機(jī)械加工基礎(chǔ)7

第四章數(shù)控加工技術(shù)

1952年美國麻省理工學(xué)院首次把機(jī)床技術(shù)與電子技術(shù)巧妙地結(jié)合在一起，研制成功了第一臺有信息存儲和處理功能的新型機(jī)床—數(shù)控機(jī)床。經(jīng)歷了電子管控制、晶體管控制、集成電路控制、計算機(jī)控制和微機(jī)數(shù)控五個階段。一、概述：數(shù)控加工

（NCManufacturing）：指的是一種可編程的由數(shù)字和符號實施控制的自動加工過程。數(shù)控機(jī)床仍采用刀具和磨具對材料進(jìn)行切削加工，但在如何控制切削運(yùn)動等方面與傳統(tǒng)切削加工存在本質(zhì)上的差別。

數(shù)控加工原理（數(shù)控銑床舉例）零件圖編制工藝卡工人操作機(jī)床加工運(yùn)動普通機(jī)床加工數(shù)控機(jī)床加工編制程序鍵盤輸入伺服裝置檢測加工運(yùn)動數(shù)控裝置零件圖數(shù)控機(jī)床加工的主要特點；（1）加工的零件精度高定位精度高；加工過程自動檢測和誤差補(bǔ)償?shù)裙δ?。?）生產(chǎn)效率高零件的裝夾次數(shù)少，可實現(xiàn)自動換刀，加工復(fù)雜零件時，效率可提高5-10倍。（3）適應(yīng)性強(qiáng)

特別適合加工形狀復(fù)雜的輪廓表面（4）有利于實現(xiàn)計算機(jī)輔助制造易于與CAD系統(tǒng)直接連接（5）初始投資大，加工成本高二、數(shù)控機(jī)床(NCMachine)1、按工藝用途分類（1）切削類數(shù)控機(jī)床。數(shù)控銑床、數(shù)控車床等；（2）成形類數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控彎管機(jī)、數(shù)控組合沖床等；（3）數(shù)控特種加工機(jī)床。如數(shù)控電火花成形機(jī)床等；（4）其他類型的數(shù)控機(jī)床。數(shù)控快速成形機(jī)等。

2、按運(yùn)動方式分類（1）點位控制數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控鉆床、數(shù)控點焊機(jī)等；（2）點位直線控制數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控銑床、數(shù)控車床等；（3）輪廓控制數(shù)控機(jī)床。如數(shù)控銑床、數(shù)控車床、加工中心等加工中心：是一種功能較全的數(shù)控加工機(jī)床。具有較強(qiáng)的綜合加工能力。一般分為鏜銑類加工中心和切削類加工中心。將多種功能集中在一臺數(shù)控設(shè)備上，加工中心的刀庫中存放有十幾種甚至上百種刀具或驗具，在加工過程中可實現(xiàn)由程序自動選用。三、柔性制造單元和柔性制造系統(tǒng)1、柔性制造單元（flexiblemanufacturingcell–FMC)

是在加工中心的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它增加了機(jī)器人或托盤自動交換裝置，刀具和工件的自動測量裝置，加工過程的監(jiān)控裝置。特點：（1）在單元計算機(jī)的控制下，可實現(xiàn)不同或相同機(jī)床上不同零件的同步加工；（2）加工過程中除了可自動更換刀具，實現(xiàn)機(jī)器人的物料搬運(yùn)或多工位托盤的自動交換外，工件的加工時間和裝卸時間可以重疊；（3）可實現(xiàn)加工過程自動監(jiān)控，如具有自適應(yīng)功能和刀具破損的監(jiān)控功能等；（4）在單元計算機(jī)控制下，易擴(kuò)展成柔性制造系統(tǒng)。2、柔性制造系統(tǒng)（flexible

manufacturingsystem–FMS)是由一組數(shù)控機(jī)床或一組柔性制造單元，通過一個公用的自動物料輸送系統(tǒng)和計算機(jī)控制系統(tǒng)相結(jié)合的加工綜合體。由三部分組成：（1）計算機(jī)控制的信息系統(tǒng)；（2）多功位的數(shù)控加工系統(tǒng)；（3）自動化物料輸送和存儲系統(tǒng)。四、計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)

CIMS是在信息技術(shù)、自動化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)及制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過計算機(jī)及其軟件，將制造工廠的全部生產(chǎn)活動實現(xiàn)高度統(tǒng)一的綜合化管理，將各種分散的自動化系統(tǒng)有機(jī)地集成起來，構(gòu)成一個優(yōu)化的完整的生產(chǎn)系統(tǒng)。CIMS的效益：（1）產(chǎn)品質(zhì)量提高200%-500%；（2）生產(chǎn)率提高40%-70%；（3）設(shè)備利用率提高200%-300%；（4）生產(chǎn)周期縮短30%-60%；（5）在制品減少30%-60%；（6）工程設(shè)計費(fèi)減少15%-30%；（7）人工費(fèi)用減少5%-20%；（8）提高工程師的工作能力300%-3500%。五、智能制造技術(shù)與智能制造系統(tǒng)1、智能制造技術(shù)（IntelligentManufacturingTechnology-IMT)

是指在制造工業(yè)的各個環(huán)節(jié)，以高度柔性和高度集成的方式，通過計算機(jī)模擬人類專家大腦的智能活動，進(jìn)行分析、推理、構(gòu)思、判斷和決策。2、智能制造系統(tǒng)（intelligent

manufacturingsystem-IMT)在智能制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，借助于計算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，綜合運(yùn)用制造技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)、并行技術(shù)和系統(tǒng)工程技術(shù)，在互換性和國際標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上，使制造大系統(tǒng)中的經(jīng)營決策、生產(chǎn)規(guī)劃、制造加工和質(zhì)量控制等各個相關(guān)子系統(tǒng)分別智能化，成為網(wǎng)絡(luò)集成的高度自動化系統(tǒng)。六、零件的加工質(zhì)量1、機(jī)械加工精度機(jī)械加工后，零件的尺寸、形狀、位置等參數(shù)的實際數(shù)值與設(shè)計理想值的符合程度。包括：尺寸精度、形狀精度和位置精度。（1）尺寸精度零件實際尺寸與設(shè)計理想尺寸的符合程度。（2）形狀精度零件實際表面和理想表面之間在形狀上的符合程度。如直線度、平面度、圓度、圓柱度、線輪廓度和面輪廓度。（3）位置精度零件表面、軸線或?qū)ΨQ平面之間的實際位置與理想位置的符合程度。如兩平面間的平行度、垂直度；兩圓柱面軸線的同軸度；一根軸線與一個平面之間的垂直度、傾斜度等。

2、表面質(zhì)量（1）表面幾何特征表面粗糙度是指在機(jī)械加工中，由于切削刀痕、表面撕裂、振動、摩擦等原因在被加工表面上所產(chǎn)生的一種微觀幾何形狀誤差。使用輪廓算術(shù)平均偏差作為評定參數(shù)。（2）表面層材質(zhì)的變化零件加工后在表面層內(nèi)出現(xiàn)不同于基體材料的力學(xué)、冶金、物理及化學(xué)性能的變質(zhì)層。表現(xiàn)為：加工硬化、金相組織變化、殘余應(yīng)力、熱損傷比薩斜塔：伽利略自由落體定律的發(fā)現(xiàn)做人定律-1：不能做落井下石的小人做人定律-2：應(yīng)該做扶正揚(yáng)善的貴人Alittleboyaskedhisfather:Daddy,howmuchdoesitcosttogetmarrie