畢業(yè)設(shè)計(jì)---軸類(lèi)零件的加工與工藝分析

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　軸類(lèi)零件的加工與工藝分析1</p><p><b>　　摘要：1</b></p><p><b>　　第1章 概述2</b></p><p>　　1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生2</p><

2、p>　　1.2 數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀3</p><p>　　1.3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)4</p><p>　　第2章 數(shù)控機(jī)床介紹6</p><p>　　2.1 數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.2 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)7</p><p>　　第3章 數(shù)控編程9</p><

3、;p>　　3.1 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)9</p><p>　　3.2數(shù)控機(jī)床程序指令9</p><p>　　第4章 加工工藝11</p><p>　　4.1 刀具的分類(lèi)及特點(diǎn)11</p><p>　　4.2 刀具的分類(lèi)11</p><p>　　4.3 數(shù)控加工工藝分析12</p><p

4、>　　第5章 零件加工實(shí)例14</p><p>　　5.1 零件分析14</p><p>　　5.2 確定加工方案15</p><p>　　5.3 定位基準(zhǔn)的選擇16</p><p>　　5.4 選擇數(shù)控刀具的原則18</p><p>　　5.5 零件加工工藝分析20</p><p

5、>　　第6章 結(jié)束語(yǔ)29</p><p><b>　　6.1 總結(jié)29</b></p><p><b>　　6.2 展望29</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)30</b></p><p><b>　　致謝31</b></p

6、><p>　　軸類(lèi)零件的加工與工藝分析</p><p><b>　　摘要：</b></p><p>　　隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)電一體化技術(shù)迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床在企業(yè)得到了普遍應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床加工能完成許多傳統(tǒng)加工無(wú)法完成的工藝內(nèi)容，是制造業(yè)信息化和集成化的核心技術(shù)支撐。數(shù)控機(jī)床是裝備了數(shù)字程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能邏輯地處理具有特定代碼和其他符號(hào)

7、編碼指令規(guī)定的程序，它是由裝有數(shù)控系統(tǒng)程序的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)、輸入/輸出設(shè)備、可編程序控制器、存儲(chǔ)器、主軸驅(qū)動(dòng)及進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置等組成。</p><p>　　本文首先介紹了數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展趨勢(shì)，然后介紹了數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)和工作原理，以及數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)。接著介紹了數(shù)控機(jī)床的核心---數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成、工作方式和設(shè)計(jì)方法，在論文的最后介紹了數(shù)控系統(tǒng)的程序編制和工藝方法。 </p><p><b

8、>　　關(guān)鍵詞：</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床、零件加工、數(shù)控系統(tǒng)</p><p><b>　　第1章 概述</b></p><p>　　1.1 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生</p><p>　　制造業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，其增加值約占我國(guó)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的40%以上，而先進(jìn)的制造技術(shù)是振興制造業(yè)系統(tǒng)工程的重要

9、組成部分。21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)、不斷取得新突破的世紀(jì)，它是數(shù)控技術(shù)全面發(fā)展的時(shí)代。數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。數(shù)控機(jī)床是一種技術(shù)密集度及自動(dòng)化程度很高的機(jī)電一體化加工設(shè)備，是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、自動(dòng)檢測(cè)及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。</p><p>　　在機(jī)械制造工業(yè)中并不是所有的產(chǎn)品零件

10、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。尤其是在造船、航天、航空、機(jī)床、重型機(jī)械以及國(guó)防工業(yè)更是如此。</p><p>　　為了滿(mǎn)足多品種，小批量的自動(dòng)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(dòng)化機(jī)床。數(shù)控機(jī)床就是在這樣的背景下誕生與發(fā)展起來(lái)的。它為單件、小批量生產(chǎn)的精密復(fù)雜零件提供了自動(dòng)化的加工手段。</p><p

11、>　　根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，對(duì)機(jī)床數(shù)字控制的定義：用數(shù)字控制的裝置（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控裝置），在運(yùn)行過(guò)程中，不斷地引入數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而對(duì)某一生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，叫數(shù)字控制，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控。用計(jì)算機(jī)控制加工功能，稱(chēng)計(jì)算機(jī)數(shù)控（computerized numerical ，縮寫(xiě)ＣＮＣ）。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床即使采用了數(shù)控技術(shù)的機(jī)床，或者說(shuō)裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床。從應(yīng)用來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床就是將加工過(guò)程所需

12、的各種操作（如主軸變速、松加工件、進(jìn)刀與退刀、開(kāi)車(chē)與停車(chē)、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(duì)位移量都用數(shù)字化的代碼來(lái)表示，通過(guò)控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專(zhuān)用的或通用的計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來(lái)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(dòng)加工出所需要的零件。</p><p>　　隨著數(shù)控機(jī)床的發(fā)展與普及，現(xiàn)代化企業(yè)對(duì)于懂得數(shù)控加工技術(shù)、能進(jìn)行數(shù)控加工編程的技術(shù)人才的需

13、求量必將不斷增加。</p><p>　　1.2 數(shù)控機(jī)床的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　從1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研發(fā)第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床到現(xiàn)在已有近60年的歷史。按照電子器件的發(fā)展可分為五個(gè)發(fā)展階段：電子管數(shù)控，晶體管數(shù)控，中小規(guī)模IC數(shù)控，小型計(jì)算機(jī)數(shù)控，微處理器數(shù)控；從體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展，可分為以硬件及連線(xiàn)組成的硬數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件及軟件組成的CNC數(shù)控系統(tǒng)，后者也稱(chēng)為軟數(shù)控系統(tǒng)：從

14、伺服及控制的方式可分為步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)系統(tǒng)和伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的閉環(huán)系統(tǒng)?？傊瑪?shù)控技術(shù)的發(fā)展向著高速化，精密化，高效能化，系列化及復(fù)合化方向發(fā)展。人類(lèi)發(fā)明了機(jī)器，延長(zhǎng)和擴(kuò)展人的手腳功能：當(dāng)出現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)以后，制造廠家逐漸希望數(shù)控系統(tǒng)能部分代替機(jī)床設(shè)計(jì)師和操作者的大腦，具有一定的智能，能把特殊的加工工藝、管理經(jīng)驗(yàn)和操作技能放進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)， 同時(shí)也希望系統(tǒng)具有圖形交互、診斷功能等。</p><p>　　裝備工業(yè)的技術(shù)水平和

15、現(xiàn)代化程度決定著整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的水平和現(xiàn)代化程度，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)（如信息技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)、航空、航天等國(guó)防工業(yè)產(chǎn)業(yè)）的使能技術(shù)和最基本的裝備。馬克思曾經(jīng)說(shuō)過(guò)“各種經(jīng)濟(jì)時(shí)代的區(qū)別，不在于生產(chǎn)什么，而在于怎樣生產(chǎn)，用什么勞動(dòng)資料生產(chǎn)”。制造技術(shù)和裝備就是人類(lèi)生產(chǎn)活動(dòng)的最基本的生產(chǎn)資料，而數(shù)控技術(shù)又是當(dāng)今先進(jìn)制造技術(shù)和裝備最核心的技術(shù)。當(dāng)今世界各國(guó)制造業(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)

16、動(dòng)態(tài)多變市場(chǎng)的適應(yīng)能力和競(jìng)爭(zhēng)能力。此外世界上各工業(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，不僅采取重大措施來(lái)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?？傊?，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。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)是近代發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)控制技術(shù)，機(jī)械加工現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)與關(guān)鍵

17、技術(shù)。數(shù)控機(jī)床是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、柔性化、集成化生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是國(guó)防工業(yè)現(xiàn)代化的重要戰(zhàn)略裝備，是關(guān)系到國(guó)家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國(guó)家綜合國(guó)力水平的重要標(biāo)志。</p><p>　　1.3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　從１９５２年第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床問(wèn)世后，數(shù)控系統(tǒng)已經(jīng)先后經(jīng)歷了兩個(gè)階段和六代的發(fā)展，其六代是指電子管、晶體管、集成電路、小型計(jì)算機(jī)、微處理器和基于工控ＰＣ機(jī)的通用CNC系統(tǒng)。其中前三

18、代為第一階段，稱(chēng)作為硬件連接數(shù)控，簡(jiǎn)稱(chēng)ＮＣ系統(tǒng)；后三代為第二階段，乘坐計(jì)算機(jī)軟件數(shù)控，簡(jiǎn)稱(chēng)ＣＮＣ系統(tǒng)。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床總的發(fā)展趨勢(shì)是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。 </p><p>　?。?）工序集中 </p><p>　　20世紀(jì)50年代末期，在一般數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了數(shù)控加工中心，即自備刀具庫(kù)的自動(dòng)換刀數(shù)控機(jī)床。在加

19、工中心機(jī)床上，工件一次裝夾后，機(jī)床的機(jī)械手可以自動(dòng)更換刀具，連續(xù)的對(duì)工件進(jìn)行多種工序加工。</p><p>　　目前，加工中心機(jī)床的刀具庫(kù)容量可達(dá)到100多把刀具，自動(dòng)換刀裝置的換刀時(shí)間僅需0.5～2秒。加工中心機(jī)床使工序集中在一臺(tái)機(jī)床上完成，減少了由于工序分散，工件多次安裝引起的定位誤差，提高了加工精度，同時(shí)也減少了機(jī)床的臺(tái)數(shù)與占地面積，壓縮了半成品的庫(kù)存量，減少了工序間的輔助時(shí)間，有效的提高了數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效

20、率和數(shù)控加工的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　?。?）高速、高效、高精度 </p><p>　　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(jià)格昂貴，在上述三方面的發(fā)展也就更為突出。</p><p><b>　?。?）方便使用</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床制造廠把建立友好的人機(jī)界面、提高數(shù)控機(jī)床的可靠性作為提高

21、競(jìng)爭(zhēng)能力的主要方面。手工編程和自動(dòng)編程已經(jīng)使用了幾十年，有了長(zhǎng)足的發(fā)展，在手工編程方面，開(kāi)發(fā)了多種加工循環(huán)、參數(shù)編程和除直線(xiàn)、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(lái)講可以替代手工編程。但是一套適用的CAD/CAM軟件加上計(jì)算機(jī)硬件，投資較大，學(xué)習(xí)、掌握時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)大多數(shù)的簡(jiǎn)單工件很不經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　近年來(lái)，發(fā)展起來(lái)的圖形交互式編程系統(tǒng)（WOP，又稱(chēng)面向車(chē)間編程），很受用戶(hù)歡迎。這

22、種編程方式不使用G、M代碼，而是借助圖形菜單，輸入整個(gè)圖形塊以及相應(yīng)參數(shù)作為加工指令，形成加工程序，與傳統(tǒng)加工時(shí)的思維方式類(lèi)似。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(hào)的數(shù)控機(jī)床統(tǒng)一的編程方法。</p><p>　　第2章 數(shù)控機(jī)床介紹</p><p>　　2.1 數(shù)控機(jī)床的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　數(shù)控機(jī)床一般由輸入/輸出設(shè)備、CNC數(shù)控裝置、進(jìn)給伺

23、服驅(qū)動(dòng)裝置、可編程控制器及電氣控制裝置、機(jī)床本體及位置檢測(cè)裝置等組成。除機(jī)床本體外的部分統(tǒng)稱(chēng)數(shù)控系統(tǒng)。</p><p><b>　?。?）數(shù)控裝置：</b></p><p>　　數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、位置控制板、PLC接口、通訊接口板、特殊功能模塊以及相應(yīng)的控制軟件等組成，其作用是根據(jù)輸入的零件加工程序進(jìn)行相應(yīng)的處理（如與運(yùn)動(dòng)軌跡處理、機(jī)床輸入輸出處

24、理等），輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件（伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置和PLC等）。CNC 裝置內(nèi)硬件和軟件 協(xié)調(diào)配合，使整個(gè)系統(tǒng)有條不紊地工作。</p><p>　　（2）變頻調(diào)速主軸單元：</p><p>　　現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的主軸大多采用矢量控制的變頻器配三相異步電動(dòng)機(jī)的變頻無(wú)級(jí)調(diào)速或直接將主軸作為電機(jī)轉(zhuǎn)子的“電主軸”形式。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的主軸變速還保留用傳統(tǒng)的齒輪減速箱的手動(dòng)換擋變速形式，這類(lèi)機(jī)床通

25、常不接受S指令功能。也有些機(jī)床采用機(jī)械-液壓的自動(dòng)換擋結(jié)構(gòu)，此時(shí)若用S指令，其功能僅在于控制吸合的電液閥的序號(hào)。</p><p>　　（3）進(jìn)給軸伺服驅(qū)動(dòng)單元：</p><p>　　如果說(shuō)CNC系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”，是發(fā)布“命令”的指揮機(jī)構(gòu)，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)便是數(shù)控機(jī)床的“四肢”，是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它能準(zhǔn)確地執(zhí)行由CNC系統(tǒng)發(fā)來(lái)的運(yùn)動(dòng)命令。伺服控制系統(tǒng)是連接數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床的樞紐，其性能是影響數(shù)控

26、機(jī)床的精度、穩(wěn)定性、可靠性、加工效率等方面的重要因素。</p><p>　　（4）輸入/輸出裝置：</p><p>　　開(kāi)關(guān)量輸入/輸出裝置通過(guò)輸入接線(xiàn)端子板和繼電器板，作輸入/輸出接口的轉(zhuǎn)接單元用，以方便連接及提高可靠性。開(kāi)關(guān)量控制是用于主軸啟停、正反轉(zhuǎn)、冷卻液?jiǎn)⑼?、刀架（刀?kù)）換刀等的信號(hào)開(kāi)關(guān)控制。</p><p>　　按下操作面板上的“循環(huán)啟動(dòng)”按鈕后，就向C

27、NC裝置發(fā)出中斷請(qǐng)求。一旦CNC裝置所處狀態(tài)符合啟動(dòng)條件，則CNC裝置就響應(yīng)中斷，控制程序轉(zhuǎn)入相應(yīng)的控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)的中斷服務(wù)程序。進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，逐段計(jì)算出各軸的進(jìn)給速度，插補(bǔ)軌跡等。并將結(jié)果輸出到進(jìn)給伺服控制接口及其它輸出接口，控制工作臺(tái)（或刀具）的位移或其它輔助動(dòng)作。這樣機(jī)床就自動(dòng)地按照零件加工程序的要求進(jìn)行切削運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　2.2 數(shù)控機(jī)床的分類(lèi)</p><p>　　數(shù)控機(jī)

28、床按驅(qū)動(dòng)裝置可以分為：</p><p><b>　　開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床</b></p><p>　　這類(lèi)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(xiàn)位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速

29、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(lèi)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(chēng)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</p>

30、<p><b>　　閉環(huán)控制機(jī)床</b></p><p>　　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

31、統(tǒng)框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線(xiàn)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(lèi)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(chēng)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

32、高。</p><p>　　3. 半閉環(huán)控制機(jī)床</p><p>　　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(pán)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

33、工作臺(tái)沒(méi)有包括在控制回路中，因而稱(chēng)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。</p><p><b>　　混合控制數(shù)控機(jī)床</b></p><p>　　將以上三類(lèi)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?；旌峡刂茢?shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床，因?yàn)榇?/p>

34、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(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(xiàn)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(xiàn)位移測(cè)量元件實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速

35、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(xiàn)位移測(cè)量元件。</p><p>　　此外，數(shù)控機(jī)床按加工工藝方法也可分為金屬切削類(lèi)數(shù)控機(jī)床；特種加工類(lèi)數(shù)控機(jī)床；板材加工類(lèi)數(shù)控機(jī)床。按控制軌跡也可以分為點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床；直線(xiàn)控制數(shù)控機(jī)床；輪廓控制數(shù)控機(jī)床。 </p><p><b>　　第3章 數(shù)控編程</b></p>&

36、lt;p>　　3.1 數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系統(tǒng)</p><p>　　機(jī)床坐標(biāo)系：數(shù)控車(chē)床的坐標(biāo)系以徑向?yàn)閤軸方向，縱向?yàn)閦軸方向。指向主軸箱的方向?yàn)閦軸的負(fù)方向，指向尾架方向是z軸的正方向。x軸是以操作者面向的方向?yàn)閤軸正方向。 x坐標(biāo)和z坐標(biāo)指令，在按絕對(duì)坐標(biāo)編程時(shí)，使用代碼x和z；按增量坐標(biāo)（相對(duì)坐標(biāo)）編程時(shí)，使用代碼U和W。</p><p>　　程序原點(diǎn)：程序原點(diǎn)是指程序中的坐標(biāo)原點(diǎn)，

37、即在數(shù)控加工時(shí)，刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以也稱(chēng)為“對(duì)刀點(diǎn)”。</p><p>　　機(jī)械原點(diǎn)（或稱(chēng)機(jī)床原點(diǎn)）：以L-10MC數(shù)控車(chē)銑中心為例介紹x和y軸機(jī)械原點(diǎn)：1）x軸機(jī)械原點(diǎn)：x軸的機(jī)械原點(diǎn)被設(shè)定在刀盤(pán)中心距離主軸中心500mm的位置；（2）z軸機(jī)械原點(diǎn)：z軸的機(jī)械原點(diǎn)可以通過(guò)改變擋塊的安裝位置來(lái)改變。z軸機(jī)械原點(diǎn)擋塊可以被安裝在?、?、?或?4個(gè)不同的位置上。</p><p>　　

38、3.2數(shù)控機(jī)床程序指令</p><p>　　程序段的構(gòu)成：N＿G＿X(U)＿Z(W)＿F＿M(jìn)＿S＿T＿</p><p>　　其中，N＿：程序段順序號(hào)；順序號(hào)又稱(chēng)程序段號(hào)或程序段序號(hào)。順序號(hào)位于程序段之首，由順序號(hào)字N和后續(xù)數(shù)字組成。其作用為校對(duì)、條件跳轉(zhuǎn)、固定循環(huán)等。</p><p>　　G＿：準(zhǔn)備；準(zhǔn)備功能字的地址符是G，又稱(chēng)為G功能或G指令，是用于建立機(jī)床或控制

39、系統(tǒng)工作方式的一種指令。</p><p>　　X(U)＿：x軸移動(dòng)指令；</p><p>　　Z(W)＿：z軸移動(dòng)；</p><p>　　F＿：進(jìn)給功能；進(jìn)給功能字的地址符是F，又稱(chēng)為F功能或F指令，用于指定切削的進(jìn)給速度。對(duì)于車(chē)床，F(xiàn)可分為每分鐘進(jìn)給和主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給兩種，對(duì)于其它數(shù)控機(jī)床，一般只用每分鐘進(jìn)給。F指令在螺紋切削程序段中常用來(lái)指令螺紋的導(dǎo)程。</p

40、><p>　　M＿：輔助功能；輔助功能字的地址符是M，后續(xù)數(shù)字一般為1～3位正整數(shù)，又稱(chēng)為M功能或M指令，用于指定數(shù)控機(jī)床輔助裝置的開(kāi)關(guān)動(dòng)作。</p><p>　　S＿：主軸功能；主軸轉(zhuǎn)速功能字的地址符是S，又稱(chēng)為S功能或S指令，用于指定主軸轉(zhuǎn)速。單位為r/min。</p><p>　　T＿：工具功能。刀具功能字的地址符是T，又稱(chēng)為T(mén)功能或T指令，用于指定加工時(shí)所用刀具

41、的編號(hào),如T01。對(duì)于數(shù)控車(chē)床，其后的數(shù)字還兼作指定刀具長(zhǎng)度補(bǔ)償和刀尖半徑補(bǔ)償用。</p><p><b>　　第4章 加工工藝</b></p><p>　　4.1 刀具的分類(lèi)及特點(diǎn)</p><p>　　刀具材料是指刀具切削部分的材料。在金屬切削加工中，刀具材料的切削性能直接影響著生產(chǎn)效率、工件的加工精度和已加工表面質(zhì)量、刀具消耗和加工成本。正

42、確選擇刀具材料是設(shè)計(jì)和選用刀具的重要內(nèi)容之一。數(shù)控機(jī)床刀具從制造所采用的材料上可以分為：高速鋼刀具，硬質(zhì)合金刀具，陶瓷刀具，立方氮化硼刀具，聚晶金剛石刀具。目前數(shù)控機(jī)床用得最普遍的刀具是硬質(zhì)合金刀具。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床刀具的特點(diǎn)：刀片和刀具幾何參數(shù)和切削參數(shù)的規(guī)范化、典型化；刀片或刀具材料及切削參數(shù)與被加工工件的材料之間匹配的選用原則；刀片或刀具的耐用度及其經(jīng)濟(jì)壽命指標(biāo)的合理化；刀片及刀柄的定位基準(zhǔn)的

43、優(yōu)化；刀片及刀柄對(duì)機(jī)床主軸的相對(duì)位置的要求高；對(duì)刀柄的強(qiáng)度、剛性及耐磨性的要求高；刀柄或工具系統(tǒng)的裝機(jī)重量限制的要求；對(duì)刀具柄的轉(zhuǎn)位，裝拆和重復(fù)精度的要求；刀片及刀柄切入的位置和方向的要求；刀片和刀柄高度的通用化、規(guī)則化、系列化；整個(gè)數(shù)控工具系統(tǒng)自動(dòng)換刀系統(tǒng)的優(yōu)化。</p><p><b>　　4.2 刀具的分類(lèi)</b></p><p>　　在機(jī)床上加工工件時(shí)，為了在

44、工件的某一部位加工出符合工藝規(guī)程要求的表面，加工前需要使工件在機(jī)床上占有正確的位置——定位。由于在加工過(guò)程中工件受到切削力、重力、振動(dòng)、離心力、慣性力等作用，所以還應(yīng)采用一定的機(jī)構(gòu)，使工件在加工過(guò)程中始終保持在原先確定的位置上——夾緊。在機(jī)床上使工件占有正確的加工位置并使其在加工過(guò)程中始終保持不變的工藝裝備稱(chēng)為機(jī)床夾具。機(jī)床夾具的作用</p><p>　　a. 易于保證工件的加工精度。 </p>&

45、lt;p>　　b. 使用夾具可改變和擴(kuò)大原機(jī)床的功能，實(shí)現(xiàn)“一機(jī)多用”</p><p>　　c. 使用夾具后，不僅省去劃線(xiàn)找正等輔助時(shí)間，而且有還可采用高效率的多件、多位、機(jī)動(dòng)夾緊裝置，縮短輔助時(shí)間，從而大大提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。</p><p>　　d. 用夾具裝夾工件方便、省力、安全。當(dāng)采用氣動(dòng)、液壓等夾緊裝置時(shí)，可減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證安全生產(chǎn)。</p><p&

46、gt;　　e. 在批量生產(chǎn)中使用夾具時(shí)，由于勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高和允許使用技術(shù)等級(jí)較低的工人操作，故可明顯地降低生產(chǎn)成本。但在單件生產(chǎn)中，使用夾具的生產(chǎn)成本仍較高。</p><p><b>　?、?定位元件 </b></p><p>　　定位元件用于確定工件在夾具中的位置，使工件在加工時(shí)相對(duì)刀具及運(yùn)動(dòng)軌跡有一個(gè)正確的位置，其定位精度將直接影響工件的加工精度。</p&

47、gt;<p><b>　?、?夾緊裝置</b></p><p>　　夾緊裝置用于保持工件在夾具中的既定位置，使工件不致因加工時(shí)受到外力而改變?cè)ǖ奈恢?，通常包括夾緊元件、增力裝置和動(dòng)力源等組成部分。③ 安裝聯(lián)接元件</p><p>　　安裝聯(lián)接元件用于確定夾具在機(jī)床上的位置，從而保證工件與機(jī)床之間的正確加工位置。</p><p>

48、　?、?導(dǎo)向元件和對(duì)刀元件 </p><p>　　a. 用于確定刀具位置并引導(dǎo)刀具進(jìn)行加工的元件，稱(chēng)為導(dǎo)向元件，如圖3-1中的鉆套3就是引導(dǎo)鉆頭用的導(dǎo)向元件。</p><p>　　b. 用于確定刀具在加工前正確位置的元件，稱(chēng)為對(duì)刀元件，如對(duì)刀塊。</p><p><b>　　⑤夾具體</b></p><p>　　夾具體是

49、夾具的基礎(chǔ)件，用來(lái)聯(lián)接夾具上各個(gè)元件或裝置，使之成為一個(gè)整體，它也用來(lái)與機(jī)床的有關(guān)部件相聯(lián)接。</p><p><b>　?、?其他元件或裝置</b></p><p>　　根據(jù)加工需要，有些夾具上還可有分度裝置、靠模裝置、上下料裝置、頂出器和平衡塊等其他元件或裝置。</p><p>　　4.3 數(shù)控加工工藝分析</p><p

50、>　　1、選擇適合數(shù)控加工的零件</p><p><b>　　1）最適應(yīng)類(lèi)</b></p><p>　?、?形狀復(fù)雜，加工精度要求高，通用機(jī)床無(wú)法加工或很難保證加工質(zhì)量的零件；</p><p>　　② 具有復(fù)雜曲線(xiàn)或曲面輪廓的零件；</p><p>　　③ 具有難測(cè)量、難控制進(jìn)給、難控制尺寸型腔的殼體或盒型零件；&

51、lt;/p><p>　?、?必須在一次裝夾中完成銑、鏜、锪、鉸或攻絲等多工序的零件。</p><p>　　對(duì)于此類(lèi)零件，首要考慮的是能否加工出來(lái)，只要有可能，應(yīng)把采用數(shù)控加工作為首選方案，而不要過(guò)多地考慮生產(chǎn)率與成本問(wèn)題。 </p><p><b>　　2）較適應(yīng)類(lèi)</b></p><p>　?、?零件價(jià)值較高，在通用機(jī)床上

52、加工時(shí)容易受人為因素（如工人技術(shù)水平高低、情緒波動(dòng)等）干擾而影響加工質(zhì)量，從而造成較大經(jīng)濟(jì)損失的零件；</p><p>　?、?在通用機(jī)床上加工時(shí)必須制造復(fù)雜專(zhuān)用工裝的零件；</p><p>　?、?需要多次更改設(shè)計(jì)后才能定型的零件；</p><p>　?、?在通用機(jī)床上加工需要作長(zhǎng)時(shí)間調(diào)整的零件；</p><p>　　⑤ 用通用機(jī)床加工時(shí)，

53、生產(chǎn)率很低或工人體力勞動(dòng)強(qiáng)度很大的零件。</p><p>　　此類(lèi)零件在分析其可加工性的基礎(chǔ)上，還要綜合考慮生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，一般情況下可把它們作為數(shù)控加工的主要選擇對(duì)象。</p><p><b>　　3）不適應(yīng)類(lèi)</b></p><p>　?、?生產(chǎn)批量大的零件（不排除其中個(gè)別工序采用數(shù)控加工）；</p><p>　

54、?、?裝夾困難或完全靠找正定位來(lái)保證加工精度的零件；</p><p>　?、?加工余量極不穩(wěn)定、而且數(shù)控機(jī)床上無(wú)在線(xiàn)檢測(cè)系統(tǒng)可自動(dòng)調(diào)整零件坐標(biāo)位置的零件；</p><p>　　④ 必須用特定的工藝裝備協(xié)調(diào)加工的零件。</p><p>　　這類(lèi)零件采用數(shù)控加工后，在生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性方面一般無(wú)明顯改善，甚至有可能得不償失，一般不應(yīng)該把此類(lèi)零件作為數(shù)控加工的選擇對(duì)象。

55、 </p><p>　　另外，數(shù)控加工零件的選擇，還應(yīng)該結(jié)合本單位擁有的數(shù)控機(jī)床的具體情況來(lái)選擇加工對(duì)象。</p><p>　　第5章 零件加工實(shí)例</p><p><b>　　5.1 零件分析</b></p><p>　　圖1-2 典型軸類(lèi)零件圖</p><p>　　零件圖分析：該零

56、件表面由圓柱、順圓弧、逆圓弧、圓錐、槽、螺紋等表面組成。尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為45#鋼，Φ55mm×150mm，無(wú)熱處理和硬度要求。</p><p>　　確定加工方法：加工方法的選擇原則是保證加工表面的加工精度和表面粗糙度的要求。由于獲得同一級(jí)精度及表面粗糙度的加工方法一般有許多，因而在實(shí)際選擇時(shí)，要結(jié)合零件的形狀、尺寸大小和形位公差要求等全面考慮。</p><p>　　圖上幾

57、個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時(shí)沒(méi)有取平均值，而取其基本尺寸。</p><p>　　在輪廓線(xiàn)上，有個(gè)錐度10度坐標(biāo)P1、 和一處圓弧切點(diǎn)P2，在編程時(shí)要求出其坐標(biāo)，P1（45.29 ，75） P2（35，56.46）。</p><p>　　通過(guò)以上數(shù)據(jù)分析，考慮加工的效率和加工的經(jīng)濟(jì)性，最理想的加工方式為車(chē)削，考慮該零件為大批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車(chē)床。</p&g

58、t;<p>　　根據(jù)加工零件的外形和材料等條件，選用CJK6032數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　5.2 確定加工方案</p><p>　　零件上比較精密表面的加工，常常是通過(guò)粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對(duì)這些表面僅僅根據(jù)質(zhì)量要求選擇相應(yīng)的最終加工方法是不夠的，還應(yīng)正確地確定從毛坯到最終成形的加工方案。</p><p>　　毛坯先夾持左端，車(chē)右

59、端輪廓113mm處，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、 R9mm、Φ35mm、錐度為10度的外圓，Φ52mm.調(diào)頭裝夾已加工Φ52mm外圓，左端加工Φ25mm×33mm、切退刀槽、加工螺紋M25mm×1.5mm.</p><p>　　該典型軸加工順序?yàn)椋?lt;/p><p>　　預(yù)備加工---車(chē)端面---粗車(chē)右端輪廓---精車(chē)右端輪廓---切槽---工件調(diào)頭 ---車(chē)端面-

60、--粗車(chē)左端輪廓---精車(chē)左端輪廓---切退刀槽---粗車(chē)螺紋---精車(chē)螺紋。</p><p>　　5.3 定位基準(zhǔn)的選擇</p><p>　　在制定零件加工的工藝規(guī)程時(shí)，正確地選擇工件的定位基準(zhǔn)有著十分重要的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對(duì)零件各表面的加工順序也有很大的影響。合理選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡(jiǎn)化加工工序，提高加工效率。</p

61、><p>　　1）基準(zhǔn)重合原則。為了避免基準(zhǔn)不重合誤差，方便編程，應(yīng)選用工序基準(zhǔn)作為定位基準(zhǔn)，盡量使工序基準(zhǔn)、定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。</p><p>　　2）便于裝夾的原則。所選擇的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位、夾緊機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易操作，敞開(kāi)性好，能夠加工盡可能多的表面。</p><p>　　3）便于對(duì)刀的原則。批量加工時(shí)在工件坐標(biāo)系已經(jīng)確定的情況下，保證對(duì)刀

62、的可能性和方便性。</p><p>　　3.3　確定零件的定位基準(zhǔn)</p><p>　　以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。</p><p>　　3.4　裝夾方式的選擇</p><p>　　為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過(guò)程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合理的選擇夾緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對(duì)生產(chǎn)率，加

63、工成本及操作安全都有直接影響。</p><p>　　3.5　數(shù)控車(chē)床常用的裝夾方式</p><p>　　1）在三爪自定心卡盤(pán)上裝夾。三爪自定心卡盤(pán)的三個(gè)卡爪是同步運(yùn)動(dòng)的，能自動(dòng)定心，一般不需要找正。該卡盤(pán)裝夾工件方便、省時(shí)，但夾緊力小，適用于裝夾外形規(guī)則的中、小型工件。</p><p>　　2）在兩頂尖之間裝夾。對(duì)于尺寸較大或加工工序較多的軸類(lèi)工件，為了保證每次裝夾

64、時(shí)的裝夾精度，可用兩頂尖裝夾。該裝夾方式適用于多序加工或精加工。</p><p>　　3）用卡盤(pán)和頂尖裝夾。當(dāng)車(chē)削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一段用卡盤(pán)夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。</p><p>　　4）用心軸裝夾。當(dāng)裝夾面為螺紋時(shí)再做個(gè)與之配合的螺紋進(jìn)行裝夾，叫心軸裝夾。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸

65、向定位準(zhǔn)確。</p><p>　　3.6 確定合理的裝夾方式</p><p>　　裝夾方法：先用三爪自定心卡盤(pán)毛坯左端，加工右端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤(pán)毛坯右端Φ52，再加工左端達(dá)到工件精度要求。</p><p>　　5.4 選擇數(shù)控刀具的原則</p><p>　　刀具壽命與切削用量有密切關(guān)系。在制定切削用量時(shí)，應(yīng)首先選

66、擇合理的刀具壽命，而合理的刀具壽命則應(yīng)根據(jù)優(yōu)化的目標(biāo)而定。一般分最高生產(chǎn)率刀具壽命和最低成本刀具壽命兩種，前者根據(jù)單件工時(shí)最少的目標(biāo)確定，后者根據(jù)工序成本最低的目標(biāo)確定。 </p><p>　　選擇刀具壽命時(shí)可考慮如下幾點(diǎn)根據(jù)刀具復(fù)雜程度、制造和磨刀成本來(lái)選擇。復(fù)雜和精度高的刀具壽命應(yīng)選得比單刃刀具高些。對(duì)于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換刀時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選得低些，一般取15-30

67、min。對(duì)于裝刀、換刀和調(diào)刀比較復(fù)雜的多刀機(jī)床、組合機(jī)床與自動(dòng)化加工刀具，刀具壽命應(yīng)選得高些，尤應(yīng)保證刀具可靠性。車(chē)間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車(chē)間的生產(chǎn)率的提高時(shí)，該工序的刀具壽命要選得低些當(dāng)某工序單位時(shí)間內(nèi)所分擔(dān)到的全廠開(kāi)支M較大時(shí)，刀具壽命也應(yīng)選得低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來(lái)確定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對(duì)刀具提出了更高的要求，不僅需要岡牲好、精度高，

68、而且要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高，斷和排性能壇同時(shí)要求安裝調(diào)整方便，這樣來(lái)滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床高效率的要求。數(shù)控機(jī)床上所選用的刀具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料(如高速鋼、超細(xì)粒度硬質(zhì)合金)并使用可轉(zhuǎn)位刀片。</p><p>　　選擇數(shù)控車(chē)削用刀具，數(shù)控車(chē)削車(chē)刀常用的一般分成型車(chē)刀、尖形車(chē)刀、圓弧形車(chē)刀以及三類(lèi)。成型車(chē)刀也稱(chēng)樣板車(chē)刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車(chē)刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車(chē)削加工中，常見(jiàn)的成型車(chē)刀有小半徑圓弧車(chē)

69、刀、非矩形車(chē)槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車(chē)刀。尖形車(chē)刀是以直線(xiàn)形切削刃為特征的車(chē)刀。這類(lèi)車(chē)刀的刀尖由直線(xiàn)形的主副切削刃構(gòu)成，如90°內(nèi)外圓車(chē)刀、左右端面車(chē)刀、切槽(切斷)車(chē)刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車(chē)刀。尖形車(chē)刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車(chē)削時(shí)基本相同，但應(yīng)結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)(如加工路線(xiàn)、加工干涉等)進(jìn)行全面的考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。</p><p>　

70、　二是圓弧形車(chē)刀，圓弧形車(chē)刀是以一圓度或線(xiàn)輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車(chē)刀。該車(chē)刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車(chē)刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車(chē)刀可以用于車(chē)削內(nèi)外表面，特別適合于車(chē)削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車(chē)刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)車(chē)刀切削刃的圓弧半徑應(yīng)小于或等于零件凹形輪廓上的最小曲率半徑，以免發(fā)生加工干淺該半徑不宜選擇太小，否則不但制造困難，還會(huì)因刀尖強(qiáng)度太弱或刀體散熱能力差而導(dǎo)致車(chē)刀損壞。&

71、lt;/p><p>　　設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)，刀具究竟從什么位置開(kāi)始移動(dòng)到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開(kāi)始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的位置，這一位置即為程序執(zhí)行時(shí)刀具相對(duì)于工件運(yùn)動(dòng)的起點(diǎn)，所以稱(chēng)程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過(guò)對(duì)刀來(lái)確定，所以，該點(diǎn)又稱(chēng)對(duì)刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)，要正確選擇對(duì)刀點(diǎn)的位置。對(duì)刀點(diǎn)設(shè)置原則是:便于數(shù)值處理和簡(jiǎn)化程序編制。易于找正并在加工過(guò)程中便于檢查，引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)

72、置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對(duì)刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基誰(shuí)上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過(guò)手工對(duì)刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對(duì)刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”的重合。所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車(chē)刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心。平底立銑刀是刀具軸線(xiàn)與刀具底面的交點(diǎn)。球頭銑刀是球頭的球心，鉆頭是鉆尖等。用手動(dòng)對(duì)刀操作，對(duì)刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對(duì)刀鏡、對(duì)刀儀、自動(dòng)對(duì)刀裝置等

73、，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。加工過(guò)程中需要換刀時(shí)，應(yīng)規(guī)定換刀點(diǎn)。所謂“換刀點(diǎn)”是指刀架轉(zhuǎn)動(dòng)換刀時(shí)的位置，換刀點(diǎn)應(yīng)設(shè)在工件或夾具的外部，以換刀時(shí)不碰工件及其它部件</p><p>　　確定切削用量，數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫(xiě)人程序中。切削用量包括主軸轉(zhuǎn)速、背吃刀量及進(jìn)給速度等。對(duì)于不同的加工方法，需要選用不同的切削用量。切削用量的選擇原則是:保證零件加工精度和表面粗糙度，充

74、分發(fā)揮刀具切削性能，保證合理的刀具耐用度，并充分發(fā)揮機(jī)床的性能，最大限度提高生產(chǎn)率，降低成本。</p><p>　　5.5 零件加工工藝分析</p><p>　?。?） 技術(shù)要求 軸類(lèi)零件的技術(shù)要求主要是支承軸頸和配合軸頸的徑向尺寸精度和形位精度，軸向一般要求不高。軸頸的直徑公差等級(jí)通常為IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同

75、軸度和圓跳動(dòng)；保證配合軸頸對(duì)于支承軸頸的同軸度，是軸類(lèi)零件位置精度的普遍要求之一。圖為特殊零件，徑向和軸向公差和表面精度要求較高。</p><p>　?。?）毛坯選擇 軸類(lèi)零件除光滑軸和直徑相差不大的階梯軸采用熱軋或冷拉圓棒料外，一般采用鍛件；發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸等一類(lèi)軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類(lèi)直徑相差不大，采用直徑為60mm，材料45#鋼，在鋸床上按150mm長(zhǎng)度下料。</p><p&

76、gt;　?。?）定位基準(zhǔn)選擇 軸類(lèi)零件外圓表面、內(nèi)孔、螺紋等表面的同軸度，以及端面對(duì)軸中心線(xiàn)的垂直度是其相互位置精度的主要項(xiàng)目，而這些表面的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)一般都是軸中心線(xiàn)。用兩中心孔定位符合基準(zhǔn)重合原則，并且能夠最大限度地在一次裝夾中加工出多格外圓表面和端面，因此常用中心孔作為軸加工的定位基準(zhǔn)。</p><p>　　當(dāng)不能采用中心孔時(shí)或粗加工是為了提高工作裝夾剛性，可采用軸的外圓表面作定位基準(zhǔn)，或是以外圓表面和中心孔

77、共同作為定位基準(zhǔn)，能承受較大的切削力，但重復(fù)定位精度并不太高。</p><p>　　數(shù)控車(chē)削時(shí)，為了能用同一程序重復(fù)加工和工件調(diào)頭加工軸向尺寸的準(zhǔn)確性，或?yàn)榱硕嗣嬗嗔烤鶆?，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時(shí)，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時(shí)，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤(pán)反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺(tái)階兒面作為軸向定位基準(zhǔn)。</p><p>　?。?）軸類(lèi)零件的預(yù)備加

78、工 車(chē)削之前常需要根據(jù)情況安排預(yù)備加工，內(nèi)容通常有:直--毛坯出廠時(shí)或在運(yùn)輸、保管過(guò)程中，或熱處理時(shí)常會(huì)發(fā)生彎曲變形。過(guò)量彎曲變形會(huì)造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車(chē)削前需增加校直工序。</p><p>　　切斷---用棒料切得所需長(zhǎng)度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤(pán)鋸床和帶鋸上進(jìn)行，也可以在普通車(chē)床切斷或在沖床上用沖模沖切。</p><p>　　車(chē)端面和鉆中心孔—對(duì)數(shù)控車(chē)削而言，通

79、常將他們作為預(yù)備加工工序安排。</p><p>　?。?） 熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車(chē)前應(yīng)根據(jù)材質(zhì)和技術(shù)要求安排正火火退火處理，以消除應(yīng)力，改善組織和切削性能。性能要求較高的毛坯在粗加工后、精加工前應(yīng)安排調(diào)質(zhì)處理，以提高零件的綜合機(jī)械性能；對(duì)于硬度和耐磨性要求不高的零件，調(diào)質(zhì)也常作為最終熱處理。相對(duì)運(yùn)動(dòng)的表面需在精加工前或后進(jìn)行表面淬火處理或進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高其耐磨性。</p><p

80、>　　加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行：</p><p>　?、俚毒呒蟹中蚍?就是按所用刀具劃分工序，用同一把刀具加工完零件上所有可以完成的部位。再用第二把刀、第三把完成它們可以完成的其它部位。這樣可減少換刀次數(shù),壓縮空程時(shí)間，減少不必要的定位誤差。</p><p>　?、谝约庸げ课环中蚍?對(duì)于加工內(nèi)容很多的零件，可按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)將加工部分分成幾個(gè)部分，如內(nèi)形、外形、曲面或

81、平面等。一般先加工平面、定位面，后加工孔；先加工簡(jiǎn)單的幾何形狀，再加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度要求較高的部位。</p><p>　　③以粗、精加工分序法 對(duì)于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來(lái)說(shuō)凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開(kāi)。</p><p>　　綜上所述，在劃分工序時(shí)，一定要視零件的結(jié)構(gòu)與工藝性，機(jī)床的功能，零件數(shù)控加

82、工內(nèi)容的多少，安裝次數(shù)及本單位生產(chǎn)組織狀況靈活掌握。另建議采用工序集中的原則還是采用工序分散的原則，要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)確定，但一定力求合理。</p><p>　　（7）工時(shí)在加,加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來(lái)考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)行：</p><p>　　①上道工序的加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的

83、也要綜合考慮。</p><p>　?、谙冗M(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。</p><p>　?、垡韵嗤ㄎ弧A緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。</p><p>　　④在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)工件剛性破壞小的工序。</p><p>　　在數(shù)控車(chē)床上粗車(chē)、半精車(chē)分別用一個(gè)

84、加工程序控制。工件調(diào)頭裝夾由程序中的M00或M01指令控制程序暫停，裝夾后按“循環(huán)啟動(dòng)”繼續(xù)加工。</p><p>　?。?）走刀路線(xiàn)和對(duì)刀點(diǎn)選擇 走刀路線(xiàn)包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動(dòng)到切削起始點(diǎn)、刀具切入、切出并返回切削起始點(diǎn)或?qū)Φ饵c(diǎn)等非切削空行程軌跡。由于半精加工和精加工的走刀路線(xiàn)是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，所以確定走刀路線(xiàn)主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線(xiàn)。合理確定對(duì)刀點(diǎn),對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，但注

85、意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過(guò)的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被加工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無(wú)從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上。</p><p><b>　　零件加工工藝</b></p><p>　?。?/p>

86、1）確定加工順序及進(jìn)給路線(xiàn)</p><p>　　加工順序按粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。工件右端加工：既先從右到左進(jìn)行外輪廓粗車(chē)（留0.5mm余量精車(chē)），然后從右到左進(jìn)行外輪廓精車(chē)，最后切槽；工件調(diào)頭，工件左端加工：粗加工外輪廓、精加工外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工、螺紋精加工。</p><p><b>　?。?）選擇刀具</b></p>&

87、lt;p>　　1）車(chē)端面：選用硬質(zhì)合金45度車(chē)刀，粗、精車(chē)用一把刀完成。</p><p>　　2) 粗、精車(chē)外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用 G71循環(huán)所以粗、精車(chē)選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車(chē)刀，Kr=90度,Kr＇=60度;E=30度,（因?yàn)橛袌A弧輪廓）以防與工件輪廓發(fā)生干涉,如果有必要就用圖形來(lái)檢驗(yàn).</p><p>　　3)車(chē)槽: 選用硬質(zhì)合金車(chē)槽刀（刀長(zhǎng)12mm，刀寬3mm）<

88、;/p><p>　　4)車(chē)螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車(chē)刀.</p><p><b>　?。?）選擇切削用量</b></p><p><b>　　切削用量選擇</b></p><p><b>　　刀具卡片</b></p><p>　　用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如

89、下：</p><p><b>　　數(shù)控加工工藝卡</b></p><p><b>　　加工坐標(biāo)系設(shè)置</b></p><p>　?。?）建立工件坐標(biāo)系</p><p><b>　　坐標(biāo)系設(shè)定</b></p><p><b>　　（2）試切法對(duì)刀

90、</b></p><p>　　在數(shù)控加工中，工件坐標(biāo)系確定后，還要確定刀尖點(diǎn)在工件坐標(biāo)系中的位置，即通常所說(shuō)的對(duì)刀問(wèn)題。在數(shù)控車(chē)床上，目前常用的對(duì)刀方法為試切對(duì)刀法。</p><p>　　將工件安裝好之后，先用MDI方式操作機(jī)床，用已選好的刀具將工件端面車(chē)一刀，然后保持刀具在縱向（Z）尺寸不變，沿橫向（x）退刀。當(dāng)取工件右端面O為工件原點(diǎn)時(shí)，對(duì)刀輸入為Z0，如圖3-4（a）用同

91、樣的方法，再將工件的表面車(chē)一刀，然后保持刀具在橫向上的尺寸不變，從縱向退刀，停止主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，再量出工件車(chē)削后的直徑如圖3-4（b）根據(jù)長(zhǎng)度和直徑，既可確定刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。其他各刀都需要進(jìn)行以上操作，從而確定每把刀具在工件坐標(biāo)系中的位置。</p><p><b>　　Z軸方向?qū)Φ?lt;/b></p><p><b>　　X軸方向?qū)Φ?lt;/b>&l

92、t;/p><p>　　（3）選擇切削用量 </p><p><b>　　切削用量選擇</b></p><p>　　為了螺紋容易配合，螺紋M25×1.5在車(chē)削大徑時(shí)，加工到直徑Φ24.7mm，總背吃刀量去0.65P=（0.65×1.5）mm=0.975mm. </p><p><b>　　手工編程

93、</b></p><p><b>　　工件右端加工</b></p><p>　　O1111； </p><p>　　M06 X200 Z100； 建立工件坐標(biāo)系</p><p>　　

94、T0202; 調(diào)用2號(hào)刀</p><p>　　M03 S800; 主軸以800r/min正轉(zhuǎn)</p><p>　　G00 X60 Z5; 到循環(huán)加工起點(diǎn)

95、 </p><p>　　G71 U.1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80; 粗加工循環(huán)</p><p>　　N01 G00 X39 Z2； 到精加工起點(diǎn)</p><p>　　G01 X39 Z0 F40;

96、 精加工輪廓開(kāi)始</p><p>　　G01 X39 Z0 C2 倒角C2</p><p>　　Z-26; 加工Φ39</p><p>　　G03 X35 Z-56.46 R24;

97、 加工SΦ48圓弧</p><p>　　G02 X35 Z-70 R9; 加工R9圓弧</p><p>　　G01 Z-75; 加工Φ35</p><p>　　X45.29;

98、 加工Φ35外徑左端面至斜 </p><p><b>　　線(xiàn)部分</b></p><p>　　X52 Z-94; 加工斜線(xiàn)部分</p><p>　　N02 Z-113; 精車(chē)循環(huán)結(jié)束&

99、lt;/p><p>　　G00 X55 Z100; 到換刀點(diǎn)</p><p>　　M06 T0303 M03 S115 M08； 換3號(hào)切槽刀,打開(kāi)切削液</p><p>　　G00 X55 Z2； 刀

100、具起切的安全點(diǎn)</p><p>　　G00 X55 Z-89； 切槽切入點(diǎn)</p><p>　　G01 X39 F5； 切槽</p><p>　　G01 X55 F20； 切槽退刀&

101、lt;/p><p>　　G01 Z-82； 切槽切入點(diǎn)</p><p>　　G01 X39 F5； 切槽</p><p>　　G01 X55 F20； 切槽退刀</p>

102、;<p>　　G00 Z-18； 切槽切入點(diǎn)</p><p>　　G01 X35 F5； 切槽切入點(diǎn)</p><p>　　G01 X50 F20； 切槽退刀</p>&l

103、t;p>　　G00 X55 Z100 M09； 回?fù)Q刀點(diǎn),關(guān)閉切削液</p><p>　　M05； 主軸停止 </p><p>　　M30；

104、 程序結(jié)束</p><p><b>　　工件左端加工</b></p><p><b>　　O2222</b></p><p>　　T0202 M03 S800； 換2號(hào)外圓刀 主軸800r/min</p><p>

105、　　G00 X55 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn)</p><p>　　G71 U1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80； 外徑粗精車(chē)循環(huán)</p><p>　　N01 G00 X50 Z2； 精車(chē)循環(huán)開(kāi)始</p><

106、;p>　　G01 X0 Z0 F40； 開(kāi)始加工</p><p>　　G01 X24.7 Z0 C2； 倒角</p><p>　　G01 Z-33； 車(chē)Φ25</p><p>

107、　　G01 X52 Z-33 C2； 倒角</p><p>　　N02 G01 Z-35； 精車(chē)循環(huán)結(jié)束</p><p>　　G00 X100 Z100； 換刀點(diǎn)</p><p>　　M05

108、； 主軸停止</p><p>　　M30； 程序結(jié)束</p><p>　　T0303 M03 S115 ； 換3號(hào)切槽刀</p><p>　　G00 X30

109、 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn)</p><p>　　G00 Z-28； 切槽切入點(diǎn)</p><p>　　G01 X21 F5 ； 切槽</p><

110、p>　　G01 X30 F20； 退刀</p><p>　　G00 X50 Z100； 回?fù)Q刀點(diǎn)</p><p>　　M05； 主軸停止</p&

111、gt;<p>　　M30 ； 程序結(jié)束</p><p>　　T0404 M03 S70； 換4號(hào)螺紋刀</p><p>　　G00 X25 Z2 ；