數(shù)控軸類零件加工工藝設(shè)計(jì)數(shù)控畢業(yè)論文

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1、 大學(xué)數(shù)控畢業(yè)論文 數(shù)控軸類零件加工工藝設(shè)計(jì) 摘 要 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)國計(jì)民生的一些重要行業(yè)（IT、汽車、輕工、醫(yī)療等）的發(fā)展起著越來越重要的作用，因?yàn)樾省①|(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主體。高速、高精加工技術(shù)可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。而對(duì)于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動(dòng)編程，在編程前都要對(duì)所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對(duì)一些工藝問題(如對(duì)刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品。 本文根據(jù)數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)，針對(duì)具體的零件，

2、進(jìn)行了工藝方案的分析，工裝方案的確定，刀具和切削用量的選擇，確定加工順序和加工路線，數(shù)控加工程序編制。通過整個(gè)工藝的過程的制定，充分體現(xiàn)了數(shù)控設(shè)備在保證加工精度，加工效率，簡(jiǎn)化工序等方面的優(yōu)勢(shì)。 ? 關(guān)鍵詞 工藝分析　加工方案　進(jìn)給路線　控制尺寸 ? 目 錄 第1章 前 言 1 第2章 工藝方案分析 2 2.1 零件圖 2 2.2 零件圖分析 2 2.3 確定加工方法 2 2.4 確定加工方案 2 第3章 工件的裝夾 4 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 4 3.2　定位基準(zhǔn)選擇的原則 4 3.3　確定零件的定位基準(zhǔn) 4 3.4　裝夾方式的選擇 4 3.5　數(shù)控車床常用的

3、裝夾方式 4 3.6 確定合理的裝夾方式 4 第4章 刀具及切削用量 5 4.1 選擇數(shù)控刀具的原則 5 4.2 選擇數(shù)控車削用刀具 5 4.3 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 6 4.4 確定切削用量 6 第5章 典型軸類零件的加工 7 5.1 軸類零件加工工藝分析 7 5.2 典型軸類零件加工工藝 9 5.3 加工坐標(biāo)系設(shè)置 11 5.4 手工編程 12 第6章 結(jié)束語 15 第7章 致謝詞 16 參考文獻(xiàn) 17 第1章 前 言 在機(jī)械加工工藝教學(xué)中，機(jī)械制造專業(yè)學(xué)生及數(shù)控技術(shù)專業(yè)學(xué)生都要學(xué)習(xí)數(shù)控車床操作技術(shù)。讓學(xué)生了解相關(guān)工種的先進(jìn)技術(shù)，同時(shí)培養(yǎng)工作崗位的前瞻性；在

4、講授數(shù)控知識(shí)的同時(shí)，必須要求學(xué)生掌握基本的機(jī)械加工工藝，增強(qiáng)系統(tǒng)意識(shí)，理解手動(dòng)操作與自動(dòng)操作之間的聯(lián)系，真正把學(xué)生培養(yǎng)成為適應(yīng)各種工作環(huán)境和崗位的多面手。數(shù)控車工基礎(chǔ)工藝?yán)碚摷凹寄苡袡C(jī)融合，包括夾具的使用、量具的識(shí)讀和使用、刃具的刃磨及使用、基準(zhǔn)定位等，分類敘述了車床操作、數(shù)控車床自動(dòng)編程仿真操作、數(shù)控車床編程與操作的初、中級(jí)內(nèi)容。以機(jī)械加工中車工工藝學(xué)與數(shù)控車床技能訓(xùn)練密切結(jié)合為主線，常用量具識(shí)讀及工件測(cè)量、刀具及安裝、工件定位與安裝、金屬切削過程及精加工，較清晰地展示了數(shù)控車工必須掌握的知識(shí)和技能的訓(xùn)練途徑。對(duì)涉及與數(shù)控專業(yè)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)計(jì)算，都進(jìn)行了有針對(duì)性的論述，目的在于塑造理論

5、充實(shí)、技能扎實(shí)的專業(yè)技能型人才。 本文以與切削用量的選擇，工件的定位裝夾，加工順序和典型零件為例，結(jié)合數(shù)控加工的特點(diǎn)，分別進(jìn)行工藝方案分析，機(jī)床的選擇，刀具加工路線的確定，數(shù)控程序的編制，最終形成可以指導(dǎo)生產(chǎn)的工藝文件。在整個(gè)工藝過程的設(shè)計(jì)過程中，要通過分析，確定最佳的工藝方案，使得零件的加工成本最低，合理的選用定位夾緊方式，使得零件加工方便、定位精準(zhǔn)、剛性好，合理選用刀具和切削參數(shù)，使得零件的加工在保證零件精度的情況下，加工效率最高、刀具消耗最低。最終形成的工藝文件要完整，并能指導(dǎo)實(shí)際生產(chǎn)。 第2章 工藝方案分析 2.1 零件圖 技術(shù)要求 1 去除毛刺 尖角倒鈍 2 未注倒角均為

6、45 3 無熱處理和硬度要求 軸 圖號(hào) 備件編號(hào) 圖1-2 典型軸類零件圖 技術(shù)要求 1 去除毛刺 尖角倒鈍 2.2 零件圖分析 該零件表面由圓柱、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，無熱處理和硬度要求。 2.3 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。 圖上幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時(shí)沒有取平均值，而取其基本尺寸。 在輪廓線上

7、，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）。 通過以上數(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削，考慮該零件為大批量加工，故加工設(shè)備采用數(shù)控車床。 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。 2.4 確定加工方案 零件上比較精密表面的加工，常常是通過粗加工、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。 毛坯先夾持左端，車右端輪廓113mm處，右端加工Φ39mm、SΦ42mm、 R9mm

8、、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. 該典型軸加工順序?yàn)椋? 預(yù)備加工---車端面---粗車右端輪廓---精車右端輪廓---切槽---工件調(diào)頭 ---車端面---粗車左端輪廓---精車左端輪廓---切退刀槽---粗車螺紋---精車螺紋。 第3章 工件的裝夾 3.1 定位基準(zhǔn)的選擇 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

9、的前提，還能簡(jiǎn)化加工工序，提高加工效率。 3.2　定位基準(zhǔn)選擇的原則 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。 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，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。 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)刀的可能性和方便性。 3.3　確定零件的定位基準(zhǔn) 以左右端大端面為定位基準(zhǔn)。 3.4　裝夾方式的選擇 為了工件不致于在切削力的作用下發(fā)生位移，使其在加工過程始終保持正確的位置，需將工件壓緊夾牢。合

10、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，加工成本及操作安全都有直接影響。 3.5　數(shù)控車床常用的裝夾方式 1）在三爪自定心卡盤上裝夾。三爪自定心卡盤的三個(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。 1 - 2 - 3 - 4 - 下一頁 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工件，為了保證每次裝夾時(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。 3）用卡盤和頂尖裝夾。當(dāng)車削質(zhì)量較大的工件時(shí)要一段用卡盤夾住，另一段用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較

11、大的切削力，安裝剛性好，軸向定位準(zhǔn)確，應(yīng)用較廣泛。 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，軸向定位準(zhǔn)確。 3.6 確定合理的裝夾方式 裝夾方法：先用三爪自定心卡盤毛坯左端，加工右端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤毛坯右端Φ52，再加工左端達(dá)到工件精度要求。 第4章 刀具及切削用量 4.1 選擇數(shù)控刀具的原則 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

12、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。 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15-30min。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。車間內(nèi)某一工序的生產(chǎn)率限制了整個(gè)車間的生產(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，

13、刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來確定。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，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，這樣來滿足數(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。 4.2 選擇數(shù)控車削用刀具 數(shù)控車削車刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀以及三類。成型車刀也稱樣板車刀，其加工零件的輪廓形狀完全由車刀刀刃的形伏和尺寸決定。數(shù)控車削加工中，常見的成型車刀有小半徑圓弧車刀、非矩形車槽刀和螺紋刀等。在數(shù)控加工中，應(yīng)盡量少用或不用成型車刀。尖形

14、車刀是以直線形切削刃為特征的車刀。這類車刀的刀尖由直線形的主副切削刃構(gòu)成，如90°內(nèi)外圓車刀、左右端面車刀、切槽(切斷)車刀及刀尖倒棱很小的各種外圓和內(nèi)孔車刀。尖形車刀幾何參數(shù)(主要是幾何角度)的選擇方法與普通車削時(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、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。 二是圓弧形車刀。圓弧形車刀是以一圓度或線輪廓度誤差很小的圓弧形切削刃為特征的車刀。該車刀圓弧刃每一點(diǎn)都是圓弧形車刀的刀尖，應(yīng)此，刀位點(diǎn)不在圓弧上，而在該圓弧的圓心上。圓弧形車刀可以用于車削內(nèi)外表面，特別適合于車削各種光滑連接(凹形)的成型面。選擇車刀圓弧半徑時(shí)應(yīng)考慮兩點(diǎn)車刀切削刃的

15、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)致車刀損壞。 4.3 設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 刀具究竟從什么位置開始移動(dòng)到指定的位置呢?所以在程序執(zhí)行的一開始，必須確定刀具在工件坐標(biāo)系下開始運(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)，所以稱程序起始點(diǎn)或起刀點(diǎn)。此起始點(diǎn)一般通過對(duì)刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱對(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程中便于檢查，引起的加工誤差小。對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或

16、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)或工藝基誰上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可通過手工對(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，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高對(duì)刀精度。加工過程中需要換刀時(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為準(zhǔn)。 4.4 確定切削用量

17、 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。 第5章 典型軸類零件的加工 5.1 軸類零件加工工藝分析 （1） 技術(shù)要求 軸類零件的技術(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

18、置精度主要是同軸度和圓跳動(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。 （2）毛坯選擇 軸類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)曲軸等一類軸件采用球墨鑄鐵鑄件比較多。如圖典型軸類直徑相差不大，采用直徑為60mm，材料45#鋼，在鋸床上按150mm長度下料。 （3）定位基準(zhǔn)選擇 軸類零件外圓表面、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。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

19、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)。 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。 數(shù)控車削時(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)榱硕嗣嬗嗔烤鶆颍ぜS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)。 （4）軸類零件的預(yù)備加工 車削之前常需要根據(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

20、管過程中，或熱處理時(shí)常會(huì)發(fā)生彎曲變形。過量彎曲變形會(huì)造成加工余量不足及裝夾不可靠。因此在車削前需增加校直工序。 切斷---用棒料切得所需長度的坯料。切斷可在弓形鋸床、圓盤鋸床和帶鋸上進(jìn)行，也可以在普通車床切斷或在沖床上用沖模沖切。 車端面和鉆中心孔—對(duì)數(shù)控車削而言，通常將他們作為預(yù)備加工工序安排。 （5） 熱處理工序 鑄、鍛件毛坯在粗車前應(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

21、或進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高其耐磨性。 （6） 加工工序的劃分一般可按下列方法進(jìn)行： ①刀具集中分序法 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。 ②以加工部位分序法 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。 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

22、進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(jìn)行粗、精加工的都要將工序分開。 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)際情況來確定，但一定力求合理。 （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： 　　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)床加工工序的也要綜合考慮。 　?、谙冗M(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)行外形加工工序。 　?、垡韵嗤ㄎ?、夾緊方式或同一把刀

23、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)。 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。 在數(shù)控車床上粗車、半精車分別用一個(gè)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。 （8）走刀路線和對(duì)刀點(diǎn)選擇 走刀路線包括切削加工軌跡，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是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，所以確定走刀路線主要在于規(guī)劃好粗加工及空行程的走刀路線。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，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工

24、過的部位，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。 5.2 典型軸類零件加工工藝 （1）確定加工順序及進(jìn)給路線 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（留0.5mm余量精車），然后從右到左進(jìn)行外輪廓精車，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。 （2）選擇刀具

25、1）車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車用一把刀完成。 2) 粗、精車外圓：（因?yàn)槌绦蜻x用 G71循環(huán)所以粗、精車選用同一把刀）硬質(zhì)合金90度放型車刀，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檢驗(yàn). 3)車槽: 選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬3mm） 4)車螺紋:選用60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀. （3）選擇切削用量 表3-5切削用量選擇 主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min) 進(jìn)給量f/(mm/r) 背吃刀量ap/mm 粗車外圓 800 0.1 1.5 精車外圓 800 0.05 0.2 粗車螺紋 70 1.5 0

26、.4 精車螺紋 70 1.5 0.1 切槽 115 0.04 數(shù)控加工刀具卡片 表3-1 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 備注 1 T01 硬質(zhì)合金端面45度車刀 1 粗、精車端面 2 T02 硬質(zhì)合金90度放型車刀 1 粗、精車外輪廓 左偏刀 3 T03 硬質(zhì)合金車槽刀 1 切槽 4 T04 60度硬質(zhì)合金外螺紋車刀 1 粗、精車螺紋 用以上數(shù)據(jù)編制工藝卡如下： 表3-2 數(shù)控加工工藝卡 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

27、 001 O1111 三爪自定心卡盤 Cjk6032 數(shù)控車間 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速r/min 進(jìn)給速度mm/r 背吃刀量mm 備注 1 車端面 T01 45度刀 500 0.1 手動(dòng) 2 粗車外輪廓 T02 90度防型刀 800 0.1 1.5 自動(dòng) 3 精車外圓輪廓 T02 90度防型刀 800 0.05 0.2 自動(dòng) 4 切槽 T03 切槽刀 115 0.04 自動(dòng) 工序號(hào) 程序編號(hào) 夾具名稱 使用設(shè)備 車間 002 02222 三爪自定心卡盤 Cjk6032 數(shù)控車間 工步號(hào) 工步內(nèi)容 刀具號(hào) 刀具規(guī)格 主軸轉(zhuǎn)速r/min 進(jìn)給速度mm/r 背

28、吃刀量mm 備注 1 車端面 T01 45度刀 500 0.1 手動(dòng) 2 粗車外輪廓 T02 90度防型刀 800 0.1 1.5 自動(dòng) 3 精車外圓輪廓 T02 90度防型刀 800 0.05 0.2 自動(dòng) 4 切退刀槽 T03 切槽刀 115 0.04 自動(dòng) 5 粗車螺紋 T04 60度外螺紋刀 70 1.5 0.4 自動(dòng) 6 精車螺紋 T04 60度外螺紋刀 70 1.5 0.1 自動(dòng) 編制 審核 批準(zhǔn) 年 月 日 共 頁 第頁 5.3 加工坐標(biāo)系設(shè)置 （1）建立工件坐標(biāo)系 圖1-3坐標(biāo)系設(shè)定 （2）試切法對(duì)刀 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

29、件坐標(biāo)系中的位置，即通常所說的對(duì)刀問題。在數(shù)控車床上，目前常用的對(duì)刀方法為試切對(duì)刀法。 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）用同樣的方法，再將工件的表面車一刀，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)，再量出工件車削后的直徑如圖3-4（b）根據(jù)長度和直徑，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。 圖3-4（a） Z軸方向?qū)Φ? 圖3-4（b） X軸方向?qū)Φ?

30、 （3）選擇切削用量 表3-5切削用量選擇 主軸轉(zhuǎn)速s/(r/min) 進(jìn)給量f/(mm/r) 背吃刀量ap/mm 粗車外圓 800 0.1 1.5 精車外圓 800 0.05 0.2 粗車螺紋 70 1.5 0.4 精車螺紋 70 1.5 0.1 切槽 115 0.04 為了螺紋容易配合，螺紋M25×1.5在車削大徑時(shí)，加工到直徑Φ24.7mm，總背吃刀量去0.65P=（0.65×1.5）mm=0.975mm. 5.4 手工編程 工件右端加工 O1111； M06 X200 Z100； 建立工件坐標(biāo)系 T0202; 調(diào)用2號(hào)刀 M03 S800; 主軸以8

31、00r/min正轉(zhuǎn) G00 X60 Z5; 到循環(huán)加工起點(diǎn) G71 U.1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80; 粗加工循環(huán) N01 G00 X39 Z2； 到精加工起點(diǎn) G01 X39 Z0 F40; 精加工輪廓開始 G01 X39 Z0 C2 倒角C2 Z-26; 加工Φ39 G03 X35 Z-56.46 R24; 加工SΦ48圓弧 G02 X35 Z-70 R9; 加工R9圓弧 G01 Z-75; 加工Φ35 X45.29; 加工Φ35外徑左端面至斜 線部分 X52 Z-94; 加工斜線部分 N02 Z-113; 精車循環(huán)結(jié)束 G00

32、 X55 Z100; 到換刀點(diǎn) M06 T0303 M03 S115 M08； 換3號(hào)切槽刀,打開切削液 G00 X55 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn) G00 X55 Z-89； 切槽切入點(diǎn) G01 X39 F5； 切槽 G01 X55 F20； 切槽退刀 G01 Z-82； 切槽切入點(diǎn) G01 X39 F5； 切槽 G01 X55 F20； 切槽退刀 G00 Z-18； 切槽切入點(diǎn) G01 X35 F5； 切槽切入點(diǎn) G01 X50 F20； 切槽退刀 G00 X55 Z100 M09； 回?fù)Q刀點(diǎn),關(guān)閉切削液 M05； 主軸停止 M30； 程序結(jié)束 工件左端加工

33、 O2222 T0202 M03 S800； 換2號(hào)外圓刀 主軸800r/min G00 X55 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn) G71 U1.5 R1 P01 Q02 X0.2 Z0.08 F80； 外徑粗精車循環(huán) N01 G00 X50 Z2； 精車循環(huán)開始 G01 X0 Z0 F40； 開始加工 G01 X24.7 Z0 C2； 倒角 G01 Z-33； 車Φ25 G01 X52 Z-33 C2； 倒角 N02 G01 Z-35； 精車循環(huán)結(jié)束 G00 X100 Z100； 換刀點(diǎn) M05； 主軸停止 M30； 程序結(jié)束 T0303 M03 S115 ； 換3號(hào)切槽

34、刀 G00 X30 Z2； 刀具起切的安全點(diǎn) G00 Z-28； 切槽切入點(diǎn) G01 X21 F5 ； 切槽 G01 X30 F20； 退刀 G00 X50 Z100； 回?fù)Q刀點(diǎn) M05； 主軸停止 M30 ； 程序結(jié)束 T0404 M03 S70； 換4號(hào)螺紋刀 G00 X25 Z2 ； 刀具起始安全點(diǎn) G76 C1 A60 X23.056 Z-26 K0.974 U0.1 V0.1 Q0.4 F1.5; 螺紋車削循環(huán),C為精車次數(shù),螺紋刀具角度,X為最終螺紋X軸小徑,Z為最終螺紋Z軸長度,,K為牙型高,U精加工余量,V最大加工量,Q第一刀最大背吃刀量,F為導(dǎo)程. G

35、01 X40； 退刀 G00 X100 Z100； 回?fù)Q刀點(diǎn) M05； 主軸停止 M30； 程序結(jié)束 ? ? 第6章 結(jié)束語 在數(shù)控車削加工中經(jīng)常遇到的軸類零件,本設(shè)計(jì)論文中采用含螺紋零件進(jìn)行編程設(shè)計(jì),在螺紋車削編程中要注意,數(shù)控車床主軸上必須安裝有脈沖編碼器測(cè)定主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速,從而實(shí)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)刀具進(jìn)給一個(gè)螺紋導(dǎo)程的同步運(yùn)動(dòng),從螺紋粗車到精車,主軸的轉(zhuǎn)速必須保持不變. 該特殊軸零件結(jié)構(gòu)，有螺紋、倒角、圓弧、槽等。該編程螺紋車削采用螺紋加工循環(huán)指令G76,用該指令編程可以不用寫那么多步程序，省去了很多編程時(shí)間。數(shù)控加工的基本編程方法是用點(diǎn)定位指令編寫接近或離開工件等空行程軌跡，要用

36、插補(bǔ)指令編寫工件輪廓的切削進(jìn)給軌跡。 幾個(gè)星期以來，從開始到畢業(yè)設(shè)計(jì)完成，每一步對(duì)我們來說都是新的嘗試和挑戰(zhàn)，在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中使我學(xué)到很多，我感到無論做什么事情都要真真正正用心去做，才會(huì)使自己更快的成長。我相信，通過這次的實(shí)踐，我對(duì)數(shù)控的加工能進(jìn)一步了解，并能使我在以后的加工過程中避免很多不必要的錯(cuò)誤，有能力加工出更復(fù)雜的零件，精度更高的產(chǎn)品。 ? 第7章 致謝詞 本論文在張?chǎng)卫蠋煹南ば闹笇?dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著老師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)

37、，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少相關(guān)資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成.在此我要向?qū)W院的全體老師表示由衷的謝意。 ? ? 摘要：文章首先介紹了數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，接著闡述了數(shù)控機(jī)床的種類，最后指出了數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展與數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。 ??? 關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床　控制技術(shù) 　　數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)是集計(jì)算機(jī)及軟件技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、電子技術(shù)、自動(dòng)檢測(cè)技術(shù)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)和精密機(jī)械等技術(shù)為一體的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。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)普遍應(yīng)用，對(duì)生產(chǎn)

38、線操作人員的知識(shí)和能力要求越來越高。 　　一、數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn) 　　(一)數(shù)控機(jī)床的優(yōu)點(diǎn) 　　對(duì)零件的適應(yīng)性強(qiáng)，可加工復(fù)雜形狀的零件表面。在同一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上，只需更換加工程序，就可適應(yīng)不同品種及尺寸工件的自動(dòng)加工，這就為復(fù)雜結(jié)構(gòu)的單件、小批量生產(chǎn)以及試制新產(chǎn)品提供了極大的便利，特別是對(duì)那些普通機(jī)床很難加工或無法加工的精密復(fù)雜表面(如螺旋表面)，數(shù)控機(jī)床也能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加工。 　　加工精度高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。目前，數(shù)控機(jī)床控制的刀具和工作臺(tái)最小移動(dòng)量(脈沖當(dāng)量)普遍達(dá)到0.0001mm，而且數(shù)控系統(tǒng)可自動(dòng)補(bǔ)償進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙和絲杠螺距誤差，使數(shù)控機(jī)床達(dá)到很高的加工精度。此外，數(shù)

39、控機(jī)床的制造精度高，其自動(dòng)加工方式避免了生產(chǎn)者的人為操作誤差，因此，同一批工件的尺寸一致性好，產(chǎn)品合格率高，加工質(zhì)量穩(wěn)定。 　　生產(chǎn)效率高。由于數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)剛性好，允許進(jìn)行大切削用量的強(qiáng)力切削，從主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的變化范圍比普通機(jī)床大，因此在加工時(shí)可選用最佳切削用量，提高了數(shù)控機(jī)床的切削效率，節(jié)省了機(jī)動(dòng)時(shí)間。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率可提高2—3倍。 　　良好的經(jīng)濟(jì)效益。使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行單件、小批量生產(chǎn)時(shí)，可節(jié)省劃線工時(shí)，減少調(diào)整、加工和檢驗(yàn)時(shí)間，節(jié)省直接生產(chǎn)費(fèi)用；同時(shí)還能節(jié)省工裝設(shè)計(jì)、制造費(fèi)用；數(shù)控機(jī)床加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，減少了廢品率，使生產(chǎn)成本進(jìn)一步下降。此外，數(shù)控機(jī)床還

40、可實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，所以數(shù)控機(jī)床雖然價(jià)格較高，仍可獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 　　自動(dòng)化程度高。數(shù)控機(jī)床自動(dòng)化程度高，可大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員的人數(shù)，同時(shí)有利于現(xiàn)代化管理，可向更高級(jí)的制造系統(tǒng)發(fā)展。 　　(二)數(shù)控機(jī)床的缺點(diǎn) 　　數(shù)控機(jī)床的主要缺點(diǎn)價(jià)格較高，設(shè)備首次投資大；對(duì)操作、維修人員的技術(shù)要求較高；加工復(fù)雜形狀的零件時(shí)。手工編程的工作量大。 　　二、數(shù)控機(jī)床的種類 　　數(shù)控機(jī)床的種類很多，主要分類 　　按工藝用途分類。按工藝用途，數(shù)控機(jī)床可分類如下。普通數(shù)控機(jī)床：這種分類方式與普通機(jī)床分類方法一樣，銑床、數(shù)控錨床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。加工中

41、心機(jī)床：數(shù)控加工中心是在普通數(shù)控機(jī)床上加裝一個(gè)刀庫和自動(dòng)換刀裝置而構(gòu)成的數(shù)控機(jī)床，它可在一次裝夾后進(jìn)行多種工序加工。 　　按運(yùn)動(dòng)方式分類。按運(yùn)動(dòng)方式，數(shù)控機(jī)床可分類點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)只控制刀具從要有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標(biāo)錘床、數(shù)控沖剪床等。直線控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)除了控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的準(zhǔn)確位置以外，還要保證兩點(diǎn)之間移動(dòng)的軌跡是一條直線，而且對(duì)移動(dòng)的速度也要進(jìn)行控制。這類機(jī)床主要有簡(jiǎn)易數(shù)控車床、數(shù)控銷、銑床等。輪廓控制數(shù)控機(jī)床：數(shù)控系統(tǒng)能對(duì)兩個(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足加工的要求。這類機(jī)床主要有數(shù)控車床、數(shù)控銑床等。 　　按伺服系統(tǒng)的控制

42、方式分類。按伺服系統(tǒng)的控制方式，數(shù)控機(jī)床可分類如下。開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床。 　　按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類。技功能水平分類，數(shù)控系統(tǒng)可分類如下。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床。經(jīng)濟(jì)性數(shù)控機(jī)床大多指采用開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床價(jià)格便宜，適用于自動(dòng)化程度要求不高的場(chǎng)合。中檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能較全，價(jià)格適中，應(yīng)用較廣。高檔數(shù)控機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床功能齊全，價(jià)格較貴。三、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展 　　機(jī)械設(shè)備最早的控制裝置是手動(dòng)控制器。目前，繼電器—接觸器控制仍然是我國機(jī)械設(shè)備最基本的電氣控制形式之一。到了20世紀(jì)奶年代至50年代，出現(xiàn)了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)控

43、制，這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng)，系統(tǒng)的控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管——晶閘管控制，由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)運(yùn)性能大為改善，而且減少了機(jī)械設(shè)備和占地面積，耗電少，效率局，完全取代了交磁放大機(jī)—電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)。 　　在20世紀(jì)的60年代出現(xiàn)丁一種能夠根據(jù)需要方便地改變控制程序，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉的自動(dòng)化裝置—順序控制器。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用，在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了一種以微處理器為核心的新型工業(yè)控制器——可編程序控制器。這種器件完全能夠適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，由于它具備了計(jì)算機(jī)控制和繼電器控制系統(tǒng)兩方面的優(yōu)點(diǎn)，故目前已作為一種標(biāo)準(zhǔn)

44、化通用設(shè)備普通應(yīng)用于工業(yè)控制。 　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用日益廣泛，井進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展，產(chǎn)生了自動(dòng)編程系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)群控系統(tǒng)和天性制造系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造一體化是機(jī)械制造一體化的高級(jí)階段，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)到制造的全部自動(dòng)化。 　　綜上所述，機(jī)械設(shè)備控制技術(shù)的產(chǎn)生，并不是孤立的，而是各種技術(shù)相互滲透的結(jié)果。它代表了正在形成中的新一代的生產(chǎn)技術(shù)，已顯示出并將越來越顯示出強(qiáng)大的威力。 　　四、數(shù)控機(jī)床控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 　　生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展對(duì)產(chǎn)品性能要求越來越高，產(chǎn)品改型頻繁，采用多品種小批量生產(chǎn)方式的企業(yè)越來越多，這

45、就要求數(shù)控機(jī)床向高速化、高招度化、復(fù)合化、系統(tǒng)化、智能化發(fā)展。 　　高速化和高精度化。數(shù)控系統(tǒng)智能化、信息化。數(shù)控系統(tǒng)開放化。 ? 摘要：電子技術(shù)的發(fā)展以及國內(nèi)數(shù)控裝置的發(fā)展使得數(shù)控裝置的價(jià)格走低,特別是經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車系統(tǒng)的價(jià)格已經(jīng)是到達(dá)了它的最低點(diǎn)。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床在中國的機(jī)械加工行業(yè)中得到了迅速普及,使得我國機(jī)械加工水平無論在加工質(zhì)量方面還是在加工效率方面也得到了迅速提高。但是隨著機(jī)床使用時(shí)間的延長,數(shù)控機(jī)床會(huì)出現(xiàn)這樣或那樣的故障,本文就以經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床的常見故障為例,談了一些解決的辦法。? ??? 關(guān)鍵詞：數(shù)控車床 霍爾開關(guān) 繼電器 伺服驅(qū)動(dòng)? 　　一、換刀裝置故障? 　　

46、數(shù)控車換刀一般的過程是:換刀電機(jī)接到換刀信號(hào)后,通過蝸輪蝸桿減速帶動(dòng)刀架旋轉(zhuǎn),由霍爾元件發(fā)出刀位信號(hào),數(shù)控系統(tǒng)再利用這個(gè)信號(hào)與目標(biāo)值進(jìn)行比較以判斷刀具是否到位。刀換到位后,電機(jī)反轉(zhuǎn)縮緊刀架。在我維修數(shù)控車的過程中遇到了以下幾個(gè)故障現(xiàn)象。? 　　故障一:一臺(tái)四刀位數(shù)控車床,發(fā)生一號(hào)刀位找不到,其它刀位能正常換刀的故障現(xiàn)象。? 　　故障分析:由于只有一號(hào)刀找不到刀位,可以排除機(jī)械傳動(dòng)方面的問題,確定就是電氣方面的故障。可能是該刀位的霍爾元件及其周圍線路出現(xiàn)問題,導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能輸送給PLC。對(duì)照電路圖利用萬用表檢查后發(fā)現(xiàn):1號(hào)刀位霍爾元件的24V供電正常,GND線路為正常,T1信號(hào)線正常

47、。因此可以斷定是霍爾元件損壞導(dǎo)致該刀位信號(hào)不能發(fā)出。? 　　解決辦法:更換新的霍爾元件后故障排除,一號(hào)刀正常找到。? 　　故障二:一臺(tái)六刀位數(shù)控車床,換刀時(shí)所有刀位都找不到,刀架旋轉(zhuǎn)數(shù)周后停止,并且數(shù)控系統(tǒng)顯示換刀報(bào)警:換刀超時(shí)或沒有信號(hào)輸入。? 　　故障分析查找:對(duì)于該故障,仍可以排除機(jī)械故障,歸咎于電氣故障所致。產(chǎn)生該故障的電氣原因有以下幾種:1.磁性元件脫落;2.六個(gè)霍爾元件同時(shí)全部損壞;3.霍爾元件的供電和信號(hào)線路開路導(dǎo)致無電壓信號(hào)輸出。其中以第三種原因可能性最大。因此找來電路圖,利用萬用表對(duì)霍爾元件的電氣線路的供電線路進(jìn)行檢查。結(jié)果發(fā)現(xiàn):刀架檢測(cè)線路端子排上的24V供電電

48、壓為0V,其它線路均正常。以該線為線索沿線查找,發(fā)現(xiàn)從電氣柜引出的24V線頭脫落,接上后仍無反應(yīng)。由此判斷應(yīng)該是該線斷線造成故障。? 　　解決辦法:利用同規(guī)格導(dǎo)線替代斷線后,故障排除。? 　　故障三:一臺(tái)配有FANUC-0imate系統(tǒng)大連機(jī)床廠的六刀位車床,選刀正常但是當(dāng)所選刀位到位之后不能正常鎖緊。系統(tǒng)報(bào)警:換刀超時(shí)。? 　　故障分析查找:刀架選刀正常,正轉(zhuǎn)正常,就是不能反向鎖緊。說明蝸輪蝸桿傳動(dòng)正常,初步定為電氣線路問題。在機(jī)床刀架控制電氣原理圖上,發(fā)現(xiàn)刀具反向鎖緊到位信號(hào)是由一個(gè)位置開關(guān)來控制發(fā)出的,是不是該開關(guān)即周圍線路存在問題呢?為了確認(rèn)這個(gè)故障原因,打開刀架的頂蓋和側(cè)

49、蓋,利用萬用表參照電路圖檢查線路,發(fā)現(xiàn)線路未有開路和短路,通過用手按動(dòng)刀架反向鎖緊位置開關(guān),觀察梯形圖顯示有信號(hào)輸入,至此排除電氣線路問題。推斷可能是擋塊運(yùn)動(dòng)不到位,位置微動(dòng)開關(guān)未動(dòng)作。于是重新?lián)Q刀一次來觀察一下,結(jié)果發(fā)現(xiàn):果然擋塊未運(yùn)動(dòng)到位。于是把擋塊螺栓擰緊,試換刀一次正常。再換一次刀,原故障又出現(xiàn)了,同時(shí)發(fā)現(xiàn)蝸桿端的軸套打滑并且爬升現(xiàn)象。難道是它造成了電機(jī)反轉(zhuǎn)鎖緊時(shí)位置開關(guān)的擋塊不能到位?于是把該軸套進(jìn)行了軸向定位處理,將刀架頂蓋裝好。結(jié)果刀架鎖緊正常了。? 　　解決辦法:對(duì)軸套進(jìn)行軸向定位故障解決。? 　　二、穩(wěn)壓電源故障? 　　機(jī)床在運(yùn)行時(shí)機(jī)床照明燈突然不亮,機(jī)床操作面板

50、燈也不亮,系統(tǒng)電源正常,同時(shí)系統(tǒng)急停報(bào)警,和主軸無信號(hào)警。關(guān)機(jī)后重新上電故障依舊。? 　　故障分析檢查:經(jīng)詢問當(dāng)時(shí)操作人員,沒有違規(guī)操作,排除人為原因,也可以排除機(jī)械原因,應(yīng)該是電氣故障引起。該機(jī)床的電器原理圖顯示,這些失電區(qū)域都和24V有關(guān),并且該機(jī)床擁有兩個(gè)穩(wěn)壓電源,一個(gè)是I/O接口電源,另一個(gè)為系統(tǒng)電源。失電區(qū)域都與I/O接口有關(guān),于是打開電氣柜觀察發(fā)現(xiàn)I/O接口穩(wěn)壓電源指示燈未能點(diǎn)亮,說明該電源未能正常工作或損壞。由穩(wěn)壓電源的工作原理知道,穩(wěn)壓電源有電流短路和過載保護(hù)的功能,當(dāng)電源短路或過載時(shí)自動(dòng)關(guān)斷電源輸出,以保護(hù)電源電路不被損壞。于是試著把電源的輸出負(fù)載線路拆下來,結(jié)果發(fā)現(xiàn)重新

51、上電后電源指示燈亮了。這說明電源本身沒有損壞。通過分析得知該電源為I/O接口電源,負(fù)載不大,也不會(huì)出現(xiàn)過載現(xiàn)象,應(yīng)該是輸出回路中有短路故障。沿著輸出線號(hào)進(jìn)行檢查發(fā)現(xiàn)有一根24V+輸出線接頭從絕緣膠布中露出并接觸到機(jī)床床體。原因很明顯:由于該線與機(jī)床發(fā)生對(duì)地短路,造成該穩(wěn)壓電源處于自我保護(hù)狀態(tài),使得操作面板和一些I/O接口繼電器供電停止,導(dǎo)致發(fā)生以上故障。至于變頻器報(bào)警可能24V信號(hào)不能到位發(fā)出報(bào)警。?解決辦法:用絕緣膠布把接頭處重新包好,重新上電開機(jī)所有故障解決,報(bào)警解除照明燈也亮了。 　?? 三、系統(tǒng)程序鎖故障? 　　一臺(tái)數(shù)控車,配有FANUC-0i-mate系統(tǒng),無法輸入對(duì)刀值等參

52、數(shù),不能編輯程序,并伴有報(bào)警。? 　　故障分析檢查:對(duì)此現(xiàn)象首先想到了程序保護(hù)開關(guān),通過對(duì)比正常的系統(tǒng)發(fā)現(xiàn):與系統(tǒng)鎖住時(shí)現(xiàn)象一樣。所以懷疑系統(tǒng)鎖開關(guān)壞了,但經(jīng)過短接,仍不能解決問題。通過觀察故障系統(tǒng)的梯形圖發(fā)現(xiàn)X56輸入點(diǎn)無信號(hào)輸入,說明這條輸入線路斷路。沿著這條線號(hào)利用萬用表檢查,發(fā)現(xiàn)在操作面板后面選軸開關(guān)接頭處線頭脫落,導(dǎo)致線路無法輸入信號(hào),使PLC邏輯關(guān)系不正確,才出現(xiàn)以上故障。? 　　解決辦法:用烙鐵焊錫把脫落的線頭重新焊接好,報(bào)警解除,參數(shù)輸入正常,故障消失。? 　　四、結(jié)束語? 　　以上維修案例,可作為類似故障的排除參考。一般地,對(duì)于任何故障,首先是根據(jù)現(xiàn)象,根據(jù)原理來判斷故障點(diǎn),分析每一個(gè)可能性,如一個(gè)開關(guān),一個(gè)線接頭,一個(gè)螺釘都會(huì)是都會(huì)是故障原因,參照之前的操作、維修歷史進(jìn)行分析,能有利于縮小查找范圍,有利于提高維修的效率。? 　　參考文獻(xiàn):? 　　[1]FANUC-0i-mate使用說明書.? 　　大連機(jī)床集團(tuán)數(shù)控車床電器說明書.? 　　廣州數(shù)控GSK980T使用說明書.? 　　沈陽機(jī)床集團(tuán)數(shù)控車床電器說明書.? 　　王侃夫.數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù).機(jī)械工業(yè)出版社.