齒輪軸零件加工工藝、程序編制畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、 南 通 大 學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文（數(shù)控）課題名稱(chēng) 齒輪軸零件加工工藝、程序編制及仿真 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械制造工藝與設(shè)備（數(shù)控） 班 級(jí)： 指導(dǎo)老師： 2007 年 6 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(zhuān)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)，

2、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（高速銑頭齒輪軸）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(chē)床的概述六、數(shù)控車(chē)床的使用 七、車(chē)床的振動(dòng)及控制 八、數(shù)控車(chē)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

3、勢(shì)國(guó)十一、數(shù)控車(chē)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、參考文獻(xiàn)十四、程序一、數(shù)控機(jī)床的組成部分?jǐn)?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(chēng)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(huà)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

4、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(lèi)，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(chēng)為位置控制系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床）只有沿直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的能力。然而，當(dāng)沿兩軸線(xiàn)以等值（x2.000,y2.000)同時(shí)編程時(shí)，會(huì)形成45度斜線(xiàn)。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(xiàn)銑削加工的簡(jiǎn)單銑床上，以一

5、系列小步運(yùn)動(dòng)形成弧形和斜線(xiàn)。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(lèi)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

6、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

7、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40cr，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

8、數(shù)點(diǎn)后面的，要對(duì)好刀。（二） 在輪廓曲線(xiàn)上，沒(méi)有要進(jìn)行間隙補(bǔ)償?shù)?。但也要保證輪廓曲線(xiàn)的準(zhǔn)確性。（三） 為便于裝夾，采用三角卡盤(pán)，先車(chē)左端面，再車(chē)出一個(gè)夾頭，再打中心孔。然后掉頭，車(chē)右端面，打中心孔，再進(jìn)行精車(chē)。再掉頭，進(jìn)行精車(chē)。（2） 確定裝夾方案 確定坯件軸線(xiàn)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(pán)夾緊。（3） 確定加工順序及走刀路線(xiàn)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，由于該零件為單件中批量生產(chǎn)，走刀路線(xiàn)設(shè)計(jì)不必考慮最短進(jìn)給路線(xiàn)或最短空行程路線(xiàn)，外輪廓表

9、面車(chē)削走刀路線(xiàn)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(chē)削外輪廓時(shí)，為防止副刀面與工件表面發(fā)生干涉，應(yīng)選擇較大的副諞角，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

10、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o0608n010 t0101 90外圓車(chē)刀主軸用1號(hào)刀 n020 m03s500主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500n030 g90g95g0x32z2 加工零件右端絕對(duì)值，快速定位到(32,2)n040 g71u1r0.5外圓粗切循環(huán)n050 g71p60q110u0.2w0f0.2n060 g1x9f0.1s800精加工程序第一個(gè)程序段，轉(zhuǎn)速800，進(jìn)給速度為0.1n070 x15z-1 車(chē) 15倒角1x45直線(xiàn)插補(bǔ)到(

11、15,-1)n080 z-79 車(chē) 15 直線(xiàn)插補(bǔ)到(15,-79)n090 x22直線(xiàn)插補(bǔ)到(22,-79)n100 x24z-80 車(chē)24倒角1x45直線(xiàn)插補(bǔ)到(24,-80)n110 z-140 車(chē) 24直線(xiàn)插補(bǔ)到(110,-115)n120 g70p60q110精加工程序最后一個(gè)程序段n130 g0x100z100快速定位到(100,100)n140 t0202 寬1.1切槽刀換2號(hào)刀n150 m03s300主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速300n160 g0x17z-5快速定位到(17,-5)n170 g1x14.3f0.05 15上切寬深切至14.3直線(xiàn)插補(bǔ)到(14.3,-5)n180 g4x2延時(shí)

12、2秒n190 g0x26快速定位到(26,-5)n200 z-79快速定位到(26,-79)n210 g1x14f0.05 切20.5的槽直線(xiàn)插補(bǔ)到(26,-79) ,進(jìn)給速度為0.05n220 g4x2延時(shí)2秒n230 g0x17快速定位到(17,-79)n240 z-78.1快速定位到(17,-78.1)n250 g1x14f0.05 直線(xiàn)插補(bǔ)到(14,-78.1),進(jìn)給速度為0.05n260 g4x2延時(shí)2秒n270 g0x100快速定位到(100,-78.1)n280 z100快速定位到(100,100)n290 m02程序停止換頭o0420n010 t0101 90外圓車(chē)刀主0軸用1

13、號(hào)刀n020 m03s500主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速500n030 g90g95g0x32z2絕對(duì)值，快速定位到(32,2)n040 g71u1r0.5外圓粗切循環(huán)n050 g71p60q140u0.2w0f0.2n060 g1x4f0.1s800精加工程序第一個(gè)程序段，轉(zhuǎn)速800，進(jìn)給速度為0.1n070 x9.87z-1 m10倒角145直線(xiàn)插補(bǔ)到(9.87,-1)n080 z-23 車(chē) m10直線(xiàn)插補(bǔ)到(9.87,-23)n090 x14直線(xiàn)插補(bǔ)到(14,-23)n100 z-51 車(chē) 14直線(xiàn)插補(bǔ)到(14,-51)n110 x18直線(xiàn)插補(bǔ)到(18,-51)n120 z-82 車(chē) 18直線(xiàn)插補(bǔ)到(

14、18,-82)n130 x20直線(xiàn)插補(bǔ)到(20,-82)n140 x26z-85 24倒角245直線(xiàn)插補(bǔ)到(26,-85)n150 g70p350q440精加工程序最后一個(gè)程序段n160 g0x100z100快速定位到(100,100)n170 t0202 寬1.1切槽刀主軸用2號(hào)刀n180 m03s300主軸正轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速300n190g0x16z-23快速定位到(16,-23)n200 g1x7.8f0.05 m10上切31.1的槽直線(xiàn)插補(bǔ)到(7.8,-23), 進(jìn)給速度為0.05n210 g4x2延時(shí)2秒n220 g0x16快速定位到(16,-23)n230 z-22快速定位到(16,-22

15、)n240 g1x7.8f0.05 進(jìn)給速度為0.05n250 g4x2延時(shí)2秒n260 g0x12快速定位到(12,-22)n270 z-21.1快速定位到(84,0)n280 g1x7.8f0.05直線(xiàn)插補(bǔ)到(7.8,0),進(jìn)給速度為0.05n290 g4x2延時(shí)2秒n300 g0x20快速定位到(20,0)n310 z-51快速定位到(22,-51)n320 g1x13f0.05 14上切20.5的槽直線(xiàn)插補(bǔ)到(13,-51),進(jìn)給速度為0.05n330 g4x2延時(shí)2秒n340 g0x16快速定位到(16,-51)n350 z-50.1快速定位到(16,-50.1)n360 g1x13

16、f0.05直線(xiàn)插補(bǔ)到(13,-50.1),進(jìn)給速度為0.05n370 g4x2延時(shí)2秒n380 g0x20快速定位到(20,-50.1)n700 z-54.1快速定位到(20,-54.1)n390 g1x17f0.05 18上切寬深至直線(xiàn)插補(bǔ)到(17,-54.1),進(jìn)給速度為0.05n400 g4x2延時(shí)2秒n410 g0x24快速定位到(24,-54.1)n420 z-82快速定位到(24,-82)n430 g1x17f0.05 18上切20.5的槽直線(xiàn)插補(bǔ)到(17,-82),進(jìn)給速度為0.05n440 g4x2延時(shí)2秒n450 g0x24快速定位到(24,-82)n780 z-81.1快速

17、定位到(24,-81.1)n460 g1x17f0.05直線(xiàn)插補(bǔ)到(17,-81.1),進(jìn)給速度為0.05n470 g4x2延時(shí)2秒n480g0x100快速定位到(100,-81.1)n490 z100快速定位到(100,-81.1)n500 t0303 主軸用3號(hào)刀 60螺紋刀n510 g0x12z5快速定位到(12,5)n520 g76p021060q100r0.1 攻螺紋m10-6h螺紋切削循環(huán)n530 g76x8.05z-22p975q400f1.5螺紋切削循環(huán)終點(diǎn)（8.05，-22）n540 g0x100快速定位到(100,-22)n550 z100快速定位到(100,100)n56

18、0 m05主軸停n570 m02程序結(jié)束五、數(shù)控車(chē)床的概述數(shù)控車(chē)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(lèi)和盤(pán)類(lèi)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(chē)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(chē)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(chē)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(chē)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)都苎貁向和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(xiàn)

19、，以這條曲線(xiàn)繞軸線(xiàn)回轉(zhuǎn)時(shí)，可形成各種復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體。一般數(shù)控車(chē)床只需要兩坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)。同樣數(shù)控立式車(chē)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(chē)床又稱(chēng)為cnc(computer numerical control)車(chē)床，既用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的車(chē)床。普通臥式車(chē)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(chē)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(chē)床x、z坐標(biāo)軸的伺服電動(dòng)機(jī)去控制車(chē)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(lèi)或盤(pán)類(lèi)回轉(zhuǎn)體零件。因此，數(shù)控車(chē)床是目前使用較為廣泛的機(jī)床。 六、數(shù)控車(chē)床的使用 數(shù)控車(chē)床、車(chē)削

20、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(xiàn)圓柱、斜線(xiàn)圓柱、圓弧和各種螺紋。具有直線(xiàn)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(chē)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(chē)床應(yīng)具有的功能是做好前期準(zhǔn)備，合理選用數(shù)控車(chē)床的前提條件 滿(mǎn)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(chē)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

21、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(hù)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(chē)床、車(chē)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(chǎng)家一般選擇同一廠(chǎng)商的產(chǎn)品，至少應(yīng)選購(gòu)?fù)粡S(chǎng)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

22、、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(chē)床、車(chē)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(chǎng)提供的專(zhuān)用起吊工具，不允許采用其他方法進(jìn)行。不需要專(zhuān)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

23、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)0.021000mm。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(chǎng)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

24、，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(mǎn)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(chē)床調(diào)試與驗(yàn)收 數(shù)控車(chē)床的驗(yàn)收應(yīng)按國(guó)家頒布實(shí)行的數(shù)控臥式車(chē)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(guān)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；

25、 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(chǎng)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

26、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(pán)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(xiàn)插補(bǔ)、直線(xiàn)切削徨、錐度切削循環(huán)、螺紋切削循環(huán)、圓弧切削循環(huán)

27、、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(chē)，并模擬松卡工件動(dòng)作，停車(chē)不超過(guò)一分鐘，再繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 5) 負(fù)荷試驗(yàn) 用戶(hù)準(zhǔn)備好典型零件的圖紙和毛坯，在制造廠(chǎng)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(chē)、重切削、精車(chē)。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

28、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(chǎng)應(yīng)負(fù)責(zé)解決。 4數(shù)控車(chē)床的使用條件 數(shù)控車(chē)床的正常使用必須滿(mǎn)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(chē)床安裝在機(jī)加工車(chē)間

29、，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(chē)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(chē)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(hù)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(chǎng)設(shè)定的參數(shù)。這些參數(shù)的設(shè)定

30、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(hù)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(pán)。制造廠(chǎng)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(pán)、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(chē)削的工藝與工裝數(shù)控車(chē)床加工的工藝與普通車(chē)床的加工工藝類(lèi)似，但由于數(shù)控車(chē)床是一次裝夾，連續(xù)自動(dòng)加工完成所有車(chē)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

31、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(hù)要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類(lèi)、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)

32、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(chē)時(shí)，要選強(qiáng)度高、耐用度好的刀具，以便滿(mǎn)足粗車(chē)時(shí)大背吃刀量、大進(jìn)給量的要求。 2) 精車(chē)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(zhuān)用夾具； 2) 零件定位基準(zhǔn)重合，以減少定位誤

33、差。 4. 確定加工路線(xiàn) 加工路線(xiàn)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(xiàn)，減少刀具空行程時(shí)間。 5. 加工路線(xiàn)與加工余量的聯(lián)系 目前，在數(shù)控車(chē)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(chē)床上加工。如必須用數(shù)控車(chē)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(pán)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(pán)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(pán)固定螺釘，即可卸下卡盤(pán)。 刀具上的 修光刃 指的

34、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(chē)床的振動(dòng)及控制 1 振動(dòng) 車(chē)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(chē)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(chē)床的工作效率大大降低。強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)，會(huì)時(shí)車(chē)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(chē)床和刀具磨損加劇，從而縮短車(chē)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

35、工作環(huán)境惡化。車(chē)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(lèi)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(chēng)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(chēng)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(chēng)為自激振動(dòng)。2 車(chē)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(chē)床內(nèi)部的，稱(chēng)為機(jī)內(nèi)振源；來(lái)自車(chē)床外部的，稱(chēng)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(chē)床加工過(guò)程影響非常小，可以忽略不計(jì)。 強(qiáng)迫振動(dòng)

36、的振源 機(jī)內(nèi)振源：車(chē)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(pán)、刀盤(pán)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(chē)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(chē)、汽車(chē)等通過(guò)地基傳給車(chē)床的振動(dòng)。 自激振動(dòng)

37、的振源 引起自激振動(dòng)的振源主要有車(chē)削時(shí)切削量過(guò)大、主切削力的方向、車(chē)刀的幾何角度的選擇不當(dāng)?shù)取?3 振源分析 1）查找車(chē)床振動(dòng)振源的框圖。 查找車(chē)床振動(dòng)振源的框圖2）車(chē)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(chē)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

38、(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 f=13 f56=760 f=14.15 f56=792 f=19 f38=730 f=20.8 f38=792 f22=423 f22=459 f=7.29 f58=423 f=7.9 f50=364.5 f50=364.5 f50=395 f=7.29 f50=364.5 f=7.9 f51=371

39、.8 f50=395 f51=403.8 f=7.44 f50=371.8 f=8 f50=403.8 f26=193.3 f26=210 f=3.333 f58=193.3 f=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(chē)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=79

40、0hz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(chē)床振動(dòng)的控制 1）對(duì)強(qiáng)迫振動(dòng)的控制 將振源與車(chē)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(chē)削加

41、工的干擾。挖防振溝，將車(chē)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(pán)作靜平衡和動(dòng)平衡試驗(yàn)，提高軸承裝配精度。 提高車(chē)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(chē)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(chē)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(chē)間規(guī)定1、進(jìn)入車(chē)間實(shí)習(xí)時(shí)，要穿好工作服，大

42、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(chē)間。2、嚴(yán)禁在車(chē)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(chē)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?chē)袩o(wú)障礙物，然

43、后開(kāi)慢車(chē)試轉(zhuǎn)35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(chē)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(mén)，不準(zhǔn)把頭手抻入防護(hù)門(mén)內(nèi)，加工過(guò)程中不允許打開(kāi)防護(hù)門(mén)。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(guān)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

44、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(guān)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(chē)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)

45、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(zhuān)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(xiàn)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

46、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

47、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(mǎn)足不同用戶(hù)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

48、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(mén)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(lèi)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

49、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(zhuān)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(zhuān)家系統(tǒng)、故障診斷專(zhuān)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(hù)界面圖形化用戶(hù)界面是數(shù)控系統(tǒng)與使用者之間的對(duì)話(huà)接口。由于不同用戶(hù)對(duì)界面的要求不同，因而開(kāi)發(fā)用戶(hù)界面的工作量極大，用戶(hù)界面成為計(jì)算機(jī)軟

50、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(hù)界面提出了更高要求。圖形用戶(hù)界面極大地方便了非專(zhuān)業(yè)用戶(hù)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)

51、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(xiàn)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

52、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(guān)的在線(xiàn)調(diào)試和在線(xiàn)幫助功能。編程工具中包含用于車(chē)床銑床的標(biāo)準(zhǔn)plc用戶(hù)程序?qū)嵗脩?hù)可在標(biāo)準(zhǔn)plc用戶(hù)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)?？删幊碳呻娐穎pga、epld、cpld以及專(zhuān)用集成電路as

53、ic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)的集成化和標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如cpu、存儲(chǔ)器、位置伺服、plc、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過(guò)積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增

54、減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng)。(3)網(wǎng)絡(luò)化機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無(wú)人化操作。通過(guò)機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺(tái)機(jī)床上對(duì)其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫(huà)面可同時(shí)顯示在每一臺(tái)機(jī)床的屏幕上。(4)通用型開(kāi)放式閉環(huán)控制模式采用通用計(jì)算機(jī)組成總線(xiàn)式、模塊化、開(kāi)放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類(lèi)型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專(zhuān)用型單機(jī)封閉式開(kāi)環(huán)控制模式提出的。由于制造過(guò)程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過(guò)程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量

55、的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過(guò)程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過(guò)程變量。加工過(guò)程中采用開(kāi)放式通用型實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式，易于將計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、cad/cam、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，構(gòu)成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系，從而實(shí)現(xiàn)集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化。4智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)前開(kāi)發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過(guò)程的、具有閉環(huán)控制體系結(jié)構(gòu)的、智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)已成為可能。智能化新一代pcnc數(shù)控系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)智能技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、cad/cam、伺服控制、自適應(yīng)控制、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)管理及動(dòng)態(tài)刀具補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)仿真等高新技術(shù)融于一體，形成嚴(yán)密的制造過(guò)程閉環(huán)控制體系。 5關(guān)于數(shù)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)