè)的高速發(fā)展以及鋁合金等新材料的應(yīng)用，對(duì)數(shù)控機(jī)床加工的高速化要求越來(lái)越高。（1）主軸轉(zhuǎn)速：機(jī)床采用電主軸（內(nèi)裝式主軸電機(jī)），主軸最高轉(zhuǎn)速達(dá)200000r/min；（2）進(jìn)給率：在分辨率為0.01m時(shí)，最大進(jìn)給率達(dá)到240m/min且可獲得復(fù)雜型面的精確加工；（3）運(yùn)算速度：微處理器的迅速發(fā)展為數(shù)控系統(tǒng)向高速、高精度方向發(fā)展提供了保障，開(kāi)發(fā)出cpu已發(fā)展到32位以及64位的數(shù)控系統(tǒng)，頻率提高到幾百兆赫、上千兆赫。由于運(yùn)算速度的極大提高，使得當(dāng)分辨率為0.1m、0.01m時(shí)仍能獲得高達(dá)24240m/min的進(jìn)給速度；（4）換刀速度：目前國(guó)外先進(jìn)加工中心的刀具交換時(shí)間普遍已在1s左右，高的已達(dá)0.5s。德國(guó)chiron公司將刀庫(kù)設(shè)計(jì)成籃子樣式，以主軸為軸心，刀具在圓周布置，其刀到刀的換刀時(shí)間僅0.9s。1.3.2 高精度化數(shù)控機(jī)床精度的要求現(xiàn)在已經(jīng)不局限于靜態(tài)的幾何精度，機(jī)床的運(yùn)動(dòng)精度、熱變形以及對(duì)振動(dòng)的監(jiān)測(cè)和補(bǔ)償越來(lái)越獲得重視。（1）提高cnc系統(tǒng)控制精度：采用高速插補(bǔ)技術(shù)，以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給，使cnc控制單位精細(xì)化，并采用高分辨率位置檢測(cè)裝置，提高位置檢測(cè)精度（日本已開(kāi)發(fā)裝有106脈沖/轉(zhuǎn)的內(nèi)藏位置檢測(cè)器的交流伺服電機(jī)，其位置檢測(cè)精度可達(dá)到0.01m/脈沖），位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制等方法；（2）采用誤差補(bǔ)償技術(shù)：采用反向間隙補(bǔ)償、絲桿螺距誤差補(bǔ)償和刀具誤差補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)，對(duì)設(shè)備的熱變形誤差和空間誤差進(jìn)行綜合補(bǔ)償。研究結(jié)果表明，綜合誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用可將加工誤差減少60%80%；（3）采用網(wǎng)格解碼器檢查和提高加工中心的運(yùn)動(dòng)軌跡精度，并通過(guò)仿真預(yù)測(cè)機(jī)床的加工精度，以保證機(jī)床的定位精度和重復(fù)定位精度，使其性能長(zhǎng)期穩(wěn)定，能夠在不同運(yùn)行條件下完成多種加工任務(wù)，并保證零件的加工質(zhì)量。1.3.3 功能復(fù)合化復(fù)合機(jī)床的含義是指在一臺(tái)機(jī)床上實(shí)現(xiàn)或盡可能完成從毛坯至成品的多種要素加工。根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為工藝復(fù)合型和工序復(fù)合型兩類。工藝復(fù)合型機(jī)床如鏜銑鉆復(fù)合加工中心、車銑復(fù)合車削中心、銑鏜鉆車復(fù)合復(fù)合加工中心等；工序復(fù)合型機(jī)床如多面多軸聯(lián)動(dòng)加工的復(fù)合機(jī)床和雙主軸車削中心等。采用復(fù)合機(jī)床進(jìn)行加工，減少了工件裝卸、更換和調(diào)整刀具的輔助時(shí)間以及中間過(guò)程中產(chǎn)生的誤差，提高了零件加工精度，縮短了產(chǎn)品制造周期，提高了生產(chǎn)效率和制造商的市場(chǎng)反應(yīng)能力，相對(duì)于傳統(tǒng)的工序分散的生產(chǎn)方法具有明顯的優(yōu)勢(shì)。加工過(guò)程的復(fù)合化也導(dǎo)致了機(jī)床向模塊化、多軸化發(fā)展。德國(guó)index公司最新推出的車削加工中心是模塊化結(jié)構(gòu)，該加工中心能夠完成車削、銑削、鉆削、滾齒、磨削、激光熱處理等多種工序，可完成復(fù)雜零件的全部加工。隨著現(xiàn)代機(jī)械加工要求的不斷提高，大量的多軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控機(jī)床越來(lái)越受到各大企業(yè)的歡迎。在2005年中國(guó)國(guó)際機(jī)床展覽會(huì)（cimt2005）上，國(guó)內(nèi)外制造商展出了形式各異的多軸加工機(jī)床（包括雙主軸、雙刀架、9軸控制等）以及可實(shí)現(xiàn)45軸聯(lián)動(dòng)的五軸高速門式加工中心、五軸聯(lián)動(dòng)高速銑削中心等。1.3.4 控制智能化隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，為了滿足制造業(yè)生產(chǎn)柔性化、制造自動(dòng)化的發(fā)展需求，數(shù)控機(jī)床的智能化程度在不斷提高。具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）加工過(guò)程自適應(yīng)控制技術(shù)：通過(guò)監(jiān)測(cè)加工過(guò)程中的切削力、主軸和進(jìn)給電機(jī)的功率、電流、電壓等信息，利用傳統(tǒng)的或現(xiàn)代的算法進(jìn)行識(shí)別，以辯識(shí)出刀具的受力、磨損、破損狀態(tài)及機(jī)床加工的穩(wěn)定性狀態(tài)，并根據(jù)這些狀態(tài)實(shí)時(shí)調(diào)整加工參數(shù)（主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度）和加工指令，使設(shè)備處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，以提高加工精度、降低加工表面粗糙度并提高設(shè)備運(yùn)行的安全性；（2）加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇：將工藝專家或技師的經(jīng)驗(yàn)、零件加工的一般與特殊規(guī)律，用現(xiàn)代智能方法，構(gòu)造基于專家系統(tǒng)或基于模型的“加工參數(shù)的智能優(yōu)化與選擇器”，利用它獲得優(yōu)化的加工參數(shù)，從而達(dá)到提高編程效率和加工工藝水平、縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間的目的；（3）智能故障自診斷與自修復(fù)技術(shù)：根據(jù)已有的故障信息，應(yīng)用現(xiàn)代智能方法實(shí)現(xiàn)故障的快速準(zhǔn)確定位；（4）智能故障回放和故障仿真技術(shù)：能夠完整記錄系統(tǒng)的各種信息，對(duì)數(shù)控機(jī)床發(fā)生的各種錯(cuò)誤和事故進(jìn)行回放和仿真，用以確定錯(cuò)誤引起的原因，找出解決問(wèn)題的辦法，積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)；（5）智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)裝置：能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載，并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和智能化進(jìn)給伺服裝置。這種驅(qū)動(dòng)裝置能自動(dòng)識(shí)別電機(jī)及負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，并自動(dòng)對(duì)控制系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行；（6）智能4m數(shù)控系統(tǒng)：在制造過(guò)程中，加工、檢測(cè)一體化是實(shí)現(xiàn)快速制造、快速檢測(cè)和快速響應(yīng)的有效途徑，將測(cè)量（measurement）、建模（modelling）、加工（manufacturing）、機(jī)器操作（manipulator）四者（即4m）融合在一個(gè)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)信息共享，促進(jìn)測(cè)量、建模、加工、裝夾、操作的一體化。1.3.5 體系開(kāi)放化（1）向未來(lái)技術(shù)開(kāi)放：由于軟硬件接口都遵循公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，只需少量的重新設(shè)計(jì)和調(diào)整，新一代的通用軟硬件資源就可能被現(xiàn)有系統(tǒng)所采納、吸收和兼容，這就意味著系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用將大大降低而系統(tǒng)性能與可靠性將不斷改善并處于長(zhǎng)生命周期；（2）向用戶特殊要求開(kāi)放：更新產(chǎn)品、擴(kuò)充功能、提供硬軟件產(chǎn)品的各種組合以滿足特殊應(yīng)用要求；（3）數(shù)控標(biāo)準(zhǔn)的建立：國(guó)際上正在研究和制定一種新的cnc系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)iso14649（step-nc），以提供一種不依賴于具體系統(tǒng)的中性機(jī)制，能夠描述產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)模型，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)制造過(guò)程乃至各個(gè)工業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)品信息的標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化的編程語(yǔ)言，既方便用戶使用，又降低了和操作效率直接有關(guān)的勞動(dòng)消耗。1.3.6 驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化并聯(lián)運(yùn)動(dòng)機(jī)床克服了傳統(tǒng)機(jī)床串聯(lián)機(jī)構(gòu)移動(dòng)部件質(zhì)量大、系統(tǒng)剛度低、刀具只能沿固定導(dǎo)軌進(jìn)給、作業(yè)自由度偏低、設(shè)備加工靈活性和機(jī)動(dòng)性不夠等固有缺陷，在機(jī)床主軸（一般為動(dòng)平臺(tái)）與機(jī)座（一般為靜平臺(tái)）之間采用多桿并聯(lián)聯(lián)接機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)控制桿系中桿的長(zhǎng)度使桿系支撐的平臺(tái)獲得相應(yīng)自由度的運(yùn)動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)數(shù)控加工、裝配和測(cè)量多種功能，更能滿足復(fù)雜特種零件的加工，具有現(xiàn)代機(jī)器人的模塊化程度高、重量輕和速度快等優(yōu)點(diǎn)。并聯(lián)機(jī)床作為一種新型的加工設(shè)備，已成為當(dāng)前機(jī)床技術(shù)的一個(gè)重要研究方向，受到了國(guó)際機(jī)床行業(yè)的高度重視，被認(rèn)為是“自發(fā)明數(shù)控技術(shù)以來(lái)在機(jī)床行業(yè)中最有意義的進(jìn)步”和“21世紀(jì)新一代數(shù)控加工設(shè)備”。1.3.7 極端化（大型化和微型化）國(guó)防、航空、航天事業(yè)的發(fā)展和能源等基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)裝備的大型化需要大型且性能良好的數(shù)控機(jī)床的支撐。而超精密加工技術(shù)和微納米技術(shù)是21世紀(jì)的戰(zhàn)略技術(shù)，需發(fā)展能適應(yīng)微小型尺寸和微納米加工精度的新型制造工藝和裝備，所以微型機(jī)床包括微切削加工（車、銑、磨）機(jī)床、微電加工機(jī)床、微激光加工機(jī)床和微型壓力機(jī)等的需求量正在逐漸增大。1.3.8 信息交互網(wǎng)絡(luò)化對(duì)于面臨激烈競(jìng)爭(zhēng)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，使數(shù)控機(jī)床具有雙向、高速的聯(lián)網(wǎng)通訊功能，以保證信息流在車間各個(gè)部門間暢通無(wú)阻是非常重要的。既可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源共享，又能實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床的遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制、培訓(xùn)、教學(xué)、管理，還可實(shí)現(xiàn)數(shù)控裝備的數(shù)字化服務(wù)（數(shù)控機(jī)床故障的遠(yuǎn)程診斷、維護(hù)等）。例如，日本mazak公司推出新一代的加工中心配備了一個(gè)稱為信息塔（e-tower）的外部設(shè)備，包括計(jì)算機(jī)、手機(jī)、機(jī)外和機(jī)內(nèi)攝像頭等，能夠?qū)崿F(xiàn)語(yǔ)音、圖形、視像和文本的通信故障報(bào)警顯示、在線幫助排除故障等功能，是獨(dú)立的、自主管理的制造單元。1.4中國(guó)數(shù)控目前狀況 中國(guó)自第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床誕生至今已有半個(gè)世紀(jì)的歷程。在這半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過(guò)程中我國(guó)數(shù)控取得了非常大的成就。特別是近幾年我國(guó)數(shù)控發(fā)產(chǎn)業(yè)展迅速，但不足的問(wèn)題也隨之而來(lái)。 19982004年國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量和消費(fèi)量的年平均增長(zhǎng)率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進(jìn)口機(jī)床的發(fā)展勢(shì)頭依然強(qiáng)勁，從2002年開(kāi)始，中國(guó)連續(xù)三年成為世界機(jī)床消費(fèi)第一大國(guó)、機(jī)床進(jìn)口第一大國(guó)，2004年中國(guó)機(jī)床主機(jī)消費(fèi)高達(dá)94.6億美元，國(guó)內(nèi)數(shù)控機(jī)床制造企業(yè)在中高檔與大型數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)方面與國(guó)外的差距更加明顯，70%以上的此類設(shè)備和絕大多數(shù)的功能部件均依賴進(jìn)口。由此可以看出國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床特別是中高檔數(shù)控機(jī)床仍然缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，究其原因主要在于國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的研究開(kāi)發(fā)深度不夠、制造水平依然落后、服務(wù)意識(shí)與能力欠缺、數(shù)控,系統(tǒng)生產(chǎn)應(yīng)用推廣不力及數(shù)控人才缺乏等。我們應(yīng)看清形勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)國(guó)產(chǎn)數(shù)控機(jī)床的不足，努力發(fā)展先進(jìn)技術(shù)，加大技術(shù)創(chuàng)新與培訓(xùn)服務(wù)力度，以縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家之問(wèn)的差距第二章 數(shù)控機(jī)床的分類2.1 按加工工藝方法分類 2.1.1 金屬切削類數(shù)控機(jī)床 與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)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(jī)床等。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(dòng)作和運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。 在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個(gè)刀庫(kù)和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。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(dòng)化程度和生產(chǎn)效率。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(gè)容量較大的刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對(duì)箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。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(tái)數(shù)和占地面積，縮短了輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。 2.1.2 特種加工類數(shù)控機(jī)床 除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。 2.1.3 板材加工類數(shù)控機(jī)床 常見(jiàn)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?rùn)C(jī)等。 近年來(lái)，其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。 2.2按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類 2.2.1點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 位置的精確定位，在移動(dòng)和定位過(guò)程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，因此幾個(gè)坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)無(wú)任何聯(lián)系?？梢詭讉€(gè)坐標(biāo)同時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以各個(gè)坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動(dòng)。 這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位數(shù)控裝置。 2.2.2直線控制數(shù)控機(jī)床 直線控制數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動(dòng)和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。 直線控制的簡(jiǎn)易數(shù)控車床，只有兩個(gè)坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個(gè)坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)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。 數(shù)控鏜銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個(gè)坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點(diǎn)位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點(diǎn)位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。 2.2.3輪廓控制數(shù)控機(jī)床 輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)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(dòng)軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能控制整個(gè)加工輪廓每一點(diǎn)的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 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。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點(diǎn)位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過(guò)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。 現(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會(huì)帶來(lái)成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。 2.3按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類 2.3.1開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒(méi)有位置檢測(cè)元件，伺服驅(qū)動(dòng)部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給指令，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再經(jīng)過(guò)齒輪減速裝置帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，通過(guò)絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。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(shí)際移動(dòng)值不再反饋回來(lái)，所以稱為開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。但是，系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)部件的實(shí)際位移量不進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也不能進(jìn)行誤差校正。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動(dòng)誤差都將影響被加工零件的精度。開(kāi)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(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。 2.3.2閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床 接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位移進(jìn)行檢測(cè)，將測(cè)量的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用差值對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件按照實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件的精確運(yùn)動(dòng)和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度主要取決于檢測(cè)裝置的檢測(cè)精度，也與傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)關(guān)，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖。圖中a為速度傳感器、c為直線位移傳感器。當(dāng)位移指令值發(fā)送到位置比較電路時(shí)，若工作臺(tái)沒(méi)有移動(dòng)，則沒(méi)有反饋量，指令值使得伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)a將速度反饋信號(hào)送到速度控制電路，通過(guò)c將工作臺(tái)實(shí)際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進(jìn)行位置控制，直至差值為零時(shí)為止。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)床工作臺(tái)納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。 2.3.3 半閉環(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(dòng)機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)絲杠上裝有角位移電流檢測(cè)裝置（如光電編碼器等），通過(guò)檢測(cè)絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對(duì)誤差進(jìn)行修正。通過(guò)測(cè)速元件a和光電編碼盤b可間接檢測(cè)出伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量，將此值與指令值進(jìn)行比較，用差值來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。由于工作臺(tái)沒(méi)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。 半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測(cè)裝置和伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。 2.3.4 混合控制數(shù)控機(jī)床 將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床。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?yàn)榇笮突蛑匦蛿?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(dòng)鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動(dòng)鏈和工作臺(tái)全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜?；旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式： （1）開(kāi)環(huán)補(bǔ)償型。它的基本控制選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，另外附加一個(gè)校正電路。用裝在工作臺(tái)的直線位移測(cè)量元件的反饋信號(hào)校正機(jī)械系統(tǒng)的誤差。 （2）半閉環(huán)補(bǔ)償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺(tái)上的直線位移測(cè)量元件實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中a是速度測(cè)量元件（如測(cè)速發(fā)電機(jī)），b是角度測(cè)量元件，c是直線位移測(cè)量元件。第三章 典型軸類零件的加工典型軸類零件如圖1所示，零件材料為45鋼，無(wú)熱處理和硬度要求，試對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。圖1 典型軸類零件3.1 零件圖工藝分析該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面s50的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼，無(wú)熱處理和硬度要求。通過(guò)上述分析，可采用以下幾點(diǎn)工藝措施。對(duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時(shí)不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。在輪廓曲線上，有三處為圓弧，其中兩處為既過(guò)象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。為便于裝夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分（雙點(diǎn)畫線部分），右端面也應(yīng)先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選60棒料。3.2選擇設(shè)備 根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用tnd360數(shù)控車床。3.3確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式 定位基準(zhǔn) 確定坯料軸線和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。裝夾方法 左端采用三爪自定心卡盤定心夾緊，右端采用活動(dòng)頂尖支承的裝夾方式。3.4 確定加工順序及進(jìn)給路線 加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。即先從右到左進(jìn)行粗車（留0.25精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。tnd360數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)確定其進(jìn)給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其進(jìn)給路線（但精車的進(jìn)給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給，如圖2所示。圖2 精車輪廓進(jìn)給路線3.5 刀具選擇 選用5中心鉆鉆削中心孔。粗車及平端面選用900硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉（可用作圖法檢驗(yàn)），副偏角不宜太小，選=350。精車選用900硬質(zhì)合金右偏刀，車螺紋選用硬質(zhì)合金600外螺紋車刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取r=0.150.2。將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中（見(jiàn)表1），以便編程和操作管理。表1 數(shù)控加工刀具卡片 產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱典型軸零件圖號(hào)序號(hào)刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?t015中心鉆1鉆5 mm中心孔2t02硬質(zhì)合金900外圓車刀1車端面及粗車輪廓右偏刀2t03硬質(zhì)合金900外圓車刀1精車輪廓右偏刀3t04硬質(zhì)合金600外螺紋車刀1車螺紋編制審核批準(zhǔn)共 頁(yè)第 頁(yè)3.6 切削用量選擇 背吃刀量的選擇 輪廓粗車循環(huán)時(shí)選ap=3 ，精車ap=0.25；螺紋粗車時(shí)選ap= 0.4 ，逐刀減少，精車ap=0.1。主軸轉(zhuǎn)速的選擇 車直線和圓弧時(shí)，選粗車切削速度vc=90m/min、精車切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=dn/1000計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n（粗車直徑d=60 ，精車工件直徑取平均值）：粗車500r/min、精車1200 r/min。車螺紋時(shí)，參照式（5-1）計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n =320 r/min.進(jìn)給速度的選擇 選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，再根據(jù)加工的實(shí)際情況確定粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.4/r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.15/r，最后根據(jù)公式vf = nf計(jì)算粗車、精車進(jìn)給速度分別為200 /min和180 /min。綜合前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容，并將其填入表2所示的數(shù)控加工工藝卡片。此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操作人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi)容包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。表2 典型軸類零件數(shù)控加工工藝卡片 單位名稱產(chǎn)品名稱或代號(hào)零件名稱零件圖號(hào)典型軸工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備車間001三爪卡盤和活動(dòng)頂尖tnd360數(shù)控車床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格/ mm主軸轉(zhuǎn)速/r.m1 進(jìn)給速度/mm.m1背吃刀量/ mm備注1平端面t0225 25500手動(dòng)2鉆中心孔t015950手動(dòng)3粗車輪廓t0225 25500200(7)零件粗精加工程序(faunctd系統(tǒng))n0010 g50 x150.0 z200.0;n0020 g00 x60.0 z1.0 s320 t0202 m08 m03;n0030 g71 p0040 q0050 u1.0 w0.5 d4.0 ;n0040 g00 x24.0 s320;g00 x24.0 s320;g01 x29.85 w2.925 f0.15;w16.15;x26.0. w1.925;w5;x36.0 w10.0;w10.0;g02 x30.0 z9.0 i12.0 k9.0;g02 x40.0 z69.0 i20.0 k15.0;g03 x40.0 z99.0 i20.0 k15.0;g02 x34.0 z108.0 i12.0 k9.0;g01 w5.0;x56.0 w41.0;n0050 w11.0;n0055 g00 x150.0 z200.0 m05 t0200 m09;n0056 t0303 m08 m03;n0060 g70 p0040 q0050;n0070 g00 x150.0 z200.0 m05 t0300 m09;n0080 t0404 s320 m03 m08;n0090 g00 x36.0 z3.0;n0100 g92 x29.05 z22.0 f3.0;n0110 x29.05;n0120 x28.75;n0130 x28.45;n0140 x28.25;n0150 x28.05;n0155 x28.05;n0160 g00 x36.0 z4.5;n0170 g92 x29.45 z22.0 f3.0;n0180 x29.05;n0190 x28.75;n0200 x28.45;n0210 x28.25;n0210 x28.05;n0220 x28.05;n0230 g00 x150.0 z200.0 t0400 m05 m09;n0240 m30；第四章 典型套類零件的加工加工圖所示的套筒零件，毛坯直徑為&phi。150mm、長(zhǎng)為40mm，材料為q235。7-66 套筒零件解：采用華中數(shù)控系統(tǒng)編程。加工圖1所示的套筒零件，毛坯直徑為150mm、為40mm，材料為q235；未注倒角145，其余ra6.3；棱邊倒鈍。1套筒零件解：采用華中數(shù)控系統(tǒng)編程。程序 說(shuō)明 %7111 程序名 n10 g92 x160 z100 設(shè)置工件坐標(biāo)系 n20 m03 s300 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速300r/min n30 m06 t0202 換內(nèi)孔車刀 n40 g90 g00 x95 z5 快速定位到95mm直徑，距端面5mm處 n50 g81 x150 z0 f100 加工端面 n60 g80 x97.5 z-35 f100 粗加工98mm內(nèi)孔，留徑向余量0.5mm n70 g00 x97 刀尖定位至97mm直徑處 n75 g80 x105 z-10.5 f100 精加工112mm n80 g80 x111.5 z-10.5 f100 粗加工112mm內(nèi)孔，留徑向余量0.5mm n90 g00 x116 z1 快速定位到116mm直徑，距端面1mm處 n100 g01 x112 z-1 倒角145 n100 z-10 精加工112mm內(nèi)也 n120 x100 精加工孔底平面 n130 x98 z-11 倒角145 n140 z-34 精加工98mm內(nèi)孔 n150 g00 x95 快速退刀到95mm直徑處 n160 z100 n170 x160 n175 t0200 清除刀偏 n180 m06 t0101 換加工外圓的正偏刀 n190 g00 x150 z2 刀尖快速定位到150mm直徑，距端面2mm處 n200 g80 x145 z-15.5 f100 加工145mm外圓 n210 g00 x141 z1 n220 g01 x147 z-2 f100 倒角145 n230 g00 x160 z100 刀尖快速定位到160mm直徑，距端面100mm處 n210 t0100 清除刀偏 n215 m05 主軸停 n220 m02 程序結(jié)束 表7-19 加工120mm外圓及端面的程序 程序 說(shuō)明 %7112 程序名 n10 g92 x160 z100 設(shè)置工件坐標(biāo)系 n20 m03 s500 主軸正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速500r/min n30 m06 t0101 45端面車刀 n40 g90 g00 x95 z5 快速定位到95mm直徑，距端面5mm處 n50 g81 x130 z0.5 f50 粗加工端面 n60 g00 x96 z-2 快速定位到96mm直徑，距端面2mm處 n70 g01 x100 z0 f50 倒角145 n80 x130 精修端面 n90 g00 x160 z100 刀尖快速定位到160mm直徑，距端面100mm處 n95 t0100 清除刀偏 n100 m06 t0202 換加工外圓的正偏刀 n110 g00 x130 z2 刀尖快速定位到130mm直徑，距端面2mm處 n120 g80 x120.5 z-18.5 f100 粗加工120mm外圓，留徑向余量0.5mm n130 g00 x116 z1 n140 g01 x120 z-1 f100 倒角145 n150 z-16.5 粗加工120mm外圓 n160 g02 x124 z-18.5 r2 加工r2圓孤 n170 g01 x143 精修軸肩面 n180 x147 z20.5 倒角145 n190 g00 x160 z100 刀尖快速定位到160mm直徑，距端面100mm處 n200 t0200 清除刀偏 n205 m05 主軸停 n210 m02 程序結(jié)束夾120mm外圓，找正，加工145mm外圓及112mm、98mm內(nèi)孔。所用刀具有外圓加工正偏刀（t01）、內(nèi)孔車刀（t02）。加工工藝路線為：粗加工98mm的內(nèi)孔粗加工112mm的內(nèi)孔精加工98mm、112mm的內(nèi)孔及孔底平面加工145mm的外圓。加工程序見(jiàn)表7-18 夾112mm內(nèi)孔，加工120mm的外圓及端面。所用刀具有45端面刀（t01）、外圓加工正偏刀（t02）。加工工藝路線為：加工端面加工120mm的外圓加工r2圓總 結(jié)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。數(shù)控技術(shù)發(fā)展至今以達(dá)到非常成熟的地步，應(yīng)用廣泛工業(yè)生產(chǎn)必不可少。作為一個(gè)技術(shù)類青年我們更應(yīng)該加倍努力把技術(shù)學(xué)好,肩負(fù)起建設(shè)祖國(guó)的擔(dān)子。為自己為國(guó)家盡職盡責(zé)。致 謝畢業(yè)論文即將收尾，這意味著我的在校生活也即將結(jié)束。回望過(guò)去一路走過(guò)的腳印，三年的時(shí)光匆匆如影。在此我非常感謝咱們西安機(jī)電信息學(xué)院能給我提供學(xué)習(xí)技術(shù)的地方，同時(shí)感謝煞費(fèi)苦心的老師們是你們辛辛苦苦教會(huì)了我們這些技能，最后特要?jiǎng)e感謝我們的輔導(dǎo)老師。從論文的選題、文獻(xiàn)的采集、框架的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)的布局到最終的論文定稿，從內(nèi)容到格式，從標(biāo)題到標(biāo)點(diǎn)，她都費(fèi)盡心血。沒(méi)有輔導(dǎo)老師的辛勤輔導(dǎo)就沒(méi)有我論文的順利完成。我一定努力工作不辜負(fù)老師和學(xué)校的培養(yǎng)。在此向機(jī)電工程系的全體老師致謝，向?qū)W院致謝！參考文獻(xiàn)1.王中發(fā).實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì).北京：北京理工大學(xué)出版社 1998；2.唐宗軍.機(jī)械制造基礎(chǔ).大連：機(jī)械工業(yè)出版社 1997；3.吳祖育，秦鵬飛.數(shù)控機(jī)床.上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 2003；4.許翔泰，劉艷芳. 數(shù)控加工編程實(shí)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社2000；5.吳明友.數(shù)控機(jī)床加工技術(shù) 東南大學(xué)出版社.江蘇：2000；6.于春生.韓旻 .數(shù)控編程及應(yīng)用 北京:高等教育出版社,2001.77.鄭修文,機(jī)械制造工藝學(xué) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.58.喬世民,機(jī)械制造基礎(chǔ) 北京高等教育出版社,2003.89.機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) 黃勇 陳子辰 浙江大學(xué)付：外文翻譯 電火花加工 電火花加工法對(duì)加工超韌性的導(dǎo)電材料（如新的太空合金）特別有價(jià)值。這些金屬很難用常規(guī)方法加工，用常規(guī)的切削刀具不可能加工極其復(fù)雜的形狀，電火花加工使之變得相對(duì)簡(jiǎn)單了。在金屬切削工業(yè)中，這種加工方法正不斷尋找新的應(yīng)用領(lǐng)域。塑料工業(yè)已廣泛使用這種方法，如在鋼制模具上加工幾乎是任何形狀的模腔。 電火花加工法是一種受控制的金屬切削技術(shù)，它使用電火花切除（侵蝕）工件上的多余金屬，工件在切削后的形狀與刀具（電極）相反。切削刀具用導(dǎo)電材料（通常是碳）制造。電極形狀與所需型腔想匹配。工件與電極都浸在不導(dǎo)電的液體里，這種液體通常是輕潤(rùn)滑油。它應(yīng)當(dāng)是點(diǎn)的不良導(dǎo)體或絕緣體。 用伺服機(jī)構(gòu)是電極和工件間的保持0.00050.001英寸（0.010.02mm）的間隙，以阻止他們相互接觸。頻率為20000hz左右的低電壓大電流的直流電加到電極上，這些電脈沖引起火花，跳過(guò)電極與工件的見(jiàn)的不導(dǎo)電的液體間隙。在火花沖擊的局部區(qū)域，產(chǎn)生了大量的熱量，金屬融化了，從工件表面噴出融化金屬的小粒子。不斷循環(huán)著的不導(dǎo)電的液體，將侵蝕下來(lái)的金屬粒子帶走，同時(shí)也有助于驅(qū)散火花產(chǎn)生的熱量。 在最近幾年，電火花加工的主要進(jìn)步是降低了它加工后的表面粗糙度。用低的金屬切除率時(shí)，表面粗糙度可達(dá)24vin.(0.050.10vin)。用高的金屬切除率如高達(dá)15in3/h(245.8cm3/h)時(shí)，表面粗糙度為1000vin.(25vm)。 需要的表面粗糙度的類型，決定了能使用的安培數(shù),電容,頻率和電壓值?？焖偾谐饘伲ù智邢鳎r(shí)，用大電流,低頻率,高電容和最小的間隙電壓。緩慢切除金屬（精切削）和需獲得高的表面光潔度時(shí)，用小電流,高頻率,低電容和最高的間隙電壓。 與常規(guī)機(jī)加工方法相比，電火花加工有許多優(yōu)點(diǎn)。 1 . 不論硬度高低，只要是導(dǎo)電材料都能對(duì)其進(jìn)行切削。對(duì)用常規(guī)方法極難切削的硬質(zhì)合金和超韌性的太空合金，電火化加工特別有價(jià)值。 2 . 工件可在淬火狀態(tài)下加工，因克服了由淬火引起的變形問(wèn)題。 3 . 很容易將斷在工件中的絲錐和鉆頭除。 4 . 由于刀具（電極）從未與工件接觸過(guò)，故工件中不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力。 5 . 加工出的零件無(wú)毛刺。 6 . 薄而脆的工件很容易加工，且無(wú)毛刺。 7 . 對(duì)許多類型的工件，一般不需第二次精加工。 8 .隨著金屬的切除，伺服機(jī)構(gòu)使電極自動(dòng)向工件進(jìn)給。 9 .一個(gè)人可同時(shí)操作幾臺(tái)電火花加工機(jī)床。 10.能相對(duì)容易地從實(shí)心坯料上，加工出常規(guī)方法不可能加工出來(lái)的極復(fù)雜的形狀。 11.能用較低價(jià)格加工出較好的模具。12.可用沖頭作電極，在陰模板上復(fù)制其形狀，并留有必須的間隙。electrical discharge machiningelectrical discharge machining has proved especially valuable in the machining of super-tough, electrically conductive materials such as the new space-age alloys. these metals would have been difficult to machine by conventional methods, but edm has made it relatively simple to