數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)維修淺析-畢業(yè)設(shè)計(jì)名師資料合集(完整版)資料

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)維修淺析畢業(yè)設(shè)計(jì)名師資料合集（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)維修淺析畢業(yè)設(shè)計(jì)名師資料合集（完整版）資料(可以直接使用，可編輯優(yōu)秀版資料，歡迎下載）數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)維修淺析2021屆機(jī)械工程系專業(yè)機(jī)電設(shè)備維修與管理學(xué)號學(xué)生姓名指導(dǎo)教師目錄摘要 3第一章數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)概述 41.1數(shù)控機(jī)床電氣控制組成 41.2.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的電氣控制 6第二章維修工作的基本條件 82.1人員條件 82.2物質(zhì)條件 92.3關(guān)于預(yù)防性維護(hù) 9第三章數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷與維修 103.1常見電氣故障分類 103.2故障的診斷與分析 113.3電氣故障的排除方法 143.4維修排故后的總結(jié) 15總結(jié) 16致謝 17參考文獻(xiàn) 18摘要數(shù)控機(jī)床的電氣故障是數(shù)控機(jī)床的多發(fā)故障，其接線復(fù)雜、故障不易查找，一直是維修的一個(gè)重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文對數(shù)控機(jī)床的電氣維修技術(shù)做出了簡明的概括，簡單闡述了數(shù)控機(jī)床的電氣系統(tǒng)的構(gòu)成，把一些常見的故障進(jìn)行分類，列舉了一些常見數(shù)控的機(jī)床的電氣故障的診斷方法，總結(jié)歸納出了數(shù)控機(jī)床的電氣維修方法及技巧，使維修人員可以有條理進(jìn)行數(shù)控機(jī)床電氣部分的診斷與維修，減少了電氣故障的診斷時(shí)間，加快了電氣故障維修的速度。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床，電氣故障，分析，維修

第一章數(shù)控技術(shù)談到維修，首先必須從總體上了解我們的維修對象。1.1數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)概述一臺典型的數(shù)控機(jī)床其全部的電氣控制系統(tǒng)如圖1所示。數(shù)控機(jī)床其全部的電氣控制系統(tǒng)如圖1所示。

圖1數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置。它可以是穿孔帶閱讀機(jī)(已很少使用)，3.5in軟盤驅(qū)動(dòng)器，cnc鍵盤(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤及驅(qū)動(dòng)裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲保護(hù))、磁帶機(jī)(較少使用)、pc計(jì)算機(jī)等等。

(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的中樞，它將接到的全部功能指令進(jìn)行解碼、運(yùn)算，然后有序地發(fā)出各種需要的運(yùn)動(dòng)指令和各種機(jī)床功能的控制指令，直至運(yùn)動(dòng)和功能結(jié)束。

數(shù)控系統(tǒng)都有很完善的自診斷能力，日常使用中更多地是要注意嚴(yán)格按規(guī)定操作，而日常的維護(hù)則主要是對硬件使用環(huán)境的保護(hù)和防止系統(tǒng)軟件的破壞。

(3)可編程邏輯控制器是機(jī)床各項(xiàng)功能的邏輯控制中心。它將來自cnc的各種運(yùn)動(dòng)及功能指令進(jìn)行邏輯排序，使它們能夠準(zhǔn)確地、協(xié)調(diào)有序地安全運(yùn)行；同時(shí)將來自機(jī)床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給cnc，使cnc能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令，如此實(shí)現(xiàn)對整個(gè)機(jī)床的控制。

當(dāng)代plc多集成于數(shù)控系統(tǒng)中，這主要是指控制軟件的集成化，而plc硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結(jié)構(gòu)。plc與cnc的集成是采取軟件接口實(shí)現(xiàn)的，一般系統(tǒng)都是將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址，由系統(tǒng)對所有地址的信息狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)各接口信號的現(xiàn)時(shí)狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進(jìn)一步的控制命令，完成對運(yùn)動(dòng)或功能的控制。

不同廠商的plc有不同的plc語言和不同的語言表達(dá)形式，因此，力求熟悉某一機(jī)床plc程序的前提是先熟悉該機(jī)床的plc語言。

(4)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受來自cnc的驅(qū)動(dòng)指令，經(jīng)速度與轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋實(shí)施速度閉環(huán)控制。它還通過plc將主軸的各種現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)通告cnc用以完成對主軸的各項(xiàng)功能控制。

主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設(shè)定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)特性，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動(dòng)機(jī)規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)加以調(diào)改的，例如零漂等。通常cnc中也設(shè)有主軸相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)作用相同，因此要注意二者取一，切勿沖突。

(5)進(jìn)給伺服系統(tǒng)接受來自cnc對每個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸分別提供的速度指令，經(jīng)速度與電流(轉(zhuǎn)矩)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋信號實(shí)施速度閉環(huán)控制。它也通過plc與cnc通信，通報(bào)現(xiàn)時(shí)工作狀態(tài)并接受cnc的控制。進(jìn)給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應(yīng)該在位置開環(huán)的條件下作最佳化調(diào)節(jié)，既不過沖又要保持一定的硬特性。它受機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)械特性的制約，一旦導(dǎo)軌和機(jī)械傳動(dòng)鏈的狀態(tài)發(fā)生變化，就需重調(diào)速度環(huán)調(diào)節(jié)器。

(6)電器硬件電路隨著plc功能的不斷強(qiáng)大，電器硬件電路主要任務(wù)是電源的生成與控制電路、隔離繼電器部分及各類執(zhí)行電器(繼電器、接觸器)，很少還有繼電器邏輯電路的存在。但是一些進(jìn)口機(jī)床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況，一旦這類元件出現(xiàn)故障，除了更換之外，還可以將其去除而由plc邏輯取而代之，但是這不僅需要對該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對機(jī)床的plc語言與程序深入掌握才行。

(7)機(jī)床(電器部分)包括所有的電動(dòng)機(jī)、電磁閥、制動(dòng)器、各種開關(guān)等。它們是實(shí)現(xiàn)機(jī)床各種動(dòng)作的執(zhí)行者和機(jī)床各種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的報(bào)告員。

這里可能的主要故障多數(shù)屬于電器件自身的損壞和連接電線、電纜的脫開或斷裂。

(8)速度測量通常由集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中的測速機(jī)來完成。它將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為速度反饋信號，與指令速度電壓值相比較，從而實(shí)現(xiàn)速度的精確控制。

這里應(yīng)注意測速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測速機(jī)。由此引起的速度失控多是由于測速反饋線接反或者斷線所致。

(9)位置測量較早期的機(jī)床使用直線或圓形同步感應(yīng)器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機(jī)床多采用光柵尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測量元件。它們對機(jī)床坐標(biāo)軸在運(yùn)行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測量，將測量值反饋到cnc并與指令位移相比較直至坐標(biāo)軸到達(dá)指令位置，從而實(shí)現(xiàn)對位置的精確控制。

位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測量元件受到污染，導(dǎo)線連接故障等。

(10)外部設(shè)備一般指pc計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等輸出設(shè)備，多數(shù)不屬于機(jī)床的基本配置。使用中的主要問題與輸入裝置一樣，是匹配問題。

1.2數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的電氣控制

數(shù)控機(jī)床一個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的電氣控制由電流(轉(zhuǎn)矩)控制環(huán)、速度控制環(huán)和位置控制環(huán)串聯(lián)組成。其控制框圖如圖2。

圖2運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)電氣控制系統(tǒng)(1)電流環(huán)是為伺服電機(jī)提供轉(zhuǎn)矩的電路。一般情況下它與電動(dòng)機(jī)的匹配調(diào)節(jié)已由制造者作好了或者指定了相應(yīng)的匹配參數(shù)，其反饋信號也在伺服系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接完成，因此不需接線與調(diào)整。

(2)速度環(huán)是控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速亦即坐標(biāo)軸運(yùn)行速度的電路。速度調(diào)節(jié)器是比例積分(pi)調(diào)節(jié)器，其p、i調(diào)整值完全取決于所驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)軸的負(fù)載大小和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(導(dǎo)軌、傳動(dòng)機(jī)構(gòu))的傳動(dòng)剛度與傳動(dòng)間隙等機(jī)械特性，一旦這些特性發(fā)生明顯變化時(shí)，首先需要對機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)工作，然后重新調(diào)整速度環(huán)pi調(diào)節(jié)器。

速度環(huán)的最佳調(diào)節(jié)是在位置環(huán)開環(huán)的條件下才能完成的，這對于水平運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)軸較容易進(jìn)行，而對于垂向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸則位置開環(huán)時(shí)會(huì)自動(dòng)下落而發(fā)生危險(xiǎn)，可以采取先摘下電動(dòng)機(jī)空載調(diào)整，然后再裝好電動(dòng)機(jī)與位置環(huán)一起調(diào)整或者直接帶位置環(huán)一起調(diào)整，這時(shí)需要有一定的經(jīng)驗(yàn)和細(xì)心。速度環(huán)的反饋環(huán)節(jié)見前面“速度測量”一節(jié)。

(3)位置環(huán)是控制各坐標(biāo)軸按指令位置精確定位的控制環(huán)節(jié)。位置環(huán)將最終影響坐標(biāo)軸的位置精度及工作精度。這其中有兩方面的工作：

一是位置測量元件的精度與cnc系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的匹配問題。測量元件單位移動(dòng)距離發(fā)出的脈

沖數(shù)目經(jīng)過外部倍頻電路和/或cnc內(nèi)部倍頻系數(shù)的倍頻后要與數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的分辨率相符。例如位置測量元件10脈沖/mm，數(shù)控系統(tǒng)分辨率即脈沖當(dāng)量為0.001mm，則測量元件送出的脈沖必須經(jīng)過100倍頻方可匹配。

二是位置環(huán)增益系數(shù)kv值的正確設(shè)定與調(diào)節(jié)。通常kv值是作為機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置的，數(shù)控系統(tǒng)中對各個(gè)坐標(biāo)軸分別指定了kv值的設(shè)置地址和數(shù)值單位。在速度環(huán)最佳化調(diào)節(jié)后kv值的設(shè)定則成為反映機(jī)床性能好壞、影響最終精度的重要因素。kv值是機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)自身性能優(yōu)劣的直接表現(xiàn)而并非可以任意放大。關(guān)于kv值的設(shè)置要注意兩個(gè)問題，首先要滿足下列公式：

kv=v/δ

式中v——坐標(biāo)運(yùn)行速度，m/min

δ——跟蹤誤差，mm

注意，不同的數(shù)控系統(tǒng)采用的單位可能不同，設(shè)置時(shí)要注意數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的單位。例如，坐標(biāo)運(yùn)行速度的單位是m/min，則kv值單位為m/(mm·min)，若v的單位為mm/s，則kv的單位應(yīng)為mm/(mm·s)。

其次要滿足各聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸的kv值必須相同，以保證合成運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。通常是以kv值最低的坐標(biāo)軸為準(zhǔn)。

位置反饋(參見上節(jié)“位置測量”)有三種情況：一種是沒有位置測量元件，為位置開環(huán)控制即無位置反饋，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一般即為開環(huán)；一種是半閉環(huán)控制，即位置測量元件不在坐標(biāo)軸最終運(yùn)動(dòng)部件上，也就是說還有部分傳動(dòng)環(huán)節(jié)在位置閉環(huán)控制之外，這種情況要求環(huán)外傳動(dòng)部分應(yīng)有相當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)剛度和傳動(dòng)精度，加入反向間隙補(bǔ)償和螺距誤差補(bǔ)償之后，可以得到很高的位置控制精度；第三種是全閉環(huán)控制，即位置測量元件安裝在坐標(biāo)軸的最終運(yùn)動(dòng)部件上，理論上這種控制的位置精度情況最好，但是它對整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的要求更高而不是低，如若不然，則會(huì)嚴(yán)重影響兩坐標(biāo)的動(dòng)態(tài)精度，而使得機(jī)床只能在降低速度環(huán)和位置精度的情況下工作。影響全閉環(huán)控制精度的另一個(gè)重要問題是測量元件的精確安裝問題，千萬不可輕視。

(4)前饋控制與反饋相反，它是將指令值取出部分預(yù)加到后面的調(diào)節(jié)電路，其主要作用是減小跟蹤誤差以提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性從而提高位置控制精度。因?yàn)槎鄶?shù)機(jī)床沒有設(shè)此功能，故本文不詳述，只是要注意，前饋的加入必須是在上述三個(gè)控制環(huán)均最佳調(diào)試完畢后方可進(jìn)行。第二章維修工作的基本條件數(shù)控機(jī)床的身價(jià)從幾十萬元到上千萬元，一般都是企業(yè)中關(guān)鍵產(chǎn)品關(guān)鍵工序的關(guān)鍵設(shè)備，一旦故障停機(jī)，其影響和損失往往很大。但是，人們對這樣的設(shè)備往往更多地是看重其效能，而不僅對合理地使用不夠重視，更對其保養(yǎng)及維修工作關(guān)注太少，日常不注意對保養(yǎng)與維修工作條件的創(chuàng)造和投入，故障出現(xiàn)臨時(shí)抱佛腳的現(xiàn)象很是普遍。因此，為了充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效益，我們一定要重視維修工作，創(chuàng)造出良好的維修條件。由于數(shù)控機(jī)床日常出現(xiàn)的多為電氣故障，所以電氣維修更為重要。2.1人員條件數(shù)控機(jī)床電氣維修工作的快速性、優(yōu)質(zhì)性關(guān)鍵取決于電氣維修人員的素質(zhì)條件。

(1)首先是有高度的責(zé)任心和良好的職業(yè)道德。

(2)知識面要廣。要學(xué)習(xí)并基本掌握有關(guān)數(shù)控機(jī)床電氣控制的各學(xué)科知識，如計(jì)算機(jī)技術(shù)、模擬與數(shù)字電路技術(shù)、自動(dòng)控制與拖動(dòng)理論、控制技術(shù)、加工工藝以及機(jī)械傳動(dòng)技術(shù)，當(dāng)然還包括上節(jié)所講的基本數(shù)控知識。

(3)應(yīng)經(jīng)過良好的技術(shù)培訓(xùn)。數(shù)控技術(shù)基礎(chǔ)理論的學(xué)習(xí)，尤其是針對具體數(shù)控機(jī)床的技術(shù)培訓(xùn)，首先是參加相關(guān)的培訓(xùn)班和機(jī)床安裝現(xiàn)場的實(shí)際培訓(xùn)，然后向有經(jīng)驗(yàn)的維修人員學(xué)習(xí)，而更重要且更長時(shí)間的是自學(xué)。

(4)勇于實(shí)踐。要積極投入數(shù)控機(jī)床的維修與操作的工作中去，在不斷的實(shí)踐中提高分析能力和動(dòng)手能力。

(5)掌握科學(xué)的方法。要做好維修工作光有熱情是不夠的，還必須在長期的學(xué)習(xí)和實(shí)踐中總結(jié)提高，從中提煉出分析問題、解決問題的科學(xué)的方法。

(6)學(xué)習(xí)并掌握各種電氣維修中常用的儀器、儀表和工具。

(7)掌握一門外語，特別是英語。起碼應(yīng)做到能看懂技術(shù)資料。2.2物質(zhì)條件(1)準(zhǔn)備好通用的和某臺數(shù)控機(jī)床專用的電氣備件。

(2)非必要的常備電器元件應(yīng)做到采購渠道快速暢通。

(3)必要的維修工具、儀器儀表等，最好配有筆記本電腦并裝有必要的維修軟件。

(4)每臺數(shù)控機(jī)床所配有的完整的技術(shù)圖樣和資料。

(5)數(shù)控機(jī)床使用、維修技術(shù)檔案材料。2.3關(guān)于預(yù)防性維護(hù)預(yù)防性維護(hù)的目的是為了降低故障率，其工作內(nèi)容主要包括下列幾方面的工作。

(1)人員安排為每臺數(shù)控機(jī)床分配專門的操作人員、工藝人員和維修人員，所有人員都要不斷地努力提高自己的業(yè)務(wù)技術(shù)水平。

(2)建規(guī)建檔針對每臺機(jī)床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)章，建立工作與維修檔案，管理者要經(jīng)常檢查、總結(jié)、改進(jìn)。

(3)日常保養(yǎng)對每臺數(shù)控機(jī)床都應(yīng)建立日常維護(hù)保養(yǎng)計(jì)劃，包括保養(yǎng)內(nèi)容(如坐標(biāo)軸傳動(dòng)系統(tǒng)的潤滑、磨損情況，主軸潤滑等，油、水氣路，各項(xiàng)溫度控制，平衡系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，傳動(dòng)帶的松緊，繼電器、接觸器觸頭清潔，各插頭、接線端是否松動(dòng)，電氣柜通風(fēng)狀況等等)及各功能部件和元?dú)饧谋ｐB(yǎng)周期(每日、每月、半年或不定期)。

(4)提高利用率數(shù)控機(jī)床如果較長時(shí)間閑置不用，當(dāng)需要使用時(shí)，首先機(jī)床的各運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié)會(huì)由于油脂凝固、灰塵甚至生銹而影響其靜、動(dòng)態(tài)傳動(dòng)性能，降低機(jī)床精度，油路系統(tǒng)的堵塞更是一大煩事；從電氣方面來看，由于一臺數(shù)控機(jī)床的整個(gè)電氣控制系統(tǒng)硬件是由數(shù)以萬計(jì)的電子元器件組成的，他們的性能和壽命具有很大離散性，從宏觀來看分三個(gè)階段：在一年之內(nèi)基本上處于所謂“磨合”階段。在該階段故障率呈下降趨勢，如果在這期間不斷開動(dòng)機(jī)床則會(huì)較快完成“磨合”任務(wù)，而且也可充分利用一年的維修期；第二階段為有效壽命階段，也就是充分發(fā)揮效能的階段。在合理使用和良好的日常維護(hù)保養(yǎng)的條件下，機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)至少可在五年以上；第三階段為系統(tǒng)壽命衰老階段，電器硬件故障會(huì)逐漸增多，數(shù)控系統(tǒng)的使用壽命平均在8～10年左右。

因此，在沒有加工任務(wù)的一段時(shí)間內(nèi)，最好較低速度下空運(yùn)行機(jī)床，至少也要經(jīng)常給數(shù)控系統(tǒng)通電，甚至每天都應(yīng)通電。第三章數(shù)控機(jī)床電氣故障診斷與維修3.1常見電氣故障分類數(shù)控機(jī)床的電氣故障可按故障的性質(zhì)、表象、原因或后果等分類。

(1)以故障發(fā)生的部位，分為硬件故障和軟件故障。硬件故障是指電子、電器件、印制電路板、電線電纜、接插件等的不正常狀態(tài)甚至損壞，這是需要修理甚至更換才可排除的故障。而軟件故障一般是指plc邏輯控制程序中產(chǎn)生的故障，需要輸入或修改某些數(shù)據(jù)甚至修改plc程序方可排除的故障。零件加工程序故障也屬于軟件故障。最嚴(yán)重的軟件故障則是數(shù)控系統(tǒng)軟件的缺損甚至丟失，這就只有與生產(chǎn)廠商或其服務(wù)機(jī)構(gòu)聯(lián)系解決了。

(2)以故障出現(xiàn)時(shí)有無指示，分為有診斷指示故障和無診斷指示故障。當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)都設(shè)計(jì)有完美的自診斷程序，時(shí)實(shí)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)的軟、硬件性能，一旦發(fā)現(xiàn)故障則會(huì)立即報(bào)警或者還有簡要文字說明在屏幕上顯示出來，結(jié)合系統(tǒng)配備的診斷手冊不僅可以找到故障發(fā)生的原因、部位，而且還有排除的方法提示。機(jī)床制造者也會(huì)針對具體機(jī)床設(shè)計(jì)有相關(guān)的故障指示及診斷說明書。上述這兩部分有診斷指示的故障加上各電氣裝置上的各類指示燈使得絕大多數(shù)電氣故障的排除較為容易。無診斷指示的故障一部分是上述兩種診斷程序的不完整性所致(如開關(guān)不閉合、接插松動(dòng)等)。這類故障則要依靠對產(chǎn)生故障前的工作過程和故障現(xiàn)象及后果，并依靠維修人員對機(jī)床的熟悉程度和技術(shù)水平加以分析、排除。

(3)以故障出現(xiàn)時(shí)有無破壞性，分為破壞性故障和非破壞性故障。對于破壞性故障，損壞工件甚至機(jī)床的故障，維修時(shí)不允許重演，這時(shí)只能根據(jù)產(chǎn)生故障時(shí)的現(xiàn)象進(jìn)行相應(yīng)的檢查、分析來排除之，技術(shù)難度較高且有一定風(fēng)險(xiǎn)。如果可能會(huì)損壞工件，則可卸下工件，試著重現(xiàn)故障過程，但應(yīng)十分小心。

(4)以故障出現(xiàn)的或然性，分為系統(tǒng)性故障和隨機(jī)性故障。系統(tǒng)性故障是指只要滿足一定的條件則一定會(huì)產(chǎn)生的確定的故障；而隨機(jī)性故障是指在相同的條件下偶爾發(fā)生的故障，這類故障的分析較為困難，通常多與機(jī)床機(jī)械結(jié)構(gòu)的局部松動(dòng)錯(cuò)位、部分電氣工件特性漂移或可靠性降低、電氣裝置內(nèi)部溫度過高有關(guān)。此類故障的分析需經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)、綜合判斷才可能排除。

(5)以機(jī)床的運(yùn)動(dòng)品質(zhì)特性來衡量，則是機(jī)床運(yùn)動(dòng)特性下降的故障。在這種情況下，機(jī)床雖能正常運(yùn)轉(zhuǎn)卻加工不出合格的工件。例如機(jī)床定位精度超差、反向死區(qū)過大、坐標(biāo)運(yùn)行不平穩(wěn)等。這類故障必須使用檢測儀器確診產(chǎn)生誤差的機(jī)、電環(huán)節(jié)，然后通過對機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、數(shù)控系統(tǒng)和伺服系統(tǒng)的最佳化調(diào)整來排除。

此處故障的分類是為了便于故障的分析排除，而一種故障的產(chǎn)生往往是多種類型的混合，這就要求維修人員具體分析，參照上述分類采取相應(yīng)的分析、排除法。3.2故障的診斷與分析這是排故的第一階段，是非常關(guān)鍵的階段，主要應(yīng)作好下列工作：

①詢問調(diào)查在接到機(jī)床現(xiàn)場出現(xiàn)故障要求排除的信息時(shí)，首先應(yīng)要求操作者盡量保持現(xiàn)場故障狀態(tài)，不做任何處理，這樣有利于迅速精確地分析故障原因。同時(shí)仔細(xì)詢問故障指示情況、故障表象及故障產(chǎn)生的背景情況，依此做出初步判斷，以便確定現(xiàn)場排故所應(yīng)攜帶的工具、儀表、圖紙資料、備件等，減少往返時(shí)間。

②現(xiàn)場檢查到達(dá)現(xiàn)場后，首先要驗(yàn)證操作者提供的各種情況的準(zhǔn)確性、完整性，從而核實(shí)初步判斷的準(zhǔn)確度。由于操作者的水平，對故障狀況描述不清甚至完全不準(zhǔn)確的情況不乏其例，因此到現(xiàn)場后仍然不要急于動(dòng)手處理，重新仔細(xì)調(diào)查各種情況，以免破壞了現(xiàn)場，使排故增加難度。

③故障分析根據(jù)已知的故障狀況按上節(jié)所述故障分類辦法分析故障類型，從而確定排故原則。由于大多數(shù)故障是有指示的，所以一般情況下，對照機(jī)床配套的數(shù)控系統(tǒng)診斷手冊和使用說明書，可以列出產(chǎn)生該故障的多種可能的原因。

④確定原因?qū)Χ喾N可能的原因進(jìn)行排查從中找出本次故障的真正原因，這時(shí)對維修人員是一種對該機(jī)床熟悉程度、知識水平、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和分析判斷能力的綜合考驗(yàn)。

⑤排故準(zhǔn)備有的故障的排除方法可能很簡單，有些故障則往往較復(fù)雜，需要做一系列的準(zhǔn)備工作，例如工具儀表的準(zhǔn)備、局部的拆卸、零部件的修理，元器件的采購甚至排故計(jì)劃步驟的制定等等。

數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)故障的調(diào)查、分析與診斷的過程也就是故障的排除過程，一旦查明了原因，故障也就幾乎等于排除了。因此故障分析診斷的方法也就變得十分重要了。下面把電氣故障的常用診斷方法綜列于下。

(1)直觀檢查法這是故障分析之初必用的方法，就是利用感官的檢查。

①詢問向故障現(xiàn)場人員仔細(xì)詢問故障產(chǎn)生的過程、故障表象及故障后果，并且在整個(gè)分析判斷過程中可能要多次詢問。

②目視總體查看機(jī)床各部分工作狀態(tài)是否處于正常狀態(tài)(例如各坐標(biāo)軸位置、主軸狀態(tài)、刀庫、機(jī)械手位置等)，各電控裝置(如數(shù)控系統(tǒng)、溫控裝置、潤滑裝置等)有無報(bào)警指示，局部查看有無保險(xiǎn)燒煅，元器件燒焦、開裂、電線電纜脫落，各操作元件位置正確與否等等。

③觸摸在整機(jī)斷電條件下可以通過觸摸各主要電路板的安裝狀況、各插頭座的插接狀況、各功率及信號導(dǎo)線(如伺服與電機(jī)接觸器接線)的聯(lián)接狀況等來發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)故障的原因。

④通電這是指為了檢查有無冒煙、打火、有無異常聲音、氣味以及觸摸有無過熱電動(dòng)機(jī)和元件存在而通電，一旦發(fā)現(xiàn)立即斷電分析。

(2)儀器檢查法使用常規(guī)電工儀表，對各組交、直流電源電壓，對相關(guān)直流及脈沖信號等進(jìn)行測量，從中找尋可能的故障。例如用萬用表檢查各電源情況，及對某些電路板上設(shè)置的相關(guān)信號狀態(tài)測量點(diǎn)的測量，用示波器觀察相關(guān)的脈動(dòng)信號的幅值、相位甚至有無，用plc編程器查找plc程序中的故障部位及原因等。

(3)信號與報(bào)警指示分析法

①硬件報(bào)警指示這是指包括數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)在內(nèi)的各電子、電器裝置上的各種狀態(tài)和故障指示燈，結(jié)合指示燈狀態(tài)和相應(yīng)的功能說明便可獲知指示內(nèi)容及故障原因與排除方法。

②軟件報(bào)警指示如前所述的系統(tǒng)軟件、plc程序與加工程序中的故障通常都設(shè)有報(bào)警顯示，依據(jù)顯示的報(bào)警號對照相應(yīng)的診斷說明手冊便可獲知可能的故障原因及故障排除方法。

(4)接口狀態(tài)檢查法現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)多將plc集成于其中，而cnc與plc之間則以一系列接口信號形式相互通訊聯(lián)接。有些故障是與接口信號錯(cuò)誤或丟失相關(guān)的，這些接口信號有的可以在相應(yīng)的接口板和輸入/輸出板上有指示燈顯示，有的可以通過簡單操作在crt屏幕上顯示，而所有的接口信號都可以用plc編程器調(diào)出。這種檢查方法要求維修人員既要熟悉本機(jī)床的接口信號，又要熟悉plc編程器的應(yīng)用。(5)參數(shù)調(diào)整法數(shù)控系統(tǒng)、plc及伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)都設(shè)置許多可修改的參數(shù)以適應(yīng)不同機(jī)床、不同工作狀態(tài)的要求。這些參數(shù)不僅能使各電氣系統(tǒng)與具體機(jī)床相匹配，而且更是使機(jī)床各項(xiàng)功能達(dá)到最佳化所必需的。因此，任何參數(shù)的變化(尤其是模擬量參數(shù))甚至丟失都是不允許的；而隨機(jī)床的長期運(yùn)行所引起的機(jī)械或電氣性能的變化會(huì)打破最初的匹配狀態(tài)和最佳化狀態(tài)。此類故障多指故障分類一節(jié)中后一類故障，需要重新調(diào)整相關(guān)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)方可排除。這種方法對維修人員的要求是很高的，不僅要對具體系統(tǒng)主要參數(shù)十分了解，既知曉其地址熟悉其作用，而且要有較豐富的電氣調(diào)試經(jīng)驗(yàn)。

(6)備件置換法當(dāng)故障分析結(jié)果集中于某一印制電路板上時(shí)，由于電路集成度的不斷擴(kuò)大而要把故障落實(shí)于其上某一區(qū)域乃至某一元件是十分困難的，為了縮短停機(jī)時(shí)間，在有相同備件的條件下可以先將備件換上，然后再去檢查修復(fù)故障板。備件板的更換要注意以下問題。

①更換任何備件都必須在斷電情況下進(jìn)行。

②許多印制電路板上都有一些開關(guān)或短路棒的設(shè)定以匹配實(shí)際需要，因此在更換備件板上一定要記錄下原有的開關(guān)位置和設(shè)定狀態(tài)，并將新板作好同樣的設(shè)定，否則會(huì)產(chǎn)生報(bào)警而不能工作。

③某些印制電路板的更換還需在更換后進(jìn)行某些特定操作以完成其中軟件與參數(shù)的建立。這一點(diǎn)需要仔細(xì)閱讀相應(yīng)電路板的使用說明。

④有些印制電路板是不能輕易拔出的，例如含有工作存儲器的板，或者備用電池板，它會(huì)丟失有用的參數(shù)或者程序。必須更換時(shí)也必須遵照有關(guān)說明操作。

鑒于以上條件，在拔出舊板更換新板之前一定要先仔細(xì)閱讀相關(guān)資料，弄懂要求和操作步驟之后再動(dòng)手，以免造成更大的故障。

(7)交叉換位法當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障板或者不能確定是否故障板而又沒有備件的情況下，可以將系統(tǒng)中相同或相兼容的兩個(gè)板互換檢查，例如兩個(gè)坐標(biāo)的指令板或伺服板的交換從中判斷故障板或故障部位。這種交叉換位法應(yīng)特別注意，不僅硬件接線的正確交換，還要將一系列相應(yīng)的參數(shù)交換，否則不僅達(dá)不到目的，反而會(huì)產(chǎn)生新的故障造成思維的混亂，一定要事先考慮周全，設(shè)計(jì)好軟、硬件交換方案，準(zhǔn)確無誤再行交換檢查。

(8)特殊處理法當(dāng)今的數(shù)控系統(tǒng)已進(jìn)入pc基、開放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機(jī)床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設(shè)計(jì)中不可避免的一些問題，會(huì)使得有些故障狀態(tài)無從分析，例如死機(jī)現(xiàn)象。對于這種故障現(xiàn)象則可以采取特殊手段來處理，比如整機(jī)斷電，稍作停頓后再開機(jī)，有時(shí)則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實(shí)踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法。

3.3電氣故障的排除方法這是排故的第二階段，是實(shí)施階段。

如前所述，電氣故障的分析過程也就是故障的排除過程，因此電氣故障的一些常用排除方法在上一節(jié)的分析方法中已綜合介紹過了，本節(jié)則列舉幾個(gè)常見電氣故障做一簡要介紹，供維修者參考。

(1)電源電源是維修系統(tǒng)乃至整個(gè)機(jī)床正常工作的能量來源，它的失效或者故障輕者會(huì)丟失數(shù)據(jù)、造成停機(jī)。重者會(huì)毀壞系統(tǒng)局部甚至全部。西方國家由于電力充足，電網(wǎng)質(zhì)量高，因此其電氣系統(tǒng)的電源設(shè)計(jì)考慮較少，這對于我國有較大波動(dòng)和高次諧波的電力供電網(wǎng)來說就略顯不足，再加上某些人為的因素，難免出現(xiàn)由電源而引起的故障。我們在設(shè)計(jì)數(shù)控機(jī)床的供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡量做到：

①提供獨(dú)立的配電箱而不與其他設(shè)備串用。

②電網(wǎng)供電質(zhì)量較差的地區(qū)應(yīng)配備三相交流穩(wěn)壓裝置。

③電源始端有良好的接地。

④進(jìn)入數(shù)控機(jī)床的三相電源應(yīng)采用三相五線制，中線(n)與接地(pe)嚴(yán)格分開。

⑤電柜內(nèi)電器件的布局和交、直流電線的敷設(shè)要相互隔離。

(2)數(shù)控系統(tǒng)位置環(huán)故障

①位置環(huán)報(bào)警?？赡苁俏恢脺y量回路開路；測量元件損壞；位置控制建立的接口信號不存在等。

②坐標(biāo)軸在沒有指令的情況下產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)?？赡苁瞧七^大；位置環(huán)或速度環(huán)接成正反饋；反饋接線開路；測量元件損壞。

(3)機(jī)床坐標(biāo)找不到零點(diǎn)?？赡苁橇惴较蛟谶h(yuǎn)離零點(diǎn)；編碼器損壞或接線開路；光柵零點(diǎn)標(biāo)記移位；回零減速開關(guān)失靈。

(4)機(jī)床動(dòng)態(tài)特性變差，工件加工質(zhì)量下降，甚至在一定速度下機(jī)床發(fā)生振動(dòng)。這其中有很大一種可能是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)間隙過大甚至磨損嚴(yán)重或者導(dǎo)軌潤滑不充分甚至磨損造成的；對于電氣控制系統(tǒng)來說則可能是速度環(huán)、位置環(huán)和相關(guān)參數(shù)已不在最佳匹配狀態(tài)，應(yīng)在機(jī)械故障基本排除后重新進(jìn)行最佳化調(diào)整。

(5)偶發(fā)性停機(jī)故障。這里有兩種可能的情況：一種情況是如前所述的相關(guān)軟件設(shè)計(jì)中的問題造成在某些特定的操作與功能運(yùn)行組合下的停機(jī)故障，一般情況下機(jī)床斷電后重新通電便會(huì)消失；另一種情況是由環(huán)境條件引起的，如強(qiáng)力干擾(電網(wǎng)或周邊設(shè)備)、溫度過高、濕度過大等。這種環(huán)境因素往往被人們所忽視，例如南方地區(qū)將機(jī)床置于普通廠房甚至靠近敞開的大門附近，電柜長時(shí)間開門運(yùn)行，附近有大量產(chǎn)生粉塵、金屬屑或水霧的設(shè)備等等。這些因素不僅會(huì)造成故障，嚴(yán)重的還會(huì)損壞系統(tǒng)與機(jī)床，務(wù)必注意改善。

3.4維修排故后的總結(jié)對數(shù)控機(jī)床電氣故障進(jìn)行維修和分析排除后的總結(jié)與提高工作是排故的第三階段，也是十分重要的階段，應(yīng)引起足夠重視。

總結(jié)提高工作的主要內(nèi)容包括：

①詳細(xì)記錄從故障的發(fā)生、分析判斷到排除全過程中出現(xiàn)的各種問題，采取的各種措施，涉及到的相關(guān)電路圖、相關(guān)參數(shù)和相關(guān)軟件，其間錯(cuò)誤分析和排故方法也應(yīng)記錄并記錄其無效的原因。除填入維修檔案外，內(nèi)容較多者還要另文詳細(xì)書寫。

②有條件的維修人員應(yīng)該從較典型的故障排除實(shí)踐中找出常有普遍意義的內(nèi)容作為研究課題進(jìn)行理論性探討，寫出論文，從而達(dá)到提高的目的。特別是在有些故障的排除中并未經(jīng)由認(rèn)真系統(tǒng)地分析判斷而是帶有一定地偶然性排除了故障，這種情況下的事后總結(jié)研究就更加必要。

③總結(jié)故障排除過程中所需要的各類圖樣、文字資料，若有不足應(yīng)事后想辦法補(bǔ)濟(jì)，而且在隨后的日子里研讀，以備將來之需。

④從排故過程中發(fā)現(xiàn)自己欠缺的知識，制定學(xué)習(xí)計(jì)劃，力爭盡快補(bǔ)課。

⑤找出工具、儀表、備件之不足，條件允許時(shí)補(bǔ)齊?？偨Y(jié)提高工作的好處是：

①迅速提高維修者的理論水平和維修能力。

②提高重復(fù)性故障的維修速度。

③利于分析設(shè)備的故障率及可維修性，改進(jìn)操作規(guī)程，提高機(jī)床壽命和利用率。

④可改進(jìn)機(jī)床電氣原設(shè)計(jì)之不足。

⑤資源共享?？偨Y(jié)資料可作為其他維修人員的參數(shù)資料、學(xué)習(xí)培訓(xùn)教材?？偨Y(jié)本文闡述的數(shù)控機(jī)床電氣故障的維修方法適合常見的數(shù)控機(jī)床的電氣故障?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床日益向著大型化、復(fù)雜化、自動(dòng)化、高速化和連續(xù)化的方向發(fā)展，其電氣系統(tǒng)也越來越復(fù)雜，數(shù)控機(jī)床的電氣故障維修也越來越困難，對電氣故障診斷技術(shù)的要求也越來越高。應(yīng)用先進(jìn)的故障診斷技術(shù)對數(shù)控機(jī)床進(jìn)行監(jiān)測與診斷，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)器故障，消除事故隱患和預(yù)防設(shè)備惡性事故的發(fā)生。并且，隨著高新技術(shù)快速發(fā)展，數(shù)控機(jī)床電氣維修技術(shù)將不斷完善和日趨成熟。

參考文獻(xiàn)鄭州科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：軸類零件數(shù)控車削工藝分析及數(shù)控加工編程軸類零件數(shù)控車削工藝分析及數(shù)控加工編程摘要隨著數(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?、質(zhì)量是先進(jìn)制造技術(shù)的主題。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)周期和提高市場競爭能力。而對于數(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，對一些工藝問題（如對刀點(diǎn)、加工路線等）也需要一些處理。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)，針對具體的零件，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，加工效率，簡化工序等方面的優(yōu)勢。關(guān)鍵詞工藝分析加工方案進(jìn)給路線控制尺寸ShaftpartsCNCturningtechnologyanalysisandNCprogrammingAbstractWiththecontinuousdevelopmentofnumericalcontroltechnologyandapplicationsexpand,CNCmachiningtechnologyontheeconomyofanumberofimportantsectors(IT,automotive,lightindustrial,medical,etc.)playanincreasinglyimportantrole,sincetheefficiency,qualityisthethemeofadvancedmanufacturingtechnology.High-speed,high-precisionmachiningtechnologiescangreatlyenhanceefficiency,improveproductqualityandgrades,shortentheproductioncycleandimprovemarketcompetitiveness.ForNCprocessing,whetherautomaticormanualprogrammingprogramming,programmingbeforetheprocessingofpartsforprocessanalysis,formulationandprocessingprogrammes,selectingtherighttooltodeterminethecuttingparameters,onanumberoftechnologyissues(suchasontheknifepoint,processingline,etc.)alsoneedssomework.Andprocessmasterycontrolprecision,toprocessingthequalifiedproduct.ThisarticleinaccordancewiththecharacteristicsofCNCmachinetools,tailoredtospecificparts,aprocessofanalysis,determinationoftoolingprogramme,toolandcuttingparametersselection,determinetheorderandprocessinglinesforprocessing,theprocessingefficiency,simplifyprocesses,andotherbenefits.Keywords：analysisprocessingprogrammefeedinglinecontrolsize工藝分析加工方案進(jìn)給路線控制尺寸目錄摘要 1Abstract 2第一章概述 41.國內(nèi)外數(shù)控發(fā)展概況 4第二章工藝方案分析 82.1零件圖 82.2零件圖分析 82.3確定加工方法 82.4確定加工方案 9第三章工件的裝夾 103.1定位基準(zhǔn)的選擇 103.2定位基準(zhǔn)選擇的原則 103.3確定零件的定位基準(zhǔn) 103.4裝夾方式的選擇 103.5數(shù)控車床常用裝夾方式 103.6確定合理的裝夾方式 11第四章刀具及切削用量 124.1選擇數(shù)控刀具的原則 124.2選擇數(shù)控車削用刀具 124.3設(shè)置刀點(diǎn)和換刀點(diǎn) 134.4確定切削用量 13第五章典型軸類零件加工 145.1軸類零件加工的工藝分析 145.2典型軸類零件加工工藝 165.3手工編程 19第六章數(shù)控車自動(dòng)編程軟件CAXA介紹 231．CAXA數(shù)控車界面 232.CAXA數(shù)控車進(jìn)行造型設(shè)計(jì) 233．CAXA數(shù)控車加工-CAM 244．CAXA數(shù)控車加工類型 24第七章結(jié)束語 25第八章致謝詞 26參考文獻(xiàn) 27第一章概述1.1國內(nèi)外數(shù)控發(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)開始了根本性變革，各工業(yè)發(fā)達(dá)國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)行研究開發(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、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，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(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。

長期以來，我國的數(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CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(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、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(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，更無法通過反饋控制環(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，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)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢在必行。1.2數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢1.2.1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式檢測元件的交流數(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機(jī)床上一次裝夾后，通過自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭或轉(zhuǎn)臺等各種措施，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)通常針對相對簡單的理想環(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。

1.2.2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)與使用者之間的對話接口。由于不同用戶對界面的要求不同，因而開發(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)。

（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言表達(dá)，而可以直接使用圖形、圖像、動(dòng)畫等可視信息。可視化技術(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，如無圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、虛擬樣機(jī)技術(shù)等，這對縮短產(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?/p>

（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語言編程，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?，用戶可在?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)場設(shè)備的故障診斷、生產(chǎn)過程參數(shù)監(jiān)測等方面有著重大的應(yīng)用價(jià)值。

1.2.3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呻娐稦PGA、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。通過提高集成電路密度、減少互連長度和數(shù)量來降低產(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，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，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)程控制和無人化操作。通過機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，可在任何一臺機(jī)床上對其它機(jī)床進(jìn)行編程、設(shè)定、操作、運(yùn)行，不同機(jī)床的畫面可同時(shí)顯示在每一臺機(jī)床的屏幕上。（4）通用型開放式閉環(huán)控制模式采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。閉環(huán)控制模式是針對傳統(tǒng)的數(shù)控系統(tǒng)僅有的專用型單機(jī)封閉式開環(huán)控制模式提出的。由于制造過程是一個(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)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào)整加工過程變量。加工過程中采用開放式通用型實(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。1.3.智能化新一代PCNC數(shù)控系統(tǒng)當(dāng)前開發(fā)研究適應(yīng)于復(fù)雜制造過程的、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)密的制造過程閉環(huán)控制體系。第二章工藝方案分析2.1零件圖2.2零件圖分析該零件表面由圓柱、逆圓弧、槽、螺紋、內(nèi)孔、內(nèi)槽、內(nèi)螺紋等表面組成，尺寸標(biāo)注完整，選用毛坯為45#鋼，Φ65mm×125mm，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精度和表面粗糙度的要求，由于獲得同一級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等要求全面考慮。圖上幾個(gè)精度較高的尺寸，因其公差值較小，所以編程時(shí)有取平均值，而取其基本尺寸。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，考慮該零件為大量加工，股加工設(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)正確的確定毛坯到最終成形的加工方案。毛坯先夾持右端車右端輪廓95mm處，先用中心鉆打中心孔，再用Φ8的鉆頭鉆25mm的孔，再用Φ20的鉆頭擴(kuò)孔，再用鏜刀鏜Φ22.5mm的孔，再用內(nèi)槽刀鏜Φ28的槽，再用內(nèi)螺紋刀車M24×1.5的螺紋。然后再車Φ40mm、R6的圓弧、Φ60mm和R45的圓弧。調(diào)頭加工Φ32mm、R4、R6的圓弧、Φ60mm的外輪廓，在切退刀槽，最后車M32×0.75的螺紋。該典型軸加工順序?yàn)椋侯A(yù)備加工車端面鉆孔鏜孔切內(nèi)螺紋退刀槽車內(nèi)螺紋粗車左端面輪廓精車左端面輪廓調(diào)頭車端面粗車輪廓精車輪廓退刀槽粗車螺紋精車螺紋。第三章工件的裝夾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)，正確的選擇工件的定位的基準(zhǔn)有著十分中的意義。定位基準(zhǔn)選擇的好壞，不僅影響零件加工的位置精度，而且對零件個(gè)表面的加工順序也有很大的影響。合理的選擇定位基準(zhǔn)是保證零件加工精度的前提，還能簡化加工工序，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)，盡量使用工序基準(zhǔn)，定位基準(zhǔn)、編程原點(diǎn)三者統(tǒng)一。2）便于裝夾的原則。所選的定位基準(zhǔn)應(yīng)能保證定位準(zhǔn)確、可靠，定位夾緊簡單、易操作，敞開性好，能夠加工盡可能多的表面。3）便于對刀的原則。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至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，需將工件壓緊壓牢。合理的選擇加緊方式十分重要，工件的裝夾不僅影響加工質(zhì)量，而且對生產(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)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。2）在兩頂尖之間裝夾。對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。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)要一端用卡盤夾住，另一端用后頂尖支撐。這種方式比較安全，能承受較大的切削力，安裝剛性好，軸向定位基準(zhǔn)，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，軸向定位基準(zhǔn)。3.6確定合理的裝夾方式裝夾方法：先用三爪自定心卡盤夾住右端，加工左端達(dá)到工件精度要求；再工件調(diào)頭，用三爪自定心卡盤夾住工件右端，在加工到工件精度要求。第四章刀具及切削用量4.1選擇數(shù)控刀具的原則刀具壽命與切削用量有密切的關(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)道具復(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)選的比單刃刀具高些。對于機(jī)夾可轉(zhuǎn)位刀具，由于換到時(shí)間短，為了充分發(fā)揮其切削性能，提高生產(chǎn)效率，刀具壽命可選的低些，一般取15-30min對于裝刀、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)選的高些，尤其保證刀具可靠性。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的低些，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)選的低些。大件精加工時(shí)，為保證至少完成一次走刀，避免切削時(shí)中途換刀，刀具壽命應(yīng)按零件精度和表面粗糙度來定。與普通機(jī)床加工方法相比，數(shù)控加工對刀具提出了更高的要求，不僅需要?jiǎng)傂院谩⒕雀?，而求要求尺寸穩(wěn)定，耐用度高斷和排性能同時(shí)要求安裝和調(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)床上所選用的道具常采用適應(yīng)高速切削的刀具材料（如高速鋼、超細(xì)粒質(zhì)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)控車削刀常用的一般分成型車刀、尖形車刀、圓弧形車刀三類。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狀和尺寸決定。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型主副切削刃構(gòu)成，如90度內(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)行全面考慮，并應(yīng)兼顧刀尖本身的強(qiáng)度。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)刀具相對與工件運(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)一般通過對刀來確定，所以，該點(diǎn)又稱對刀點(diǎn)。在編制程序時(shí)，要正確選擇對刀點(diǎn)的位置。對刀點(diǎn)設(shè)置原則是：便于數(shù)值處理和簡化程序編制。易于找正并在加工過程中便于檢查，引起的加工誤差小。對刀點(diǎn)可設(shè)置在加工零件上，也可以設(shè)置在夾具上或機(jī)床上，為了提高零件的加工精度，對刀點(diǎn)應(yīng)盡量設(shè)置在零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)或工藝基準(zhǔn)上。實(shí)際操作機(jī)床時(shí)，可以通過手工對刀操作把刀具的刀位點(diǎn)放到對刀點(diǎn)上，即“刀位點(diǎn)”與“對刀點(diǎn)”的重合，所謂“刀位點(diǎn)”是指刀具定位基準(zhǔn)點(diǎn)，車刀的刀位點(diǎn)為刀尖或刀尖圓弧中心。用手動(dòng)對到操作，對刀精度較低，且效率低。而有些工廠采用光學(xué)對刀鏡、對刀儀、自動(dòng)對刀裝置等，以減少對刀時(shí)間，提高對刀精度。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)”時(shí)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)不碰工件及其他部件為準(zhǔn)。4.4確定切削用量數(shù)控編程時(shí)，編程人員必須確定每道工序的切削用量，并以指令的形式寫入程序中。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，降低成本第五章典型軸類零件加工5.1軸類零件加工的工藝分析（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。軸頸的直徑公差的等級通常為IT6-IT8，幾何形狀精度主要是圓度和圓柱度，一般要求是限制在直徑公差范圍之內(nèi)。相互位置精度主要是同軸度和圓跳動(dòng)；保證配合軸頸對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粗糙度要求較高。（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65mm，材料為45鋼在鋸床上按130mm長度下料。（3）定位基準(zhǔn)的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)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，并且能夠最大限度的在一次裝夾中加工出多個(gè)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)頭加工軸向尺寸的精確性，或?yàn)榱硕嗣嬗嗔烤鶆?，工件軸向需要定位。采用中心孔定位時(shí)，中心孔尺寸及兩端中心孔間的距離要保持一致。以外圓定位時(shí)，則應(yīng)采用三爪自定心卡盤反爪裝夾或采用限未支承，以工件端面或臺階面或臺階面兒作為軸向定位基準(zhǔn)。（4）軸類零件預(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)造成加工余量不足或裝夾不可靠。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，也可以在普通車床上切斷或在沖床上涌沖模沖切。（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)要求正火或退火處理，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，一提高零件的綜合機(jī)械性能；對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。相對運(yùn)動(dòng)的表面需在精加工前或后進(jìn)行表面淬火處理或進(jìn)行化學(xué)熱處理，以提高耐磨性。（6）加工工序劃分一般可按下類方法進(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部位。再用第二把刀、第三把完成他們可以完成的其他部位。這樣可以減少換刀次數(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于加工類容很多的零件，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；先加工簡單幾何形狀，在加工復(fù)雜的幾何形狀；先加工精度較低的部位，再加工精度較高的部位。③以粗、精加工分序法對于易發(fā)生加工變形的零件，由于粗加工后可能發(fā)生的變形而需要進(jìn)行校形，故一般來說凡要進(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)和工藝性，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）在加工時(shí)，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)是零件的剛性不被破壞。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于加緊，中間穿插有通用機(jī)床加工工序的也要綜合考慮。②先進(jìn)行內(nèi)形、內(nèi)腔加工工序，后進(jìn)行外形加工工序。③以相同定位、夾緊方式或同一把刀加工的工序最好連接進(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。④在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。在數(shù)控床上粗車、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）走刀路線和對刀點(diǎn)的選擇走刀路線包括切削加工軌跡，刀具運(yùn)動(dòng)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。合理的確定對刀點(diǎn)，對刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件上，但注意對刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已加工精加工過的部位，有時(shí)在第一道工序后對刀點(diǎn)被加工損壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對刀點(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)有相對固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對對刀位置，這樣可以根據(jù)他們之間的相對位置關(guān)系找回原對刀點(diǎn)。這個(gè)相對對刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺或夾具上。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、由遠(yuǎn)到近（由左到右）的原則確定。工件左端加工：即從左到右進(jìn)行外輪廓粗車（留0.5mm余量精車）,然后左到右進(jìn)行外輪廓精車，然后鉆孔，鏜內(nèi)退刀槽，鏜內(nèi)螺紋。工件調(diào)頭，工件右端加工：粗車外輪廓，精車外輪廓，切退刀槽，最后螺紋粗加工，螺紋精加工。（2）選擇刀具①車端面：選用硬質(zhì)合金45度車刀，粗、精車一把刀完成。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）以防于零件輪廓發(fā)生干涉，如果有必要就用圖形來檢驗(yàn)。③鉆孔：選用Ф16的硬質(zhì)合金鉆頭。④鏜孔：選用90度硬質(zhì)合金鏜刀。⑤內(nèi)槽刀：硬質(zhì)合金內(nèi)槽刀。⑥內(nèi)螺紋刀：選用60度硬質(zhì)合金鏜刀。⑦槽刀：選用硬質(zhì)合金車槽刀（刀長12mm，刀寬4mm）。⑧螺紋刀：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)吃刀量F/(mm/r)背吃刀量ap/mm粗車外圓80010011.5精車外圓9001000.050.2鉆孔3501000.10粗鏜孔80010011.5精鏜孔9001000.050.2內(nèi)退刀槽350250.040粗車內(nèi)螺紋1000.750.10.4精車內(nèi)螺紋1500.750.050.1外退刀槽350250.040粗車外螺紋1000.750.10.4精車外螺紋1500.750.050.1數(shù)控刀具卡片表3-1左端刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱典型軸零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01硬質(zhì)合金端面45度車刀1粗、精車端面2T02硬質(zhì)合金90度放型車刀1粗、精車外輪廓左偏刀3T03硬質(zhì)合金鏜刀1粗、精鏜孔、內(nèi)螺紋4T04硬質(zhì)合金內(nèi)槽刀1切槽5尾座硬質(zhì)合金Ф18鉆頭1鉆孔表3-2右端刀具卡片產(chǎn)品名稱或代號零件名稱典型軸零件圖號序號刀具號刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面?zhèn)渥?T01硬質(zhì)合金端面45度車刀1粗、精車端面2T02硬質(zhì)合金90度放型車刀1粗、精車外輪廓左偏刀3T03硬質(zhì)合金車槽刀1切槽4T0460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3-3數(shù)控加工工藝卡單位名稱產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號典型軸工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間001O0529三爪自定心卡盤Cjk6032數(shù)控車間工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(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T0145度刀450800手動(dòng)2粗車外輪廓T0290度車刀8001000.2自動(dòng)3精車外輪廓T0290度車刀900800.1自動(dòng)4鉆孔尾座Ф18鉆頭300200手動(dòng)5粗鏜孔T03鏜刀8001000.2自動(dòng)6精鏜孔T03鏜刀900800.1自動(dòng)7切槽T04切槽刀200250自動(dòng)工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間002O0528三爪自定心卡盤Cjk6032數(shù)控車間工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(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T0145度刀450800手動(dòng)2粗車外輪廓T0290度車刀8001000.2自動(dòng)3精車外輪廓T0290度車刀900800.1自動(dòng)4切槽T03切槽刀200250自動(dòng)5粗車螺紋T0460度螺紋刀1000.750.2自動(dòng)6精車螺紋T0460度螺紋刀1000.750.1自動(dòng)編制審核批準(zhǔn)年月日共頁第頁5.3手工編程工件左端加工O0529文件名%0529程序名G94絕對坐標(biāo)編程G00X100Z100運(yùn)動(dòng)到安全點(diǎn)T0101調(diào)用一號刀M03S800主軸以800r/min正轉(zhuǎn)G00X60Z5到循環(huán)加工起點(diǎn)G71U1R0.5P70Q160X0.5Z0.1F100粗加工循環(huán)G00X100X退到100Z100Z退到100M05主軸停止M00程序暫停M03S900精加工主軸轉(zhuǎn)速N70G01X0F80精加工循環(huán)Z0到工件圓心位置X40C2倒角Z-19加工Ф40G02X52Z-25R6加工R6的圓弧G01X60C2倒角Z-35加工Ф60N160G02X60Z-80R45加工R45的凹圓弧G00X100X退到100Z100Z退到100