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銅陵職業(yè)技術(shù)學(xué)院 09機(jī)電一體化 汪 明 數(shù)控車(chē)床應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展 摘 要 隨著數(shù)控加工的日益成熟越來(lái)越多的零件產(chǎn)品都用數(shù)控機(jī)床來(lái)加工,因此如何改進(jìn)數(shù)控加工的工藝問(wèn)題就越來(lái)越重要。在數(shù)控機(jī)床上由于機(jī)床空間及機(jī)床的其他局限了數(shù)控加工的靈活性，這樣就要求我們要懂得如何改進(jìn)加工工藝，提高數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用范圍和加工性能。從而達(dá)到提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 數(shù)控加工作為一種高效率高精度的生產(chǎn)方式，尤其是形狀復(fù)雜精度要求很高的模具制造行業(yè)，以及成批大量生產(chǎn)的零件。因此數(shù)控加工在航空業(yè)、電子行業(yè)還有其他各行業(yè)都廣泛應(yīng)用。然而在數(shù)控加工從零件圖紙到做出合格的零件需要有一個(gè)比較嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓に囘^(guò)程，必須合理安排加工工藝才能快速準(zhǔn)確的加工出合格的零件來(lái)，否則不但浪費(fèi)大量的時(shí)間，而且還增加勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至還會(huì)加工出廢品來(lái)。 一般數(shù)控機(jī)床的加工工藝和普通機(jī)床的加工工藝是大同小異的，只是數(shù)控機(jī)床能夠通過(guò)程序自動(dòng)完成普通機(jī)床的加工動(dòng)作，減輕了勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)能比較精準(zhǔn)的加工出合格的零件。由于數(shù)控加工整個(gè)加工過(guò)程都是自動(dòng)完成的，因此要求我們?cè)诩庸ち慵熬捅仨毎颜麄€(gè)加工過(guò)程有一個(gè)比較合理的安排，其中不能出任何的差錯(cuò)，否則就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。 目 錄 摘要..............................................................(1) 前言..............................................................(3) 第一章 數(shù)控車(chē)床的基本組成和工作原理..............................(5) 1.1 任務(wù)準(zhǔn)備.....................................................(5) 1.1.1 機(jī)床結(jié)構(gòu).................................................(6) 1.2 工作原理.....................................................(8) 1.3 數(shù)控車(chē)床的分類(lèi)...............................................(7) 1.4 數(shù)控車(chē)床的性能指標(biāo)...........................................(8) 1.5 數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)..............................................(10) 第二章 數(shù)控車(chē)床編程與操作.......................................(13) 2.1 數(shù)控車(chē)床概述................................................(13) 2.1.1數(shù)控車(chē)床的組............................................ (13) 2.1.2數(shù)控車(chē)床的機(jī)械構(gòu)成...................................... (13) 2.1.3數(shù)控系統(tǒng)................................................ (14) 2.1.4數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)...........................................(15) 2.1.5數(shù)控車(chē)床的分類(lèi).......................................... (15) 2.1.6數(shù)控車(chē)床（CJK6153）的主要技術(shù)........................... (15) 2.1.7數(shù)控車(chē)床（CJK6153）的潤(rùn)滑............................... (16) 2.2 數(shù)控車(chē)床的編程方法..........................................(17) 2.2.1設(shè)定數(shù)控車(chē)床的機(jī)床坐標(biāo)系................................ (18) 2.2.2設(shè)定數(shù)控車(chē)床的工件坐標(biāo)系................................ (19) 第三章 數(shù)控車(chē)床加工工藝分析.....................................(23) 3.1 零件圖樣分析......................................... ...... (23) 3.2 工藝分析....................................................(24) 3.3 車(chē)孔的關(guān)鍵技術(shù)..............................................(24) 3.4 解決排屑問(wèn)題................................................(25) 3.5 加工方法....................................................(25) 第四章 當(dāng)前數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展趨勢(shì).................................(29) 4.1 是精密加工技術(shù)有所突破......................................(29) 4.2 是技術(shù)集成和技術(shù)復(fù)合趨勢(shì)明顯................................(29) 結(jié)束語(yǔ)...........................................................(31) 參考文獻(xiàn).........................................................(33) 致謝.............................................................(35) 前 言 高速加工技術(shù)發(fā)展迅速，在高檔數(shù)控機(jī)床中得到廣泛應(yīng)用。應(yīng)用新的機(jī)床運(yùn)動(dòng)學(xué)理論和先進(jìn)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，優(yōu)化機(jī)床結(jié)構(gòu)，采用高性能功能部件，移動(dòng)部件輕量化，減少運(yùn)動(dòng)慣性。在刀具材料和結(jié)構(gòu)的支持下，從單一的刀具切削高速加工，發(fā)展到機(jī)床加工全面高速化，如數(shù)控機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)速?gòu)拿糠昼妿浊мD(zhuǎn)發(fā)展到幾萬(wàn)轉(zhuǎn)、幾十萬(wàn)轉(zhuǎn)；快速移動(dòng)速度從每分鐘十幾米發(fā)展到幾十米和超過(guò)百米；換刀時(shí)間從十幾秒下降到10秒、3秒、1秒以下，換刀速度加快了幾倍到十幾倍。應(yīng)用高速加工技術(shù)達(dá)到縮短切削時(shí)間和輔助時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)加工制造的高質(zhì)量和高效率。 第一章 數(shù)控車(chē)床的基本組成和工作原理 1.1任務(wù)準(zhǔn)備 1.1.1 機(jī)床結(jié)構(gòu) 數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸出設(shè)備、CNC裝置（或稱(chēng)CNC單元）、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置（或稱(chēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測(cè)量反饋裝置組成。如下圖是數(shù)控機(jī)床的組成框圖。 電 氣 回 路 輔 助 裝 置 PLC 主軸伺服單元 操 作 面 板 主軸驅(qū)動(dòng)裝置 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置 測(cè)量反饋裝置 進(jìn)給伺服單元 輸入/輸出 設(shè) 備 計(jì)算機(jī) 數(shù) 控 裝 置 機(jī) 床 本 體 圖1-1機(jī)床機(jī)構(gòu) ⑴機(jī)床本體 數(shù)控機(jī)床的機(jī)床本體與傳統(tǒng)機(jī)床相似，由主軸傳動(dòng)裝置、進(jìn)給傳動(dòng)裝置、床身、工作臺(tái)以及輔助運(yùn)動(dòng)裝置、液壓氣動(dòng)系統(tǒng)、潤(rùn)滑系統(tǒng)、冷卻裝置等組成。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，這種變化的目的是為了滿(mǎn)足數(shù)控機(jī)床的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)。 ⑵CNC單元 CNC單元是數(shù)控機(jī)床的核心，CNC單元由信息的輸入、處理和輸出三個(gè)部分組成。CNC單元接受數(shù)字化信息，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼、插補(bǔ)、邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 ⑶輸入/輸出設(shè)備 輸入裝置將各種加工信息傳遞于計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備。在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現(xiàn)已淘汰，后發(fā)展成盒式磁帶，再發(fā)展成鍵盤(pán)、磁盤(pán)等便攜式硬件，極大方便了信息輸入工作，現(xiàn)通用DNC網(wǎng)絡(luò)通訊串行通信的方式輸入。 輸出指輸出內(nèi)部工作參數(shù)（含機(jī)床正常、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)，故障診斷參數(shù)等），一般在機(jī)床剛工作狀態(tài)需輸出這些參數(shù)作記錄保存，待工作一段時(shí)間后，再將輸出與原始資料作比較、對(duì)照，可幫助判斷機(jī)床工作是否維持正常。 ⑷伺服單元 伺服單元由驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，并與機(jī)床上的執(zhí)行部件和機(jī)械傳動(dòng)部件組成數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)。它的作用是把來(lái)自數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)來(lái)說(shuō)，每一個(gè)脈沖信號(hào)使電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一個(gè)微小距離。每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件都有相應(yīng)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，整個(gè)機(jī)床的性能主要取決于伺服系統(tǒng)。 ⑸驅(qū)動(dòng)裝置 驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 最后加工出圖紙所要求的零件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。 伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可合稱(chēng)為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，CNC裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，所以，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。 ⑹可編程控制器 可編程控制器 (PC，Programmable Controller) 是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。由于最初研制這種裝置的目的是為了解決生產(chǎn)設(shè)備的邏輯及開(kāi)關(guān)控制， 故把稱(chēng)它為可編程邏輯控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。當(dāng)PLC用于控制機(jī)床順序動(dòng)作時(shí)，也可稱(chēng)之為編程機(jī)床控制器( PMC， Programmable Machine Controller )。PLC己成為數(shù)控機(jī)床不可缺少的控制裝置。CNC和PLC協(xié)調(diào)配合，共同完成對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制。 ⑺測(cè)量反饋裝置 測(cè)量裝置也稱(chēng)反饋元件，包括光柵、旋轉(zhuǎn)編碼器、激光測(cè)距儀、磁柵等。通常安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，它把機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋給CNC裝置，供CNC裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號(hào)，以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動(dòng)。 1.2工作原理 使用數(shù)控機(jī)床時(shí)，首先要將被加工零件圖紙的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代碼和格式編寫(xiě)成加工程序; 然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，按照程序的要求，經(jīng)過(guò)數(shù)控系統(tǒng)信息處理、 分配，使各坐標(biāo)移動(dòng)若干個(gè)最小位移量，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成零件的加工。 1.3數(shù)控車(chē)床的分類(lèi) 數(shù)控車(chē)床的品種和規(guī)格繁多，一般可以用下面三種方法分類(lèi)。 ⑴按控制系統(tǒng)分 目前市面上占有率較大的有法拉克、華中、廣數(shù)、西門(mén)子、三菱等。 ⑵按運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi) ①點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床 ②點(diǎn)位/直線控制數(shù)控機(jī)床 ③連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床 ⑶按控制方式分類(lèi) 按控制方式分類(lèi)可以分為開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。 1.4數(shù)控車(chē)床的性能指標(biāo) ⑴主要規(guī)格尺寸 數(shù)控車(chē)床主要有床身與刀架最大回轉(zhuǎn)直徑、最大車(chē)削長(zhǎng)度、最大車(chē)削直徑等。 ⑵主軸系統(tǒng) 數(shù)控車(chē)床主軸采用直流或交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有較寬調(diào)速范圍和較高回轉(zhuǎn)精度，主軸本身剛度與抗振性比較好?，F(xiàn)在數(shù)控機(jī)床主軸普遍達(dá)到5000～10000r／min甚至更高的轉(zhuǎn)速，對(duì)提高加工質(zhì)量和各種小孔加工極為有利；主軸可以通過(guò)操作面板上的轉(zhuǎn)速倍率開(kāi)關(guān)調(diào)整轉(zhuǎn)速；在加工端面時(shí)主軸具有恒線切削速度(恒線速單位：mm/min)，是衡量車(chē)床的重要性能指標(biāo)之一。 ⑶進(jìn)給系統(tǒng) 該系統(tǒng)有進(jìn)給速度范圍、快速(空行程)速度范圍、運(yùn)動(dòng)分辨率(最小移動(dòng)增量)、定位精度和螺距范圍等主要技術(shù)參數(shù)。 進(jìn)給速度是影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和刀具壽命的主要因素，直接受到數(shù)控裝置運(yùn)算速度、機(jī)床動(dòng)特性和工藝系統(tǒng)剛度限制。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度可達(dá)到10～30m／min其中最大進(jìn)給速度為加工的最大速度，最大快進(jìn)速度為不加工時(shí)移動(dòng)的最快速度，進(jìn)給速度可通過(guò)操作面板上的進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)調(diào)整。 脈沖當(dāng)量(分辨率)是CNC重要的精度指標(biāo)。有其兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是機(jī)床坐標(biāo)軸可達(dá)到的控制精度(可以控制的最小位移增量)，表示CNC每發(fā)出一個(gè)脈沖時(shí)坐標(biāo)軸移動(dòng)的距離，稱(chēng)為實(shí)際脈沖當(dāng)量或外部脈沖當(dāng)量；二是內(nèi)部運(yùn)算的最小單位，稱(chēng)之為內(nèi)部脈沖當(dāng)量，一般內(nèi)部脈沖當(dāng)量比實(shí)際脈沖當(dāng)量設(shè)置得要小，為的是在運(yùn)算過(guò)程中不損失精度，數(shù)控系統(tǒng)在輸出位移量之前，自動(dòng)將內(nèi)部脈沖當(dāng)量轉(zhuǎn)換成外部脈沖當(dāng)量。 實(shí)際脈沖當(dāng)量決定于絲杠螺距、電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)及機(jī)械傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比，其計(jì)算公式為 數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量取決于脈沖當(dāng)量數(shù)的大小。普通數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量—，般為0.001mm，簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.01mm，精密或超精密數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.0001mm，脈沖當(dāng)量越小，數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量越高。 定位精度和重復(fù)定位精度，定位精度是指數(shù)控機(jī)床各移動(dòng)軸在確定的終點(diǎn)所能達(dá)到的實(shí)際位置精度，其誤差稱(chēng)為定位誤差。定位誤差包括伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等的誤差，還包括移動(dòng)部件導(dǎo)軌的幾何誤差等。它將直接影響零件加工的精度。 　　重復(fù)定位精度是指在數(shù)控機(jī)床上，反復(fù)運(yùn)行同一程序代碼，所得到的位置精度的一致程度。重復(fù)定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進(jìn)給傳動(dòng)環(huán)節(jié)的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。一般情況下，重復(fù)定位精度是呈正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項(xiàng)非常重要的精度指標(biāo)。一般數(shù)控機(jī)床的定位精度為0.001mm，重復(fù)定位精度為0.005mm。 ⑷刀具系統(tǒng) 數(shù)控車(chē)床包括刀架工位數(shù)、工具孔直徑、刀桿尺寸、換刀時(shí)間、重復(fù)定位精度各項(xiàng)內(nèi)容。加工中心刀庫(kù)容量與換刀時(shí)間直接影響其生產(chǎn)率，換刀時(shí)間是指自動(dòng)換刀系統(tǒng)，將主軸上的刀具與刀庫(kù)刀具進(jìn)行交換所需要的時(shí)間，換刀一般可在5～20s的時(shí)間內(nèi)完成。 數(shù)控機(jī)床性能指標(biāo)還有電機(jī)、冷卻系統(tǒng)、機(jī)床外形尺寸、機(jī)床重量等。 1.5數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn) 與普通車(chē)床相比，數(shù)控車(chē)床具有以下幾個(gè)特點(diǎn)： ⑴適應(yīng)性強(qiáng) 由于數(shù)控機(jī)床能實(shí)現(xiàn)多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，所以數(shù)控機(jī)床能加工形狀復(fù)雜的零件，特別是對(duì)于可用數(shù)學(xué)方程式和坐標(biāo)點(diǎn)表示的零件，加工非常方便。更換加工零件時(shí)，數(shù)控機(jī)床只需更換零件加工的NC程序。 ⑵加工質(zhì)量穩(wěn)定 對(duì)于同一批零件，由于使用同一機(jī)床和刀具及同一加工程序，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡完全相同這就保證了零件加工的一致性好，且質(zhì)量穩(wěn)定。 ⑶效率高 數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給范圍比普通機(jī)床大。目前數(shù)控機(jī)床最高進(jìn)給速度可達(dá)到100m/min以上，最小分辨率達(dá)0.01um。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能力約為普通機(jī)床的三倍，甚至更高。數(shù)控機(jī)床的時(shí)間利用率高達(dá)90％，而普通機(jī)床僅為30％～50％。 ⑷精度高 數(shù)控機(jī)床有較高的加工精度，一般在0.005mm～0.1mm之間。數(shù)控機(jī)床的加工精度不受零件復(fù)雜程度的影響，機(jī)床傳動(dòng)鏈的反向齒輪間隙和絲杠的螺距誤差等都可以通過(guò)數(shù)控裝置自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。因此，數(shù)控機(jī)床的定位精度比較高。 ⑸減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 在輸入程序并啟動(dòng)后，數(shù)控機(jī)床就自動(dòng)地連續(xù)加工，直至完畢。這樣就簡(jiǎn)化了工人的操作，使勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。 還有能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化等特點(diǎn)。 第二章 數(shù)控車(chē)床編程與操作 2.1數(shù)控車(chē)床概述 數(shù)控車(chē)床作為當(dāng)今使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一，主要用于加工軸類(lèi)、盤(pán)套類(lèi)等回轉(zhuǎn)體零件，能夠通過(guò)程序控制自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、錐面、圓弧、螺紋等工序的切削加工，并進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸孔等工作，而近年來(lái)研制出的數(shù)控車(chē)削中心和數(shù)控車(chē)銑中心，使得在一次裝夾中可以完成更多得加工工序，提高了加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此特別適宜復(fù)雜形狀的回轉(zhuǎn)體零件的加工。 2.1.1數(shù)控車(chē)床的組成 數(shù)控車(chē)床由床身、主軸箱、刀架進(jìn)給系統(tǒng)、冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)組成。與普通車(chē)床所不同的是數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車(chē)床有質(zhì)的區(qū)別，它沒(méi)有傳統(tǒng)的走刀箱溜板箱和掛輪架，而是直接用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)溜板和刀具，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控系統(tǒng)由NC單元及輸入輸出模塊，操作面板組成。 從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，數(shù)控車(chē)床還沒(méi)有脫離普通車(chē)床的結(jié)構(gòu)形式，即由床身、主軸箱、刀架進(jìn)給系統(tǒng)，液壓、冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)等部分組成。與普通車(chē)床所不同的是數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車(chē)床有質(zhì)的區(qū)別，它沒(méi)有傳統(tǒng)的走刀箱、溜板箱和掛輪架，而是直接用伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)溜板和刀具，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因而大大簡(jiǎn)化了進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。由于要實(shí)現(xiàn)CNC，因此，數(shù)控車(chē)床要有CNC裝置電器.控制和CRT操作面板。。 2.1.2數(shù)控車(chē)床的機(jī)械構(gòu)成 (1)主軸箱 數(shù)控車(chē)床主軸箱的構(gòu)造，主軸伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過(guò)皮帶輪送刀主軸箱內(nèi)的變速齒輪，以此來(lái)確定主軸的特定轉(zhuǎn)速。在主軸箱的前后裝有夾緊卡盤(pán)，可將工件裝夾在此。 (2)主軸伺服電機(jī) 主軸伺服電機(jī)有交流和直流。直流伺服電機(jī)可靠性高，容易在寬范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩和速度，因此被廣泛使用，然而，近年來(lái)小型、高速度、更可靠的交流伺服電機(jī)作為電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展成果越來(lái)越多地被人們利用起來(lái)。 (3)夾緊裝置 這套裝置通過(guò)液壓自動(dòng)控制卡爪的開(kāi)/合。 (4)往復(fù)拖板 在往復(fù)拖板上裝有刀架，刀具可以通過(guò)拖板實(shí)現(xiàn)主軸的方向定位和移動(dòng)，從而同Z軸伺服電機(jī)共同完成長(zhǎng)度方向的切削。 (5)刀架 此裝置可以固定刀具和索引刀具，使刀具在與主軸垂直方向上定位，并同Z軸伺服電機(jī)共同完成截面方向的切削。 (6)控制面板 控制面板包括CRT操作面板（執(zhí)行NC數(shù)據(jù)的輸入/輸出）和機(jī)床操作面板（執(zhí)行機(jī)床的手動(dòng)操作）。 2.1.3數(shù)控系統(tǒng) 數(shù)控車(chē)床的數(shù)控系統(tǒng)是由CNC裝置、輸入/輸出設(shè)備、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置以及位置測(cè)量系統(tǒng)等幾部分組成,如圖2-4所示。 圖2-4 CNC系統(tǒng)構(gòu)成 數(shù)控車(chē)床通過(guò)CNC裝置控制機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、各進(jìn)給軸的進(jìn)z給速度以及其他輔助功能。 2.1.4數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn) （1）傳動(dòng)鏈短 數(shù)控車(chē)床刀架的兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)分別由兩臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。伺服電機(jī)直接與絲杠聯(lián)結(jié)帶動(dòng)刀架運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)與絲杠也可以按控制指令無(wú)級(jí)變速，它與主軸之間無(wú)須再用多級(jí)齒輪副來(lái)進(jìn)行變速。隨著電機(jī)寬調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，目標(biāo)是取消變速齒輪副，目前還要通過(guò)一級(jí)齒輪副變幾個(gè)轉(zhuǎn)速范圍。因此，床頭箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)已比傳統(tǒng)車(chē)床簡(jiǎn)單得多。 （2）剛性高 與控制系統(tǒng)的高精度控制相匹配，以便為了拖動(dòng)輕便，數(shù)控車(chē)床的潤(rùn)滑都比較充分，大部分采用油霧自動(dòng)潤(rùn)滑。適應(yīng)高精度的加工。 （3）輕拖動(dòng) 刀架移動(dòng)一般采用滾珠絲杠副， 為了提高數(shù)控車(chē)床導(dǎo)軌的耐磨性，一般采用鑲鋼導(dǎo)軌，這樣機(jī)床精度保持的時(shí)間就比較長(zhǎng)，也可延長(zhǎng)使用壽命。另外，數(shù)控車(chē)床還具有加工冷卻充分、防護(hù)嚴(yán)密等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。數(shù)控車(chē)床一般還配有自動(dòng)排屑裝置。 2.1.5數(shù)控車(chē)床的分類(lèi) 數(shù)控車(chē)床品種繁多，按數(shù)控系統(tǒng)功能和機(jī)械構(gòu)成可分為簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床）、多功能數(shù)控車(chē)床和數(shù)控車(chē)削中心。 (1）簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床）。是低檔次數(shù)控車(chē)床，一般是用單板機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通車(chē)床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的。 (2）多功能數(shù)控車(chē)床。也稱(chēng)全功能型數(shù)控車(chē)床，由專(zhuān)門(mén)的數(shù)控系統(tǒng)控制，具備數(shù)控車(chē)床的各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。 (3)數(shù)控車(chē)削中心。在數(shù)控車(chē)床的基礎(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸。 2.1.6數(shù)控車(chē)床（CJK6153）的主要技術(shù)規(guī)格。 床身最大工具回轉(zhuǎn)直徑：ф530mm?；遄畲蠊ぜ剞D(zhuǎn)直徑：ф280mm，機(jī)床頂尖距1000mm，刀架最大X向行程：260mm，刀架最大Z向行程：1000mm。手動(dòng)4級(jí)變頻調(diào)速25~2000轉(zhuǎn)/分。 2.1.7數(shù)控車(chē)床（CJK6153）的潤(rùn)滑與冷卻 該機(jī)床的潤(rùn)滑分床頭箱的潤(rùn)格及其它部件的潤(rùn)滑兩個(gè)部分。有齒輪變速的床頭箱均采用油潤(rùn)滑，由擺線泵進(jìn)行強(qiáng)迫潤(rùn)滑，擺線泵吸油時(shí)，先通過(guò)精制過(guò)濾器，再進(jìn)過(guò)磁性濾清器而后送到各潤(rùn)滑部件或經(jīng)分油器對(duì)主軸軸承及所有其它運(yùn)轉(zhuǎn)零件進(jìn)行強(qiáng)迫潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑。機(jī)床上其它部件的潤(rùn)滑，如尾架、道軌及絲杠螺母等均采用油潤(rùn)滑，采用間歇潤(rùn)滑泵對(duì)X軸、Z軸的各導(dǎo)軌潤(rùn)滑面及滾珠絲杠螺母、尾架套筒外圓等部位進(jìn)行自動(dòng)間歇式潤(rùn)滑。在呈透明狀態(tài)的油箱內(nèi)，帶有一個(gè)液位報(bào)警開(kāi)關(guān)，當(dāng)箱內(nèi)油液低于規(guī)定值時(shí)，機(jī)床會(huì)發(fā)出潤(rùn)滑報(bào)警。 該機(jī)床冷卻系統(tǒng)采用泵冷卻。冷卻裝置的日常維修主要是冷卻水的補(bǔ)給更換及過(guò)濾器的清洗。在冷卻箱內(nèi)未灌入冷卻液前，嚴(yán)禁啟動(dòng)冷卻泵，以免使冷卻泵燒壞。當(dāng)冷卻水減少時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給。冷卻水發(fā)生污染變質(zhì)時(shí)，應(yīng)全部更換，冷卻液應(yīng)注意選擇防銹性能好的，以免機(jī)床生銹。 2.2數(shù)控車(chē)床的編程方法 要學(xué)好數(shù)控車(chē)床的編程，必須了解數(shù)控車(chē)床的操作要點(diǎn)，現(xiàn)有教材大多沒(méi)把數(shù)控車(chē)床的操作與編程作為一個(gè)整體來(lái)講。 2.2.1設(shè)定數(shù)控車(chē)床的機(jī)床坐標(biāo)系 機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)。機(jī)床坐標(biāo)系在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，一般不允許隨意變動(dòng)。參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)，其位置由機(jī)械擋塊或行程開(kāi)關(guān)來(lái)確定。通過(guò)回機(jī)械零點(diǎn)來(lái)確認(rèn)機(jī)床坐標(biāo)系?；貦C(jī)械零點(diǎn)前先要開(kāi)機(jī)，數(shù)控車(chē)床開(kāi)機(jī)前先要熟悉數(shù)控車(chē)床的面板。面板的形式同數(shù)控系統(tǒng)密切相關(guān)。數(shù)控車(chē)床的開(kāi)機(jī)有難有易。對(duì)于配圖產(chǎn)系統(tǒng)的車(chē)床。開(kāi)機(jī)大都比較簡(jiǎn)單，一般打開(kāi)電源后，直接啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)即可。開(kāi)機(jī)后，通過(guò)回零，使工作臺(tái)回到機(jī)床原點(diǎn)（或參考點(diǎn)，該點(diǎn)為與機(jī)床原點(diǎn)有一固定距離的點(diǎn)）。數(shù)控車(chē)床的回零（回參考點(diǎn)）步驟為：開(kāi)關(guān)置于“回零”位置。按手動(dòng)軸進(jìn)給方向鍵+X、+Z至回零指示燈亮。開(kāi)機(jī)后必須先回零（回參考點(diǎn)），若不作此項(xiàng)工作，則螺距誤差補(bǔ)償、背隙補(bǔ)償?shù)裙δ軐o(wú)法實(shí)現(xiàn)。設(shè)定機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)同編程中的G54指令直接有關(guān)。 2.2.2設(shè)定數(shù)控車(chē)床的工件坐標(biāo)系 工件坐標(biāo)系是編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，又稱(chēng)編程坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系是人為設(shè)定的。建立工件坐標(biāo)系是數(shù)控車(chē)床加工前的必不可少的一步。不同的系統(tǒng)，其方法各不相同。 實(shí)驗(yàn)：1.西門(mén)子802S系統(tǒng)工件坐標(biāo)系的建立方法 （1）轉(zhuǎn)動(dòng)刀架至基準(zhǔn)刀（如1號(hào)刀）。 （2）在MDA狀態(tài)下，輸入T1D0，使刀補(bǔ)為0。 （3）機(jī)床回參考點(diǎn)。 （4）用試切法確定工件坐標(biāo)原點(diǎn)。先切削試件的端面。Z方向不動(dòng)。若該點(diǎn)即為Z方向原點(diǎn)，則在參數(shù)下的零點(diǎn)偏置于目錄的G54中，輸入該點(diǎn)的Z向機(jī)械坐標(biāo)值A(chǔ)的負(fù)值，即Z=-A。若Z向原點(diǎn)在端面的左邊處，則在G54中輸入Z=-（A+），回車(chē)即可。同理試切外圓，X方向不動(dòng)。Z方向退刀，記下X方向的機(jī)床坐標(biāo)A，量直徑，得到半徑R，在G54的X中輸入X=-（A+R），回車(chē)即可。 實(shí)驗(yàn)：2.廣數(shù)GSK980T系統(tǒng)工件坐標(biāo)系的建立方法 （1）用手動(dòng)方式，試切端面。 （2）在Z軸不動(dòng)的情況下，沿X軸退刀，且停止主軸旋轉(zhuǎn)。3.測(cè)量端面與工件坐標(biāo)系零點(diǎn)間的距離Z。然后在錄入方式下輸入G50 Z ，運(yùn)行該句即可。4.同理，用手動(dòng)方式車(chē)外圓，在X軸不動(dòng)的情況下沿Z軸退刀，且停止主軸旋轉(zhuǎn)，測(cè)量工件直徑X，在錄入方式下輸入G50X，運(yùn)行該句即可。 實(shí)驗(yàn)：3.廣數(shù)GSK928TC工件坐標(biāo)系的建立方法 （1）車(chē)外圓，沿Z向退刀，測(cè)得直徑，按InputX輸入直徑值，回車(chē)即可。 （2）車(chē)端面，沿X向退刀，測(cè)得端面與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)間的距離，按InputＺ輸入該距離值，回車(chē)即可。 實(shí)驗(yàn)：4.確定基準(zhǔn)刀在工件坐標(biāo)系中的位置 確定了工件坐標(biāo)系后，可用G50指令確定第1把刀（基準(zhǔn)刀）在工件坐標(biāo)系中的位置。 實(shí)驗(yàn)：5.確定其它刀在工件坐標(biāo)系中的位置 加工一個(gè)零件常需要幾把不同的刀具，由于刀具安裝及刀具本身的偏差，每把刀轉(zhuǎn)到切削位置時(shí)，其刀尖所處的位置并不重合，為使用戶(hù)在編程時(shí)無(wú)需考慮刀具間的偏差，需確定其它刀在工件坐標(biāo)系中的位置，這需要通過(guò)對(duì)刀來(lái)實(shí)現(xiàn)。不同的系統(tǒng)，其對(duì)刀方法各不相同。 1）西門(mén)子802S系統(tǒng)的對(duì)刀方法 （1）選用某一把刀為基準(zhǔn)刀，按參數(shù)鍵下和刀具補(bǔ)償按鈕，再按新刀具按鈕，輸入基準(zhǔn)刀的刀號(hào)及刀沿（補(bǔ)）號(hào)。如基準(zhǔn)刀為1號(hào)刀，選用1號(hào)刀沿（補(bǔ)），則刀具為T(mén)1D1。 （2）調(diào)用對(duì)刀窗口，用基準(zhǔn)刀車(chē)外圓，Z向退刀，在對(duì)刀窗口的X軸零偏處輸入0（因是基準(zhǔn)刀），按計(jì)算鍵后確認(rèn)。 （3）調(diào)用其它各把刀具，確定刀號(hào)和刀沿（補(bǔ)）號(hào)，車(chē)外圓輸入直徑，車(chē)端面。輸入臺(tái)階深度的負(fù)值。計(jì)算、確定即可。 2）廣數(shù)GSK980T系統(tǒng)的對(duì)刀方法 （1）用基準(zhǔn)刀試切工件，設(shè)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系：試切端面X向退刀，進(jìn)入錄入方式，按程序按鈕。輸入G50 Z0，即把該端面作為Z向基準(zhǔn)面。然后按設(shè)置鍵，設(shè)置偏置號(hào)（基準(zhǔn)刀+100），輸入Z=0，試切外圓，Z向退刀，測(cè)得外圓直徑，進(jìn)入錄入方式，按程序按鈕。輸入G50X，然后按設(shè)置鍵，設(shè)置偏號(hào)，基準(zhǔn)刀偏置號(hào)+100，X=。 （2）調(diào)用其它各把刀具，車(chē)外圓，Z向退刀。測(cè)得外圓直徑，將所測(cè)得的值設(shè)到一偏置號(hào)中，該偏置為刀號(hào)+100，如刀號(hào)為2，則偏置號(hào)為202，在此處輸入X=。同理車(chē)臺(tái)階，X向退刀，測(cè)得臺(tái)階深度，在偏置號(hào)處輸入Z=-。 3）廣數(shù)GSK928TC系統(tǒng)的對(duì)刀方法 （1）用基準(zhǔn)刀試切工件，用input建立對(duì)刀坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的Z向原點(diǎn)，一般設(shè)在工件的右端，即把試切的端面作為Z向零點(diǎn)。 （2）調(diào)用其它各刀，如2號(hào)刀，用T20調(diào)用，然后試切外圓Z向退刀，測(cè)得直徑，然后按I鍵。輸入。試切臺(tái)階，X向退刀，測(cè)得臺(tái)階深度為，然后按K鍵，輸入-，刀補(bǔ)即設(shè)置完畢。 4）坐標(biāo)軸的方向 無(wú)論那種坐標(biāo)系都規(guī)定與車(chē)床主軸軸線平行的方向?yàn)閆軸，從卡盤(pán)中心至尾座頂尖中心的方向?yàn)檎较?。在水平面?nèi)與車(chē)床主軸軸線垂直的方向?yàn)閄軸，遠(yuǎn)離主軸旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)檎较颉? 5）直徑或半徑尺寸編程 被加工零件的徑向尺寸在圖紙標(biāo)注和加工測(cè)量時(shí)，一般用直徑值表示，所以采用直徑尺寸編程更為方便。 6）一般編程方法 (1)確定第一把刀的位置 G50 X Z 該指令確定了第一把刀的位置，此時(shí)需把第一把刀移動(dòng)到工坐標(biāo)為X Z的位置。 (2)返回參考點(diǎn) G26（G28）：X Z軸同時(shí)返回參考點(diǎn)，G27：X軸返回參考點(diǎn)，G29：Z軸返回參考點(diǎn)。 (3)快速定位 G00 X Z 快速定位到指定點(diǎn)。 （4）直線插補(bǔ) G01 X Z F 該指令用于車(chē)外圓及端面。F為進(jìn)給速度，其單位為mm/min (用G94或G98指定)或mm/r(用G95或G99指定)。 （5）圓弧插補(bǔ) G02（03） X Z I K F 該指令用于車(chē)順圓或逆圓周。X Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，I K為圓心相對(duì)于起點(diǎn)的坐標(biāo)，F(xiàn)為進(jìn)給速度。 （6）螺紋切削 G33（32） X Z P（E） I K 該指令用于螺紋切削，X Z為螺紋終點(diǎn)坐標(biāo)，P為公制螺紋導(dǎo)程(0.25-100mm)，E為英制螺紋導(dǎo)程(100-4牙/英寸)，I K為退尾數(shù)據(jù)。螺紋切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)速不能太高，一般NP≤3000，N為主軸轉(zhuǎn)速（rpm）,P為公制螺紋導(dǎo)程(mm)。 （7） 延時(shí)或暫停 G04 X，X為暫停秒數(shù)，該指令一般用于切槽，可保持槽底光滑。 （8）主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定 M03（04） S 該指令用于主軸順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速為S，其單位為m/min (用G96指定)或r/min(用G97指定)。M05表示主軸停止。 （9）程序結(jié)束 M02（在此處結(jié)束）或M30（結(jié)束后返回程序首句）。 7）刀具補(bǔ)償 編程時(shí)，認(rèn)為車(chē)刀刀尖是一個(gè)點(diǎn)，而實(shí)際上為了提高刀具壽命和工件表面質(zhì)量，車(chē)刀刀尖常磨成一個(gè)半徑不大的圓弧，為提高工件的加工精度，編制圓頭刀程序時(shí)，需要對(duì)刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償。大多數(shù)數(shù)控車(chē)床都具有刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能（G41，G42），這類(lèi)數(shù)控車(chē)床可直接按工件輪廓尺寸編程。 8）絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo) X 、Z表示絕對(duì)坐標(biāo)，U、W表示相對(duì)坐標(biāo)。 9）公制與英制尺寸設(shè)定 公制尺寸設(shè)定指令G21，英制尺寸設(shè)定指令G20，系統(tǒng)上電后，機(jī)床處在G21狀態(tài)。 10）圓弧順逆的判斷 數(shù)控車(chē)床是兩坐標(biāo)的機(jī)床，只有X軸和Z軸，應(yīng)按右手定則的方法將Y軸也加上去來(lái)考慮。判斷時(shí)讓Y軸的正向指向自己，（即沿Y軸的負(fù)方向看去），站在這樣的位置就可正確判斷X-Z平面上圓弧的順逆時(shí)針。 數(shù)控車(chē)床編程實(shí)例1 編制圖4-1所示工件的數(shù)控加工程序，要求切斷，1#外圓刀，2#切槽刀，切槽刀寬度4mm，毛坯直徑32mm 圖2-5 1）首先根據(jù)圖紙要求按先主后次的加工原則，確定工藝路線 （1）粗加工外圓與端面。 （2）精加工外圓與端面。 （3）切斷。 2）選擇刀具,對(duì)刀，確定工件原點(diǎn) 根據(jù)加工要求需選用2把刀具，T01號(hào)刀車(chē)外圓與端面，T02號(hào)刀切斷。用碰刀法對(duì)刀以確定工件原點(diǎn)，此例中工件原點(diǎn)位于最左面。 3）確定切削用量 （1）加工外圓與端面，主軸轉(zhuǎn)速 630rpm, 進(jìn)給速度150mm/min。 （2）切斷，主軸轉(zhuǎn)速 315rpm, 進(jìn)給速度150mm/min。 4）編制加工程序 N10 G50 X50 Z150 確定起刀點(diǎn) N20 M03 S630 主軸正轉(zhuǎn) N30 T11 選用1號(hào)刀，1號(hào)刀補(bǔ) N40 G00 X35 Z57.5 準(zhǔn)備加工右端面 N50 G01 X-1 F150 加工右端面 N60 G00 X32 Z60 準(zhǔn)備開(kāi)始進(jìn)行外圓循環(huán) N70 G90 X28 Z20 F150 開(kāi)始進(jìn)行外圓循環(huán) N80 X26 N90 X24 N100 X22 N110 X21 φ20圓先車(chē)削至φ2１ N120 G01 X0 Z57.5 F150 結(jié)束外圓循環(huán)并定位至半圓R7.5的起切點(diǎn) N130 G02 X15 Z50 I0 K-7.5 F150 車(chē)削半圓R7.5 N140 G01 X15 Z42 F150 車(chē)削φ15圓 N150 X16 倒角起點(diǎn) N160 X20 Z40 倒角 N170 Z20 車(chē)削φ20圓 N180 G03 X30 Z15 I10 K0 F150 車(chē)削圓弧R5 N190 G01 X30 Z2 F150 車(chē)削φ30圓 N200 X26 Z0 倒角 N210 G0 X50 Z150 回起刀點(diǎn) N220 T10 取消1號(hào)刀補(bǔ) N230 T22 換2號(hào)刀 N235 M03 S315 N240 G0 X33 Z-4 定位至切斷點(diǎn) N250 G01 X-1 F150 切斷 N260 G0 X50 Z150 回起刀點(diǎn) N270 T20 取消2號(hào)刀補(bǔ) N280 M05 主軸停止 N290 M02 程序結(jié)束 第三章 數(shù)控車(chē)床加工工藝分析 3.1零件圖樣分析 因?yàn)楸”诩庸け容^困難，尤其是內(nèi)孔的加工，由于在切削過(guò)程中，薄壁受切削力的作用，容易產(chǎn)生變形。從而導(dǎo)致出現(xiàn)橢圓或中間小，兩頭大的“腰形”現(xiàn)象。另外薄壁套管由于加工時(shí)散熱性差，極易產(chǎn)生熱變形，使尺寸和形位誤差。達(dá)不到圖紙要求，需解決的重要問(wèn)題，是如何減小切削力對(duì)工件變形的影響。薄壁零件的加工是車(chē)削中比較棘手的問(wèn)題，原因是薄壁零件剛性差，強(qiáng)度弱，在加工中極容易變形，使零件的形位誤差增大，不易保證零件的加工質(zhì)量?？衫脭?shù)控車(chē)床高加工精度及高生產(chǎn)效率的特點(diǎn)，并充分地考慮工藝問(wèn)題對(duì)零件加工質(zhì)量的影響，為此對(duì)工件的裝夾、刀具幾何參數(shù)、程序的編制等方 面進(jìn)行試驗(yàn)，有效地克服薄壁零件加工過(guò)程中出現(xiàn)的變形，保證了加工精度,為今后更好的加工薄壁零件提供了好的依據(jù)及借鑒。 無(wú)論用什么形式加工零件，首先都必須從查看零件圖開(kāi)始。由圖看見(jiàn)該薄壁零件加工，容易產(chǎn)生變形，這里不僅裝夾不方便，而且所要加工的部位也那難以加工，需要設(shè)計(jì)一專(zhuān)用薄壁套管、護(hù)軸。 圖3-1 3.2工藝分析 根據(jù)圖紙?zhí)峁┑募夹g(shù)要求，工件采用無(wú)縫鋼管進(jìn)行加工，內(nèi)孔和外壁的表面粗糙度為Ra1.6，用車(chē)削即可達(dá)到。但內(nèi)孔的圓柱度為0.03對(duì)于薄壁零件來(lái)講要求比較高，在批量生產(chǎn)中，工藝路線大致為： 下料—熱處理—車(chē)端面—車(chē)外圓—車(chē)內(nèi)孔—質(zhì)檢 前面所述，薄壁件加工特點(diǎn)得知“內(nèi)孔加工”工序是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。我們拋開(kāi)外圓，薄壁套管就內(nèi)孔切削就難保證0.03mm的圓柱，經(jīng)過(guò)我們多次加工和實(shí)驗(yàn)，采用刀具新磨法，較好地解決了這一問(wèn)題材。 3.3車(chē)孔的關(guān)鍵技術(shù) 車(chē)孔的關(guān)鍵技術(shù)是解決內(nèi)孔車(chē)刀的剛性和排屑問(wèn)題。增加內(nèi)孔車(chē)刀的剛性，我采取了以下措施： （1）盡量增加刀柄的截面積，通常內(nèi)孔車(chē)刀的刀尖位于刀柄的上面，這樣刀柄的截面積較少，還不到孔截面積的1/4，如圖1 圖3-2 圖3-3 若使內(nèi)孔車(chē)刀的刀尖位于刀柄的中心線上，那么刀柄在孔中的截面積可大大地增加， （2）刀柄伸出長(zhǎng)度盡能做到同加工工件長(zhǎng)度長(zhǎng)5-8mm，以增加車(chē)刀刀柄剛性，減小切削過(guò)程中的振動(dòng)。 3.4解決排屑問(wèn)題 主要控制切削流出方向，粗車(chē)刀要求切屑流向待加工表面（前排屑）為此。采用正刃傾角的內(nèi)孔車(chē)刀， 精車(chē)時(shí)，要求切屑流向向心傾前排屑（孔心排屑）因此磨刀時(shí)要注意切削刃的磨削方向，要向前沿傾圓弧的排屑方法，如圖4精車(chē)刀合金用YA6,目前的M類(lèi)型，它的抗彎強(qiáng)度、耐磨、沖擊韌度以及與鋼的抗粘和溫度都較好。 圖3-4 刃磨時(shí)前角磨以圓以圓弧狀角度10-15后角根據(jù)加工圓弧離壁0.5-0.8mm（刀具底線順弧度）如圖4.c切削刃角k向?yàn)?.5-1為沿切屑刃圖4B點(diǎn)；修光刃為R1-1.5副后角磨成7-8為適圖4E內(nèi)刃的A-A點(diǎn)磨成圓向外排屑。 3.5加工方法 (1)加工前必須要做一件護(hù)軸；護(hù)軸主要目的：是把車(chē)好的薄壁套內(nèi)孔以原尺寸套住，用前后頂尖固定使它在不變形的情況下加工外圓，保持外圓加工質(zhì)量、精度。所以，護(hù)軸的加工對(duì)加工薄壁套管的工序是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 加工護(hù)軸毛胚用45﹟碳結(jié)構(gòu)圓鋼；車(chē)端面、開(kāi)兩頭B型頂尖孔，粗車(chē)外圓，留余量1mm。經(jīng)熱處理調(diào)質(zhì)定形、再精車(chē)留0.2mm余量研磨。重新熱處理碎火表面，硬度HRC50，再經(jīng)外圓磨床磨成如圖5所示，精度達(dá)要求，完工后待用。 圖3-5 （2)為能使工件一次性加工完畢，毛胚留夾位和切斷余量。 （3）先把毛胚作熱處理調(diào)質(zhì)定形，硬度為HRC28-30（可加工范圍的硬度）。 (4)車(chē)刀采用C620，首先把前頂尖放進(jìn)主軸錐位固定，為防止夾薄壁套時(shí)的工件變形，增加一個(gè)開(kāi)環(huán)厚套如圖6 圖3-6 為保持批量生產(chǎn)，薄壁套管外圓的一頭經(jīng)加工為統(tǒng)一尺寸d，t的尺是軸向夾位，個(gè)薄壁套管壓緊，提高車(chē)內(nèi)孔時(shí)的質(zhì)量，保持尺寸?？紤]到有切削熱產(chǎn)生，工件膨脹尺寸難掌握。需要澆注充分的切削液，減少工件的熱變形。 （5）用自動(dòng)定心三爪卡盤(pán)將工件夾牢，車(chē)端面，粗車(chē)內(nèi)圓。留余量0.1-0.2mm精車(chē)，換上精車(chē)刀把要切削余量加工到護(hù)軸滿(mǎn)過(guò)度配合和粗糙度的要求。卸下內(nèi)孔車(chē)刀，插入護(hù)軸至前頂尖，用尾座頂尖按長(zhǎng)度要求夾緊，換外圓車(chē)刀粗車(chē)外圓，再精車(chē)達(dá)圖紙要求。經(jīng)檢驗(yàn)合格，用切斷刀按長(zhǎng)度要求尺寸切斷。為使工件斷開(kāi)時(shí)的切口平整，刀刃口要斜磨，使工件端面平整；護(hù)軸磨小的一段就是為了切斷留有空隙而磨小，護(hù)軸為減少工件變形，防止振動(dòng)，以及切斷時(shí)掉下碰傷原故。 結(jié)論 以上方法加工薄壁套管，解決了變形或造成尺寸誤差和形狀誤差而達(dá)不到要求的問(wèn)題，實(shí)踐證明加工效率較高、較快。易于操作，并且適合加工較長(zhǎng)的薄壁零件，尺寸易掌握，次性完工，批量生產(chǎn)也較實(shí)際。 第四章 當(dāng)前數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 4.1是精密加工技術(shù)有所突破 通過(guò)機(jī)床結(jié)構(gòu)優(yōu)化、制造和裝配的精化，數(shù)控系統(tǒng)和伺服控制的精密化，高精度功能部件的采用和溫度、振動(dòng)誤差補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用等，從而提高機(jī)床加工的幾何精度、運(yùn)動(dòng)精度，減少形位誤差、表面粗糙度。加工精度平均每8年提高1倍，從1950年至2000年50年內(nèi)提升100倍。目前，精密數(shù)控機(jī)床的重復(fù)定位精度可以達(dá)到1m，進(jìn)入亞微米超精加工時(shí)代。 4.2是技術(shù)集成和技術(shù)復(fù)合趨勢(shì)明顯 技術(shù)集成和技術(shù)復(fù)合是數(shù)控機(jī)床技術(shù)最活躍的發(fā)展趨勢(shì)之一，如工序復(fù)合型——車(chē)、銑、鉆、鏜、磨、齒輪加工技術(shù)復(fù)合，跨加工類(lèi)別技術(shù)復(fù)合——金切與激光、沖壓與激光、金屬燒結(jié)與鏡面切削復(fù)合等，目前已由機(jī)加工復(fù)合發(fā)展到非機(jī)加工復(fù)合，進(jìn)而發(fā)展到零件制造和管理信息及應(yīng)用軟件的兼容，目的在于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀零件的全部加工及生產(chǎn)過(guò)程集約化管理。技術(shù)集成和復(fù)合形成了新一類(lèi)機(jī)床——復(fù)合加工機(jī)床，并呈現(xiàn)出復(fù)合機(jī)床多樣性的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)。 結(jié) 束 語(yǔ) 制定符合中國(guó)國(guó)情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，確立與國(guó)際接軌的發(fā)展道路，對(duì)21世紀(jì)我國(guó)數(shù)控技術(shù)與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。本文在對(duì)數(shù)控技術(shù)和發(fā)展趨勢(shì)的分析，對(duì)我國(guó)數(shù)控領(lǐng)域存在的問(wèn)題進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上。對(duì)基礎(chǔ)數(shù)控加工工藝的介紹，數(shù)控車(chē)床技術(shù)上的指導(dǎo)，對(duì)數(shù)控車(chē)床再加工零件中的所遇到問(wèn)題加以解釋。在此基礎(chǔ)上，研究了發(fā)展新型數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床整機(jī)的具體技術(shù)途徑。 我們衷心希望，我國(guó)科技界、產(chǎn)業(yè)界和教育界通力合作，把握好知識(shí)經(jīng)濟(jì)給我們帶來(lái)難得機(jī)遇，迎接競(jìng)爭(zhēng)全球化帶來(lái)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，為在21實(shí)際是我國(guó)數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)走向世界的前列，使我國(guó)經(jīng)濟(jì)保持強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭而共同努力奮斗！ 參 考 文 獻(xiàn) [1] 張耀宗.機(jī)械加工實(shí)用手冊(cè)編寫(xiě)組.機(jī)械工業(yè)出版社，1997 [2] 李軍.數(shù)控機(jī)床參考點(diǎn)的設(shè)定間.制造技術(shù)與機(jī)床，1994 [3] 許鎮(zhèn)宇.機(jī)械零件.北京：高等教育出版社,1983 [4] 孔慶復(fù).計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1994 [5] 雷宏，機(jī)械工程基礎(chǔ).哈爾濱：黑龍江出版社2002 [6] 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 [7] 唐宗軍，機(jī)械制造基礎(chǔ)。大連：機(jī)械工業(yè)出版社.1997 致 謝 時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，隨著論文的終結(jié)，意味這我生命中最純美的學(xué)生時(shí)代即將結(jié)束，盡管百般不舍，這一天終究會(huì)在熙熙攘攘的喧嘩中決絕的來(lái)臨。 感謝胡長(zhǎng)升老師的關(guān)心，指導(dǎo)和教誨。胡長(zhǎng)升導(dǎo)師追求真理、獻(xiàn)身科學(xué)、嚴(yán)以律己、寬己待人的崇高品質(zhì)對(duì)學(xué)生將是永遠(yuǎn)的鞭策。 老師淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，是學(xué)生收益匪淺，終身難忘。學(xué)生在這次實(shí)驗(yàn)中學(xué)到很多。感謝老師 感謝學(xué)校實(shí)驗(yàn)室在課題研究中所給予的幫助。 感謝我的學(xué)友和朋友對(duì)我的關(guān)心和幫助。