機(jī)電一體化重要技術(shù)淺談畢業(yè)論文

1、 畢 業(yè) 論 文論文題目： 機(jī)電一體化重要技術(shù)淺談 系 別： 機(jī) 電 系 專(zhuān)業(yè)班級(jí)： 10 機(jī) 電 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 2012 年 4 月 8 日 摘 要自電子一問(wèn)世,電子技術(shù)與機(jī)械技術(shù)的結(jié)合就開(kāi)始了,只是出現(xiàn)了半導(dǎo)體集成電路,尤其是出現(xiàn)了以微處理器為代表的大規(guī)模集成電路以后,機(jī)電一體化技術(shù)之后有了明顯進(jìn)展,引起了人們的廣泛注意.。機(jī)電一體化是機(jī)械、微電子、控制、計(jì)算機(jī)、信息處理等多學(xué)科的交叉融合，其發(fā)展和進(jìn)步有賴(lài)于相關(guān)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展，其主要發(fā)展方向有數(shù)字化、智能化、模塊化、網(wǎng)絡(luò)化、人性化、微型化、集成化、帶源化和綠色化。在本文章中，我就我自己這幾年學(xué)到的關(guān)于機(jī)電一體化的知識(shí)做一總結(jié)并

2、闡述自己對(duì)此技術(shù)的看法及其發(fā)展。在此文章中，我主要以自己的專(zhuān)業(yè)課，也是機(jī)電專(zhuān)業(yè)的重點(diǎn)進(jìn)行論述，主要對(duì)數(shù)控機(jī)床、電力拖動(dòng)，工廠電氣等專(zhuān)業(yè)就自己的認(rèn)識(shí)結(jié)合其在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用及發(fā)展做一介紹。數(shù)控方面主要就其組成，工作原理，車(chē)床編程及操作，車(chē)床加工及維護(hù)，當(dāng)前數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)等幾方面進(jìn)行闡述。電力拖動(dòng)主要就電動(dòng)機(jī)的控制線路，電動(dòng)機(jī)的控制，保護(hù)和選擇做一簡(jiǎn)單說(shuō)明。工廠電氣方面主要介紹一下工廠供電，變壓器的選擇，電測(cè)量?jī)x表等裝備及措施方面的知識(shí)。關(guān)鍵字：機(jī)電一體化，數(shù)控機(jī)床，電動(dòng)機(jī)，工廠供電。AbstractSince the electronic advent of a combination of

3、electronic and mechanical technology , but the semiconductor integrated circuit , especially the emergence of LSI microprocessor as the representative of mechatronics technology has been significantly progress has aroused widespread attention .Mechatronics is a multidisciplinary integration of machi

4、nery, microelectronics, control , computer , information processing , its development and progress depends on the progress and development of related technology , its main development direction , digital, intelligent , modular , networked humane, miniaturization, integration with source and green.In

5、 this article , I have the knowledge I have learned in recent years on the mechanical and electrical integration will make a summary and described their own views of its development . In this article , I own specialized courses , but also mechanical and electrical professional focus are discussed ,

6、mainly on the CNC machine tools , electric drive , factory electrical professional understanding combined with its application and development at home and abroad to do an introduction. CNC main composition of the working principle of the lathe programming and operation, lathe and maintenance aspects

7、 of the development of CNC technology trends described . Electric drive motor control circuit motor control, protection and choose to do a simple description . Factory electrical factory power supply , transformer selection, electrical measuring instruments, such as knowledge of the equipment and me

8、asures .Keywords: Mechatronics, CNC machine tools , motors, factory power supply .目 錄摘要Abstract第 1 章 第一章數(shù)控車(chē)床1.1 車(chē)床的基本組成1.1.1 機(jī)床結(jié)構(gòu)1.1.2 工作原理1.1.3 數(shù)控車(chē)床的分類(lèi)1.1.4 數(shù)控車(chē)床的性能指標(biāo)1.1.5 數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)1.2 數(shù)控車(chē)床的編程與操作1.2.1 數(shù)控車(chē)床的概述1.2.2 數(shù)控車(chē)床的組成1.2.3 數(shù)控車(chē)床的機(jī)械構(gòu)成1.2.4 數(shù)控系統(tǒng)1.2.5 數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn) III 第一章 數(shù)控車(chē)床1.1車(chē)床的基本組成1.1.1機(jī)床結(jié)構(gòu)數(shù)控機(jī)床一般由輸入輸

9、出設(shè)備、CNC裝置（或稱(chēng)CNC單元）、伺服單元、驅(qū)動(dòng)裝置（或稱(chēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)）、可編程控制器PLC及電氣控制裝置、輔助裝置、機(jī)床本體及測(cè)量反饋裝置組成。如下圖是數(shù)控機(jī)床的組成框圖。電 氣 回 路輔 助 裝 置PLC主軸伺服單元操 作 面 板主軸驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置測(cè)量反饋裝置進(jìn)給伺服單元輸入/輸出設(shè) 備計(jì)算機(jī)數(shù) 控裝 置機(jī) 床 本 體 圖1-1機(jī)床機(jī)構(gòu)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

10、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)。CNC單元CNC單元是數(shù)控機(jī)床的核心，CNC單元由信息的輸入、處理和輸出三個(gè)部分組成。CNC單元接受數(shù)字化信息，經(jīng)過(guò)數(shù)控裝置的控制軟件和邏輯電路進(jìn)行譯碼、插補(bǔ)、邏輯處理后，將各種指令信息輸出給伺服系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行部件作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。 輸入/輸出設(shè)備輸入裝置將各種加工信息傳遞于計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備。在數(shù)控機(jī)床產(chǎn)生初期，輸入裝置為穿孔紙帶，現(xiàn)已淘汰，后發(fā)展成盒式磁帶，再發(fā)展成鍵盤(pán)、磁盤(pán)等便攜式硬件，極大方便了信息輸入工作，現(xiàn)通用DNC網(wǎng)絡(luò)通訊串行通信的方式輸入。輸出指輸出內(nèi)部工作參數(shù)（含機(jī)床正常、理想工作狀態(tài)下的原始參數(shù)，故障診斷參數(shù)等），一般在機(jī)床

11、剛工作狀態(tài)需輸出這些參數(shù)作記錄保存，待工作一段時(shí)間后，再將輸出與原始資料作比較、對(duì)照，可幫助判斷機(jī)床工作是否維持正常。伺服單元伺服單元由驅(qū)動(dòng)器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)組成，并與機(jī)床上的執(zhí)行部件和機(jī)械傳動(dòng)部件組成數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)。它的作用是把來(lái)自數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)。對(duì)于步進(jìn)電機(jī)來(lái)說(shuō)，每一個(gè)脈沖信號(hào)使電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，進(jìn)而帶動(dòng)機(jī)床移動(dòng)部件移動(dòng)一個(gè)微小距離。每個(gè)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行部件都有相應(yīng)的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，整個(gè)機(jī)床的性能主要取決于伺服系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)裝置把經(jīng)放大的指令信號(hào)變?yōu)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)，通過(guò)簡(jiǎn)單的機(jī)械連接部件驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使工作臺(tái)精確定位或按規(guī)定的軌跡作嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)， 最后加工出圖紙所要求的零

12、件。和伺服單元相對(duì)應(yīng)，驅(qū)動(dòng)裝置有步進(jìn)電機(jī)、直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)等。伺服單元和驅(qū)動(dòng)裝置可合稱(chēng)為伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是機(jī)床工作的動(dòng)力裝置，CNC裝置的指令要靠伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)付諸實(shí)施，所以，伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。可編程控制器可編程控制器 (PC，Programmable Controller) 是一種以微處理器為基礎(chǔ)的通用型自動(dòng)控制裝置，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。由于最初研制這種裝置的目的是為了解決生產(chǎn)設(shè)備的邏輯及開(kāi)關(guān)控制， 故把稱(chēng)它為可編程邏輯控制器( PLC， Programmable Logic Controller)。當(dāng)PLC用于控制機(jī)床順序動(dòng)作時(shí)，也可稱(chēng)之為編程機(jī)床控制

13、器( PMC， Programmable Machine Controller )。PLC己成為數(shù)控機(jī)床不可缺少的控制裝置。CNC和PLC協(xié)調(diào)配合，共同完成對(duì)數(shù)控機(jī)床的控制。測(cè)量反饋裝置測(cè)量裝置也稱(chēng)反饋元件，包括光柵、旋轉(zhuǎn)編碼器、激光測(cè)距儀、磁柵等。通常安裝在機(jī)床的工作臺(tái)或絲杠上，它把機(jī)床工作臺(tái)的實(shí)際位移轉(zhuǎn)變成電信號(hào)反饋給CNC裝置，供CNC裝置與指令值比較產(chǎn)生誤差信號(hào)，以控制機(jī)床向消除該誤差的方向移動(dòng)。1.1.2工作原理使用數(shù)控機(jī)床時(shí)，首先要將被加工零件圖紙的幾何信息和工藝信息用規(guī)定的代碼和格式編寫(xiě)成加工程序; 然后將加工程序輸入到數(shù)控裝置，按照程序的要求，經(jīng)過(guò)數(shù)控系統(tǒng)信息處理、 分配，使各

14、坐標(biāo)移動(dòng)若干個(gè)最小位移量，實(shí)現(xiàn)刀具與工件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，完成零件的加工。1.1.3數(shù)控車(chē)床的分類(lèi)數(shù)控車(chē)床的品種和規(guī)格繁多，一般可以用下面三種方法分類(lèi)。按控制系統(tǒng)分目前市面上占有率較大的有法拉克、華中、廣數(shù)、西門(mén)子、三菱等。按運(yùn)動(dòng)方式分類(lèi)點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位/直線控制數(shù)控機(jī)床 連續(xù)控制數(shù)控機(jī)床按控制方式分類(lèi) 按控制方式分類(lèi)可以分為開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床、閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床和半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。1.1.4數(shù)控車(chē)床的性能指標(biāo)主要規(guī)格尺寸數(shù)控車(chē)床主要有床身與刀架最大回轉(zhuǎn)直徑、最大車(chē)削長(zhǎng)度、最大車(chē)削直徑等。 主軸系統(tǒng) 數(shù)控車(chē)床主軸采用直流或交流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，具有較寬調(diào)速范圍和較高回轉(zhuǎn)精度，主軸本身剛度與抗振性比較好。

15、現(xiàn)在數(shù)控機(jī)床主軸普遍達(dá)到500010000rmin甚至更高的轉(zhuǎn)速，對(duì)提高加工質(zhì)量和各種小孔加工極為有利；主軸可以通過(guò)操作面板上的轉(zhuǎn)速倍率開(kāi)關(guān)調(diào)整轉(zhuǎn)速；在加工端面時(shí)主軸具有恒線切削速度(恒線速單位：mm/min)，是衡量車(chē)床的重要性能指標(biāo)之一。進(jìn)給系統(tǒng) 該系統(tǒng)有進(jìn)給速度范圍、快速(空行程)速度范圍、運(yùn)動(dòng)分辨率(最小移動(dòng)增量)、定位精度和螺距范圍等主要技術(shù)參數(shù)。進(jìn)給速度是影響加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率和刀具壽命的主要因素，直接受到數(shù)控裝置運(yùn)算速度、機(jī)床動(dòng)特性和工藝系統(tǒng)剛度限制。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給速度可達(dá)到1030mmin其中最大進(jìn)給速度為加工的最大速度，最大快進(jìn)速度為不加工時(shí)移動(dòng)的最快速度，進(jìn)給速度可通過(guò)操作

16、面板上的進(jìn)給倍率開(kāi)關(guān)調(diào)整。脈沖當(dāng)量(分辨率)是CNC重要的精度指標(biāo)。有其兩個(gè)方面的內(nèi)容，一是機(jī)床坐標(biāo)軸可達(dá)到的控制精度(可以控制的最小位移增量)，表示CNC每發(fā)出一個(gè)脈沖時(shí)坐標(biāo)軸移動(dòng)的距離，稱(chēng)為實(shí)際脈沖當(dāng)量或外部脈沖當(dāng)量；二是內(nèi)部運(yùn)算的最小單位，稱(chēng)之為內(nèi)部脈沖當(dāng)量，一般內(nèi)部脈沖當(dāng)量比實(shí)際脈沖當(dāng)量設(shè)置得要小，為的是在運(yùn)算過(guò)程中不損失精度，數(shù)控系統(tǒng)在輸出位移量之前，自動(dòng)將內(nèi)部脈沖當(dāng)量轉(zhuǎn)換成外部脈沖當(dāng)量。實(shí)際脈沖當(dāng)量決定于絲杠螺距、電動(dòng)機(jī)每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)及機(jī)械傳動(dòng)鏈的傳動(dòng)比，其計(jì)算公式為 數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量取決于脈沖當(dāng)量數(shù)的大小。普通數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量，般為0.001mm，簡(jiǎn)易數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量

17、一般為0.01mm，精密或超精密數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量一般為0.0001mm，脈沖當(dāng)量越小，數(shù)控機(jī)床的加工精度和表面質(zhì)量越高。 定位精度和重復(fù)定位精度，定位精度是指數(shù)控機(jī)床各移動(dòng)軸在確定的終點(diǎn)所能達(dá)到的實(shí)際位置精度，其誤差稱(chēng)為定位誤差。定位誤差包括伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、進(jìn)給系統(tǒng)等的誤差，還包括移動(dòng)部件導(dǎo)軌的幾何誤差等。它將直接影響零件加工的精度。重復(fù)定位精度是指在數(shù)控機(jī)床上，反復(fù)運(yùn)行同一程序代碼，所得到的位置精度的一致程度。重復(fù)定位精度受伺服系統(tǒng)特性、進(jìn)給傳動(dòng)環(huán)節(jié)的間隙與剛性以及摩擦特性等因素的影響。一般情況下，重復(fù)定位精度是呈正態(tài)分布的偶然性誤差，它影響一批零件加工的一致性，是一項(xiàng)非常重要的精度指

18、標(biāo)。一般數(shù)控機(jī)床的定位精度為0.001mm，重復(fù)定位精度為0.005mm。 刀具系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床包括刀架工位數(shù)、工具孔直徑、刀桿尺寸、換刀時(shí)間、重復(fù)定位精度各項(xiàng)內(nèi)容。加工中心刀庫(kù)容量與換刀時(shí)間直接影響其生產(chǎn)率，換刀時(shí)間是指自動(dòng)換刀系統(tǒng)，將主軸上的刀具與刀庫(kù)刀具進(jìn)行交換所需要的時(shí)間，換刀一般可在520s的時(shí)間內(nèi)完成。 數(shù)控機(jī)床性能指標(biāo)還有電機(jī)、冷卻系統(tǒng)、機(jī)床外形尺寸、機(jī)床重量等。1.1.5數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)與普通車(chē)床相比，數(shù)控車(chē)床具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：適應(yīng)性強(qiáng)由于數(shù)控機(jī)床能實(shí)現(xiàn)多個(gè)坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，所以數(shù)控機(jī)床能加工形狀復(fù)雜的零件，特別是對(duì)于可用數(shù)學(xué)方程式和坐標(biāo)點(diǎn)表示的零件，加工非常方便。更換加工零件時(shí)，數(shù)控機(jī)床

19、只需更換零件加工的NC程序。加工質(zhì)量穩(wěn)定對(duì)于同一批零件，由于使用同一機(jī)床和刀具及同一加工程序，刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡完全相同這就保證了零件加工的一致性好，且質(zhì)量穩(wěn)定。效率高數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速及進(jìn)給范圍比普通機(jī)床大。目前數(shù)控機(jī)床最高進(jìn)給速度可達(dá)到100m/min以上，最小分辨率達(dá)0.01um。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)能力約為普通機(jī)床的三倍，甚至更高。數(shù)控機(jī)床的時(shí)間利用率高達(dá)90，而普通機(jī)床僅為3050。精度高數(shù)控機(jī)床有較高的加工精度，一般在0.005mm0.1mm之間。數(shù)控機(jī)床的加工精度不受零件復(fù)雜程度的影響，機(jī)床傳動(dòng)鏈的反向齒輪間隙和絲杠的螺距誤差等都可以通過(guò)數(shù)控裝置自動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償。因此，數(shù)控機(jī)床的定位

20、精度比較高。減輕勞動(dòng)強(qiáng)度在輸入程序并啟動(dòng)后，數(shù)控機(jī)床就自動(dòng)地連續(xù)加工，直至完畢。這樣就簡(jiǎn)化了工人的操作，使勞動(dòng)強(qiáng)度大大降低。還有能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)、產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益、利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化等特點(diǎn)。1.2數(shù)控車(chē)床編程與操作1.2.1數(shù)控車(chē)床概述數(shù)控車(chē)床作為當(dāng)今使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之一，主要用于加工軸類(lèi)、盤(pán)套類(lèi)等回轉(zhuǎn)體零件，能夠通過(guò)程序控制自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、錐面、圓弧、螺紋等工序的切削加工，并進(jìn)行切槽、鉆、擴(kuò)、鉸孔等工作，而近年來(lái)研制出的數(shù)控車(chē)削中心和數(shù)控車(chē)銑中心，使得在一次裝夾中可以完成更多得加工工序，提高了加工質(zhì)量和生產(chǎn)效率，因此特別適宜復(fù)雜形狀的回轉(zhuǎn)體零件的加工。1.2.2數(shù)控車(chē)床的組成數(shù)控車(chē)

21、床由床身、主軸箱、刀架進(jìn)給系統(tǒng)、冷卻潤(rùn)滑系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)組成。與普通車(chē)床所不同的是數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車(chē)床有質(zhì)的區(qū)別，它沒(méi)有傳統(tǒng)的走刀箱溜板箱和掛輪架，而是直接用伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)溜板和刀具，實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。數(shù)控系統(tǒng)由NC單元及輸入輸出模塊，操作面板組成。 從機(jī)械結(jié)構(gòu)上看，數(shù)控車(chē)床還沒(méi)有脫離普通車(chē)床的結(jié)構(gòu)形式，即由床身、主軸箱、刀架進(jìn)給系統(tǒng)，液壓、冷卻、潤(rùn)滑系統(tǒng)等部分組成。與普通車(chē)床所不同的是數(shù)控車(chē)床的進(jìn)給系統(tǒng)與普通車(chē)床有質(zhì)的區(qū)別，它沒(méi)有傳統(tǒng)的走刀箱、溜板箱和掛輪架，而是直接用伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng)溜板和刀具，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，因而大大簡(jiǎn)化了進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。由于要實(shí)現(xiàn)CNC，因此，數(shù)

22、控車(chē)床要有CNC裝置電器.控制和CRT操作面板。 1.2.3數(shù)控車(chē)床的機(jī)械構(gòu)成(1)主軸箱 數(shù)控車(chē)床主軸箱的構(gòu)造，主軸伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)通過(guò)皮帶輪送刀主軸箱內(nèi)的變速齒輪，以此來(lái)確定主軸的特定轉(zhuǎn)速。在主軸箱的前后裝有夾緊卡盤(pán)，可將工件裝夾在此。(2)主軸伺服電機(jī) 主軸伺服電機(jī)有交流和直流。直流伺服電機(jī)可靠性高，容易在寬范圍內(nèi)控制轉(zhuǎn)矩和速度，因此被廣泛使用，然而，近年來(lái)小型、高速度、更可靠的交流伺服電機(jī)作為電機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展成果越來(lái)越多地被人們利用起來(lái)。(3)夾緊裝置這套裝置通過(guò)液壓自動(dòng)控制卡爪的開(kāi)/合。(4)往復(fù)拖板在往復(fù)拖板上裝有刀架，刀具可以通過(guò)拖板實(shí)現(xiàn)主軸的方向定位和移動(dòng)，從而同Z軸伺服電機(jī)共

23、同完成長(zhǎng)度方向的切削。(5)刀架 此裝置可以固定刀具和索引刀具，使刀具在與主軸垂直方向上定位，并同Z軸伺服電機(jī)共同完成截面方向的切削。(6)控制面板 控制面板包括CRT操作面板（執(zhí)行NC數(shù)據(jù)的輸入/輸出）和機(jī)床操作面板（執(zhí)行機(jī)床的手動(dòng)操作）。1.2.4數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控車(chē)床的數(shù)控系統(tǒng)是由CNC裝置、輸入/輸出設(shè)備、可編程控制器（PLC）、主軸驅(qū)動(dòng)裝置和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置以及位置測(cè)量系統(tǒng)等幾部分組成,如圖2-4所示。 圖2-4 CNC系統(tǒng)構(gòu)成1.2.5數(shù)控車(chē)床的特點(diǎn)（1）傳動(dòng)鏈短 數(shù)控車(chē)床刀架的兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)分別由兩臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。伺服電機(jī)直接與絲杠聯(lián)結(jié)帶動(dòng)刀架運(yùn)動(dòng)，伺服電機(jī)與絲杠也可以按控制指令無(wú)級(jí)變速，它

24、與主軸之間無(wú)須再用多級(jí)齒輪副來(lái)進(jìn)行變速。隨著電機(jī)寬調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，目標(biāo)是取消變速齒輪副，目前還要通過(guò)一級(jí)齒輪副變幾個(gè)轉(zhuǎn)速范圍。因此，床頭箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)已比傳統(tǒng)車(chē)床簡(jiǎn)單得多。（2）剛性高 與控制系統(tǒng)的高精度控制相匹配，以便為了拖動(dòng)輕便，數(shù)控車(chē)床的潤(rùn)滑都比較充分，大部分采用油霧自動(dòng)潤(rùn)滑。適應(yīng)高精度的加工。（3）輕拖動(dòng)刀架移動(dòng)一般采用滾珠絲杠副，為了提高數(shù)控車(chē)床導(dǎo)軌的耐磨性，一般采用鑲鋼導(dǎo)軌，這樣機(jī)床精度保持的時(shí)間就比較長(zhǎng)，也可延長(zhǎng)使用壽命。另外，數(shù)控車(chē)床還具有加工冷卻充分、防護(hù)嚴(yán)密等結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。數(shù)控車(chē)床一般還配有自動(dòng)排屑裝置。1.2.6數(shù)控車(chē)床的分類(lèi)數(shù)控車(chē)床品種繁多，

25、按數(shù)控系統(tǒng)功能和機(jī)械構(gòu)成可分為簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床）、多功能數(shù)控車(chē)床和數(shù)控車(chē)削中心。(1）簡(jiǎn)易數(shù)控車(chē)床（經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床）。是低檔次數(shù)控車(chē)床，一般是用單板機(jī)或單片機(jī)進(jìn)行控制，機(jī)械部分是在普通車(chē)床的基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)的。(2）多功能數(shù)控車(chē)床。也稱(chēng)全功能型數(shù)控車(chē)床，由專(zhuān)門(mén)的數(shù)控系統(tǒng)控制，具備數(shù)控車(chē)床的各種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。(3)數(shù)控車(chē)削中心。在數(shù)控車(chē)床的基礎(chǔ)上增加其他的附加坐標(biāo)軸。1.2.7數(shù)控車(chē)床（CJK6153）的主要技術(shù)規(guī)格。床身最大工具回轉(zhuǎn)直徑：530mm?；遄畲蠊ぜ剞D(zhuǎn)直徑：280mm，機(jī)床頂尖距1000mm，刀架最大X向行程：260mm，刀架最大Z向行程：1000mm。手動(dòng)4級(jí)變頻調(diào)速25

26、2000轉(zhuǎn)/分。1.2.8數(shù)控車(chē)床（CJK6153）的潤(rùn)滑與冷卻該機(jī)床的潤(rùn)滑分床頭箱的潤(rùn)格及其它部件的潤(rùn)滑兩個(gè)部分。有齒輪變速的床頭箱均采用油潤(rùn)滑，由擺線泵進(jìn)行強(qiáng)迫潤(rùn)滑，擺線泵吸油時(shí)，先通過(guò)精制過(guò)濾器，再進(jìn)過(guò)磁性濾清器而后送到各潤(rùn)滑部件或經(jīng)分油器對(duì)主軸軸承及所有其它運(yùn)轉(zhuǎn)零件進(jìn)行強(qiáng)迫潤(rùn)滑和噴油潤(rùn)滑。機(jī)床上其它部件的潤(rùn)滑，如尾架、道軌及絲杠螺母等均采用油潤(rùn)滑，采用間歇潤(rùn)滑泵對(duì)X軸、Z軸的各導(dǎo)軌潤(rùn)滑面及滾珠絲杠螺母、尾架套筒外圓等部位進(jìn)行自動(dòng)間歇式潤(rùn)滑。在呈透明狀態(tài)的油箱內(nèi)，帶有一個(gè)液位報(bào)警開(kāi)關(guān)，當(dāng)箱內(nèi)油液低于規(guī)定值時(shí)，機(jī)床會(huì)發(fā)出潤(rùn)滑報(bào)警。 該機(jī)床冷卻系統(tǒng)采用泵冷卻。冷卻裝置的日常維修主要是冷卻水的

27、補(bǔ)給更換及過(guò)濾器的清洗。在冷卻箱內(nèi)未灌入冷卻液前，嚴(yán)禁啟動(dòng)冷卻泵，以免使冷卻泵燒壞。當(dāng)冷卻水減少時(shí)，應(yīng)及時(shí)補(bǔ)給。冷卻水發(fā)生污染變質(zhì)時(shí)，應(yīng)全部更換，冷卻液應(yīng)注意選擇防銹性能好的，以免機(jī)床生銹。1.3數(shù)控車(chē)床的編程方法1.3.1設(shè)定數(shù)控車(chē)床的機(jī)床坐標(biāo)系機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系，是制造和調(diào)整機(jī)床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)。機(jī)床坐標(biāo)系在出廠前已經(jīng)調(diào)整好，一般不允許隨意變動(dòng)。參考點(diǎn)也是機(jī)床上的一個(gè)固定不變的極限點(diǎn)，其位置由機(jī)械擋塊或行程開(kāi)關(guān)來(lái)確定。通過(guò)回機(jī)械零點(diǎn)來(lái)確認(rèn)機(jī)床坐標(biāo)系。回機(jī)械零點(diǎn)前先要開(kāi)機(jī)，數(shù)控車(chē)床開(kāi)機(jī)前先要熟悉數(shù)控車(chē)床的面板。面板的形式同數(shù)控系統(tǒng)密切相關(guān)。數(shù)控車(chē)床的開(kāi)機(jī)有難有易。對(duì)

28、于配圖產(chǎn)系統(tǒng)的車(chē)床。開(kāi)機(jī)大都比較簡(jiǎn)單，一般打開(kāi)電源后，直接啟動(dòng)數(shù)控系統(tǒng)即可。開(kāi)機(jī)后，通過(guò)回零，使工作臺(tái)回到機(jī)床原點(diǎn)（或參考點(diǎn)，該點(diǎn)為與機(jī)床原點(diǎn)有一固定距離的點(diǎn)）。數(shù)控車(chē)床的回零（回參考點(diǎn)）步驟為：開(kāi)關(guān)置于“回零”位置。按手動(dòng)軸進(jìn)給方向鍵+X、+Z至回零指示燈亮。開(kāi)機(jī)后必須先回零（回參考點(diǎn)），若不作此項(xiàng)工作，則螺距誤差補(bǔ)償、背隙補(bǔ)償?shù)裙δ軐o(wú)法實(shí)現(xiàn)。設(shè)定機(jī)床機(jī)械原點(diǎn)同編程中的G54指令直接有關(guān)。1.3.2設(shè)定數(shù)控車(chē)床的工件坐標(biāo)系工件坐標(biāo)系是編程時(shí)使用的坐標(biāo)系，又稱(chēng)編程坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系是人為設(shè)定的。建立工件坐標(biāo)系是數(shù)控車(chē)床加工前的必不可少的一步。不同的系統(tǒng)，其方法各不相同。實(shí)驗(yàn)：1.西門(mén)子802S

29、系統(tǒng)工件坐標(biāo)系的建立方法（1）轉(zhuǎn)動(dòng)刀架至基準(zhǔn)刀（如1號(hào)刀）。（2）在MDA狀態(tài)下，輸入T1D0，使刀補(bǔ)為0。（3）機(jī)床回參考點(diǎn)。（4）用試切法確定工件坐標(biāo)原點(diǎn)。先切削試件的端面。Z方向不動(dòng)。若該點(diǎn)即為Z方向原點(diǎn)，則在參數(shù)下的零點(diǎn)偏置于目錄的G54中，輸入該點(diǎn)的Z向機(jī)械坐標(biāo)值A(chǔ)的負(fù)值，即Z=-A。若Z向原點(diǎn)在端面的左邊處，則在G54中輸入Z=-（A+），回車(chē)即可。同理試切外圓，X方向不動(dòng)。Z方向退刀，記下X方向的機(jī)床坐標(biāo)A，量直徑，得到半徑R，在G54的X中輸入X=-（A+R），回車(chē)即可。實(shí)驗(yàn)：2.廣數(shù)GSK980T系統(tǒng)工件坐標(biāo)系的建立方法（1）用手動(dòng)方式，試切端面。（2）在Z軸不動(dòng)的情況下，沿

30、X軸退刀，且停止主軸旋轉(zhuǎn)。3.測(cè)量端面與工件坐標(biāo)系零點(diǎn)間的距離Z。然后在錄入方式下輸入G50 Z ，運(yùn)行該句即可。4.同理，用手動(dòng)方式車(chē)外圓，在X軸不動(dòng)的情況下沿Z軸退刀，且停止主軸旋轉(zhuǎn)，測(cè)量工件直徑X，在錄入方式下輸入G50X，運(yùn)行該句即可。實(shí)驗(yàn)：3.廣數(shù)GSK928TC工件坐標(biāo)系的建立方法（1）車(chē)外圓，沿Z向退刀，測(cè)得直徑，按InputX輸入直徑值，回車(chē)即可。（2）車(chē)端面，沿X向退刀，測(cè)得端面與工件坐標(biāo)系原點(diǎn)間的距離，按Input輸入該距離值，回車(chē)即可。實(shí)驗(yàn)：4.確定基準(zhǔn)刀在工件坐標(biāo)系中的位置 確定了工件坐標(biāo)系后，可用G50指令確定第1把刀（基準(zhǔn)刀）在工件坐標(biāo)系中的位置。實(shí)驗(yàn)：5.確定其它

31、刀在工件坐標(biāo)系中的位置加工一個(gè)零件常需要幾把不同的刀具，由于刀具安裝及刀具本身的偏差，每把刀轉(zhuǎn)到切削位置時(shí)，其刀尖所處的位置并不重合，為使用戶在編程時(shí)無(wú)需考慮刀具間的偏差，需確定其它刀在工件坐標(biāo)系中的位置，這需要通過(guò)對(duì)刀來(lái)實(shí)現(xiàn)。不同的系統(tǒng)，其對(duì)刀方法各不相同。 1）西門(mén)子802S系統(tǒng)的對(duì)刀方法（1）選用某一把刀為基準(zhǔn)刀，按參數(shù)鍵下和刀具補(bǔ)償按鈕，再按新刀具按鈕，輸入基準(zhǔn)刀的刀號(hào)及刀沿（補(bǔ)）號(hào)。如基準(zhǔn)刀為1號(hào)刀，選用1號(hào)刀沿（補(bǔ)），則刀具為T(mén)1D1。（2）調(diào)用對(duì)刀窗口，用基準(zhǔn)刀車(chē)外圓，Z向退刀，在對(duì)刀窗口的X軸零偏處輸入0（因是基準(zhǔn)刀），按計(jì)算鍵后確認(rèn)。（3）調(diào)用其它各把刀具，確定刀號(hào)和刀沿（補(bǔ)

32、）號(hào)，車(chē)外圓輸入直徑，車(chē)端面。輸入臺(tái)階深度的負(fù)值。計(jì)算、確定即可。2）廣數(shù)GSK980T系統(tǒng)的對(duì)刀方法（1）用基準(zhǔn)刀試切工件，設(shè)定基準(zhǔn)坐標(biāo)系：試切端面X向退刀，進(jìn)入錄入方式，按程序按鈕。輸入G50 Z0，即把該端面作為Z向基準(zhǔn)面。然后按設(shè)置鍵，設(shè)置偏置號(hào)（基準(zhǔn)刀+100），輸入Z=0，試切外圓，Z向退刀，測(cè)得外圓直徑，進(jìn)入錄入方式，按程序按鈕。輸入G50X，然后按設(shè)置鍵，設(shè)置偏號(hào)，基準(zhǔn)刀偏置號(hào)+100，X=。（2）調(diào)用其它各把刀具，車(chē)外圓，Z向退刀。測(cè)得外圓直徑，將所測(cè)得的值設(shè)到一偏置號(hào)中，該偏置為刀號(hào)+100，如刀號(hào)為2，則偏置號(hào)為202，在此處輸入X=。同理車(chē)臺(tái)階，X向退刀，測(cè)得臺(tái)階深度，

33、在偏置號(hào)處輸入Z=-。3）廣數(shù)GSK928TC系統(tǒng)的對(duì)刀方法（1）用基準(zhǔn)刀試切工件，用input建立對(duì)刀坐標(biāo)系，該坐標(biāo)系的Z向原點(diǎn)，一般設(shè)在工件的右端，即把試切的端面作為Z向零點(diǎn)。（2）調(diào)用其它各刀，如2號(hào)刀，用T20調(diào)用，然后試切外圓Z向退刀，測(cè)得直徑，然后按I鍵。輸入。試切臺(tái)階，X向退刀，測(cè)得臺(tái)階深度為，然后按K鍵，輸入-，刀補(bǔ)即設(shè)置完畢。4）坐標(biāo)軸的方向 無(wú)論那種坐標(biāo)系都規(guī)定與車(chē)床主軸軸線平行的方向?yàn)閆軸，從卡盤(pán)中心至尾座頂尖中心的方向?yàn)檎较?。在水平面?nèi)與車(chē)床主軸軸線垂直的方向?yàn)閄軸，遠(yuǎn)離主軸旋轉(zhuǎn)中心的方向?yàn)檎较颉?）直徑或半徑尺寸編程被加工零件的徑向尺寸在圖紙標(biāo)注和加工測(cè)量時(shí)，一般

34、用直徑值表示，所以采用直徑尺寸編程更為方便。6）一般編程方法(1)確定第一把刀的位置G50 X Z 該指令確定了第一把刀的位置，此時(shí)需把第一把刀移動(dòng)到工坐標(biāo)為X Z的位置。(2)返回參考點(diǎn) G26（G28）：X Z軸同時(shí)返回參考點(diǎn)，G27：X軸返回參考點(diǎn)，G29：Z軸返回參考點(diǎn)。(3)快速定位 G00 X Z 快速定位到指定點(diǎn)。（4）直線插補(bǔ) G01 X Z F 該指令用于車(chē)外圓及端面。F為進(jìn)給速度，其單位為mm/min (用G94或G98指定)或mm/r(用G95或G99指定)。（5）圓弧插補(bǔ) G02（03） X Z I K F 該指令用于車(chē)順圓或逆圓周。X Z為圓弧終點(diǎn)坐標(biāo)，I K為圓心相

35、對(duì)于起點(diǎn)的坐標(biāo)，F(xiàn)為進(jìn)給速度。（6）螺紋切削 G33（32） X Z P（E） I K 該指令用于螺紋切削，X Z為螺紋終點(diǎn)坐標(biāo)，P為公制螺紋導(dǎo)程(0.25-100mm)，E為英制螺紋導(dǎo)程(100-4牙/英寸)，I K為退尾數(shù)據(jù)。螺紋切削時(shí)主軸轉(zhuǎn)速不能太高，一般NP3000，N為主軸轉(zhuǎn)速（rpm）,P為公制螺紋導(dǎo)程(mm)。（7） 延時(shí)或暫停 G04 X，X為暫停秒數(shù)，該指令一般用于切槽，可保持槽底光滑。（8）主軸轉(zhuǎn)速設(shè)定 M03（04） S 該指令用于主軸順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)，主軸轉(zhuǎn)速為S，其單位為m/min (用G96指定)或r/min(用G97指定)。M05表示主軸停止。（9）程序結(jié)束M02

36、（在此處結(jié)束）或M30（結(jié)束后返回程序首句）。7）刀具補(bǔ)償編程時(shí)，認(rèn)為車(chē)刀刀尖是一個(gè)點(diǎn)，而實(shí)際上為了提高刀具壽命和工件表面質(zhì)量，車(chē)刀刀尖常磨成一個(gè)半徑不大的圓弧，為提高工件的加工精度，編制圓頭刀程序時(shí)，需要對(duì)刀具半徑進(jìn)行補(bǔ)償。大多數(shù)數(shù)控車(chē)床都具有刀具半徑自動(dòng)補(bǔ)償功能（G41，G42），這類(lèi)數(shù)控車(chē)床可直接按工件輪廓尺寸編程。8）絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo) X 、Z表示絕對(duì)坐標(biāo)，U、W表示相對(duì)坐標(biāo)。9）公制與英制尺寸設(shè)定公制尺寸設(shè)定指令G21，英制尺寸設(shè)定指令G20，系統(tǒng)上電后，機(jī)床處在G21狀態(tài)。10）圓弧順逆的判斷數(shù)控車(chē)床是兩坐標(biāo)的機(jī)床，只有X軸和Z軸，應(yīng)按右手定則的方法將Y軸也加上去來(lái)考慮。判斷時(shí)讓

37、Y軸的正向指向自己，（即沿Y軸的負(fù)方向看去），站在這樣的位置就可正確判斷X-Z平面上圓弧的順逆時(shí)針。數(shù)控車(chē)床編程實(shí)例1編制圖4-1所示工件的數(shù)控加工程序，要求切斷，1#外圓刀，2#切槽刀，切槽刀寬度4mm，毛坯直徑32mm圖2-51）首先根據(jù)圖紙要求按先主后次的加工原則，確定工藝路線（1）粗加工外圓與端面。（2）精加工外圓與端面。（3）切斷。2）選擇刀具,對(duì)刀，確定工件原點(diǎn)根據(jù)加工要求需選用2把刀具，T01號(hào)刀車(chē)外圓與端面，T02號(hào)刀切斷。用碰刀法對(duì)刀以確定工件原點(diǎn)，此例中工件原點(diǎn)位于最左面。3）確定切削用量（1）加工外圓與端面，主軸轉(zhuǎn)速 630rpm, 進(jìn)給速度150mm/min。（2）切斷

38、，主軸轉(zhuǎn)速 315rpm, 進(jìn)給速度150mm/min。4）編制加工程序N10 G50 X50 Z150 確定起刀點(diǎn)N20 M03 S630 主軸正轉(zhuǎn)N30 T11 選用1號(hào)刀，1號(hào)刀補(bǔ)N40 G00 X35 Z57.5 準(zhǔn)備加工右端面N50 G01 X-1 F150 加工右端面N60 G00 X32 Z60 準(zhǔn)備開(kāi)始進(jìn)行外圓循環(huán)N70 G90 X28 Z20 F150 開(kāi)始進(jìn)行外圓循環(huán)N80 X26N90 X24N100 X22N110 X21 20圓先車(chē)削至2N120 G01 X0 Z57.5 F150 結(jié)束外圓循環(huán)并定位至半圓R7.5的起切點(diǎn)N130 G02 X15 Z50 I0 K-7

39、.5 F150 車(chē)削半圓R7.5N140 G01 X15 Z42 F150 車(chē)削15圓N150 X16 倒角起點(diǎn)N160 X20 Z40 倒角N170 Z20 車(chē)削20圓N180 G03 X30 Z15 I10 K0 F150 車(chē)削圓弧R5N190 G01 X30 Z2 F150 車(chē)削30圓N200 X26 Z0 倒角N210 G0 X50 Z150 回起刀點(diǎn)N220 T10 取消1號(hào)刀補(bǔ)N230 T22 換2號(hào)刀N235 M03 S315N240 G0 X33 Z-4 定位至切斷點(diǎn)N250 G01 X-1 F150 切斷N260 G0 X50 Z150 回起刀點(diǎn)N270 T20 取消2號(hào)刀補(bǔ)

40、N280 M05 主軸停止N290 M02 程序結(jié)束1.3數(shù)控車(chē)床加工及維護(hù)1.3.1零件圖樣分析因?yàn)楸”诩庸け容^困難，尤其是內(nèi)孔的加工，由于在切削過(guò)程中，薄壁受切削力的作用，容易產(chǎn)生變形。從而導(dǎo)致出現(xiàn)橢圓或中間小，兩頭大的“腰形”現(xiàn)象。另外薄壁套管由于加工時(shí)散熱性差，極易產(chǎn)生熱變形，使尺寸和形位誤差。達(dá)不到圖紙要求，需解決的重要問(wèn)題，是如何減小切削力對(duì)工件變形的影響。薄壁零件的加工是車(chē)削中比較棘手的問(wèn)題，原因是薄壁零件剛性差，強(qiáng)度弱，在加工中極容易變形，使零件的形位誤差增大，不易保證零件的加工質(zhì)量?？衫脭?shù)控車(chē)床高加工精度及高生產(chǎn)效率的特點(diǎn)，并充分地考慮工藝問(wèn)題對(duì)零件加工質(zhì)量的影響，為此對(duì)工

41、件的裝夾、刀具幾何參數(shù)、程序的編制等方 面進(jìn)行試驗(yàn)，有效地克服薄壁零件加工過(guò)程中出現(xiàn)的變形，保證了加工精度,為今后更好的加工薄壁零件提供了好的依據(jù)及借鑒。無(wú)論用什么形式加工零件，首先都必須從查看零件圖開(kāi)始。由圖看見(jiàn)該薄壁零件加工，容易產(chǎn)生變形，這里不僅裝夾不方便，而且所要加工的部位也那難以加工，需要設(shè)計(jì)一專(zhuān)用薄壁套管、護(hù)軸。 圖3-11.3.2工藝分析根據(jù)圖紙?zhí)峁┑募夹g(shù)要求，工件采用無(wú)縫鋼管進(jìn)行加工，內(nèi)孔和外壁的表面粗糙度為Ra1.6，用車(chē)削即可達(dá)到。但內(nèi)孔的圓柱度為0.03對(duì)于薄壁零件來(lái)講要求比較高，在批量生產(chǎn)中，工藝路線大致為：下料熱處理車(chē)端面車(chē)外圓車(chē)內(nèi)孔質(zhì)檢 前面所述，薄壁件加工特點(diǎn)得知

42、“內(nèi)孔加工”工序是質(zhì)量控制的關(guān)鍵。我們拋開(kāi)外圓，薄壁套管就內(nèi)孔切削就難保證0.03mm的圓柱，經(jīng)過(guò)我們多次加工和實(shí)驗(yàn)，采用刀具新磨法，較好地解決了這一問(wèn)題材。13.3車(chē)孔的關(guān)鍵技術(shù) 車(chē)孔的關(guān)鍵技術(shù)是解決內(nèi)孔車(chē)刀的剛性和排屑問(wèn)題。增加內(nèi)孔車(chē)刀的剛性，我采取了以下措施：（1）盡量增加刀柄的截面積，通常內(nèi)孔車(chē)刀的刀尖位于刀柄的上面，這樣刀柄的截面積較少，還不到孔截面積的1/4，如圖1 圖3-2 圖3-3若使內(nèi)孔車(chē)刀的刀尖位于刀柄的中心線上，那么刀柄在孔中的截面積可大大地增加，（2）刀柄伸出長(zhǎng)度盡能做到同加工工件長(zhǎng)度長(zhǎng)5-8mm，以增加車(chē)刀刀柄剛性，減小切削過(guò)程中的振動(dòng)。13.4解決排屑問(wèn)題主要控制切

43、削流出方向，粗車(chē)刀要求切屑流向待加工表面（前排屑）為此。采用正刃傾角的內(nèi)孔車(chē)刀，精車(chē)時(shí)，要求切屑流向向心傾前排屑（孔心排屑）因此磨刀時(shí)要注意切削刃的磨削方向，要向前沿傾圓弧的排屑方法，如圖4精車(chē)刀合金用YA6,目前的M類(lèi)型，它的抗彎強(qiáng)度、耐磨、沖擊韌度以及與鋼的抗粘和溫度都較好。 圖3-4刃磨時(shí)前角磨以圓以圓弧狀角度10-15后角根據(jù)加工圓弧離壁0.5-0.8mm（刀具底線順弧度）如圖4.c切削刃角k向?yàn)?.5-1為沿切屑刃圖4B點(diǎn)；修光刃為R1-1.5副后角磨成7-8為適圖4E內(nèi)刃的A-A點(diǎn)磨成圓向外排屑。1.3.5加工方法(1)加工前必須要做一件護(hù)軸；護(hù)軸主要目的：是把車(chē)好的薄壁套內(nèi)孔以原

44、尺寸套住，用前后頂尖固定使它在不變形的情況下加工外圓，保持外圓加工質(zhì)量、精度。所以，護(hù)軸的加工對(duì)加工薄壁套管的工序是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。加工護(hù)軸毛胚用45碳結(jié)構(gòu)圓鋼；車(chē)端面、開(kāi)兩頭B型頂尖孔，粗車(chē)外圓，留余量1mm。經(jīng)熱處理調(diào)質(zhì)定形、再精車(chē)留0.2mm余量研磨。重新熱處理碎火表面，硬度HRC50，再經(jīng)外圓磨床磨成如圖5所示，精度達(dá)要求，完工后待用。圖3-5（2)為能使工件一次性加工完畢，毛胚留夾位和切斷余量。（3）先把毛胚作熱處理調(diào)質(zhì)定形，硬度為HRC28-30（可加工范圍的硬度）。(4)車(chē)刀采用C620，首先把前頂尖放進(jìn)主軸錐位固定，為防止夾薄壁套時(shí)的工件變形，增加一個(gè)開(kāi)環(huán)厚套如圖6第二章 電力拖動(dòng)2

45、.1簡(jiǎn)介 電力拖動(dòng)是指電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)生產(chǎn)機(jī)械的工作機(jī)構(gòu)，使之運(yùn)轉(zhuǎn)的一種方法，它在日常生活中和生產(chǎn)中都得到充分的應(yīng)用和發(fā)展。電力拖動(dòng)系統(tǒng)一般有四個(gè)子系統(tǒng)組成，它們的關(guān)系可簡(jiǎn)單表示為：電 源控制設(shè)備電動(dòng)機(jī) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)電源是電動(dòng)機(jī)和控制設(shè)備的能源，分為交流電源和直流電源。控制設(shè)備是用來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，有各種控制電動(dòng)機(jī)，電器，自動(dòng)化元件及工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組成。電動(dòng)機(jī)是生產(chǎn)機(jī)械的原動(dòng)機(jī)，將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，分為交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是在電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)構(gòu)之間傳送動(dòng)力的機(jī)構(gòu)。如速箱，聯(lián)軸器，傳動(dòng)器等。按電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)系統(tǒng)中電動(dòng)機(jī)的組合數(shù)量分，電力拖動(dòng)的發(fā)展過(guò)程經(jīng)歷了成組拖動(dòng)，單電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)和多電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)三個(gè)階

46、段。從電力拖動(dòng)的控制方式來(lái)分，可分為斷續(xù)控制系統(tǒng)和連續(xù)控制系統(tǒng)兩種。在電力拖動(dòng)發(fā)展的不同階段兩種拖動(dòng)方式占有不同的地位，且呈現(xiàn)交替發(fā)展的趨勢(shì)。隨著電力拖動(dòng)的出現(xiàn)。最早產(chǎn)生的是手動(dòng)控制電器控制電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的手動(dòng)斷續(xù)控制方式。隨后逐步發(fā)展為有繼電器，接觸器和主令電器等組成的繼電接觸式有觸點(diǎn)斷續(xù)控制方式。這種控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作穩(wěn)定，成本低，維護(hù)方便，不僅可以方便地實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，而且可實(shí)現(xiàn)集中控制和遠(yuǎn)距離控制，所以目前生產(chǎn)機(jī)械仍廣泛使用。但這種控制僅有通和斷，這兩種狀態(tài)，其控制是斷續(xù)的，即只能控制信號(hào)的有無(wú)，而不能連續(xù)控制信號(hào)的變化。為了適應(yīng)控制信號(hào)連續(xù)變化的場(chǎng)合，又出現(xiàn)了直流電動(dòng)機(jī)連續(xù)控制。

47、這種控制方式可充分利用直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速性能好的優(yōu)點(diǎn)，得到高精度，寬度范圍的平滑調(diào)速系統(tǒng)。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)和控制理論的不斷發(fā)展，相續(xù)出現(xiàn)了順序控制，可編程無(wú)觸點(diǎn)斷續(xù)控制，采樣控制等多種控制方式。在電動(dòng)機(jī)調(diào)速方面，已形成了電子功率器件與自動(dòng)控制相結(jié)合的領(lǐng)域。不但晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用，而且交流變頻調(diào)速技術(shù)發(fā)展迅速，在許多領(lǐng)域交流電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速系統(tǒng)有取代晶閘管-直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的趨勢(shì)。2.2電動(dòng)機(jī)基本控制線路的構(gòu)成2.2.1刀開(kāi)關(guān)刀開(kāi)關(guān)的種類(lèi)很多，在電力拖動(dòng)控制線路中最常用的是由刀開(kāi)關(guān)和熔斷器組合而成的負(fù)荷開(kāi)關(guān)。負(fù)荷開(kāi)關(guān)分為開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)和封閉式負(fù)荷開(kāi)關(guān)兩種。開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)

48、稱(chēng)閘刀開(kāi)關(guān)。生產(chǎn)中常用的是HK系列開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)，適用于照明、電熱設(shè)備及小容量電動(dòng)機(jī)控制線路中，供手動(dòng)頻繁地接通和分?jǐn)嚯娐?，并起短路保護(hù)。開(kāi)啟式負(fù)荷開(kāi)關(guān)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，在一般的照明電路和功率小于5.5KW的電動(dòng)機(jī)控制線路中被廣泛采用。2.2.2組合開(kāi)關(guān) 組合開(kāi)關(guān)又叫轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，它體積小，觸頭對(duì)數(shù)多，接線方式靈活，操作方便，常用于交流50Hz、380V以下及直流220V以下的電氣線路中，供手動(dòng)不是頻繁的接通和斷開(kāi)電路、換電源和負(fù)載以及控制5KW以下小容量異步電動(dòng)機(jī)的啟 動(dòng)、停止和正反轉(zhuǎn)。組合開(kāi)關(guān)中，有一類(lèi)是專(zhuān)為控制小容量三相異步電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)生產(chǎn)的，如Z3-132型組合開(kāi)關(guān)，俗稱(chēng)倒順開(kāi)

49、關(guān)或可逆轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。組合開(kāi)關(guān)應(yīng)根據(jù)電源種類(lèi)、電壓等級(jí)、所需觸頭數(shù)、接線方式和負(fù)載容量進(jìn)行選用。用于直接控制異步電動(dòng)機(jī)的啟用和正、反轉(zhuǎn)時(shí)，開(kāi)關(guān)的額定電流一般取電動(dòng)機(jī)額定電流的1.52.5倍。2.2.3低壓斷路器 低壓斷路器又叫自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)或自動(dòng)空氣斷路器，可簡(jiǎn)稱(chēng)斷路器。是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中常用的一種配電電器，集控制和多種保護(hù)功能于一體，在正常情況下可用于不頻繁地接通和斷開(kāi)電路以及控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行。當(dāng)電力中發(fā)生短路、過(guò)載，失電壓等故障時(shí)，能自動(dòng)切斷故障電路，保護(hù)線路和電氣設(shè)備。2.2.4熔斷器 熔斷器是低壓配電網(wǎng)絡(luò)和電力拖動(dòng)系統(tǒng)中主要用作短路保護(hù)的電器。使用時(shí)串聯(lián)在被保護(hù)的電路中，當(dāng)電路發(fā)

50、生短路故障，通過(guò)熔斷器的直流達(dá)到或超過(guò)某一規(guī)定值時(shí)，以其自身動(dòng)作可靠、使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，因此得到廣泛應(yīng)用。熔斷器按結(jié)構(gòu)形式分為半封閉插入式、無(wú)填料封閉管式和自復(fù)式四類(lèi)。2.2.5接觸器接觸器是一種自動(dòng)的電磁式開(kāi)關(guān)，適用于遠(yuǎn)距離頻繁地接通或斷開(kāi)交直流主電路及大容量控制電路。其主要控制對(duì)象是電動(dòng)機(jī)，也可用于控制其他負(fù)載，如電熱設(shè)備，電焊機(jī)以及電容器組等。它不僅能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自動(dòng)操作和欠電壓釋放保護(hù)功能，而且具有控制容量大、工作可靠、操作頻率高、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，因而在電力拖動(dòng)系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。接觸器按主觸頭通過(guò)的電流種類(lèi)，分為交流接觸器和直流接觸器兩種。2.2.6繼電器繼電器是一種根據(jù)輸入信號(hào)（

51、電量或非電量）的變化，接通或斷開(kāi)小電流電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和保護(hù)電力拖動(dòng)裝置的電器。一般情況下不直接控制電流較大的主電路，而是通過(guò)接觸器或其他電器對(duì)主電路進(jìn)行控制。同接觸器相比，繼電器具有觸頭分?jǐn)嗄芰π?、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、反應(yīng)靈敏、動(dòng)作準(zhǔn)確、工作可靠等特點(diǎn)。第三章 工廠電氣3.1 工廠電氣設(shè)計(jì)總則3.1.1、工廠供電的意義和要求眾所周知，電能是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力。電能既易于由其它形式的能量轉(zhuǎn)換而來(lái)，又易于轉(zhuǎn)換為其它形式的能量以供應(yīng)用；電能的輸送的分配既簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，又便于控制、調(diào)節(jié)和測(cè)量，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。因此，電能在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)及整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)生活中應(yīng)用極為廣泛。在工廠里，

52、電能雖然是工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，但是它在產(chǎn)品成本中所占的比重一般很?。ǔ娀I(yè)外）。電能在工業(yè)生產(chǎn)中的重要性，并不在于它在產(chǎn)品成本中或投資總額中所占的比重多少，而在于工業(yè)生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)電氣化以后可以大大增加產(chǎn)量，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工人的勞動(dòng)條件，有利于實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化。從另一方面來(lái)說(shuō)，如果工廠的電能供應(yīng)突然中斷，則對(duì)工業(yè)生產(chǎn)可能造成嚴(yán)重的后果。因此，做好工廠供電工作對(duì)于發(fā)展工業(yè)生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化，具有十分重要的意義。由于能源節(jié)約是工廠供電工作的一個(gè)重要方面，而能源節(jié)約對(duì)于國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有十分重要的戰(zhàn)略意義，因此做好工廠供電工作，對(duì)于節(jié)約能源

53、、支援國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)，也具有重大的作用。工廠供電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，切實(shí)保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要，并做好節(jié)能工作，就必須達(dá)到以下基本要求：（1） 安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。（2） 可靠 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的要求。（3） 優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等質(zhì)量的要求（4） 經(jīng)濟(jì) 供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。此外，在供電工作中，應(yīng)合理地處理局部和全局、當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系，既要照顧局部的當(dāng)前的利益，又要有全局觀點(diǎn)，能顧全大局，適應(yīng)發(fā)展。 3.1.2工廠供電設(shè)計(jì)的一般原則 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-9

54、5 供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50053-94 10kv及以下設(shè)計(jì)規(guī)范、GB50054-95 低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范等的規(guī)定，進(jìn)行工廠供電設(shè)計(jì)必須遵循以下原則：（1） 遵守規(guī)程、執(zhí)行政策；必須遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國(guó)家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源，節(jié)約有色金屬等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。（2） 安全可靠、先進(jìn)合理；應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理，采用效率高、能耗低和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。（3） 近期為主、考慮發(fā)展；應(yīng)根據(jù)工作特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)近結(jié)合，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。（4） 全局出發(fā)、統(tǒng)籌兼顧。按負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。工廠供電設(shè)計(jì)是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)中的重要組成部分。工廠供電設(shè)計(jì)的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及發(fā)展。作為從事工廠供電工作的人員，有必要了解和掌握工廠供電設(shè)計(jì)的有關(guān)知識(shí)，以便適應(yīng)設(shè)計(jì)工作的需要。3.1.3、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟 全廠總降壓變電所及配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)，是根