（中職）數(shù)控設(shè)備與編程第一章教學(xué)課件

1、YCF正版可修改PPT（中職）數(shù)控設(shè)備與編程第一章教學(xué)課件第一章 數(shù)控設(shè)備基本知識(shí)第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ)第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟第五節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的基本功能代碼第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述 一、數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床的種類繁多，但從組成一臺(tái)完整的數(shù)控機(jī)床來(lái)講，它由信息輸入裝置、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體以及輔助裝置組成。如圖1-1所示，圖中實(shí)線部分為開環(huán)系統(tǒng)，如果加上虛線部分的測(cè)量裝置，并反饋到數(shù)控裝置，就構(gòu)成廠閉環(huán)系統(tǒng)。 1.信息輸入裝置 信息輸入裝置就是將NC程序代碼讀入數(shù)控裝置，它可以是光電閱讀機(jī)、磁帶機(jī)或一個(gè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述接口。光電閱讀機(jī)將穿

2、孔帶上的代碼信息或磁帶閱讀機(jī)將磁帶上的信息讀入數(shù)控裝置。目前一般都采用微處理器數(shù)控裝置，它有專用接口，可以直接接收外界計(jì)算機(jī)中的NC程序代碼信息。 2.數(shù)控裝置 數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的控制中心，能對(duì)NC代碼信息進(jìn)行識(shí)別、儲(chǔ)存和插補(bǔ)運(yùn)算，并且輸出相應(yīng)的指令脈沖以馭動(dòng)伺服系統(tǒng)，進(jìn)而控制機(jī)床動(dòng)作。在計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床中，由于計(jì)算機(jī)本身就含有運(yùn)算器、控制器等單元，因此其數(shù)控裝置的作用由一臺(tái)專用計(jì)算機(jī)來(lái)完成。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述3.伺服系統(tǒng) 伺服系統(tǒng)接受來(lái)自數(shù)控裝置的脈沖信號(hào)并且轉(zhuǎn)換為機(jī)床移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)，加工出符合圖紙要求的零件。因此，伺服系統(tǒng)的性能是決定機(jī)床的加工精度、表面質(zhì)量和生產(chǎn)率的主要

3、因素之一。每個(gè)脈沖信號(hào)使機(jī)床移動(dòng)部件產(chǎn)生的位移量叫做脈沖當(dāng)量(數(shù)控機(jī)床常用的脈沖當(dāng)量為0. 001 mm一0. O1mm)。 伺服系統(tǒng)包括馭動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩大部分。目前大都采用直流伺服電機(jī)或交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，這些電機(jī)均帶有光電編碼器等位置測(cè)量元件和測(cè)速發(fā)電機(jī)等速度測(cè)量元件。各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)由相應(yīng)的馭動(dòng)裝置馭動(dòng)。步進(jìn)電機(jī)馭動(dòng)只在經(jīng)濟(jì)型或簡(jiǎn)易NC機(jī)床上采用。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述4.檢測(cè)反饋裝置 檢測(cè)反饋裝置是將運(yùn)動(dòng)部件的實(shí)際位移、速度及當(dāng)前的環(huán)境(溫度、摩擦力和切削力等因素的變化)參數(shù)加以檢測(cè)，轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后反饋給數(shù)控裝置，通過(guò)比較得出實(shí)際運(yùn)動(dòng)與指令運(yùn)動(dòng)的誤差。這時(shí)發(fā)出誤差指

4、令，糾正所產(chǎn)生的誤差。反饋裝置可以有效地改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，提高零件的加工精度。 5.機(jī)床本體 機(jī)床本體是數(shù)控機(jī)床加工運(yùn)動(dòng)的實(shí)際執(zhí)行部件，主要包括主運(yùn)動(dòng)部件、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)執(zhí)行部件、工作臺(tái)、拖板及其部件、床身立柱等支撐部件。對(duì)機(jī)床本體的要求是:應(yīng)有足夠的剛度、抗振性、熱變形小和足夠的精度。 除上述五個(gè)部分外，數(shù)控機(jī)床還有一些輔助裝置和附屬設(shè)備，如電器、液壓、氣壓系統(tǒng)與冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明、儲(chǔ)運(yùn)等裝置以及編程機(jī)、對(duì)刀儀等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述二、數(shù)控機(jī)床的分類 數(shù)控機(jī)床的品種規(guī)格很多，可以按多種原則進(jìn)行分類。歸納起來(lái)，常用以下4種方法進(jìn)行分類。 1.按照運(yùn)動(dòng)方式分類 (1)點(diǎn)位控制數(shù)控

5、機(jī)床這類機(jī)床的加工移動(dòng)部件只能實(shí)現(xiàn)從一個(gè)位置到另一個(gè)位置的精確移動(dòng)，在移動(dòng)途中不進(jìn)行加工。為了在精確定位基礎(chǔ)上有盡可能高的生產(chǎn)率，兩相關(guān)點(diǎn)之間的移動(dòng)先是以快速移動(dòng)接近定位點(diǎn)，然后降速1一3級(jí)，再慢慢靠近，以保證加工精度。 圖1-2是點(diǎn)位控制示意圖，主要應(yīng)用于數(shù)控坐標(biāo)鎖床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控測(cè)量機(jī)和數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。 (2)點(diǎn)位直線控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床的加工移動(dòng)部件不僅要實(shí)現(xiàn)從一個(gè)位置到上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述另一個(gè)位置的精確移動(dòng)，且能實(shí)現(xiàn)平行于坐標(biāo)軸的直線切削加工運(yùn)動(dòng)及沿坐標(biāo)軸呈45的直線切削加工，但不能沿任意斜率的直線進(jìn)行切削加工。 圖1-3為點(diǎn)位直線控制示意圖，主要應(yīng)用于數(shù)

6、控車床、數(shù)控鎖銑床等。 (3)輪廓控制數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床能夠同時(shí)控制2 -5個(gè)坐標(biāo)軸聯(lián)動(dòng)，加工形狀復(fù)雜的零件，它不僅控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且控制整個(gè)加工過(guò)程中每一點(diǎn)的速度與位移量。例如在銑床上進(jìn)行曲線圓弧切削及復(fù)雜曲面切削時(shí)，就需要用這種控制方式。 圖1-4為輪廓控制示意圖，主要應(yīng)用于數(shù)控銑床、數(shù)控凸輪磨床。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述2.按工藝用途分類(1)金屬切削類數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床與傳統(tǒng)的普通金屬切削機(jī)床品種一樣，有數(shù)控車、銑、銷、鉆、磨床等。每一種又有很多品種，如數(shù)控銑床中還有立銑、臥銑、工具銑、龍門銑等。 切削類數(shù)控機(jī)床發(fā)展最早、種類繁多。在普通數(shù)控機(jī)床的基礎(chǔ)

7、上加裝一個(gè)刀庫(kù)(可容納10一100多把刀具)和自動(dòng)換刀裝置，即為加工中心機(jī)床，零件在一次裝夾后，便可進(jìn)行銑、銷、鉆、鉸、攻螺紋等多工序加工。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述 (2)金屬成型數(shù)控機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控折彎?rùn)C(jī)、數(shù)控組合沖床、數(shù)控彎管機(jī)和數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)等。 (3)數(shù)控特種加工機(jī)床這類數(shù)控機(jī)床有數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)和數(shù)控激光切割機(jī)床等。 此外，在非加工中也大量采用廠數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控裝配機(jī)、多坐標(biāo)測(cè)量機(jī)和工業(yè)機(jī)器人等。圖1-5、圖1-6、圖1-7是三種數(shù)控機(jī)床的外形圖。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述 3.按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類 按數(shù)控系統(tǒng)的功能水平

8、可以把數(shù)控系統(tǒng)分為高、中、低三檔。這種分法沒(méi)有明確的定義和確切的界限。數(shù)控系統(tǒng)(或數(shù)控機(jī)床)的水平高低由主要技術(shù)參數(shù)、功能指標(biāo)和關(guān)鍵部件的功能水平來(lái)確定。 (1)低檔機(jī)床也稱經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。其特點(diǎn)是根據(jù)實(shí)際的使用要求，合理地簡(jiǎn)化系統(tǒng)，以降低產(chǎn)品價(jià)格。目前，我國(guó)把由單片機(jī)或單板機(jī)與步進(jìn)電機(jī)組成的數(shù)控系統(tǒng)和功能簡(jiǎn)單、價(jià)格低的系統(tǒng)稱為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)。主要用于車床、線切割機(jī)床以及舊機(jī)床的數(shù)控化改造等。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述 這類機(jī)床的技術(shù)指標(biāo)通常為:脈沖當(dāng)量0. O1一0. OO5mm，快進(jìn)速度4-10m/min步進(jìn)電機(jī)馭動(dòng)，用數(shù)碼管或簡(jiǎn)單CRT顯示，主CPU一般為8位或者16位。 (2)

9、中檔數(shù)控機(jī)床其技術(shù)指標(biāo)常為:脈沖當(dāng)量0. 005 - 0. 001 mm .24m/min，伺服系統(tǒng)為半閉環(huán)直流或交流伺服系統(tǒng)，有較齊全的CRT顯示，圖形，人機(jī)對(duì)話，自診斷等，主CPU一般為16位或32位。 (3)高檔數(shù)控機(jī)床其技術(shù)指標(biāo)常為:脈沖當(dāng)量0. 001 -0. 0001 mm，開環(huán)快進(jìn)速度100m/min，伺服系統(tǒng)為閉環(huán)的直流或交流伺服系統(tǒng)，C RT顯示除具備中檔的功能外，還具有三維圖形顯示等，CPU一般為32位或64位。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述 4.按控制方式分類 (1)開環(huán)控制系統(tǒng)就是不帶反饋裝置的控制系統(tǒng)。通常使用步進(jìn)電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)，數(shù)控裝置輸出的脈沖

10、通過(guò)環(huán)形分配器和馭動(dòng)電路，不斷改變供電狀態(tài)，使步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的步距角，再經(jīng)過(guò)減速齒輪帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，最后轉(zhuǎn)換為移動(dòng)部件的直線位移。移動(dòng)部件的移動(dòng)速度與位移量是由輸入脈沖的頻率和脈沖數(shù)所決定的。圖1-8為典型的開環(huán)控制系統(tǒng)框圖。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述 (2)半閉環(huán)控制系統(tǒng)就是在伺服電機(jī)輸出端或絲杠軸端裝有角位移檢測(cè)裝置(如感應(yīng)同步器或光電編碼器等)，通過(guò)測(cè)量角位移，間接地檢測(cè)移動(dòng)部件的直線位移，然后反饋到數(shù)控裝置中。由于角位移檢測(cè)裝置比直線位移檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，因此配有精密滾珠絲杠和齒輪的半閉環(huán)系統(tǒng)應(yīng)用比較廣泛。圖1-9為半閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床

11、概述 (3)閉環(huán)控制系統(tǒng)就是在數(shù)控機(jī)床移動(dòng)部件上直接裝有直線位置檢測(cè)裝置，且將測(cè)量到的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入指令的位移值進(jìn)行比較，用差值進(jìn)行補(bǔ)償，使移動(dòng)部件按實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件的確定位。 從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)精度主要取決于檢測(cè)裝置的精度，而與傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)關(guān);但由于該系統(tǒng)受進(jìn)給絲杠的拉壓剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、摩擦阻尼特性和間隙等非線性因素的影響，給測(cè)試工作帶來(lái)很大的困難。若各種參數(shù)匹配不適當(dāng)，會(huì)引起系統(tǒng)振蕩，造成系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，影響定位精度，所以閉環(huán)控制系統(tǒng)安裝調(diào)試非常復(fù)雜，一定程度上限制廠對(duì)其更廣泛的應(yīng)用。圖1-10為閉環(huán)控制系統(tǒng)框圖。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)

12、控機(jī)床概述三、數(shù)控機(jī)床的工作原理 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，就是將加工過(guò)程所需的各種操作(如主軸轉(zhuǎn)速變速、機(jī)床開停、松夾工件、進(jìn)退刀具、選擇刀具、供給冷卻液等)步驟，刀具與工件之間的相對(duì)位移量都包括在零件數(shù)控加工程序中，然后通過(guò)傳送裝置將信息送入專用的或通用的計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)對(duì)輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種指令來(lái)控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動(dòng)加工出所需要的工件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述四、數(shù)控機(jī)床的發(fā)展1.智能化在現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)中，引進(jìn)了自適應(yīng)技術(shù)。自適應(yīng)控制(Adaptive Conltol, AC)技術(shù)是調(diào)節(jié)加工過(guò)程中所測(cè)得的工作狀態(tài)特性，且能使切削過(guò)程達(dá)到并且維持最

13、佳狀態(tài)的技術(shù)。在加工過(guò)程中，存在如工件毛坯余量不均、材料硬度不一致、刀具磨損、工件變形、機(jī)床熱變形、化學(xué)親和力、切削液的鉆度等大約30余種變量，它們直接影響加工效果。而自適應(yīng)控制技術(shù)則能根據(jù)切削條件的變化，自動(dòng)調(diào)整并保持最佳工作狀態(tài)，從而達(dá)到很高的加工精度、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。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述2.高速化(1)選用高速微處理器(2)提高多軸控制水平(3)配置高速、功能強(qiáng)大的可編程序控制器(PLC)3.多功能(1)具有多種監(jiān)控、檢測(cè)及補(bǔ)償功能 (2)彩色CRT圖形顯示 (3)人機(jī)對(duì)話功能借助 (4)自診斷功能現(xiàn) (5)很強(qiáng)的通信功能上一頁(yè)

14、下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述 4.多機(jī)控制系統(tǒng) (1)計(jì)算機(jī)直接數(shù)控系統(tǒng)(DNC)(2)柔性制造系統(tǒng)(FMS)圖1-11是一種較典型的FMS結(jié)構(gòu)樞圖。 (3)計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS 是通過(guò)計(jì)算機(jī)及其軟件，將工廠生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)的全部活動(dòng)(包括市場(chǎng)調(diào)研、生產(chǎn)決策、生產(chǎn)計(jì)劃、生產(chǎn)管理、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、加工制造、質(zhì)量檢驗(yàn)及銷售經(jīng)營(yíng)等)與整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程有關(guān)的物料流與信息流實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的管理，如圖1-12所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第一節(jié)數(shù)控機(jī)床概述5.高可靠性(1)提高數(shù)控系統(tǒng)的硬件質(zhì)量(2)模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和通用化 6.高精度化 (1)采用高精度的脈沖當(dāng)量從提 (2)采用交流數(shù)字

15、伺服系統(tǒng)采用 (3)前饋控制 (4)機(jī)床靜止摩擦的非線性控制上一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)一、齒輪傳動(dòng)副 齒輪傳動(dòng)副的原理和特點(diǎn)在機(jī)械原理和機(jī)械零件課程中已經(jīng)講過(guò)，本書不再敘述。數(shù)控機(jī)床的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速較高，而機(jī)械系統(tǒng)馭動(dòng)的工作臺(tái)的移動(dòng)速度有時(shí)不能太高，變換范圍也不能太大，故往往采用齒輪裝置將電動(dòng)機(jī)輸出軸的高轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)矩?fù)Q成為負(fù)載軸所要求的低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)矩。數(shù)控機(jī)床要求傳動(dòng)裝置有高的傳動(dòng)精度、高的穩(wěn)定性和響應(yīng)速度。而在齒輪傳動(dòng)中，由于齒側(cè)間隙的存在，造成進(jìn)給運(yùn)動(dòng)反向時(shí)產(chǎn)生反向死區(qū)，不能準(zhǔn)確執(zhí)行系統(tǒng)指令，影響機(jī)床加工精度。下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) 1.斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)中間隙的消除 (1)軸向壓簧

16、調(diào)整法圖1-13中兩個(gè)薄片齒輪1和2是用鍵滑套在軸5上，調(diào)整螺母4可調(diào)整彈簧3對(duì)齒輪2的軸向壓力。但這種結(jié)構(gòu)軸向尺寸較大，結(jié)構(gòu)不緊湊。它多用于小負(fù)載，并要求自動(dòng)補(bǔ)償齒隙的傳動(dòng)。 (2)軸向墊片調(diào)整法圖1-14中寬齒輪同時(shí)與兩個(gè)相同的薄片齒輪嚙合，薄片齒輪用平鍵和軸連接，互相不能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。加工時(shí)兩齒輪拼裝在一起加工，同時(shí)在兩齒輪之間加入墊片，并保持鍵槽確定的裝配位置。裝配時(shí)，將墊片厚度減少或增加dt，然后再擰緊螺母，使兩齒輪的螺旋線產(chǎn)生錯(cuò)位。齒輪分別與寬齒輪的左右側(cè)面緊貼并消除嚙合側(cè)隙。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) 2.直齒圓柱齒輪傳動(dòng)中間隙的消除 (1)雙片薄齒輪錯(cuò)齒調(diào)整法一對(duì)相嚙合

17、的圓柱齒輪中，一個(gè)齒輪是較寬的寬齒輪，而另一個(gè)齒輪是由兩個(gè)相同齒數(shù)和模數(shù)的兩個(gè)薄片齒輪套裝在一起組合而成的。在齒輪嚙合時(shí)，使其中一個(gè)薄片齒輪的輪齒左側(cè)(或右側(cè))工作面和另一個(gè)薄片齒輪輪齒右側(cè)(或左側(cè))工作面，分別與寬齒輪的一個(gè)齒溝槽的兩側(cè)齒面工作面同時(shí)緊密接觸，從而達(dá)到消除齒輪嚙合齒側(cè)間隙的目的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)圖1-15為周向拉簧式調(diào)整法。圖中兩薄片齒輪1和2各開有圓弧槽，分別裝在齒輪1和2的凸耳4上，在拉簧3的作用下，使兩個(gè)薄片齒輪錯(cuò)位嚙合側(cè)隙。這種方式下彈簧拉力不能調(diào)節(jié)。槽中彈簧3兩端，從而消除齒輪上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) 圖1-16為可調(diào)拉簧式調(diào)整法

18、。在齒輪2上裝有凸耳7,齒輪1上開有凸耳7的運(yùn)動(dòng)空間，拉簧8的一端鉤在凸耳7上的調(diào)節(jié)螺釘5上，另一端鉤在裝于齒輪1上的凸耳4上，在拉簧的作用下，兩齒輪1和2發(fā)生錯(cuò)位，從而消除齒輪嚙合側(cè)隙。此種方式與圖1-15不同的是，彈簧拉力的大小可由螺母6和調(diào)節(jié)螺釘5來(lái)調(diào)整。 (2)偏心套調(diào)整法如圖1-17所示，電動(dòng)機(jī)通過(guò)偏心套與箱體連接，轉(zhuǎn)動(dòng)偏心套就能調(diào)整兩嚙合齒輪的中心距，從而消除齒側(cè)間隙。此法調(diào)整簡(jiǎn)單，但只能補(bǔ)償齒厚誤差與中心距誤差引起的齒隙，不能補(bǔ)償偏心誤差引起的齒隙，而且齒輪磨損后不能自動(dòng)消除間隙。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)(3)采用變齒厚圓柱齒輪傳動(dòng)如圖1-18所示，變齒厚齒輪在軸向

19、厚度稍微變化，通過(guò)墊片3進(jìn)行軸向相對(duì)位置調(diào)整可以消除齒隙。 3.齒輪齒條傳動(dòng)中間隙的消除 如果工作臺(tái)行程很長(zhǎng)(如龍門銑床)，通常采用齒輪齒條來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給馭動(dòng)。當(dāng)機(jī)床額定工作載荷較小時(shí)，可采用類似于圓柱齒輪傳動(dòng)中的雙薄片齒輪錯(cuò)齒法來(lái)消除嚙合側(cè)隙;當(dāng)機(jī)床額定載荷較大時(shí)，則采用圖1-19所示的結(jié)構(gòu)來(lái)消除嚙合側(cè)隙。 齒輪4和齒輪5分別與齒條6相嚙合，且用預(yù)緊裝置7在齒輪1上預(yù)加載荷，通過(guò)齒輪1使其左、右相嚙合的齒輪2和3向外伸張，則齒輪4和5也同時(shí)向外伸張，使兩個(gè)齒輪不同側(cè)齒面與齒條6上的不同側(cè)齒面嚙合接觸，從而消除齒側(cè)間隙。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)4.圓錐齒輪傳動(dòng)中間隙的消除(1)周向彈

20、簧調(diào)整法 圖1-20是兩個(gè)嚙合的錐齒輪，其中一個(gè)做成大小兩片1和2在大片上開有周向圓弧槽，在小片2上制有凸爪6,凸爪6伸入大片的圓弧槽中，彈簧4一端頂在凸爪6上，另一端頂在鑲塊3上。止動(dòng)螺釘5在安裝時(shí)用，安裝完畢就卸去。在彈簧力的作用下，使大片1和小片2稍稍錯(cuò)開，達(dá)到消除嚙合間隙的目的。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)(2)軸向壓簧調(diào)整法圖1-21是相互嚙合的一對(duì)圓錐齒輪，其中一個(gè)在軸向壓簧作用下，軸向始終保持與被嚙合齒輪處于頂緊狀態(tài)，所以能夠消除并補(bǔ)償齒側(cè)間隙。這種結(jié)構(gòu)用于小負(fù)載、并要求自動(dòng)補(bǔ)償齒側(cè)間隙的場(chǎng)合。 5. 蝸輪蝸桿傳動(dòng)中間隙的消除 數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)(如數(shù)控滾

21、齒機(jī)分度工作臺(tái)等)，其最后的傳動(dòng)執(zhí)行件大多數(shù)采用大降速比的蝸輪蝸桿傳動(dòng)。消除蝸輪蝸桿傳動(dòng)間隙常用如下兩種方法。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) (1)雙蝸桿傳動(dòng)用兩個(gè)蝸桿同時(shí)傳動(dòng)一個(gè)蝸輪，其中一個(gè)蝸桿相對(duì)另一個(gè)蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)或產(chǎn)生軸向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)嚙合間隙的調(diào)整。但制造成本高，傳動(dòng)效率低，且調(diào)整不當(dāng)時(shí)易啃壞齒面。 雙蝸桿傳動(dòng)中的蝸桿布置:蝸桿可以平行布置也可以垂直布置。圖1-22為平行布置的雙蝸桿傳動(dòng)原理圖。調(diào)整時(shí)，可以通過(guò)調(diào)位聯(lián)軸器5，單獨(dú)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿3,調(diào)整和消除傳動(dòng)問(wèn)隙;也可通過(guò)配置磨墊片，使蝸桿3軸向移動(dòng)，消除傳動(dòng)間隙。這種結(jié)構(gòu)通常用于大型數(shù)控回車工作臺(tái)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳

22、動(dòng) (2)采用雙導(dǎo)程蝸桿傳動(dòng)圖1-23為雙導(dǎo)程蝸桿軸向剖面齒形圖。它的特點(diǎn)是蝸桿石左齒面軸向節(jié)距不等。二、導(dǎo)軌副 機(jī)床導(dǎo)軌主要用來(lái)支承和引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)部件沿一定軌道運(yùn)動(dòng)。在導(dǎo)軌副中，運(yùn)動(dòng)的一方稱運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，不動(dòng)的一方稱支承導(dǎo)軌。 數(shù)控機(jī)床常用的導(dǎo)軌有滾動(dòng)導(dǎo)軌、滑動(dòng)導(dǎo)軌和靜壓導(dǎo)軌三種。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) 1.滑動(dòng)導(dǎo)軌 滑動(dòng)導(dǎo)軌與滾動(dòng)導(dǎo)軌相比較，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，剛度好，抗振性高，因此在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用也比較廣，但存在靜摩擦系數(shù)大，且動(dòng)摩擦系數(shù)隨速度變化而變化，摩擦磨損大，低速(1-60 mm/ min)時(shí)易呈現(xiàn)爬行現(xiàn)象而降低運(yùn)動(dòng)部件的定位精度。 為提高滑動(dòng)導(dǎo)軌的耐磨性和改善低速爬行

23、的摩擦特性，在現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床上，常使用塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌。即用鑄鐵一塑料、鑲鋼一塑料滑動(dòng)導(dǎo)軌代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鑄鐵一鑄鐵、鑄鐵一鑲鋼導(dǎo)軌。塑料導(dǎo)軌副中短的為動(dòng)導(dǎo)軌，長(zhǎng)的支承導(dǎo)軌為鑄鐵或鋼質(zhì)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) 2.滾動(dòng)導(dǎo)軌 在相配的兩導(dǎo)軌面之間放置滾珠、滾針、滾柱等滾動(dòng)體，使導(dǎo)軌面間的摩擦成為滾動(dòng)摩擦，這種導(dǎo)軌稱滾動(dòng)導(dǎo)軌。這在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用廣泛。 (1)滾動(dòng)導(dǎo)軌的特點(diǎn).摩擦系數(shù)小。.運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確。.磨損小，壽命高。潤(rùn)滑簡(jiǎn)單上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) (2)滾動(dòng)導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)形式 .滾針導(dǎo)軌:圖1-26 ( a)為滾針導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是尺寸小，長(zhǎng)徑比較大，結(jié)構(gòu)緊湊，一般用于導(dǎo)軌

24、尺寸受限制的機(jī)床上。 .滾珠導(dǎo)軌:圖1-26 (b), (c)為滾珠導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)是導(dǎo)軌接觸面小，剛度低，承載能力小。一般適用于運(yùn)動(dòng)部件質(zhì)量不大、切削力不大的機(jī)床，如數(shù)控磨床、儀器導(dǎo)軌等。 .滾柱導(dǎo)軌:圖1-27為滾柱導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。其特點(diǎn)是導(dǎo)軌的剛度及承載能力都比滾珠導(dǎo)軌大，不易引起振動(dòng)。目前，數(shù)控機(jī)床應(yīng)用較多。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)圖1-27 ( a)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，但對(duì)安裝偏斜反應(yīng)敏感，支承的軸線與導(dǎo)軌的平行度偏差不大時(shí)，也會(huì)引起偏斜和側(cè)向滑動(dòng)。 圖1-27 ( b) , ( c)導(dǎo)軌尺寸緊湊，調(diào)節(jié)方便，但制造裝配麻煩，適用于需要承受偏移力矩的機(jī)床上。 3.靜壓導(dǎo)軌 靜壓導(dǎo)

25、軌是在兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)軌面間開設(shè)油腔，通人壓力油，使運(yùn)動(dòng)部件稍微浮起。工作過(guò)程中導(dǎo)軌滑動(dòng)面上的油腔中的油壓能隨著外加載荷的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)，保證廠導(dǎo)軌面問(wèn)始終處于純液體摩擦狀態(tài)。 (1)靜壓導(dǎo)軌的特點(diǎn) .摩擦系數(shù)小，約為0. 0005，故驅(qū)動(dòng)力和功率大大降低，運(yùn)動(dòng)靈敏，不產(chǎn)生低速爬行，上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)位移精度、定位精度高。 .兩導(dǎo)軌正常工作時(shí)不接觸，導(dǎo)軌不會(huì)磨損，壽命長(zhǎng)，精度保持性好。 .油膜具有誤差均化作用，提高導(dǎo)向精度。 .油膜承載能力大，剛度高，吸振性良好。 缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，增加廠一套液壓設(shè)備;對(duì)油液純凈度要求高，要求有良好過(guò)濾裝置;工作調(diào)整比較麻煩。 目前液體靜壓導(dǎo)

26、軌主要在大型、重型數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用較多，中小型數(shù)控機(jī)床也有應(yīng)用。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)(2)分類 .開式靜壓導(dǎo)軌:圖1-28為其工作原理圖。液壓泵的壓力油D0。經(jīng)節(jié)流器壓力降為D1進(jìn)入導(dǎo)軌的各個(gè)油腔內(nèi)，將動(dòng)導(dǎo)軌浮起，使動(dòng)、靜導(dǎo)軌之間以一層厚度為h0,，的油膜隔開。當(dāng)動(dòng)導(dǎo)軌受到外載荷W工作時(shí)，使動(dòng)導(dǎo)軌微量下移，導(dǎo)軌間隙由h。降為h (h D1，以平衡負(fù)載，使導(dǎo)軌仍在純液體摩擦下工作。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) .閉式靜壓導(dǎo)軌:圖1-29為其工作原理圖。閉式靜壓導(dǎo)軌各方向?qū)к壝嫔隙奸_有油腔，具有承受各方面載荷和顛覆力距的能力，設(shè)油腔各處的壓強(qiáng)分別為D1-D6，當(dāng)受顛覆力矩

27、M時(shí)，D1,D6。處間隙變小，則壓力增大，而D3,D4處間隙變大，壓力變小，形成一個(gè)與顛覆力距成反向的力矩，從而使導(dǎo)軌保持平衡。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)三、滾珠絲杠副 在數(shù)控機(jī)床上，將回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動(dòng)一般都采用滾珠L(zhǎng)杠螺母機(jī)構(gòu)。 1.滾珠絲杠螺母副的工作原理及特點(diǎn) 滾珠絲杠螺母副是在絲杠和螺母上都加工有圓弧形螺旋槽，并放入適當(dāng)?shù)臐L珠，當(dāng)絲杠相對(duì)于螺母旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠沿滾道滾動(dòng)，由于滾道的導(dǎo)向迫使絲杠相對(duì)于螺母產(chǎn)生軸向移動(dòng)。為防止?jié)L珠沿軌道滾出，在螺母1和螺旋槽兩端設(shè)有滾珠的返回裝置，使?jié)L珠從螺旋滾道一端a滾出后，沿滾道回路管道b又重新回到滾道的起始端c，使?jié)L珠循環(huán)滾動(dòng)，如圖1-

28、30所示。 滾珠絲杠副具有如下7個(gè)特點(diǎn)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) (1)傳動(dòng)靈敏 (2)使用壽命長(zhǎng) (3)制造工藝復(fù)雜 (4)傳動(dòng)效率高 (5)運(yùn)動(dòng)具有可逆性 (6)不能自鎖滾璐 (7)反向定位精度高上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng)2.滾珠絲杠螺母副的結(jié)構(gòu)形式(1)按螺旋滾道法向截面形狀分,圖1-31螺旋滾道法向截面形狀 (2)按滾珠的循環(huán)方式分 外循環(huán)滾珠絲杠螺母副。如圖1-32所示，滾珠在返回過(guò)程中經(jīng)外滾道完成循環(huán)運(yùn)動(dòng)。又可細(xì)分為螺旋槽式和插管式) 圖1-33 ( a)為插管式外循環(huán)滾珠絲杠螺母副。它是將外接彎管的兩端插入與螺母螺旋滾道相切的通孔中，形成滾珠循環(huán)通道，孔

29、口設(shè)有檔珠器，引導(dǎo)滾珠出入通道。這種螺母副結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便，承載能力強(qiáng)，可用于重載傳動(dòng)以及需要精密定位的場(chǎng)合;但彎管突出于螺母外部，外形尺寸較大上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) .圖1-33 (b)為螺旋槽式。它是在螺母外圓柱面上銑出螺旋槽，槽兩端有通孔與螺旋軌道相切，形成滾珠返回通道。這種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，但螺母上的回珠螺旋槽與兩端回珠通孔的曲率半徑小，滾珠的流暢性不夠好，不適用于中等載荷和高精度場(chǎng)合。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) 內(nèi)循環(huán)滾珠絲杠副。圖1-34在螺母上開有側(cè)孔，孔內(nèi)鑲有返向器，將相鄰兩螺旋滾道連接起來(lái)，滾珠從螺旋滾道進(jìn)入反向器，越過(guò)螺牙頂進(jìn)入相鄰螺旋滾道，實(shí)現(xiàn)

30、循環(huán)。通常在螺母內(nèi)裝有2 -4個(gè)反向器，稱為2 -4列結(jié)構(gòu)。反向器沿螺母圓周等分交錯(cuò)布置。內(nèi)循環(huán)系列只有一圈滾珠，內(nèi)循環(huán)方式螺母的外徑尺寸和滑動(dòng)螺旋副大致相同，滾珠返回通道短，有利于減少滾珠數(shù)目，減少摩擦損失，傳動(dòng)效率高。但返向器的回引槽加工要求高，且不利于多頭螺旋傳動(dòng)，不適用于重載傳動(dòng)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) 3.滾珠絲杠螺母副軸向間隙調(diào)整方法 滾珠絲杠螺母副的軸向間隙由滾珠與滾道面間原有間隙和負(fù)載時(shí)滾珠與滾道型面的彈性變形量?jī)刹糠纸M成。除了消除原有的間隙外，還要控制彈性變形量，常用以下兩類方法。 (1)雙螺母絲杠消除間隙法它是目前常用的方法，即對(duì)雙螺母施加預(yù)緊力。注意預(yù)緊力

31、不宜過(guò)大，否則會(huì)使空載力矩增大，降低傳動(dòng)效率，增加傳動(dòng)副磨損，縮短使用壽命。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) .墊片調(diào)整法。圖1-35通過(guò)調(diào)整墊片2的厚度使螺母產(chǎn)生相對(duì)位移，從而消除間隙并產(chǎn)生預(yù)應(yīng)力。這種調(diào)整法的特點(diǎn)是可靠性高、剛度好且裝卻方便，但每次調(diào)整時(shí)，墊片的厚度須經(jīng)多次裝配試驗(yàn)才能確定。 .螺紋調(diào)整法。如圖1-36所示，螺母1的外端有凸緣，螺母7外端制有螺紋，調(diào)整時(shí)只要旋動(dòng)圓螺母6，即可消除軸向間隙并可達(dá)到產(chǎn)生預(yù)緊力的目的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) .齒差調(diào)整法。圖1-37將兩個(gè)螺母的凸緣制成圓柱齒輪，其齒數(shù)只相差一個(gè)齒，分別與固緊在螺母座兩端的內(nèi)齒圈相嚙合。調(diào)整時(shí)

32、先取下內(nèi)齒圈，讓兩個(gè)螺母向同一個(gè)方向都轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)齒，然后再插入內(nèi)齒圈，則兩個(gè)螺母便產(chǎn)生相對(duì)角位移，其軸向位移量8=( 1 /z1, -1 /z2 ) t。例如兩個(gè)圓柱齒輪的齒數(shù)分別為:z1= 80 , z2= 81，滾珠絲杠導(dǎo)程t = 6 mm ,則d=(1 /80-1 /81)x 6=6/6480=0. 001 m m上一頁(yè)下一頁(yè)返回第二節(jié) 幾種基本的傳動(dòng) (2)單螺母變導(dǎo)程法圖1-38是將滾珠絲杠螺母副螺母體內(nèi)的兩列循環(huán)滾珠鏈之間的導(dǎo)程增加dL0。的軸向突變，使兩列螺母滾道與絲杠滾道在軸向發(fā)生錯(cuò)位，從而使?jié)L珠被預(yù)緊在滾道內(nèi)。此法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不使用雙螺母，無(wú)須附加預(yù)緊裝置，尺寸緊湊;但預(yù)緊力須預(yù)

33、先設(shè)定，使用中不能隨時(shí)調(diào)整，通常應(yīng)用在中等載荷中。上一頁(yè)返回第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ)一、數(shù)控編程分類 在實(shí)際生產(chǎn)中，根據(jù)編程的各個(gè)階段的大量工作主要是由人工還是由計(jì)算機(jī)完成，可以分為手工編程和自動(dòng)編程(Automatic Programming)兩大類。 1.自動(dòng)編程 對(duì)于一些復(fù)雜零件，特別是具有空間曲線、曲面的零件，如葉片、凸輪、復(fù)雜模具等，或者零件幾何形狀雖不復(fù)雜但程序量很大的零件，就必須采用計(jì)算機(jī)輔助編程，即自動(dòng)編程。 下一頁(yè)返回第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)輔助編程的特點(diǎn)是應(yīng)用計(jì)算機(jī)代替人的勞動(dòng)。編程人員除了完成工藝處理階段全部或部分工作外，不再參與計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、編制零件加工程序號(hào)和制作紙帶

34、等工作，因此可以大大減輕編程人員的勞動(dòng)量，減少產(chǎn)生錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)，加快編程速度，提高加工精度。目前計(jì)算機(jī)輔助編程主要根據(jù)編程信息的輸入和計(jì)算機(jī)對(duì)信息的處理方式的不同，分為語(yǔ)言輸入式和圖形交互式兩類。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ)2.手工編程 在編程的全部過(guò)程中，包括制訂工藝和刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的計(jì)算，編寫程序，制備控制介質(zhì) (穿孔帶、磁帶、磁盤等)以及程序的校驗(yàn)、修改等，全部或主要由人工初步完成，稱做手工編程。 手工編程也稱為人工編程。其特點(diǎn)是處處離不開人的工作。對(duì)于幾何形狀不太復(fù)雜、坐標(biāo)計(jì)算比較簡(jiǎn)單、加工程序不長(zhǎng)的工件，用手工編程就顯得經(jīng)濟(jì)而及時(shí);對(duì)于大型復(fù)雜零件，數(shù)據(jù)多，穿孔時(shí)間長(zhǎng)，工作量大

35、，且容易出錯(cuò)。因此，手工編程廣泛地應(yīng)用于簡(jiǎn)單的由直線與圓弧組成的輪廓加工中。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ)二、程序格式 1.程序結(jié)構(gòu) 加工程序通常由程序開始、程序內(nèi)容和程序結(jié)束等三部分組成。 程序開頭為程序號(hào)，用作加工程序的開始標(biāo)識(shí)。程序號(hào)通常由字符“%”及其后的四位數(shù)字來(lái)表示。 程序結(jié)束可用輔助功能M02(程序結(jié)束)、M30(程序結(jié)束，返回起點(diǎn))等來(lái)表示。 程序的主要內(nèi)容由若干個(gè)程序段(Block)組成，而程序段是由一個(gè)或若干個(gè)信息字(Word)組成，每個(gè)信息字又是由地址符和數(shù)據(jù)符字母組成。在程序中能作為指令的最小單位是信息字，僅用地址符或僅用數(shù)據(jù)符是不能作為指令的。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第

36、三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ) 2.程序段格式 程序段格式就是指一個(gè)程序段中的字、字符按一定順序特定排列的方式。 我國(guó)關(guān)于程序段格式的標(biāo)準(zhǔn)為JB 3832-85 目前使用最多的程序段格式是字地址程序段格式。這種格式表示的程序每個(gè)字之前有地址碼用以識(shí)別地址。采用這種程序段格式雖然增加了地址讀入電路，但編程直觀靈活，便于檢查，可縮短穿孔帶，故應(yīng)用廣泛。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ)下面為一個(gè)典型的字地址程序段格式: N001 GO1 X60.0 Z一20.0 F150 5200 TO101 M03 LF其中，N001表示第一個(gè)程序段; GO 1表示直線插補(bǔ); X60. 0 , Z - 20. 0分別表

37、示X, Z坐標(biāo)方向的移動(dòng)量; F, 5, T分別表示進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速、刀具號(hào); M03表示主軸按順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn); LF表示程序段結(jié)束。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ)三、數(shù)控設(shè)備的坐標(biāo)系和運(yùn)動(dòng)方向 1.機(jī)床坐標(biāo)系的確定 機(jī)床的直線運(yùn)動(dòng)X, Y和Z三個(gè)坐標(biāo)采用右手笛卡兒直角坐標(biāo)系，如圖1-39所示。坐標(biāo)軸定義順序是先確定Z軸，而后確定X軸，最后確定Y軸。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ) 2.運(yùn)動(dòng)方向的確定 為了編程的方便和統(tǒng)一，總是假定工件是靜止的，而刀具是移動(dòng)的。 圖1-40所示為幾種數(shù)控機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系，其坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)方向的確定方法如下。 (1) Z坐標(biāo)軸標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定數(shù)控機(jī)床的主軸與機(jī)床

38、坐標(biāo)系的Z軸重合或平行，Z坐標(biāo)的正方向規(guī)定為增大刀具與工件的距離的方向。如在鉆鎖加工中，鉆入或鎖入工件的方向是Z的負(fù)方向。 (2) X坐標(biāo)軸X坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)是水平的，平行于工件裝夾面。 對(duì)于工件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床(如車床、磨床等)取平行于橫向滑座的方向(工件徑向)為刀具運(yùn)動(dòng)的X坐標(biāo)軸。同樣，以刀具遠(yuǎn)離工件的方向?yàn)閄軸的正方向。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ)對(duì)于刀具作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)床(如銑床、鎖床、鉆床等)，若Z軸為水平時(shí)(主軸是臥式的)，沿刀具主軸后端向工件方向看，右方向?yàn)閄軸的正方向;若Z軸為垂直時(shí)(主軸是立式的)，面對(duì)刀具主軸向立柱方向看，右方向?yàn)閄軸的正方向。 (3) Y坐標(biāo)軸垂直于X和Z

39、坐標(biāo)軸，根據(jù)X和Z的運(yùn)動(dòng)，按照右手笛卡兒坐標(biāo)系來(lái)確定。 3.機(jī)床的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)A, B和C 三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸坐標(biāo)分別平行于X, Y, Z坐標(biāo)軸，按右手螺紋前進(jìn)的方向取為正向。 4.附加坐標(biāo)軸 如果坐標(biāo)系不只一組時(shí)，一般靠近主軸的坐標(biāo)系稱為第一坐標(biāo)系X, Y, Z，稍遠(yuǎn)一些的，平行于它們坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)的附加坐標(biāo)稱為第二坐標(biāo)系。例如圖1-40 (e)鎖桿運(yùn)動(dòng)為Z軸，上一頁(yè)下一頁(yè)返回第三節(jié) 數(shù)控編程基礎(chǔ)立柱運(yùn)動(dòng)就為W軸，而鎖頭徑向刀架運(yùn)動(dòng)平行于X軸，故為U軸。此外還有第三坐標(biāo)系P,Q，R四、數(shù)控紙帶的規(guī)格及編碼字符 加工程序的輸入方式可以是手動(dòng)輸入方式(鍵盤輸入)，也可以采用穿孔帶輸入方式。由于穿孔帶具有機(jī)械的固定

40、代碼孔，不易受環(huán)境影響(如電磁干擾等)，便于長(zhǎng)期保存和重復(fù)使用，且程序的儲(chǔ)存量大，所以許多數(shù)控機(jī)床仍然采用。 國(guó)內(nèi)外廣泛采用八單位穿孔紙帶，紙帶的規(guī)格按標(biāo)準(zhǔn)化制定，見圖1-41穿孔帶的標(biāo)準(zhǔn)有兩種:一是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的ISO代碼;二是美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)制定的EIA代碼。上一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟一、數(shù)控編程工藝基礎(chǔ) 在數(shù)控機(jī)床上加工零件，編程前首先遇到的是工藝編制問(wèn)題。在普通機(jī)床上加工零件過(guò)程中，機(jī)床加工的切削用量、走刀路線、工序內(nèi)的工藝安排等，大都由操作工人自行決定。而數(shù)控機(jī)床是按照程序進(jìn)行加工的，因此加工中的所有工序、工步，每道工序的切削用量、走刀路線、加工余量和所用的刀具尺寸、

41、類型等都要預(yù)先確定好并編人程序中。為此，要求編程員首先對(duì)數(shù)控機(jī)床的性能、特點(diǎn)和應(yīng)用、切削規(guī)范以及標(biāo)準(zhǔn)刀具系統(tǒng)等非常熟悉。一個(gè)合格的編程員，首先應(yīng)該是個(gè)好的工藝員。 下一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟1.數(shù)控工藝編制 編程是否方便，往往是衡量零件數(shù)控工藝性好壞的一個(gè)指標(biāo)。在實(shí)際生產(chǎn)中，零件圖上的尺寸標(biāo)注方法對(duì)工藝性影響較大。如圖1-42，零件的外形、內(nèi)腔在工件允許的條件下采用統(tǒng)一的幾何類型和尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 2.確定工件裝夾方式 在數(shù)控機(jī)床上安裝工件與普通機(jī)床上一樣，應(yīng)根據(jù)六點(diǎn)定位原則來(lái)選擇定位基準(zhǔn)。同時(shí)，在數(shù)控機(jī)床上加工零件，由于工序集中

42、，往往是在一次裝夾中完成全部工序。因此，對(duì)零件的定位、夾緊方式需要注意以下5個(gè)方面。 零件的裝夾、定位需要考慮重復(fù)安裝的一致性，以減少對(duì)刀時(shí)間，提高同一批零件加工的一致性。 .裝卻工件要求快速方便，以縮短機(jī)床的停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)率。若有條件時(shí)，采用高效快速的氣、液動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，采用多工位多件夾具。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟.盡量采用組合夾具、通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。當(dāng)工件批量大、精度要求較高時(shí)，可以設(shè)計(jì)專用夾具。 .工件的加工部位應(yīng)敞開，夾緊機(jī)構(gòu)上各部件不得妨礙走刀、側(cè)量等。 .夾緊力應(yīng)力求通過(guò)靠近主要的支承點(diǎn)上或在支承點(diǎn)所組成的三角形內(nèi)，力求靠近切削部位，并在剛性較好的地

43、方，以減少零件的變形。 近年來(lái)，出現(xiàn)廠在數(shù)控機(jī)床(如數(shù)控銑床、立式加工中心機(jī)床等)工作臺(tái)上安裝一塊平板(見圖1-43 ( a)，與工作臺(tái)一樣大，可并排裝夾多個(gè)中小工件;有的在臥式加工中心機(jī)床分度工作臺(tái)上安裝一塊立方基礎(chǔ)板(見圖1-41 (b)，當(dāng)一面在加工位置進(jìn)行加工的同時(shí)，另三個(gè)面可裝卸工件。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 3.確定加工路線 加工路線是指在加工過(guò)程中，刀具運(yùn)動(dòng)的軌跡和方向，也稱走刀路線。它關(guān)系到零件的加工精度和表面粗糙度。加工路線的確定應(yīng)考慮以下4點(diǎn)。 .盡量減少進(jìn)、退刀時(shí)間和其他輔助時(shí)間，在點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床上應(yīng)使走刀路線盡量短，如圖1-44所示 選擇合理的進(jìn)、

44、退刀位置。盡量避免沿零件輪廊法向切入。如圖1-45所示的平面凸輪零件，銑刀的切入和切出點(diǎn)應(yīng)沿零件周邊的外延，也就是沿零件周邊的切線方向切出和切入，以保證零件輪廊光滑。反之，沿法向直接切入，會(huì)在切入處留下明顯的刀痕。應(yīng)盡量避免在進(jìn)給中途停頓，引起接刀痕，如圖1-46所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 銑削封閉的內(nèi)輪廊表面時(shí)，可采用內(nèi)延法。如果內(nèi)部輪廊曲線不允許延伸，刀具只能沿著輪廊曲線的法向切入和切出，此時(shí)的切入切出點(diǎn)應(yīng)盡量選在內(nèi)輪廊曲線兩個(gè)幾何元素的交點(diǎn)處，如圖1-47所示。 圖1-48為加工內(nèi)槽的三種走刀路線，圖1-48(a)和(b)分別是用行切法和環(huán)切法加工內(nèi)槽，兩種走刀的共

45、同點(diǎn)是都能切除內(nèi)腔中全部面積，不留死角，不傷輪廊，同時(shí)盡量減少重復(fù)走刀的搭接量。但行切法將在每?jī)纱巫叩兜钠瘘c(diǎn)與終點(diǎn)間留下殘留高度，而先用行切法，最后環(huán)切一刀以光整輪廊表面，這樣做效果好，如圖1-48 ( c)所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 .車螺紋走刀的前后要留有切出距離8，和切入距離b如圖1-49所示。這樣可以避免在進(jìn)給機(jī)構(gòu)的加速和減速階段進(jìn)行切削，保證主軸轉(zhuǎn)速和螺距之間的速比關(guān)系。上般取d1=( 2 - 5) mm，精度要求高時(shí)取大值，反之取小值;d2=(1 /3一1 /5)d1。 4.選擇切削刀具 數(shù)控機(jī)床正在向著高速度、大進(jìn)給、高剛性方向發(fā)展，正確選擇刀具很重要。它不

46、僅影響加工效率，而且直接影響工件的加工精度。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟粗加工內(nèi)輪廓時(shí)，銑刀最大直徑D可按下式計(jì)算，如圖1-50所示。 近幾年，在數(shù)控加工中開始應(yīng)用一種叫做波紋立銑刀，的刀具。這種立銑刀的主要特點(diǎn)是:在相同進(jìn)給量條件下，其切削厚度比普通立銑刀要大些，同時(shí)能將窄而長(zhǎng)的薄切屑變成厚而短的碎切屑，使排屑流暢，如圖1-51所示。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 5.切削用量選擇 切削用量包括切削速度、切削深度、進(jìn)給量，常稱為切削用量三要素。對(duì)切削力、切削功率、刀具磨損、加工精度和加工成本均有顯著影響。 (1)切削深度主要根據(jù)被加工零件的精度要求和工藝系統(tǒng)的剛度來(lái)

47、決定。如果零件精度要求不高(Ra10-80 m)時(shí)，在工藝系統(tǒng)剛度允許的情況下，盡量選用大的吃刀深度，提高加工效率。在中等功率機(jī)床上，切削深度可達(dá)8-10 mm。半精加工(Ral. 25-10 N.,m)時(shí)，吃刀深度可取0. 5-2 mm;精加工(RaO. 32-1. 25 m)時(shí)，吃刀量可取為0. 1-0. 4 mm。 上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟(2)切削速度V指主運(yùn)動(dòng)的線速度，單位為m/min V=-Dn/1000。式中，D工件或刀具直徑(mm) ; n主軸轉(zhuǎn)速(r/ mm)。 切削速度的高低取決于被加工零件的精度、材料及刀具的材料和刀具的耐用度等因素。上一頁(yè)下一頁(yè)返回第四

48、節(jié)數(shù)控編程的內(nèi)容與步驟 (3)進(jìn)給量F進(jìn)給量是根據(jù)被加工零件的加工精度和表面粗糙度、刀具和被加工零件的材料等來(lái)確定的。一般進(jìn)給速度F在20-50mm/min范圍內(nèi)選取，快速行程最大速度可達(dá)8-15 m/min 此外，在內(nèi)輪廓加工中，當(dāng)零件內(nèi)部有拐角時(shí)刀具容易產(chǎn)生“過(guò)切”而導(dǎo)致加工誤差，如圖1-52所示。編程時(shí)應(yīng)在接近拐角前適當(dāng)降低進(jìn)給速度，過(guò)拐角后再逐漸增加速度來(lái)保證加工精度。上一頁(yè)返回第五節(jié)數(shù)控系統(tǒng)的基本功能代碼一、準(zhǔn)備功能(G代碼) 準(zhǔn)備功能也稱G功能(或稱G代碼)，它由地址符G和其后兩位數(shù)字(00 -99)組成。用于指定定位方式、插補(bǔ)方式、平面選擇，指定加工螺紋、攻絲、各種固定循環(huán)及刀具補(bǔ)償?shù)裙δ?。?-3為準(zhǔn)備功能G指令。二、輔助功能M 輔助功能也稱M功能，由地址符和其后兩位數(shù)字組成，用于指定主軸轉(zhuǎn)向、啟停、系統(tǒng)切削液的開