組合件的加工畢業(yè)設(shè)計(jì)

組合件的加工畢業(yè)設(shè)計(jì),組合,加工,畢業(yè)設(shè)計(jì) 編號(hào) 南通職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（數(shù)控） 課題名稱 組合件的加工 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化（數(shù)控） 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 2008 年3月 前言 在大學(xué)里學(xué)了幾年的“機(jī)械制造工藝與設(shè)備（數(shù)控）”，仔細(xì)的想想自己學(xué)到了很多，相信自己也能對(duì)一個(gè)一般的零件進(jìn)行數(shù)控分析了。 這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)在大學(xué)三年中學(xué)習(xí)成果的一個(gè)總結(jié)，也是一個(gè)畢業(yè)生將正式走入這個(gè)社會(huì)的開(kāi)始。這份畢業(yè)設(shè)計(jì)是在學(xué)完機(jī)械制造工藝學(xué)（含機(jī)床夾具設(shè)計(jì)）和大部分相關(guān)專業(yè)課，并進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)。這次的設(shè)計(jì)可以使我能綜合的運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)的基礎(chǔ)理論，并結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中學(xué)到的實(shí)踐知識(shí)，獨(dú)立地分析和解決工藝問(wèn)題具備了設(shè)計(jì)一個(gè)零件的工藝規(guī)程的能力，也是熟悉和運(yùn)用夾具設(shè)計(jì)的基本原理和方法，擬計(jì)夾具設(shè)計(jì)方案， 完成夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力，也是熟悉和運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)，圖表等技術(shù)資料及編寫(xiě)技術(shù)文件等基本技能的一次實(shí)踐機(jī)會(huì)，為今后的畢業(yè)設(shè)計(jì)及未來(lái)從事的相關(guān)工作打下良好的基礎(chǔ)。我更可以自信的說(shuō)我的大學(xué)是不會(huì)白費(fèi)的，而是輝煌的。 由于能力有限，經(jīng)驗(yàn)不足設(shè)計(jì)中還有許多不足的地方，希望各位老師能多加指教。 目 錄 一、數(shù)控機(jī)床的組成部分 二、零件圖 三、加工分析工藝 四、程序分析 五、數(shù)控車床的概述 六、數(shù)控車床的使用 七、車床的振動(dòng)及控制 八、數(shù)控車間規(guī)定 九、國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況 十、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)國(guó) 十一、數(shù)控車工國(guó)家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)上 十二、數(shù)控職業(yè)的趨向 十三、程序 十四、參考文獻(xiàn) 十五、實(shí)習(xí)心得 一、數(shù)控機(jī)床的組成部分 數(shù)控機(jī)床的組成 如圖所示，數(shù)控機(jī)床由程序編制及程序載體、輸入裝置、數(shù)控裝置（CNC）、伺服驅(qū)動(dòng)及位置檢測(cè)、輔助控制裝置、機(jī)床本體等幾部分組成。 ?? 一、程序編制及程序載體 ?????? 數(shù)控程序是數(shù)控機(jī)床自動(dòng)加工零件的工作指令。在對(duì)加工零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，確定零件坐標(biāo)系在機(jī)床坐標(biāo)系上的相對(duì)位置，即零件在機(jī)床上的安裝位置；刀具與零件相對(duì)運(yùn)動(dòng)的尺寸參數(shù)；零件加工的工藝路線、切削加工的工藝參數(shù)以及輔助裝置的動(dòng)作等。得到零件的所有運(yùn)動(dòng)、尺寸、工藝參數(shù)等加工信息后，用由文字、數(shù)字和符號(hào)組成的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)控代碼，按規(guī)定的方法和格式，編制零件加工的數(shù)控程序單。編制程序的工作可由人工進(jìn)行；對(duì)于形狀復(fù)雜的零件，則要在專用的編程機(jī)或通用計(jì)算機(jī)上進(jìn)行自動(dòng)編程（APT）或CAD/CAM設(shè)計(jì)。 ??????? 編好的數(shù)控程序，存放在便于輸入到數(shù)控裝置的一種存儲(chǔ)載體上，它可以是穿孔紙帶、磁帶和磁盤等，采用哪一種存儲(chǔ)載體，取決于數(shù)控裝置的設(shè)計(jì)類型。 二、輸入裝置 輸入裝置的作用是將程序載體（信息載體）上的數(shù)控代碼傳遞并存入數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)。根據(jù)控制存儲(chǔ)介質(zhì)的不同，輸入裝置可以是光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或軟盤驅(qū)動(dòng)器等。數(shù)控機(jī)床加工程序也可通過(guò)鍵盤用手工方式直接輸入數(shù)控系統(tǒng)；數(shù)控加工程序還可由編程計(jì)算機(jī)用RS232C或采用網(wǎng)絡(luò)通信方式傳送到數(shù)控系統(tǒng)中。 零件加工程序輸入過(guò)程有兩種不同的方式：一種是邊讀入邊加工（數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)存較小時(shí)），另一種是一次將零件加工程序全部讀入數(shù)控裝置內(nèi)部的存儲(chǔ)器，加工時(shí)再?gòu)膬?nèi)部存儲(chǔ)器中逐段逐段調(diào)出進(jìn)行加工。 三、數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的核心。數(shù)控裝置從內(nèi)部存儲(chǔ)器中取出或接受輸入裝置送來(lái)的一段或幾段數(shù)控加工程序，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的邏輯電路或系統(tǒng)軟件進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種控制信息和指令，控制機(jī)床各部分的工作，使其進(jìn)行規(guī)定的有序運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作。 零件的輪廓圖形往往由直線、圓弧或其他非圓弧曲線組成，刀具在加工過(guò)程中必須按零件形狀和尺寸的要求進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，即按圖形軌跡移動(dòng)。但輸入的零件加工程序只能是各線段軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值等數(shù)據(jù)，不能滿足要求，因此要進(jìn)行軌跡插補(bǔ)，也就是在線段的起點(diǎn)和終點(diǎn)坐標(biāo)值之間進(jìn)行“數(shù)據(jù)點(diǎn)的密化”，求出一系列中間點(diǎn)的坐標(biāo)值，并向相應(yīng)坐標(biāo)輸出脈沖信號(hào)，控制各坐標(biāo)軸（即進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的各執(zhí)行元件）的進(jìn)給速度、進(jìn)給方向和進(jìn)給位移量等。 四、驅(qū)動(dòng)裝置和位置檢測(cè)裝置 ?????? 驅(qū)動(dòng)裝置接受來(lái)自數(shù)控裝置的指令信息，經(jīng)功率放大后，嚴(yán)格按照指令信息的要求驅(qū)動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件，以加工出符合圖樣要求的零件。因此，它的伺服精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能是影響數(shù)控機(jī)床加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的重要因素之一。驅(qū)動(dòng)裝置包括控制器（含功率放大器）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。目前大都采用直流或交流伺服電動(dòng)機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 位置檢測(cè)裝置將數(shù)控機(jī)床各坐標(biāo)軸的實(shí)際位移量檢測(cè)出來(lái)，經(jīng)反饋系統(tǒng)輸入到機(jī)床的數(shù)控裝置之后，數(shù)控裝置將反饋回來(lái)的實(shí)際位移量值與設(shè)定值進(jìn)行比較，控制驅(qū)動(dòng)裝置按照指令設(shè)定值運(yùn)動(dòng)。 五、輔助控制裝置 輔助控制裝置的主要作用是接收數(shù)控裝置輸出的開(kāi)關(guān)量指令信號(hào)，經(jīng)過(guò)編譯、邏輯判別和運(yùn)動(dòng)，再經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的電器，帶動(dòng)機(jī)床的機(jī)械、液壓、氣動(dòng)等輔助裝置完成指令規(guī)定的開(kāi)關(guān)量動(dòng)作。這些控制包括主軸運(yùn)動(dòng)部件的變速、換向和啟停指令，刀具的選擇和交換指令，冷卻、潤(rùn)滑裝置的啟動(dòng)停止，工件和機(jī)床部件的松開(kāi)、夾緊，分度工作臺(tái)轉(zhuǎn)位分度等開(kāi)關(guān)輔助動(dòng)作。 由于可編程邏輯控制器（PLC）具有響應(yīng)快，性能可靠，易于使用、編程和修改程序并可直接啟動(dòng)機(jī)床開(kāi)關(guān)等特點(diǎn)，現(xiàn)已廣泛用作數(shù)控機(jī)床的輔助控制裝置。 六、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)。 數(shù)控機(jī)床的組成部分包括測(cè)量系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)及開(kāi)環(huán)或閉環(huán)系統(tǒng)，在對(duì)數(shù)控零件進(jìn)行實(shí)際程序設(shè)計(jì)之前，了解各組成部分是重要的。 數(shù)控中，測(cè)量系統(tǒng)這一術(shù)語(yǔ)指的是機(jī)床將一個(gè)零件從基準(zhǔn)點(diǎn)移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn)的方法。目標(biāo)點(diǎn)可以是鉆一個(gè)孔、銑一個(gè)槽或其它加工操作的一個(gè)確定的位置。用于數(shù)控機(jī)床的兩種測(cè)量系統(tǒng)是絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)和增量測(cè)量系統(tǒng)。絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)（亦稱坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)）采用固定基準(zhǔn)點(diǎn)（原點(diǎn)），所有位置信息正是以這一點(diǎn)基準(zhǔn)。換句話說(shuō)，必須給出一個(gè)零件運(yùn)動(dòng)的所有位置相對(duì)于原始固定基準(zhǔn)點(diǎn)的尺寸關(guān)系。X和Y兩維絕對(duì)測(cè)量系統(tǒng)，每維都以原點(diǎn)為基準(zhǔn)。增量測(cè)量系統(tǒng)有一個(gè)移動(dòng)的坐標(biāo)系統(tǒng)。運(yùn)用增量系統(tǒng)時(shí)，零件每移動(dòng)一次，機(jī)床就建立一個(gè)新的原點(diǎn)（基準(zhǔn)點(diǎn)）。使用增量測(cè)量系統(tǒng)時(shí)的X和Y值。注意，使用這個(gè)系統(tǒng)時(shí)，每個(gè)新的位置在X和Y軸上的值都是建立在前一個(gè)位置之上的。這種系統(tǒng)的缺陷是，如果產(chǎn)生的任何錯(cuò)誤沒(méi)有被發(fā)現(xiàn)與校正，則錯(cuò)誤會(huì)在整個(gè)過(guò)程中反復(fù)存在。 用于數(shù)控設(shè)備的控制系統(tǒng)通常有兩類，即點(diǎn)位控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)。點(diǎn)位控制數(shù)控系統(tǒng)機(jī)床（有時(shí)稱為位置控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床）只有沿直線運(yùn)動(dòng)的能力。然而，當(dāng)沿兩軸線以等值（X2.000,Y2.000)同時(shí)編程時(shí)，會(huì)形成45度斜線。點(diǎn)位控制系統(tǒng)常用于需確定孔位的鉆床和需進(jìn)行直線銑削加工的簡(jiǎn)單銑床上，以一系列小步運(yùn)動(dòng)形成弧形和斜線。然而，用這種方法時(shí)，實(shí)際加工軌跡與規(guī)定的切削軌跡略有不同。 具有在兩個(gè)或多個(gè)坐標(biāo)軸方向上同時(shí)運(yùn)動(dòng)的能力的機(jī)床，歸屬連續(xù)軌跡控制或輪廓控制類機(jī)床。這些機(jī)床用于加工兩維或三維空間中各種不同大小的弧形，圓角，圓及斜角。連續(xù)軌跡控制的數(shù)控機(jī)床比點(diǎn)位控制的機(jī)床貴得多，在加工復(fù)雜輪廓時(shí)，一般需要計(jì)算機(jī)輔助程序設(shè)計(jì)。 數(shù)控伺服機(jī)構(gòu)是使工作臺(tái)或滑座沿坐標(biāo)軸準(zhǔn)確運(yùn)動(dòng)的裝置。用于數(shù)控設(shè)備的伺服機(jī)構(gòu)常有兩種：步進(jìn)電機(jī)和液壓馬達(dá)。步進(jìn)電機(jī)伺服機(jī)構(gòu)常用于不太貴重的數(shù)控設(shè)備上。這些電機(jī)通常是大轉(zhuǎn)矩的伺服機(jī)構(gòu)，直接安裝在工作臺(tái)或刀座的絲杠上。大多數(shù)步進(jìn)電機(jī)是由來(lái)自定子和轉(zhuǎn)子組件的磁力脈沖驅(qū)動(dòng)的，這種作用的結(jié)果是電機(jī)軸轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)產(chǎn)生200步距。把電機(jī)軸接在10扣/英寸的絲杠上，每步能產(chǎn)生0.0005英寸的移動(dòng)（1/200X1/10=0.0005英寸）。液壓伺服馬達(dá)使壓力液體流過(guò)齒輪或柱塞，從而使軸轉(zhuǎn)動(dòng)。絲杠和滑座的機(jī)械運(yùn)動(dòng)是通過(guò)各種閥和液壓馬達(dá)的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的。液壓伺服馬達(dá)產(chǎn)生比步進(jìn)電機(jī)更大的轉(zhuǎn)矩，但比步進(jìn)電機(jī)貴，且噪聲很大。大多數(shù)大型數(shù)控機(jī)床使用液壓伺服機(jī)構(gòu)。 使用開(kāi)環(huán)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，沒(méi)有反饋信號(hào)來(lái)確保機(jī)床的坐標(biāo)軸是否運(yùn)動(dòng)了所需的距離。即，如果接受的輸入信號(hào)是使一特定工作臺(tái)坐標(biāo)軸移動(dòng)1.000英寸，伺服裝置通常使工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)1.000英寸，但無(wú)法將共子臺(tái)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)與輸入信號(hào)加以比較。使工作臺(tái)實(shí)際移動(dòng)了1.000英寸的唯一保證是所用的伺服機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確性。當(dāng)然，開(kāi)環(huán)系統(tǒng)比閉環(huán)系統(tǒng)便宜。閉環(huán)系統(tǒng)能將實(shí)際輸出（工作臺(tái)一英寸的運(yùn)動(dòng)量）與輸入信號(hào)加以比較，并對(duì)任何誤差進(jìn)行了比較。用于閉環(huán)系統(tǒng)的一些反饋裝置是傳感器，電尺或磁尺以及同步器等。閉環(huán)系統(tǒng)大大增加了數(shù)控機(jī)床的準(zhǔn)確性。 二、零件圖  三、加工分析工藝 （1） 零件圖工藝分析 該零件由圓柱面、螺紋及中心孔組成，該零件的尺寸的尺寸精度和表面粗糙度要求很高，該圖尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。材料為45鋼，有熱處理和硬度要求。 通過(guò)以上描述，可以采取以下幾點(diǎn)工藝措施： （一） 對(duì)圖樣上給定的有精度要求的尺寸，因?yàn)楣顢?shù)值很小，所以編程時(shí)不可以取平均值，或者不能省去小數(shù)點(diǎn)后面的，要對(duì)好刀。 （二） 在輪廓曲線上，沒(méi)有要進(jìn)行間隙補(bǔ)償?shù)?。但也要保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。 （三） 為便于裝夾，采用三角卡盤，先車左端面。然后掉頭，車右端面，打中心孔，再進(jìn)行精車。 （2） 確定裝夾方案 確定坯件軸線和右端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。左端采用三角自定心卡盤夾緊。 （3） 確定加工順序及走刀路線 加工順序的確定按由左到右、由粗到精、由近到遠(yuǎn)的原則確定，在一次裝夾中盡可能加工出較多的工作表面。結(jié)合本零件的結(jié)構(gòu)特征，可以加工外輪廓表面，然后加工內(nèi)孔各表面，由于該零件為中批量生產(chǎn)，走刀路線設(shè)計(jì)不必考慮最短進(jìn)給路線或最短空行程路線，外輪廓表面車削走刀路線可沿零件輪廓順序進(jìn)行。 （4） 刀具的選擇 將所選定的刀具參數(shù)填入表所示的數(shù)控加工刀具卡片中，以便于編程和操作管理。注意：在車削外輪廓時(shí)，為防止副刀面與工件表面發(fā)生干涉，應(yīng)選擇較大的副偏角，必要時(shí)可作圖檢驗(yàn)。 （5） 切削用量選擇 根據(jù)被加工表面質(zhì)量要求、刀具材料和工件材料，參考切削用量手冊(cè)或有關(guān)資料選取切削速度與每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，然后公式計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給速度，計(jì)算結(jié)果填入 背吃刀量的選擇因粗、精加工而有所不同。粗加工時(shí)，在工藝系統(tǒng)剛性和機(jī)床功率允許的情況下，盡可能取較大的背吃刀量，以減少進(jìn)給次數(shù)；精加工時(shí)，根據(jù)材料以保證零件表面粗糙度要求，一般要多次加工。 （6） 數(shù)控加工工藝卡片擬定 將前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容綜合成表所示的數(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。 四、程序分析 零件2左端 O0581 （前手動(dòng)平端面） N1 T0101 G99 M03 S600 G00 X62 Z2 G71U1.5 R0.5 F0.2 粗加工 G71P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X27.2 Z0 F0.15 S800 X30.2 W1.5 Z11.5 X34.2 W-10.5 N50 X55.2 W-14 G70 P10 Q50 半精加工 G00 X100 Z100 N2 T0202 G99 M03 S1000 G00 X27 Z2 G01 Z0 F0.1 X30 W-1.5 Z-11.5 X34 W-10.5 X55 W-14 G00 X100 Z100 N3 T0303 切槽 G99 M03 S300 G00 X35 Z-15 G01 X26 F0.05 G04 X4 G01 X35 G00 X100 Z100 N4 T0404 車螺紋 G99 M03 S300 G00 X32 Z4 G76 P020560 Q150 R0.1 G76 X28.05 Z-13.5 P975 Q300 F1.5 G00 X100 Z100 M05 M30 % 零件2右端 O0582 （前手動(dòng)平端面取總長(zhǎng)打中心孔） N1 T0101 G99 M03 S600 G00 X100 Z100 G00 X62 Z2 G71 U1.5 R0.5 F0.2 粗加工 G71P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X22.2 Z1 F0.15 S800 Z0 X24.2 W-1 W-6 X32.2 X40.2 Z-22 N50 X55 G70 P10 Q50 半精加工 G00 X100 Z100 N2 T0202 精加工 G99 M03 S1000 G00 X22 Z2 G01 Z0 F0.1 X24 W-1 W-6 X32 X40 Z-22 X55 G00 X100 Z100 M05 M30 % 零件1左端 O0583 前手動(dòng)平端 N1 T0101 車外圓 G99 M03 S600 G00 X100 Z100 X62 Z2 G73 U1.58 W0 R3 F0.2 G73 P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X55.2 Z1 F0.15 S800 Z-10 G02 X55.2 Z-30 R20 N50 G01 Z-78 G70 P10 Q50 半精車 G00 X100 Z100 N2 T0303 鏜孔 G99 M03 S600 G00 X100 Z100 G71 U-1.5 R0.5 F0.2 G71 P60 Q100 U1.1 W0 粗鏜孔 N60 G01 X41.06 F0.15 S800 Z0 X38.76 W-2 X31.8 W-13 X23.8 W-15 N100 X18 G70 P60 Q100 半精鏜孔 G00 X100 Z100 N3 T0404 精鏜孔 G99 M03 S1000 G00 X41.26 Z2 G01 Z0 F0.1 X28.96 W-2 X32 W-13 X24 W-15 X18 G00 Z2 X100 Z100 N4 T0101 精車外圓 G99 M03 S1000 G00 X55 Z2 G01 Z-10 F0.1 G02 X55 Z-30 R20 G01 Z-78 G00 X100 Z100 N5 T0202 切槽一 G99 M03 S300 G00 Z-48 X56 G01 X44 F0.05 G04 X4 G01 X56 F0.1 G00 Z-50 G01 X44 F0.05 G04 X4 G01 X56 F0.1 G00 Z-64 切槽二 G01 X44 F0.05 G04 X4 G01 X56 F0.1 G00 Z-62 G01 X44 F0.05 G04 X4 G01 X56 F0.1 G01 Z-77.86 切槽三 G01 X40 F0.05 G04 X4 G01 X56 F0.1 G00 Z-76 G01 X40 F0.05 G04 X4 G01 X56 F0.1 G00 X100 Z100 M05 M30 % 零件1右端 O0584 N1 T0101 鏜孔 G99 M03 S600 G00 X100 Z100 X18 Z2 G71 U-1.5 R0.5 F0.2 粗鏜孔 G71 P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X36.1 F0.15 S800 Z0 X33.8 W-2 W-6 X30.85 X37.85 W-1.5 Z-30 X24.8 Z-50 N50 X18 G70 P10 Q50 半精鏜孔 G00 Z100 X100 N2 T0202 精鏜孔 G99 M03 S1000 G00 X100 Z100 X36.3 Z2 G01 Z0 F0.1 X34 W-2 W-6 X31.05 X28.05 W-1.5 Z-30 X25 Z-50 X18 G00 Z2 X100 Z100 N3 切內(nèi)槽 T0303 G99 M03 S300 G00 X18 Z2 G01 Z-30 F0.2 X24 G01 X34 F0.05 G01 X18 F0.1 G00 Z2 X100 Z100 N4 車內(nèi)螺紋 T0404 G99 M03 S300 G00 X25 Z2 G01 Z-4 F0.2 G76 P020560 Q150 R0.1 G76 X28.05 Z-28 P975 Q300 F1.5 G01 Z2 F0.2 G00 X100 Z100 M05 M30 % 組合車 O0585 N1 T0101 車外圓弧 G99 M03 S600 G00 X100 Z100 X72 Z2 G73 U13.9 W0 R16 F0.2 粗車 G73 P10 Q50 U1.1 W0 N10 G01 X55.2 Z1 F0.15 S800 Z-4 G02 X49.68 Z-25.191 R20 G03 X40.2 Z-54.138 R27 N50 G01 X58 G70 NS10 NF50 半精車 G00 X100 Z100 N2 T0202 精車外圓弧 G99 M03 S1000 G00 X55 Z2 G01 Z-4 F0.1 G02 X49.48 Z-25.191 R20 G03 X40 Z-54.138 R27 G01 X58 G00 X58 G00 X100 Z100 M05 M30 % 五、數(shù)控車床的概述 數(shù)控車床是目前使用較廣泛的數(shù)控機(jī)床之一，主要用在加工軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件的內(nèi)外圓柱面、錐面、圓弧、螺紋面，并能進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸等工作，特別適用于形狀復(fù)雜的零件加工。 一般數(shù)控車床的主軸由直流或交流調(diào)速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，主軸作主運(yùn)動(dòng)，刀架的縱、橫向分別由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。為了車削螺紋，在主傳動(dòng)系統(tǒng)里裝有主軸脈沖發(fā)生器，以檢測(cè)主軸的轉(zhuǎn)速，保證車削螺紋時(shí)，主軸（工件）每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，Z軸（刀具）移動(dòng)一個(gè)加工螺紋的導(dǎo)程。 普通數(shù)控車床的主軸不是臥式的，刀架運(yùn)動(dòng)的縱方向即為Z 方向，刀架的橫向即為X方向，當(dāng)?shù)都苎豘向和X向協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)時(shí)，可形成各種復(fù)雜的平面曲線，以這條曲線繞軸線回轉(zhuǎn)時(shí)，可形成各種復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體。一般數(shù)控車床只需要兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。同樣數(shù)控立式車床也是刀架沿著工件的軸向和徑向運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng) 數(shù)控車床又稱為CNC(Computer Numerical Control)車床，既用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的車床。 普通臥式車床是靠手工操作機(jī)床來(lái)完成各種切削加工，而數(shù)控車床是將編制好的加工程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)中，由數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)車床X、Z坐標(biāo)軸的伺服電動(dòng)機(jī)去控制車床進(jìn)給運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作順序、移動(dòng)量和進(jìn)給速度，再配以主軸轉(zhuǎn)速的轉(zhuǎn)向，和自動(dòng)換刀系統(tǒng)，使能加工出各種形狀不同的軸類或盤類回轉(zhuǎn)體零件。因此，數(shù)控車床是目前使用較為廣泛的機(jī)床。 六、數(shù)控車床的使用 數(shù)控車床、車削中心，是一種高精度、高效率的自動(dòng)化機(jī)床。它具有廣泛的加工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋。具有直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)各種補(bǔ)償功能，并在復(fù)雜零件的批量生產(chǎn)中發(fā)揮 了良好的經(jīng)濟(jì)效果。合理選用數(shù)控車床，應(yīng)遵循如下原則： 1. 選用原則 1) 前期準(zhǔn)備 確定典型零件的工藝要求、加工工件的批量，擬定數(shù)控車床應(yīng)具有的功能是做好前期準(zhǔn)備，合理選用數(shù)控車床的前提條件 滿足典型零件的工藝要求 典型零件的工藝要求主要是零件的結(jié)構(gòu)尺寸、加工范圍和精度要求。根據(jù)精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求來(lái)選擇數(shù)控車床的控制精度。 根據(jù)可靠性來(lái)選擇 可靠性是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的保證。數(shù)控機(jī)床的可靠性是指機(jī)床在規(guī)定條件下執(zhí)行其功能時(shí)，長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行而不出故障。即平均無(wú)故障時(shí)間長(zhǎng)，即使出了故障，短時(shí)間內(nèi)能恢復(fù)，重新投入使用。選擇結(jié)構(gòu)合理、制造精良，并已批量生產(chǎn)的機(jī)床。一般，用戶越多，數(shù)控系統(tǒng)的可靠性越高。 2) 機(jī)床附件及刀具選購(gòu) 機(jī)床隨機(jī)附件、備件及其供應(yīng)能力、刀具，對(duì)已投產(chǎn)數(shù)控車床、車削中心來(lái)說(shuō)是十分重要的。選擇機(jī)床，需仔細(xì)考慮刀具和附件的配套性。 3) 注重控制系統(tǒng)的同一性 生產(chǎn)廠家一般選擇同一廠商的產(chǎn)品，至少應(yīng)選購(gòu)?fù)粡S商的控制系統(tǒng)，這給維修工作帶來(lái)極大的便利。教學(xué)單位，由于需要學(xué)生見(jiàn)多識(shí)廣，選用不同的系統(tǒng)，配備各種仿真軟件是明智的選擇。 4) 根據(jù)性能價(jià)格比來(lái)選擇 做到功能、精度不閑置、不浪費(fèi)，不要選擇和自已需要無(wú)關(guān)的功能。 5) 機(jī)床的防護(hù) 需要時(shí)，機(jī)床可配備全封閉或半封閉的防護(hù)裝置、自動(dòng)排屑裝置。 在選擇數(shù)控車床、車削中心時(shí)，應(yīng)綜合考慮上述各項(xiàng)原則。 2. 安裝方法 1) 起吊和運(yùn)輸 機(jī)床的起吊和就位，應(yīng)使用制造廠提供的專用起吊工具，不允許采用其他方法進(jìn)行。不需要專用起吊工具，應(yīng)采用鋼絲繩按照說(shuō)明書(shū)規(guī)定部位起吊和就位。 2) 基礎(chǔ)及位置 機(jī)床應(yīng)安裝在牢固的基礎(chǔ)上，位置應(yīng)遠(yuǎn)離振源；避免陽(yáng)光照射和熱幅射；放置在干燥的地方，避免潮濕和氣流的影響。機(jī)床附近若有振源，在基礎(chǔ)四周必須設(shè)置防振溝。 3) 機(jī)床的安裝 機(jī)床放置于基礎(chǔ)上，應(yīng)在自由狀態(tài)下找平，然后將地腳螺栓均勻地鎖緊。對(duì)于普通機(jī)床，水平儀讀數(shù)不超過(guò)0.04/1000mm，對(duì)于高精度的機(jī)床，水平儀超過(guò)0.02／1000mm。在測(cè)量安裝精度時(shí)，應(yīng)在恒定溫度下進(jìn)行，測(cè)量工具需經(jīng)一段定溫時(shí)間后再使用。機(jī)床安裝時(shí)應(yīng)竭力避免使機(jī)床產(chǎn)生強(qiáng)迫變形的安裝方法。機(jī)床安裝時(shí)不應(yīng)隨便拆下機(jī)床的某些部件，部件的拆卸可能導(dǎo)致機(jī)床內(nèi)應(yīng)力的重要新分配，從而影響機(jī)床精度。 3. 試運(yùn)轉(zhuǎn)前的準(zhǔn)備 機(jī)床幾何精度檢驗(yàn)合格后，需要對(duì)整機(jī)進(jìn)行清理。用浸有清洗劑的棉布或綢布，不得用棉紗或紗布。清洗掉機(jī)床出廠時(shí)為保護(hù)導(dǎo)軌面和加工面而涂的防銹油或防銹漆。清洗機(jī)床外表面上的灰塵。在各滑動(dòng)面及工作面涂以機(jī)床規(guī)定使滑油。 仔細(xì)檢查機(jī)床各部位是否按要求加了油，冷卻箱中是否加足冷卻液。機(jī)床液壓站、自動(dòng)間潤(rùn)滑裝置的油是否到油位批示器規(guī)定的部位。 檢查電氣控制箱中各開(kāi)關(guān)及元器件是否正常，各插裝集成電路板是否到位。 通電啟動(dòng)集中潤(rùn)滑裝軒，使各潤(rùn)滑部位及潤(rùn)滑油路中充滿潤(rùn)滑油。做好機(jī)床各部件動(dòng)作前的一切準(zhǔn)備。 數(shù)控車床調(diào)試與驗(yàn)收 數(shù)控車床的驗(yàn)收應(yīng)按國(guó)家頒布實(shí)行的《數(shù)控臥式車床制造與驗(yàn)收技術(shù)要求》進(jìn)行，在驗(yàn)收過(guò)程中，如發(fā)生爭(zhēng)執(zhí)，應(yīng)以國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，通過(guò)協(xié)商解決。 1）開(kāi)箱驗(yàn)收 按隨機(jī)裝箱單和合同中特定附件清單對(duì)箱內(nèi)物品逐一核對(duì)檢查。并做檢查記錄。有如下內(nèi)容： 包裝箱是否完好，機(jī)床外觀有無(wú)明顯損壞，是銹蝕、脫漆； 有無(wú)技術(shù)資料，是否齊全； 附件品種、規(guī)格、數(shù)量； 備件品種、規(guī)格、數(shù)量； 工具品種、規(guī)格、數(shù)量； 刀具〈刀片〉品種、規(guī)格、數(shù)量； 安裝附件； 電氣元器件品種、規(guī)格、數(shù)量； 2）開(kāi)機(jī)試驗(yàn) 機(jī)床安裝調(diào)試完成后，即通知制造廠派人調(diào)試機(jī)床。試驗(yàn)主要有如下： 3) 各種手動(dòng)試驗(yàn) a. 手動(dòng)操作試驗(yàn) 試驗(yàn)手動(dòng)操作的準(zhǔn)確性。 b. 點(diǎn)動(dòng)試驗(yàn) c. 主軸變檔試驗(yàn) d. 超程試驗(yàn) 2) 功能試驗(yàn) a. 用按鍵、開(kāi)關(guān)、人工操縱對(duì)機(jī)床進(jìn)行功能試驗(yàn)。試驗(yàn)動(dòng)作的靈活性、平穩(wěn)性及功能的可靠性。 b. 任選一種主軸轉(zhuǎn)速做主軸啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止的連續(xù)試驗(yàn)。操作不少于7次。 c. 主軸高、中、低轉(zhuǎn)速變換試驗(yàn)。轉(zhuǎn)速的指令值與顯示值允差為±5%。 d. 任選一種進(jìn)給量，在XZ軸全部行程上，連續(xù)做工作進(jìn)給和快速進(jìn)給試驗(yàn)?？焖傩谐虘?yīng)大于1/2全行程。正反方和連續(xù)操作不少于7次。 e. 在X、Z軸的全部行程上，做低、中、高進(jìn)給量變換試驗(yàn)。 轉(zhuǎn)塔刀架進(jìn)行各種轉(zhuǎn)位夾緊試驗(yàn)。 f. 液壓、潤(rùn)滑、冷卻系統(tǒng)做密封、潤(rùn)滑、冷卻性試驗(yàn)，做到不滲漏。 g. 卡盤做夾緊、松開(kāi)、靈活性及可靠性試驗(yàn)。 h. 主軸做正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止及變換主軸轉(zhuǎn)速試驗(yàn)。 i. 轉(zhuǎn)塔刀架進(jìn)行正反方向轉(zhuǎn)位試驗(yàn)。 j. 進(jìn)給機(jī)構(gòu)做低中高進(jìn)給量為快速進(jìn)給變換試驗(yàn)。 k. 試驗(yàn)進(jìn)給坐標(biāo)超程、手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入、位置顯示，回基準(zhǔn)點(diǎn)，程序序號(hào)批示和檢索、程序暫停、程序刪除、址線插補(bǔ)、直線切削徨、錐度切削循環(huán)、螺紋切削循環(huán)、圓弧切削循環(huán)、刀具位置補(bǔ)償、螺距補(bǔ)償、間隙補(bǔ)償?shù)裙δ艿目煽啃?、?dòng)作靈活性等。 4) 空動(dòng)轉(zhuǎn)試驗(yàn) a. 主動(dòng)動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，在最高轉(zhuǎn)速段不得少于1小時(shí)，主軸軸承的溫度值不超過(guò)70℃ ，溫升值不超過(guò)40℃； b. 連續(xù)空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，其運(yùn)動(dòng)時(shí)間不少于8小時(shí)，每個(gè)循環(huán)時(shí)間不大于15分鐘。每個(gè)循環(huán)終了停車，并模擬松卡工件動(dòng)作，停車不超過(guò)一分鐘，再繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 5) 負(fù)荷試驗(yàn) 用戶準(zhǔn)備好典型零件的圖紙和毛坯，在制造廠調(diào)試人員指導(dǎo)下編程和輸入程序，選擇切削刀具和切削用量。負(fù)荷試驗(yàn)可按如下三步進(jìn)行，粗車、重切削、精車。每一步又分單一切削和循環(huán)程序切削。每一次切削完成后檢驗(yàn)零件已加工部位實(shí)際尺寸并與指令值進(jìn)行比較，檢驗(yàn)機(jī)床在負(fù)荷條件下的運(yùn)行精度、即機(jī)床的綜合加工精度，轉(zhuǎn)塔刀架的轉(zhuǎn)位精度。 6） 驗(yàn)收 機(jī)床開(kāi)箱驗(yàn)收，功能試驗(yàn)，空運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)、負(fù)荷試驗(yàn)完成后，加工出合格產(chǎn)品，即可辦理驗(yàn)收移交手續(xù)。如有問(wèn)題，制造廠應(yīng)負(fù)責(zé)解決。 4．?dāng)?shù)控車床的使用條件 數(shù)控車床的正常使用必須滿足如下條件，機(jī)床所處位置的電源電壓波動(dòng)小，環(huán)境溫度低于30攝示度，相對(duì)溫度小于80%。 1）機(jī)床位置環(huán)境要求 機(jī)床的位置應(yīng)遠(yuǎn)離振源、應(yīng)避免陽(yáng)光直接照射和熱輻射的影響，避免潮濕和氣流的影響。如機(jī)床附近有振源，則機(jī)床四周應(yīng)設(shè)置防振溝。否則將直接影響機(jī)床的加工精度及穩(wěn)定性，將使電子元件接觸不良，發(fā)生故障，影響機(jī)床的可靠性。 2）電源要求 一般數(shù)控車床安裝在機(jī)加工車間，不僅環(huán)境溫度變化大，使用條件差，而且各種機(jī)電設(shè)備多，致使電網(wǎng)波動(dòng)大。因此，安裝數(shù)控車床的位置，需要電源電壓有嚴(yán)格控制。電源電壓波動(dòng)必須在允許范圍內(nèi)，并且保持相對(duì)穩(wěn)定。否則會(huì)影響數(shù)控系統(tǒng)的正常工作。 3）溫度條件 數(shù)控車床的環(huán)境溫度低于30攝示度，相對(duì)溫度小于80%。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控電控箱內(nèi)部設(shè)有排風(fēng)扇或冷風(fēng)機(jī)，以保持電子元件，特別是中央處理器工作溫度恒定或溫度差變化很小。過(guò)高的溫度和濕度將導(dǎo)致控制系統(tǒng)元件壽命降低，并導(dǎo)致故障增多。溫度和濕度的增高，灰塵增多會(huì)在集成電路板產(chǎn)生粘結(jié)，并導(dǎo)致短路。 4）按說(shuō)明書(shū)的規(guī)定使用機(jī)床 用戶在使用機(jī)床時(shí)，不允許隨意改變控制系統(tǒng)內(nèi)制造廠設(shè)定的參數(shù)。這些參數(shù)的設(shè)定直接關(guān)系到機(jī)床各部件動(dòng)態(tài)特征。只有間隙補(bǔ)償參數(shù)數(shù)值可根據(jù)實(shí)際情況予以調(diào)整。 用戶不能隨意更換機(jī)床附件，如使用超出說(shuō)明書(shū)規(guī)定的液壓卡盤。制造廠在設(shè)置附件時(shí)，充分考慮各項(xiàng)環(huán)節(jié)參數(shù)的匹配。盲目更換造成各項(xiàng)環(huán)節(jié)參數(shù)的不匹配，甚至造成估計(jì)不到的事故。 使用液壓卡盤、液壓刀架、液壓尾座、液壓油缸的壓力，都應(yīng)在許用應(yīng)力范圍內(nèi)，不允許任意提高。 數(shù)控車削的工藝與工裝 數(shù)控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數(shù)控車床是一次裝夾，連續(xù)自動(dòng)加工完成所有車削工序，因而應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。 1合理選擇切削用量 對(duì)于高效率的金屬切削加工來(lái)說(shuō)，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時(shí)間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟(jì)有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。 切削條件的三要素：切削速度、進(jìn)給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會(huì)上升，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械的、化學(xué)的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會(huì)減少1/2。 進(jìn)給條件與刀具后面磨損關(guān)系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進(jìn)給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對(duì)刀具的影響小。切深對(duì)刀具的影響雖然沒(méi)有切削速度和進(jìn)給量大，但在微小切深切削時(shí)，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會(huì)影響刀具的壽命。 用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進(jìn)給量、切深等選擇使用的切削速度。如下表： 最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎(chǔ)上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達(dá)到壽命才是理想的條件。 然而，在實(shí)際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關(guān)。在確定加工條件時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行研究。對(duì)于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來(lái)說(shuō)，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。 2. 合理選擇刀具 1) 粗車時(shí)，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。 2) 精車時(shí)，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。 3) 為減少換刀時(shí)間和方便對(duì)刀，應(yīng)盡量采用機(jī)夾刀和機(jī)夾刀片。 3. 合理選擇夾具 1) 盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具； 2) 零件定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤差。 4. 確定加工路線 加工路線是指數(shù)控機(jī)床加工過(guò)程中，刀具相對(duì)零件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。 1) 應(yīng)能保證加工精度和表面粗糙要求； 2) 應(yīng)盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時(shí)間。 5. 加工路線與加工余量的聯(lián)系 目前，在數(shù)控車床還未達(dá)到普及使用的條件下，一般應(yīng)把毛坯上過(guò)多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時(shí)，則需注意程序的靈活安排。 6. 夾具安裝要點(diǎn) 目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實(shí)現(xiàn)的，如圖1。液壓卡盤夾緊要點(diǎn)如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。 刀具上的 修光刃 指的是在刀具刀刃后面副偏角方向磨出的一小段與刀尖平行的刀刃 主要用于刀刃切削后進(jìn)行一次二次切削 相當(dāng)于精加工過(guò)程 去處毛刺等傷痕 目的是提高工件的表面粗糙度 多應(yīng)用于進(jìn)行精加工的刀具上 七、車床的振動(dòng)及控制 1 振動(dòng) 車削加工過(guò)程中，工件和刀具之間常常發(fā)生強(qiáng)烈的振動(dòng)，破壞和干擾了正常的切削加工，是一種極其有害的現(xiàn)象。當(dāng)車床發(fā)生震動(dòng)時(shí)，工件表面質(zhì)量惡化，產(chǎn)生明顯的表面振紋，工件的粗糙度增大，這時(shí)必須降低切削用量，使車床的工作效率大大降低。強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)，會(huì)時(shí)車床產(chǎn)生崩刃現(xiàn)象，使切削加工過(guò)程無(wú)法進(jìn)行下去。由于振動(dòng)，將使車床和刀具磨損加劇，從而縮短車床和刀具的使用壽命；振動(dòng)并伴隨有噪音，危害工人身心健康，使工作環(huán)境惡化。車床振動(dòng)可公為自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)和自系振動(dòng)，據(jù)測(cè)算，這三類振動(dòng)分別5%，30%，65%。 當(dāng)振動(dòng)系統(tǒng)的平衡被破壞，彈性力來(lái)維持系統(tǒng)的振動(dòng)，稱為自由振動(dòng)(如圖1)，在外界周期性干擾力持續(xù)作用下，被迫產(chǎn)生的振動(dòng)稱為強(qiáng)迫振動(dòng)(如圖2)，由振動(dòng)過(guò)程本身引起切削力周期性變化，又由這個(gè)周期性變化的切削力反過(guò)來(lái)加強(qiáng)和維持的振動(dòng)稱為自激振動(dòng)。 2 車床振動(dòng)的振源 尋找振動(dòng)的來(lái)源，并加以排除或限制，是有效控制振動(dòng)的途徑。振源來(lái)自車床內(nèi)部的，稱為機(jī)內(nèi)振源；來(lái)自車床外部的，稱為機(jī)外振源。 由于自由振動(dòng)是由切削力的突然變化或其它外力沖擊引起的，可快速衰減，對(duì)車床加工過(guò)程影響非常小，可以忽略不計(jì)。 強(qiáng)迫振動(dòng)的振源 機(jī)內(nèi)振源：車床上各個(gè)電動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，包括電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)不平衡及電磁力不平衡引起的振動(dòng)；機(jī)床回轉(zhuǎn)零件的不平衡，如皮帶輪、卡盤、刀盤和工件不平衡引起的振動(dòng)；運(yùn)動(dòng)傳遞過(guò)程中引起的振動(dòng)，如變速操縱機(jī)機(jī)構(gòu)中的齒輪嚙合時(shí)的沖擊力，卸荷帶輪把徑向載荷卸給箱體時(shí)的振動(dòng)，三角皮帶的厚度不均勻，皮帶輪質(zhì)量偏心，雙向多片摩擦離合器，滑動(dòng)軸承和滾動(dòng)軸承尺寸及形位誤差引起的振動(dòng)；往復(fù)部件運(yùn)動(dòng)的慣性力，如離和器控制箱體的正反轉(zhuǎn)引起的慣性力振動(dòng)；切削時(shí)的沖擊振動(dòng)，如切削帶有鍵槽的工件表面時(shí)循環(huán)沖擊載荷引起的振動(dòng)；車床液壓傳動(dòng)系統(tǒng)的壓力脈動(dòng)。 機(jī)外振源：其它機(jī)床、鍛壓設(shè)備、火車、汽車等通過(guò)地基傳給車床的振動(dòng)。 自激振動(dòng)的振源 引起自激振動(dòng)的振源主要有車削時(shí)切削量過(guò)大、主切削力的方向、車刀的幾何角度的選擇不當(dāng)?shù)取? 3 振源分析 1）查找車床振動(dòng)振源的框圖。 查找車床振動(dòng)振源的框圖 2）車床主軸箱內(nèi)振源分析 一方面主軸箱中齒輪、軸承等零部件設(shè)計(jì)、制造及裝配過(guò)程中存在某些不足之處，另一方面長(zhǎng)期工作過(guò)程中使得某些零件失效，導(dǎo)致主軸箱在工作過(guò)程中產(chǎn)生了振動(dòng)。齒輪在嚙合時(shí)引起沖擊產(chǎn)生頻率為嚙合頻率的振動(dòng)，主軸安裝偏心所引起周期性振動(dòng)；軸承的損傷所引起周期性沖擊或者激發(fā)自身的各個(gè)元件以固有頻率振動(dòng)；以及其它因素所引起的振動(dòng)?，F(xiàn)以CA6140車床為例。對(duì)CA6140主軸箱傳動(dòng)系統(tǒng)中軸的回轉(zhuǎn)頻率和齒輪嚙合頻率進(jìn)行計(jì)算和實(shí)際測(cè)量(計(jì)算過(guò)程從略)。由于主軸轉(zhuǎn)速檔位較多，故僅選取主軸轉(zhuǎn)速為200rpm時(shí)計(jì)算主軸箱內(nèi)各軸的回轉(zhuǎn)頻率和齒輪嚙合頻率，計(jì)算結(jié)論數(shù)據(jù)如表1所示；主軸前端D3182121雙列向心短圓柱滾子軸的有關(guān)元件脈動(dòng)頻率計(jì)算結(jié)論。 回轉(zhuǎn)軸號(hào) 理論頻率(HZ) 實(shí)際頻率(HZ) 回轉(zhuǎn)頻率 嚙合頻率 回轉(zhuǎn)頻率 嚙合頻率 Ⅰ fⅠ=13 f56=760 fⅠ=14.15 f56=792 Ⅱ fⅡ=19 f38=730 fⅡ=20.8 f38=792 f22=423 f22=459 Ⅲ fⅢ=7.29 f58=423 fⅢ=7.9 f50=364.5 f50=364.5 f50=395 Ⅳ fⅣ=7.29 f50=364.5 fⅣ=7.9 f51=371.8 f50=395 f51=403.8 Ⅴ fⅤ=7.44 f50=371.8 fⅤ=8 f50=403.8 f26=193.3 f26=210 Ⅵ fⅥ=3.333 f58=193.3 fⅥ=3.6 f58=210 表2 內(nèi)圈滾道波度 172.8HZ 滾珠通過(guò)內(nèi)圈的頻率 60.5HZ 外圈的頻率 47.5HZ 滾珠自轉(zhuǎn)頻率 29.4HZ 3）數(shù)據(jù)分析 經(jīng)過(guò)大量實(shí)踐分析對(duì)比，發(fā)現(xiàn)主軸箱內(nèi)頻率為f=173HZ、f=790HZ對(duì)切削力影響很大，f=173HZ頻率的振動(dòng)主要是通過(guò)工件直接傳輸給刀架的，而f=790HZ一部分能量通過(guò)車床床身傳遞給刀架，一部分能量通過(guò)工件傳遞給刀架。 進(jìn)一步對(duì)f=173HZ，f=790HZ頻率所產(chǎn)生振動(dòng)原因進(jìn)行分析=計(jì)算并與表1、表2對(duì)比。得出如下結(jié)果：f=173HZ是由主軸前端的雙列向心短圓柱滾子軸承的內(nèi)圈滾道表面粗糙度很大所引起的，f=790HZ為軸承上齒輪(Z=56)的嚙合頻率，由摩擦片離合器在嚙合處剛性不足造成齒輪嚙合時(shí)不平穩(wěn)所引起的。 通過(guò)以上分析可知，在切削過(guò)程中，f=173HZ和f=790HZ振動(dòng)頻率對(duì)切削力影響很大。f=173HZ是由主軸前端的雙列向心短圓柱滾子軸承所引起的；f=790HZ是由軸承上的齒輪嚙合時(shí)不平穩(wěn)所引起的。 4 車床振動(dòng)的控制 1）對(duì)強(qiáng)迫振動(dòng)的控制 ·將振源與車床隔離。設(shè)置隔振裝置，將振源所產(chǎn)生的振動(dòng)由隔振裝置大部分吸收，減少振源對(duì)車削加工的干擾。挖防振溝，將車床安置在防振地基上，設(shè)置彈簧或橡皮墊減少振動(dòng)。 ·減少激振力。如精確平衡回轉(zhuǎn)零部件，將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子、皮帶輪和卡盤作靜平衡和動(dòng)平衡試驗(yàn)，提高軸承裝配精度。 ·提高車床傳動(dòng)的制造精度。如將變速操縱機(jī)構(gòu)中齒輪嚙合的制造精度提高，可以減少因齒輪嚙合傳動(dòng)而引起的振動(dòng)。 ·提高工藝系統(tǒng)的剛度及阻尼。車床系統(tǒng)剛度增加，對(duì)振動(dòng)的抵抗能力提高，亦可減少振動(dòng)。 ·調(diào)節(jié)系統(tǒng)的固有頻率，避免共振現(xiàn)象發(fā)生。 ·采用減振器和阻尼器。 2）對(duì)自激振動(dòng)的控制 ·合理選擇與切削有關(guān)的系數(shù)； ·合理選擇車刀的幾何參數(shù)； ·合理安排刀尖高低、潤(rùn)滑； ·提高工藝系統(tǒng)的抗振性。 八、數(shù)控車間規(guī)定 1、進(jìn)入車間實(shí)習(xí)時(shí)，要穿好工作服，大袖口要扎緊，襯衫要系入褲內(nèi)。女同學(xué)要戴安全帽，并將發(fā)辮納入帽內(nèi)。不得穿涼鞋、拖鞋、高跟鞋、背心、裙子和戴圍巾進(jìn)入車間。 2、嚴(yán)禁在車間內(nèi)追逐、打鬧、喧嘩、閱讀與實(shí)習(xí)無(wú)關(guān)的書(shū)刊、背誦外語(yǔ)單詞、收聽(tīng)廣播和MP3等。 3、應(yīng)在指定的機(jī)床和計(jì)算機(jī)上進(jìn)行實(shí)習(xí)。未經(jīng)允許，其它機(jī)床設(shè)備、工具或電器開(kāi)關(guān)等均不得亂動(dòng)。 4、操作前必須熟悉機(jī)床的一般性能、結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)原理及控制程序，嚴(yán)禁超性能使用。在弄懂整個(gè)操作過(guò)程前，不要進(jìn)行機(jī)床的操作和調(diào)節(jié)。 5、開(kāi)動(dòng)機(jī)床前，要檢查車床電氣控制系統(tǒng)是否正常，潤(rùn)滑系統(tǒng)是否暢通、油質(zhì)是否良好，并按規(guī)定要求加足潤(rùn)滑油，各操作手柄是否正確，工件、夾具及刀具是否已夾持牢固，檢查周圍有無(wú)障礙物，然后開(kāi)慢車試轉(zhuǎn)3～5分鐘，檢查各傳動(dòng)部件是否正常，確認(rèn)無(wú)故障后，才可正常使用。 6、機(jī)床操作時(shí)，必須嚴(yán)格按《數(shù)控車床操作步驟》進(jìn)行，不允許跳步驟執(zhí)行。 7、程序調(diào)試完成后，必須經(jīng)指導(dǎo)老師同意方可進(jìn)行切削加工。未經(jīng)指導(dǎo)老師許可，擅自操作或違章操作，成績(jī)作零分處理，造成事故者，按相關(guān)規(guī)定處分并賠償相應(yīng)損失。 8、加工零件前，必須嚴(yán)格檢查各切削刀具，防止相鄰刀具在切削時(shí)干涉。 9、加工零件時(shí)，必須關(guān)上防護(hù)門，不準(zhǔn)把頭手抻入防護(hù)門內(nèi)，加工過(guò)程中不允許打開(kāi)防護(hù)門。 10、加工過(guò)程中，操作者不得擅自離開(kāi)機(jī)床，應(yīng)保持思想高度集中，觀察機(jī)床的運(yùn)行。若發(fā)生不正常現(xiàn)象或事故時(shí)，應(yīng)立即按“急?！辨I，并及時(shí)報(bào)告指導(dǎo)老師。 11、嚴(yán)禁用力拍打控制面板、觸摸顯示屏。嚴(yán)禁敲擊中心架、頂尖、刀架和導(dǎo)軌。 12、嚴(yán)禁私自打開(kāi)數(shù)控系統(tǒng)控制柜進(jìn)行觀看和觸摸。 13、機(jī)床控制微機(jī)上，除進(jìn)行程序操作和傳輸及程序拷貝外，不允許作其它操作。 14、數(shù)控車床屬于大精設(shè)備，機(jī)床上嚴(yán)禁堆放任何工、夾、刃、量具、工件和其它雜物。 15、工作完后，應(yīng)切斷電源，清掃切屑，擦凈機(jī)床，在導(dǎo)軌面上，加注潤(rùn)滑油，各部件應(yīng)調(diào)整到正常位置，打掃現(xiàn)場(chǎng)衛(wèi)生，填寫(xiě)設(shè)備使用記錄。 九、國(guó)內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展概況 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì)現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。 長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過(guò)程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過(guò)CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒(méi)有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過(guò)程中CNC只是一個(gè)封閉式的開(kāi)環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過(guò)程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無(wú)法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無(wú)法通過(guò)反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。由此可見(jiàn)，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過(guò)程，因此，對(duì)數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢(shì)在必行。 十、數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)國(guó) 1　性能發(fā)展方向 (1)高速高精高效化　速度、精度和效率是機(jī)械制造技術(shù)的關(guān)鍵性能指標(biāo)。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。 (2)柔性化　包含兩方面：數(shù)控系統(tǒng)本身的柔性，數(shù)控系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，功能覆蓋面大，可裁剪性強(qiáng)，便于滿足不同用戶的需求；群控系統(tǒng)的柔性，同一群控系統(tǒng)能依據(jù)不同生產(chǎn)流程的要求，使物料流和信息流自動(dòng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，從而最大限度地發(fā)揮群控系統(tǒng)的效能。 (3)工藝復(fù)合性和多軸化　以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床的工藝復(fù)合化是指工件在一臺(tái)機(jī)床上一次裝夾后，通過(guò)自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺(tái)等各種措施，完成多工序、多表面的復(fù)合加工。數(shù)控技術(shù)軸，西門子880系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá)24軸。 (4)實(shí)時(shí)智能化　早期的實(shí)時(shí)系統(tǒng)通常針對(duì)相對(duì)簡(jiǎn)單的理想環(huán)境，其作用是如何調(diào)度任務(wù)，以確保任務(wù)在規(guī)定期限內(nèi)完成。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今天，實(shí)時(shí)系統(tǒng)和人工智能相互結(jié)合，人工智能正向著具有實(shí)時(shí)響應(yīng)的、更現(xiàn)實(shí)的領(lǐng)域發(fā)展，而實(shí)時(shí)系統(tǒng)也朝著具有智能行為的、更加復(fù)雜的應(yīng)用發(fā)展，由此產(chǎn)生了實(shí)時(shí)智能控制這一新的領(lǐng)域。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前饋控制等。例如在數(shù)控系統(tǒng)中配備編程專家系統(tǒng)、故障診斷專家系統(tǒng)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定和刀具自動(dòng)管理及補(bǔ)償?shù)茸赃m應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，在高速加工時(shí)的綜合運(yùn)動(dòng)控制中引入提前預(yù)測(cè)和預(yù)算功能、動(dòng)態(tài)前饋功能，在壓力、溫度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使數(shù)控系統(tǒng)的控制性能大大提高，從而達(dá)到最佳控制的目的。 2　功能發(fā)展方向 (1)用戶界面圖形化　用戶界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話接口。由于不同用戶對(duì)界面的要求不同，因而開(kāi)發(fā)用戶界面的工作量極大，用戶界面成為計(jì)算機(jī)軟件研制中最困難的部分之一。當(dāng)前INTERNET、虛擬現(xiàn)實(shí)、科學(xué)計(jì)算可視化及多媒體等技術(shù)也對(duì)用戶界面提出了更高要求。圖形用戶界面極大地方便了非專業(yè)用戶的使用，人們可以通過(guò)窗口和菜單進(jìn)行操作，便于藍(lán)圖編程和快速編程、三維彩色立體動(dòng)態(tài)圖形顯示、圖形模擬、圖形動(dòng)態(tài)跟蹤和仿真、不同方向的視圖和局部顯示比例縮放功能的實(shí)現(xiàn)。 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——智能化數(shù)控系統(tǒng) (2)科學(xué)計(jì)算可視化　科學(xué)計(jì)算可視化可用于高效處理數(shù)據(jù)和解釋數(shù)據(jù)，使信息交流不再局限于用文字和語(yǔ)言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等可視信息?？梢暬夹g(shù)與虛擬環(huán)境技術(shù)相結(jié)合，進(jìn)一步拓寬了應(yīng)用領(lǐng)域，如無(wú)圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對(duì)縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低產(chǎn)品成本具有重要意義。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，可視化技術(shù)可用于CAD/CAM，如自動(dòng)編程設(shè)計(jì)、參數(shù)自動(dòng)設(shè)定、刀具補(bǔ)償和刀具管理數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)處理和顯示以及加工過(guò)程的可視化仿真演示等。 (3)插補(bǔ)和補(bǔ)償方式多樣化　多種插補(bǔ)方式如直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)、圓柱插補(bǔ)、空間橢圓曲面插補(bǔ)、螺紋插補(bǔ)、極坐標(biāo)插補(bǔ)、2D+2螺旋插補(bǔ)、NANO插補(bǔ)、NURBS插補(bǔ)(非均勻有理B樣條插補(bǔ))、樣條插補(bǔ)(A、B、C樣條)、多項(xiàng)式插補(bǔ)等。多種補(bǔ)償功能如間隙補(bǔ)償、垂直度補(bǔ)償、象限誤差補(bǔ)償、螺距和測(cè)量系統(tǒng)誤差補(bǔ)償、與速度相關(guān)的前饋補(bǔ)償、溫度補(bǔ)償、帶平滑接近和退出以及相反點(diǎn)計(jì)算的刀具半徑補(bǔ)償?shù)取? (4)內(nèi)裝高性能PLC　數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝高性能PLC控制模塊，可直接用梯形圖或高級(jí)語(yǔ)言編程，具有直觀的在線調(diào)試和在線幫助功能。編程工具中包含用于車床銑床的標(biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序?qū)嵗脩艨稍跇?biāo)準(zhǔn)PLC用戶程序基礎(chǔ)上進(jìn)行編輯修改，從而方便地建立自己的應(yīng)用程序。 (5)多媒體技術(shù)應(yīng)用　多媒體技術(shù)集計(jì)算機(jī)、聲像和通信技術(shù)于一體，使計(jì)算機(jī)具有綜合處理聲音、文字、圖像和視頻信息的能力。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用多媒體技術(shù)可以做到信息處理綜合化、智能化，在實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過(guò)程參數(shù)監(jiān)測(cè)等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。 3　體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 (1)集成化　采用高度集成化CPU、RISC芯片和大規(guī)模可編程集成電路FPGA、EPLD、CPLD以及專用集成電路ASIC芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。應(yīng)用FPD平板顯示技術(shù)，可提高顯示器性能。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和CRT抗衡的新興顯示技術(shù)，是21世紀(jì)顯示技術(shù)的主流。應(yīng)用先進(jìn)封裝和互連技術(shù)，將半導(dǎo)體和表面安裝技術(shù)融為一體。通過(guò)提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來(lái)降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。 (2)模塊化　硬件模塊化易于實(shí)現(xiàn)數(shù)控系統(tǒng)的集成化