機(jī)械設(shè)計(jì)與制造的畢業(yè)論文.docVIP

云南廣播電視大學(xué) 云南國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）課 題 數(shù)控機(jī)床的加工與維護(hù) 教 研 室 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造教研室 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 班 級(jí) 10機(jī)制班 學(xué)生姓名龍志文 學(xué)號(hào)20101120122 導(dǎo)師姓名浦紹榮 職稱 副教授 2012年10月18 日摘 要隨著社會(huì)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,數(shù)控機(jī)床已是衡量一個(gè)國家機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必經(jīng)之路，是未來工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。需要大批量能掌握數(shù)控機(jī)床編程、操作、維修的人員和工程技術(shù)人員。目前，振興我國機(jī)械裝備制造業(yè)的條件已經(jīng)具備，時(shí)機(jī)也很有利。我們要以高度的使命感和責(zé)任感，采取更加有效的措施，克服發(fā)展中存在的問題，把我國從一個(gè)制造業(yè)大國建設(shè)成一個(gè)制造業(yè)強(qiáng)國，成為世界頂級(jí)制造業(yè)基地之一。但數(shù)控機(jī)床是一種價(jià)格昂貴的精密設(shè)備，數(shù)控機(jī)床的正確使用和維護(hù)影響到我們加工出來的工件的精度和工件是否合格！所以，對(duì)于機(jī)床的維護(hù)也是很重要的！本文簡要介紹了數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)、加工的實(shí)例及其維護(hù)。通過本次畢業(yè)論文讓我們畢業(yè)生更好的熟悉數(shù)控機(jī)床，確定加工工藝，學(xué)會(huì)分析零件 ，為即將走上工作崗位 打下良好基礎(chǔ)。 關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；加工；維護(hù)目 錄第1章 數(shù)控機(jī)床的簡介 21.1 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史 21.2 數(shù)控機(jī)床的分類 31.3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì) 5第2章 數(shù)控加工的準(zhǔn)備階段 92.1 數(shù)控加工刀具的要求及種類 92.2 裝夾方式和夾具的選擇 112.3 數(shù)控銑床安全操作規(guī)程 13第三章 實(shí)例加工 143.1 零件圖紙 143.2 材料的選擇 143.3 銑床的對(duì)刀 153.4 零件的加工工藝性分析 153.5 編制加工工藝過程 173.6 編制數(shù)控刀具及加工工藝卡 18第四章 數(shù)控機(jī)床的維護(hù) 204.1 制訂數(shù)控系統(tǒng)日常維護(hù)的規(guī)章制度 204.2 應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門 204.3 定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng) 204.4 經(jīng)常監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)用的電網(wǎng)電壓 214.5 定期更換存儲(chǔ)器用電池 214.6 數(shù)控系統(tǒng)長期不用時(shí)的維護(hù) 21參考文獻(xiàn) 22致謝 23第1章 數(shù)控機(jī)床的簡介1.1數(shù)控機(jī)床的發(fā)展史20世紀(jì)中期，隨著技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)信息處理、數(shù)據(jù)處理以及電子的出現(xiàn)，給自動(dòng)化技術(shù)帶來了新的概念，用數(shù)字化信號(hào)對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過程進(jìn)行控制，推動(dòng)了機(jī)床自動(dòng)化的發(fā)展。 采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行機(jī)械加工，最早是在40年代初，由美國北密支安的一個(gè)小型飛機(jī)承包商派爾遜斯公司（ParsonsCorporation）實(shí)現(xiàn)的。他們?cè)谥圃祜w機(jī)的框架及直升飛機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)翼時(shí)，利用全數(shù)字電子計(jì)算機(jī)對(duì)機(jī)翼加工路徑進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并考慮到刀具直徑對(duì)加工路線的影響，使得加工精度達(dá)到0.0381mm（0.0015in），達(dá)到了當(dāng)時(shí)的最高水平。 1952年，麻省理院在一臺(tái)立式銑床上，裝上了一套試驗(yàn)性的數(shù)控系統(tǒng)，成功地實(shí)現(xiàn)了同時(shí)控制三軸的運(yùn)動(dòng)。這臺(tái)數(shù)控機(jī)床被大家稱為世界上第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。 這臺(tái)機(jī)床是一臺(tái)試驗(yàn)性機(jī)床，到了1954年11月，在派爾遜斯專利的基礎(chǔ)上，第一臺(tái)工業(yè)用的數(shù)控機(jī)床由美國本迪克斯公司（Bendix-Cooperation）正式生產(chǎn)出來。 在此以后，從1960年開始，其他一些工業(yè)國家，如德國、日本都陸續(xù)開發(fā)、生產(chǎn)及使用了數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床中最初出現(xiàn)并獲得使用的是數(shù)控銑床，因?yàn)閿?shù)控機(jī)床能夠解決普通機(jī)床難于勝任的、需要進(jìn)行輪廓加工的曲線或曲面零件。 然而，由于當(dāng)時(shí)的數(shù)控系統(tǒng)采用的是電子管，體積龐大，功耗高，因此除了在軍事部門使用外，在其他行業(yè)沒有得到推廣使用。 到了1960年以后，點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床得到了迅速的發(fā)展。因?yàn)辄c(diǎn)位控制的數(shù)控系統(tǒng)比起輪廓控制的數(shù)控系統(tǒng)要簡單得多。因此，數(shù)控銑床、沖床、坐標(biāo)鏜床大量發(fā)展，據(jù)資料表明，到1966年實(shí)際使用的約6000臺(tái)數(shù)控機(jī)床中，85%是點(diǎn)位控制的機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展中，值得一提的是加工中心。這是一種具有自動(dòng)換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，它能實(shí)現(xiàn)工件一次裝卡而進(jìn)行多工序的加工。這種產(chǎn)品最初是在1959年3月，由美國卡耐特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）開發(fā)出來的。這種機(jī)床在刀庫中裝有絲錐、鉆頭、鉸刀、銑刀等刀具，根據(jù)穿孔帶的指令自動(dòng)選擇刀具，并通過機(jī)械手將刀具裝在主軸上，對(duì)工件進(jìn)行加工。它可縮短機(jī)床上零件的裝卸時(shí)間和更換刀具的時(shí)間。加工中心現(xiàn)在已經(jīng)成為數(shù)控機(jī)床中一種非常重要的品種，不僅有立式、臥式等用于箱體零件加工的鏜銑類加工中心，還有用于回轉(zhuǎn)整體零件加工的車削中心、磨削中心等。 1967年，英國首先把幾臺(tái)數(shù)控機(jī)床連接成具有柔性的加工系統(tǒng)，這就是所謂的柔性制造系統(tǒng)（FlexibleManufacturingSystem—FMS）之后，美、歐、日等也相繼進(jìn)行開發(fā)及應(yīng)用。 1974年以后，隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，使數(shù)控的軟件功能加強(qiáng)，發(fā)展成計(jì)算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床（簡稱為CNC機(jī)床），進(jìn)一步推動(dòng)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和大力發(fā)展。 80年代，國際上出現(xiàn)了14臺(tái)加工中心或車削中心為主體，再配上工件自動(dòng)裝卸和監(jiān)控裝置的柔性制造單元（FlexibleManufacturingCellFMC）。這種單元少，見效快，既可單獨(dú)長時(shí)間少人看管運(yùn)行，也可集成到FMS或更高級(jí)的集成制造系統(tǒng)中使用。 目前，F(xiàn)MS也從切削加工向板材冷作、焊接、裝配等領(lǐng)域擴(kuò)展，從中小批量加工向大批量加工發(fā)展。 所以機(jī)床數(shù)控技術(shù)，被認(rèn)為是現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)。1.2數(shù)控機(jī)床的分類1.2.1按工藝用途分類1、金屬切削類數(shù)控機(jī)床：分別有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床以及加工中心。這些機(jī)床的動(dòng)作與運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字化控制，具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度，特別是加工中心，它是一種帶有自動(dòng)換刀裝置，能進(jìn)行銑、鉆、鏜削加工的復(fù)合型數(shù)控機(jī)床。加工中心又分為車削中心、磨削中心等。還實(shí)現(xiàn)了在加工中心上增加交換工作臺(tái)以及采用主軸或工作臺(tái)進(jìn)行立、臥轉(zhuǎn)換的五面體加工中心。2、金屬成形類及特種加工類數(shù)控機(jī)床 ：它是指金屬切削類以外的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成形機(jī)床等等都是這一類數(shù)控機(jī)床。1.2.2按運(yùn)動(dòng)方式分類1、定位控制數(shù)控機(jī)床：它是指能控制刀具相對(duì)于工件的精確定位控制系統(tǒng),而在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過程中不能進(jìn)行任何加工。 通過采用分級(jí)或連續(xù)降速，低速趨近目標(biāo)點(diǎn)，來減少運(yùn)動(dòng)部件的慣性過沖而引起的定位誤差。2、直線運(yùn)動(dòng)控制數(shù)控機(jī)床:它是指控制機(jī)床工作臺(tái)或刀具以要求的進(jìn)給速度，沿平行于某一坐標(biāo)軸或兩軸的方向進(jìn)行直線或斜線移動(dòng)和切削加工的機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床要要求具有準(zhǔn)確的定位功能和控制位移的速度，而且也要偶刀具半徑和長度的補(bǔ)償功能以及主軸轉(zhuǎn)速控制的功能?，F(xiàn)代組合機(jī)床也算是一種直線運(yùn)動(dòng)控制數(shù)控機(jī)床。3、輪廓控制的數(shù)控機(jī)床:它是指能實(shí)現(xiàn)兩軸或兩軸以上的聯(lián)動(dòng)加工，而且對(duì)各坐標(biāo)的位移和速度進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷控制，具有這種控制功能的數(shù)控機(jī)床?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床大多數(shù)有兩坐標(biāo)或以上聯(lián)動(dòng)控制、刀具半徑和長度補(bǔ)償?shù)鹊裙δ?。按?lián)動(dòng)軸數(shù)也可分兩軸聯(lián)動(dòng)、兩軸半、三軸、四軸、五軸聯(lián)動(dòng)等。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)控制也越來普遍。1.2.3按控制方式分類1、開環(huán)控制系統(tǒng)：它是指沒有位置檢測反饋裝置的控制方式。特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉，但難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件的快速控制。廣泛應(yīng)用于步進(jìn)電機(jī)低扭矩、高精度、速度中等的小型設(shè)備德驅(qū)動(dòng)控制中，特別在微電子生產(chǎn)設(shè)備中。2、半閉環(huán)控制系統(tǒng)：它是指在電動(dòng)機(jī)軸或絲桿的端部裝有角位移、角速度檢測裝置，通過位置檢測反饋裝置反饋給數(shù)控裝置的比較器與輸入指令比較，用差值控制運(yùn)動(dòng)部件。特點(diǎn)是調(diào)試方便、良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性、結(jié)構(gòu)緊湊，但在機(jī)械傳動(dòng)鏈的誤差無法得校正或消除。目前采用滾珠絲扛螺母機(jī)構(gòu)有很好的精度和精度保持性和采取看可靠的、消除反向運(yùn)動(dòng)間隙的機(jī)構(gòu)，可以滿足大多數(shù)的數(shù)控機(jī)床用戶。因此被廣泛的采用且成為首選的控制方式。3、閉環(huán)控制系統(tǒng)：是在機(jī)床最終的運(yùn)動(dòng)部件的相應(yīng)位置安裝直線或回轉(zhuǎn)式檢測裝置，將直接測量到的位移或角位移反饋到數(shù)控裝置的比較器中，與輸入指令位移量比較，用差值控制運(yùn)動(dòng)部件。優(yōu)點(diǎn)是將機(jī)械傳動(dòng)鏈的全部環(huán)節(jié)都包含在閉環(huán)內(nèi)，精度取決于檢測裝置的精度，超過半閉環(huán)系統(tǒng)。缺點(diǎn)是價(jià)格昂貴、對(duì)機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)鏈要求嚴(yán)格，不然會(huì)引起振蕩，降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性。1.2.4按功能水平分類一般把數(shù)控機(jī)床分為精密型、普通型、經(jīng)濟(jì)型。數(shù)控機(jī)床水平的高低一般取決于以下幾個(gè)參數(shù)和功能。 1、中央處理單元：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控8位CPU，精密和普通型有16位發(fā)展到32或64位且采用精簡指令集的CPU。2、分辨率和進(jìn)給速度：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控分別率10m進(jìn)給速度815m/min；普通型數(shù)控分別率1m進(jìn)給速度1524m/min；精密型數(shù)控分別率0.1m進(jìn)給速度24100m/min。 3、多軸聯(lián)動(dòng)功能：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控23軸聯(lián)動(dòng)；普通與精密型數(shù)控35軸聯(lián)動(dòng)，甚至更多。 4、顯示功能：經(jīng)濟(jì)型數(shù)控只有簡單的數(shù)碼顯示或簡單的CRT字符顯示；普通型則有較為齊全的CRT顯示，還有圖形、人及對(duì)話、自診等功能；精密型則還有三維圖形顯示。 5、通信功能：經(jīng)濟(jì)型無通信功能；普通型有RS232或DNC等接口；精密型有MAP等高性能通信接口。除以上四種分類外，目前還有用數(shù)控裝置的構(gòu)成方式來分類，分硬件和軟件數(shù)控。控制坐標(biāo)軸數(shù)和聯(lián)動(dòng)咒術(shù)方式分位三軸二聯(lián)動(dòng)和四軸四聯(lián)動(dòng)等。1.3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)控機(jī)床最早誕生于美國。1948年，美國帕森斯公司在研制加工直升機(jī)葉片輪廓檢查用樣板的機(jī)床時(shí)，提出了數(shù)控機(jī)床的設(shè)想，后受美國空軍委托與麻省理工學(xué)院合作，于1952年試制了世界上第一臺(tái)三坐標(biāo)數(shù)控立式銑床，其數(shù)控系統(tǒng)采用電子管。1960年開始，德國、日本、中國等都陸續(xù)地開發(fā)、生產(chǎn)及使用數(shù)控機(jī)床，中國于1968年由北京第一機(jī)床廠研制出第一臺(tái)數(shù)控機(jī)床。1974年微處理器直接用于數(shù)控機(jī)床，進(jìn)一步促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床的普及應(yīng)用和飛速發(fā)展。由于微電子和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)一直在不斷更新，到目前為止已經(jīng)歷過以下幾代變化：第一代數(shù)控（19521959年）：采用電子管構(gòu)成的硬件數(shù)控系統(tǒng)； 第二代數(shù)控（19591965年）：采用晶體管電路為主的硬件數(shù)控系統(tǒng)；第三代數(shù)控（1965年開始）：采用小、中規(guī)模集成電路的硬件數(shù)控系統(tǒng)；第四代數(shù)控（1970年開始）：采用大規(guī)模集成電路的小型通用電子計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)；第五代數(shù)控（1974年開始）：采用微型計(jì)算機(jī)控制的數(shù)控系統(tǒng)；第六代數(shù)控（1990年開始）：采用工控PC機(jī)的通用CNC系統(tǒng)。前三代為第一階段，數(shù)控系統(tǒng)主要是由硬件聯(lián)結(jié)構(gòu)成，稱為硬件數(shù)控；后三代稱為計(jì)算機(jī)數(shù)控，其功能主要由軟件完成。 近20年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，先進(jìn)制造技術(shù)的興起和不斷成熟，對(duì)數(shù)控技術(shù)提出了更高的要求。目前數(shù)控技術(shù)主要朝以下方向發(fā)展：1、向高速度、高精度方向發(fā)展速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個(gè)重要指標(biāo)，直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次、產(chǎn)品的生產(chǎn)周期和在市場上的競爭能力。在加工精度方面，近10年來，普通級(jí)數(shù)控機(jī)床的加工精度已由10m提高到5m，精密級(jí)加工中心則從35m提高到11.5m，并且超精密加工精度已開始進(jìn)入納米級(jí)（0.001m）。加工精度的提高不僅在于采用了滾珠絲杠副、靜壓導(dǎo)軌、直線滾動(dòng)導(dǎo)軌、磁浮導(dǎo)軌等部件，提高了CNC系統(tǒng)的控制精度，應(yīng)用了高分辨率位置檢測裝置，而且也在于使用了各種誤差補(bǔ)償技術(shù)，如絲杠螺距誤差補(bǔ)償、刀具誤差補(bǔ)償、熱變形誤差補(bǔ)償、空間誤差綜合補(bǔ)償?shù)取Ｔ诩庸に俣确矫?，高速加工源?0世紀(jì)90年代初，以電主軸和直線電機(jī)的應(yīng)用為特征，使主軸轉(zhuǎn)速大大提高，進(jìn)給速度達(dá)60mmin以上，進(jìn)給加速度和減速度達(dá)到12g以上，主軸轉(zhuǎn)速達(dá)100000r/min以上。高速進(jìn)給要求數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)算速度快、采樣周期短，還要求數(shù)控系統(tǒng)具有足夠的超前路徑加（減）速優(yōu)化預(yù)處理能力（前瞻處理），有些系統(tǒng)可提前處理5000個(gè)程序段。為保證加工速度，高檔數(shù)控系統(tǒng)可在每秒內(nèi)進(jìn)行200010000次進(jìn)給速度的改變。2、向柔性化、功能集成化方向發(fā)展數(shù)控機(jī)床在提高單機(jī)柔性化的同時(shí)，朝單元柔性化和系統(tǒng)化方向發(fā)展，如出現(xiàn)了數(shù)控多軸加工中心、換刀換箱式加工中心等具有柔性的高效加工設(shè)備；出現(xiàn)了由多臺(tái)數(shù)控機(jī)床組成底層加工設(shè)備的柔性制造單元（Flexible Manufacturing Cell，F(xiàn)MC）、柔性制造系統(tǒng)（Flexible Manufacturing System，F(xiàn)MS）、柔性加工線（Flexible Manufacturing Line，F(xiàn)ML）。在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上，自動(dòng)換刀裝置、自動(dòng)工作臺(tái)交換裝置等已成為基本裝置。隨著數(shù)控機(jī)床向柔性化方向的發(fā)展，功能集成化更多地體現(xiàn)在：工件自動(dòng)裝卸，工件自動(dòng)定位，刀具自動(dòng)對(duì)刀，工件自動(dòng)測量與補(bǔ)償，集鉆、車、鏜、銑、磨為一體的“萬能加工”和集裝卸、加工、測量為一體的“完整加工”等。3、向智能化方向發(fā)展隨著人工智能在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域不斷滲透和發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)向智能化方向發(fā)展。在新一代的數(shù)控系統(tǒng)中，由于采用“進(jìn)化計(jì)算”（Evolutionary Computation）、“模糊系統(tǒng)”（Fuzzy System）和“神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)”（Neural Network）等控制機(jī)理，性能大大提高，具有加工過程的自適應(yīng)控制、負(fù)載自動(dòng)識(shí)別、工藝參數(shù)自生成、運(yùn)動(dòng)參數(shù)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償、智能診斷、智能監(jiān)控等功能。（1）引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù) 由于在實(shí)際加工過程中，影響加工精度因素較多，如工件余量不均勻、材料硬度不均勻、刀具磨損、工件變形、機(jī)床熱變形等。這些因素事先難以預(yù)知，以致在實(shí)際加工中，很難用最佳參數(shù)進(jìn)行切削。引進(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)的目的是使加工系統(tǒng)能根據(jù)切削條件的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)切削用量等參數(shù)，使加工過程保持最佳工作狀態(tài)，從而得到較高的加工精度和較小的表面粗糙度，同時(shí)也能提高刀具的使用壽命和設(shè)備的生產(chǎn)效率。 （2）故障自診斷、自修復(fù)功能 在系統(tǒng)整個(gè)工作狀態(tài)中，利用數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)裝程序隨時(shí)對(duì)數(shù)控系統(tǒng)本身以及與其相連的各種設(shè)備進(jìn)行自診斷、自檢查。一旦出現(xiàn)故障，立即采用停機(jī)等措施，并進(jìn)行故障報(bào)警，提示發(fā)生故障的部位和原因等，并利用“冗余”技術(shù)，自動(dòng)使故障模塊脫機(jī)，接通備用模塊。 （3）刀具壽命自動(dòng)檢測和自動(dòng)換刀功能 利用紅外、聲發(fā)射、激光等檢測手段，對(duì)刀具和工件進(jìn)行檢測。發(fā)現(xiàn)工件超差、刀具磨損和破損等，及時(shí)進(jìn)行報(bào)警、自動(dòng)補(bǔ)償或更換刀具，確保產(chǎn)品質(zhì)量。 （4）模式識(shí)別技術(shù) 應(yīng)用圖像識(shí)別和聲控技術(shù)，使機(jī)床自己辨識(shí)圖樣，按照自然語言命令進(jìn)行加工。 （5）智能化交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù) 目前已研究能自動(dòng)識(shí)別負(fù)載并自動(dòng)調(diào)整參數(shù)的智能化伺服系統(tǒng)，包括智能化主軸交流驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)裝置，使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)獲得最佳運(yùn)行。 4、向高可靠性方向發(fā)展數(shù)控機(jī)床的可靠性一直是用戶最關(guān)心的主要指標(biāo)，它主要取決于數(shù)控系統(tǒng)各伺服驅(qū)動(dòng)單元的可靠性。為提高可靠性，目前主要采取以下措施： （1）采用更高集成度的電路芯片，采用大規(guī)模或超大規(guī)模的專用及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，提高可靠性。 （2）通過硬件功能軟件化，以適應(yīng)各種控制功能的要求，同時(shí)通過硬件結(jié)構(gòu)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化及系列化，提高硬件的生產(chǎn)批量和質(zhì)量。 （3）增強(qiáng)故障自診斷、自恢復(fù)和保護(hù)功能，對(duì)系統(tǒng)內(nèi)硬件、軟件和各種外部設(shè)備進(jìn)行故障診斷、報(bào)警。當(dāng)發(fā)生加工超程、刀損、干擾、斷電等各種意外時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行相應(yīng)的保護(hù)。5、向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)化將極大地滿足柔性生產(chǎn)線、柔性制造系統(tǒng)、制造企業(yè)對(duì)信息集成的需求，也是實(shí)現(xiàn)新的制造模式，如敏捷制造（Agile Manufacturing，AM）、虛擬企業(yè)（Virtual Enterprise，VE）、全球制造（Global Manufacturing，GM）的基礎(chǔ)單元。目前先進(jìn)的數(shù)控系統(tǒng)為用戶提供了強(qiáng)大的聯(lián)網(wǎng)能力，除了具有RS232C接口外，還帶有遠(yuǎn)程緩沖功能的DNC接口，可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床間的數(shù)據(jù)通信和直接對(duì)多臺(tái)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。有的已配備與工業(yè)局域網(wǎng)通信的功能以及網(wǎng)絡(luò)接口，促進(jìn)了系統(tǒng)集成化和信息綜合化，使遠(yuǎn)程在線編程、遠(yuǎn)程仿真、遠(yuǎn)程操作、遠(yuǎn)程監(jiān)控及遠(yuǎn)程故障診斷成為可能。第2章 數(shù)控加工的準(zhǔn)備階段2.1數(shù)控加工刀具的要求及種類2.1.1加工刀具的要求 1、銑刀剛性要好一是為提高生產(chǎn)效率而采用大切削用量的需要；二是為適應(yīng)數(shù)控銑床加工過程中難以調(diào)整切削用量的特點(diǎn)。2、銑刀的耐用度要高尤其是當(dāng)一把銑刀加工的內(nèi)容很多時(shí)，如刀具不耐用而磨損較快，就會(huì)影響工件的表面質(zhì)量與加工精度，而且會(huì)增加換刀引起的調(diào)刀與對(duì)刀次數(shù)，也會(huì)使工作表面留下因?qū)Φ墩`差而形成的接刀臺(tái)階，降低了工件的表面質(zhì)量。除上述兩點(diǎn)之外，銑刀切削刃的幾何角度參數(shù)的選擇及排屑性能等也非常重要，切屑粘刀形成積屑瘤在數(shù)控銑削中是十分忌諱的?？傊?，根據(jù)被加工工件材料的熱處理狀態(tài)、切削性能及加工余量，選擇剛性好，耐用度高的銑刀，是充分發(fā)揮數(shù)控銑床的生產(chǎn)效率和獲得滿意的加工質(zhì)量的前提。2.1.2常用銑刀種類1、面銑刀 圖2-12、成型銑刀 圖2-23、球頭銑圖2-34、鼓形銑刀圖2-4除上述幾種類型的銑刀外，數(shù)控銑床也可使用各種通用銑刀。但因不少數(shù)控銑床的主軸內(nèi)有特殊的拉刀裝置，或因主軸內(nèi)孔錐度有別，須配制過渡套和拉桿。2.2 裝夾方式和夾具的選擇2.2.1裝夾方式數(shù)控機(jī)床上零件的安裝方法與普通機(jī)床一樣，要合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案，要求有以下兩點(diǎn)： 1、力求設(shè)計(jì)、工藝與編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一，這樣有利于編程時(shí)數(shù)值計(jì)算的簡便性和精確性。 2、盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。綜合以上分析可選用：平口鉗。2.2.2夾具的選擇對(duì)夾具選擇的基本要求： 1、為保持零件安裝方位與機(jī)床坐標(biāo)系及程編坐標(biāo)系方向的一致性，夾具應(yīng)能保證在機(jī)床上實(shí)現(xiàn)定向安裝，還要求能協(xié)調(diào)零件定位面與機(jī)床之間保持一定的坐標(biāo)尺寸聯(lián)系。 2、為保持工件在本工序中所有需要完成的待加工面充分暴露在外，夾具要做得盡可能開敞，因此夾緊機(jī)構(gòu)元件與加工面之間應(yīng)保持一定的安全距離，同時(shí)要求夾緊機(jī)構(gòu)元件能低則低，以防止夾具與銑床主軸套筒或刀套、刃具在加工過程中發(fā)生碰撞。 3、夾具的剛性與穩(wěn)定性要好。盡量不采用在加工過程中更換夾緊點(diǎn)的設(shè)計(jì)，當(dāng)非要在加工過程中更換夾緊點(diǎn)不可時(shí)，要特別注意不能因更換夾緊點(diǎn)而破壞夾具或工件定位精度。以下為常見的夾具：圖2-5 機(jī)械式平口鉗 圖2-6 液壓式平口鉗2.3 數(shù)控銑床安全操作規(guī)程2.3.1安全操作基本注意事項(xiàng) 1、工作時(shí)請(qǐng)穿好工作服、安全鞋，戴好工作帽及防護(hù)鏡，注意：不允許戴手套操作機(jī)床； 2、不要移動(dòng)或損壞安裝在機(jī)床上的警告標(biāo)牌； 3、注意不要在機(jī)床周圍放置障礙物，工作空間應(yīng)足夠大； 4、某一項(xiàng)工作如需要倆人或多人共同完成時(shí)，應(yīng)注意相互間的協(xié)調(diào)一致； 5、不允許采用壓縮空氣清洗機(jī)床、電氣柜及NC單元。 2.3.2工作前的準(zhǔn)備工作 1、機(jī)床工作開始工作前要有預(yù)熱，認(rèn)真檢查潤滑系統(tǒng)工作是否正常，如機(jī)床長時(shí)間未開動(dòng)，可先采用手動(dòng)方式向各部分供油潤滑； 2、使用的刀具應(yīng)與機(jī)床允許的規(guī)格相符，有嚴(yán)重破損的刀具要及時(shí)更換； 3、調(diào)整刀具所用工具不要遺忘在機(jī)床內(nèi)； 4、刀具安裝好后應(yīng)進(jìn)行一、二次試切削； 5、檢查卡盤夾緊工作的狀態(tài)。 2.3.3工作過程中的安全注意事項(xiàng) 1、禁止用手接觸刀尖和鐵屑，鐵屑必須要用鐵鉤子或毛刷來清理； 2、禁止用手或其它任何方式接觸正在旋轉(zhuǎn)的主軸、工件或其它運(yùn)動(dòng)部位； 3、禁止加工過程中量活、變速，更不能用棉絲擦拭工件、也不能清掃機(jī)床； 4、銑床運(yùn)轉(zhuǎn)中，操作者不得離開崗位，機(jī)床發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象立即停車； 5、經(jīng)常檢查軸承溫度，過高時(shí)應(yīng)找有關(guān)人員進(jìn)行檢查； 6、在加工過程中，不允許打開機(jī)床防護(hù)門； 7、嚴(yán)格遵守崗位責(zé)任制，機(jī)床由專人使用，他人使用須經(jīng)本人同意。 2.3.4工作完成后的注意事項(xiàng) 1、清除切屑、擦拭機(jī)床，使用機(jī)床與環(huán)境保持清潔狀態(tài)； 2、檢查潤滑油、冷卻液的狀態(tài)，及時(shí)添加或更換； 3、依次關(guān)掉機(jī)床操作面板上的電源和總電源。第3章 實(shí)例加工3.1 零件圖紙件一3.2 材料的選擇由于各種機(jī)械的用途和性能不同，其零件的材料、結(jié)構(gòu)和技術(shù)要求也各不相同。 零件應(yīng)根據(jù)不同的工作條件和使用要求選用不同的材料并采用不同的熱處理規(guī)范（如調(diào)質(zhì)、正火、淬火等），以獲得一定的強(qiáng)度、韌性和耐磨性。45鋼是常用材料，它價(jià)格便宜經(jīng)過調(diào)質(zhì)（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強(qiáng)度和韌性等綜合機(jī)械性能，淬火后表面硬度可達(dá)4552HRC。 綜上所述該零件的材料選為毛坯37142242鋁材料。3.3 銑床的對(duì)刀對(duì)刀： 裝工件，刀具主軸正轉(zhuǎn)500 對(duì)X軸: 將刀移到工件一側(cè) 輕碰 提刀上來，相對(duì)坐標(biāo)X清零 移刀到工件另一側(cè)，記錄當(dāng)前坐標(biāo)X1 將刀移到X1/2處，X清零 對(duì)Y軸: 將刀移到工件一側(cè) 輕碰 提刀上來，相對(duì)坐標(biāo)Y清零 移刀到工件另一側(cè)，記錄當(dāng)前坐標(biāo)Y1 將刀移到Y(jié)1/2處，Y清零 對(duì)Z軸（對(duì)工件表面清零即可） 設(shè)置工件坐標(biāo)： 1,對(duì)刀完成后（到在X0 Y0 Z0） 2,POS坐標(biāo)一般全設(shè) 3,將刀提到安全高度3.4 零件的加工工藝性分3.4.1加工工序兩配合件要求外形輪廓相配銷孔相配，配合間隙要求等于0.06。從圖形可以出輪廓的周邊曲線圓弧和粗糙值要求都比較高，零件的裝夾采用平口鉗。在安裝工件時(shí)，需要注意工件安裝要放在鉗口中間部位，安裝臺(tái)虎鉗時(shí)，要固定好鉗口，工件被加工部分要求高出鉗口，避免刀具與鉗口發(fā)生干涉。加緊時(shí)，注意工件上浮。先加工件上表面kjjhjhkjkjhhhkjkjoioiiokjhjj，再加工件下表面，加工坐標(biāo)系G54建立在工件表面上，零件的對(duì)稱中心處。1、工件上表面加工工序?yàn)椋?（1）銑大平面，保證尺寸不小于14024017，選用80可轉(zhuǎn)位面銑刀（T1） （2）銑輪廓外形，選用80可轉(zhuǎn)位面銑刀（T1） （3）精銑外輪廓外形周邊，選用16立傳銑刀（T2） （4）先用3中心鉆定位，再鉆孔30孔，選用30的麻花鉆頭（T3） （5）銑內(nèi)輪廓2mm厚度的周邊，選用16立轉(zhuǎn)銑刀（T2） （6）銑內(nèi)輪廓R45、R7、R10的周邊，選用16立轉(zhuǎn)銑刀（T2） （7）銑邊角料，選用16立轉(zhuǎn)銑刀（T2） （8）鉆孔2*11孔，選用11.8鉆頭（T4） （9)鉸孔2*12H7,選用12H7的鉸孔（T5）2、工件下邊面加工工序?yàn)椋海?）銑大平面，保證尺寸19，選用80可轉(zhuǎn)位面銑刀（T1） （2)先用3中心鉆定位（T3） （3)精銑外輪廓外形周邊，選用16立傳銑刀（T2） （4)銑內(nèi)輪廓中的殘料選用32立銑刀（T7） （5)銑內(nèi)輪廓R45、R7、R10的周邊，選用16立轉(zhuǎn)銑刀（T2）3.4.2工藝設(shè)計(jì) 1、選擇加工方案 面粗糙度為1.6，采用粗銑-精銑方案即可；孔尺寸精度要求為IT8級(jí)，粗糙度為1.6，為防止鉆偏，按鉆中心孔一鉆孔一擴(kuò)孔一鉸孔方案進(jìn)行；10mm沉頭孔在孔基礎(chǔ)上锪至尺寸即可。 2、確定加工順序 按照先粗后精、先面后孔的原則及為了減少換刀次數(shù)不劃分加工階段來確定加工順序。具體加工路線為：粗、精銑面-粗、半精、精鏜孔-鉆各光孔和中心孔-鉆、擴(kuò)、鉸-鉆孔、再倒角，具體順序見表。 3、確定裝夾方案和選擇夾具 分析該蓋板零件形狀不是特別復(fù)雜、尺寸較小，四個(gè)側(cè)面較光整，加工面與非加工面之間的位置精度要求不高，故可選通用臺(tái)鉗，以蓋板底面和兩個(gè)側(cè)面定位，用臺(tái)鉗鉗口從側(cè)面夾緊。 4、選擇刀具 根據(jù)加工內(nèi)容，所需刀具有面8mm銑刀、中心鉆、11mm麻花鉆、12mm鉸刀、立銑刀（锪孔）等，其規(guī)格根據(jù)加工尺寸選擇。精銑銑刀直徑應(yīng)選大一些，以減少接刀痕跡?？紤]到兩次走刀間的重疊量及減少刀具種類，經(jīng)綜合分析確定粗、精銑銑刀直徑都選為8mm。其他刀具根據(jù)孔徑尺寸確定。 5、確定進(jìn)給路線面的粗、精銑削加工進(jìn)給路線根據(jù)銑刀直徑確定，因所選銑刀直徑為8mm，故安排沿x方向兩次進(jìn)給。因?yàn)榭椎奈恢镁纫蟛桓?，機(jī)床的定位精度完全能保證，所以所有孔加工進(jìn)給路線均按最短路線確定。3.5 編制加工工藝過程加工工藝過程：序號(hào) 工序內(nèi)容定位及夾緊1裝夾工件，夾持工件250mm*140mm機(jī)械式平口鉗夾持2銑平面保證尺寸37mm機(jī)械式平口鉗夾持3鉆孔10mm，鉆深為17mm機(jī)械式平口鉗夾零件4鉆孔2*12mm，鉆深17mm機(jī)械式平口鉗夾零件5鉸內(nèi)孔16、鉸內(nèi)孔2*24至尺寸，精銑及檢查機(jī)械式平口鉗夾零件3.6 編制數(shù)控刀具及加工工藝卡 工件的刀具卡片：零件名稱相配件零件圖號(hào)刀具號(hào)刀具名稱刀具備注直徑（mm)刀長(mm)T01可轉(zhuǎn)端面銑刀840粗銑平面T02立銑刀845精銑平面T03球頭立式銑刀645鉆孔T04麻花鉆1145鉆孔T05鉸刀1140鉸孔工件上表面件的加工工序卡片：數(shù)控加工工藝卡片零件號(hào)零件名稱材料 1蓋板鋁工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備數(shù)控銑床臺(tái)虎鉗工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速r/mm進(jìn)給速度/ mm. min背吃刀量 備注1粗銑表面留余量1 mmT01800503.5粗加工2精銑表面T021200200.5精加工3加工R45內(nèi)孔、R45外圓、R34弧度T01800500.2粗加工4加工R45內(nèi)孔、R45外圓、R34弧度T021200600.2精加工5鉆2*12孔至10mmT04300500.1精加工6鉆30mm孔至24mmT03300500.05粗加工7鉸30mm孔至24mmT05300600.1精加工件二的加工工序卡片：數(shù)控加工工藝卡片零件號(hào)零件名稱材料2鋁工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備數(shù)控銑床臺(tái)虎鉗工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)主軸轉(zhuǎn)速r/mm進(jìn)給速度Mm/min背吃刀量備注1粗銑表面留余量1mmT01800703.5粗加工2精銑表面T021200500.1精加工3粗加工R45、R7、R10內(nèi)孔T01800200.1粗加工4加工2*12的圓孔至19mmT04300200.2精加工5精加工R45內(nèi)孔T02300500.2精加工第4章 數(shù)控機(jī)床的維護(hù)數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心部件，因此，數(shù)控機(jī)床的維護(hù)主要是數(shù)控系統(tǒng)的維護(hù)。數(shù)控系統(tǒng)經(jīng)過一段較長時(shí)間的使用，電子元器件性能要老化甚至損壞，有些機(jī)械部件更是如此，為了盡量地延長元器件的壽命和零部件的磨損周期，防止各種故障，特別是惡性事故的發(fā)生，就必須對(duì)數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)行日常的維護(hù)。概括起來，要注意以下幾個(gè)方面。4.1制訂數(shù)控系統(tǒng)日常維護(hù)的規(guī)章制度根據(jù)各部件特點(diǎn)，確定各自保養(yǎng)條例。如文明規(guī)定哪些地方需要天天清理（如CNC系統(tǒng)的輸入/輸出單元 光電閱讀機(jī)的清潔，檢查機(jī)械結(jié)構(gòu)不分是否潤滑良好等），哪些部件要定期檢查或更換（如直流伺服電動(dòng)機(jī)電刷和換向器應(yīng)每月檢查一次）。4.2應(yīng)盡量少開數(shù)控柜和強(qiáng)電柜的門因?yàn)樵跈C(jī)加工車間的空氣中一般都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末。一旦它們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電器件上，容易引起元器件間絕緣電阻下降，甚至導(dǎo)致元器件及印制線路的損壞。有的用戶在夏天為了使數(shù)控系統(tǒng)超負(fù)荷長期工作，打開數(shù)控柜的門來散熱，這是種絕不可取的方法，最終會(huì)導(dǎo)致數(shù)控系統(tǒng)的加速損壞。正確的方法是降低數(shù)控系統(tǒng)的外部環(huán)境溫度。因此，應(yīng)該有一種嚴(yán)格規(guī)定，除非進(jìn)行必要的調(diào)整和維修，不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用時(shí)敞開柜門。4.3定時(shí)清掃數(shù)控柜的散熱通風(fēng)系統(tǒng)應(yīng)每天檢查數(shù)控系統(tǒng)