機(jī)械制造工程學(xué) 第三章 金屬切削機(jī)床

第3章金屬切削機(jī)床1整理ppt§3-1金屬切削機(jī)床概述

金屬切削機(jī)床是用切削的方法將金屬毛坯加工成機(jī)器零件的機(jī)器，是制造機(jī)器的機(jī)器，因此又稱為“工作母機(jī)”或“工具機(jī)”，通常簡(jiǎn)稱機(jī)床。一、機(jī)床的分類

機(jī)床的傳統(tǒng)分類方法主要是按加工性質(zhì)和所用刀具進(jìn)行分類。

目前我國(guó)將機(jī)床分為11大類：車床、鉆床、鏜床、磨床、齒輪加工機(jī)床、螺紋加工機(jī)床、銑床、刨插床、拉床、鋸床和其他機(jī)床。

在每一類機(jī)床中，又按工藝范圍、布局形勢(shì)和結(jié)構(gòu)等，分為若干組，每一組又分為若干系（系別）。

2整理ppt§3-1金屬切削機(jī)床概述一、機(jī)床的分類

1)按照機(jī)床的萬(wàn)能性程度，可分為:

普通機(jī)床、專門(mén)化機(jī)床、專用機(jī)床

2)按照機(jī)床的工作精度，可分為:

普通精度機(jī)床、精密機(jī)床、高精度機(jī)床

3)按照機(jī)床具有的數(shù)控功能，可分為:

普通機(jī)床（非數(shù)控機(jī)床）、一般數(shù)控機(jī)床、加工中心等

此外，還可按重量和尺寸，主要部件數(shù)目等進(jìn)行分類。3整理ppt§3-1金屬切削機(jī)床概述二、機(jī)床的型號(hào)編制

標(biāo)準(zhǔn)JB1838-85：金屬切削機(jī)床型號(hào)編制方法，適用于各類通用機(jī)床和專用機(jī)床，由漢語(yǔ)拼音字母和數(shù)字按一定規(guī)律組合而成。4整理ppt§3-1金屬切削機(jī)床概述三、機(jī)床的技術(shù)性能

1）工藝范圍

2）主要技術(shù)參數(shù)

3）加工精度和表面粗糙度

4）生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度

5）人機(jī)關(guān)系

6）成本5整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)1.工件表面的成形方法

機(jī)器零件上常用的各種表面：平面、圓柱面、圓錐面、成形表面等。6整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)1.工件表面的成形方法

1）零件表面的形成：是一條母線沿一條導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)而形成。母線和導(dǎo)線統(tǒng)稱為表面發(fā)生線。1--母線，2--導(dǎo)線7整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)1.工件表面的成形方法2）形成發(fā)生線的方法

發(fā)生線是由刀具的切削刃與工件間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)得到的，由于使用的刀具切削刃形狀和采取的加工方法不同，形成發(fā)生線的方法可歸納為四種：軌跡法、成形法、相切法和展成法。8整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)1.工件表面的成形方法2）形成發(fā)生線的方法（1）軌跡法是利用刀具做一定規(guī)律的軌跡運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。9整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)1.工件表面的成形方法2）形成發(fā)生線的方法（1）軌跡法（2）成形法是利用成形刀具對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。10整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)1.工件表面的成形方法2）形成發(fā)生線的方法（1）軌跡法（2）成形法（3）相切法是利用刀具邊旋轉(zhuǎn)邊做軌跡運(yùn)動(dòng)來(lái)對(duì)工件進(jìn)行加工的方法。11整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)1.工件表面的成形方法2）形成發(fā)生線的方法（1）軌跡法（2）成形法（3）相切法（4）展成法是利用工件和刀具做展成切削運(yùn)動(dòng)的加工方法。12整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)2.表面成形運(yùn)動(dòng)

為獲得所需的工件表面形狀，機(jī)床必須使刀具和工件按上述四種方法之一完成一定的運(yùn)動(dòng)。成形運(yùn)動(dòng)：刀具和工件為了形成表面發(fā)生線而作的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)（用A來(lái)表示）或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)（用B來(lái)表示）。

成形運(yùn)動(dòng)的種類：簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)、復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)13整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)2.表面成形運(yùn)動(dòng)（1）簡(jiǎn)單成形運(yùn)動(dòng)

簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)之間是相互獨(dú)立的，沒(méi)有嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。

例1:

用普通車刀車削外圓

母線--圓，由軌跡法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)B1。

導(dǎo)線--直線，由軌跡法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)A2。例2:

用成形車刀車削成形回轉(zhuǎn)表面

母線--曲線，由成形法形成，不需要成形運(yùn)動(dòng)。

導(dǎo)線--圓，由軌跡法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)B1。14整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)2.表面成形運(yùn)動(dòng)（2）復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)：一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)可分解為兩個(gè)或多個(gè)直線運(yùn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)相似，但有本質(zhì)的區(qū)別。

組成復(fù)合運(yùn)動(dòng)的各個(gè)部分必須保持嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系，是相互依存，而不是獨(dú)立的。

15整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)2.表面成形運(yùn)動(dòng)（2）復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)例3:

用螺紋車刀車削螺紋

母線--車刀的刀刃形狀與螺紋軸向剖面輪廓的形狀一致，故母線由成形法形成，不需要成形運(yùn)動(dòng)。

導(dǎo)線--螺旋線，由軌跡法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)。這是一個(gè)復(fù)合運(yùn)動(dòng)，把它分解為工件旋轉(zhuǎn)B11和刀具直線移動(dòng)A12。B11和A12之間必須保持嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。16整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析一、成形運(yùn)動(dòng)2.表面成形運(yùn)動(dòng)（2）復(fù)合成形運(yùn)動(dòng)例4:

用齒輪滾刀加工直齒圓柱齒輪齒面

母線--漸開(kāi)線，由展成法形成，需要一個(gè)成形運(yùn)動(dòng)，是復(fù)合運(yùn)動(dòng)，可分解為滾刀旋轉(zhuǎn)B11和工件旋轉(zhuǎn)B12兩部分，B11和B12之間必須保持嚴(yán)格的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。

導(dǎo)線--直線，由相切法形成，需要兩個(gè)獨(dú)立的成形運(yùn)動(dòng)，即滾刀的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和滾刀沿工件的軸向移動(dòng)A2。其中滾刀的旋轉(zhuǎn)與復(fù)合展成運(yùn)動(dòng)的一部分B11重合。

因此，形成表面所需的成形運(yùn)動(dòng)的總數(shù)只有兩個(gè)：一個(gè)是復(fù)合運(yùn)動(dòng)B11B12；另一個(gè)是簡(jiǎn)單的成形運(yùn)動(dòng)A2。

17整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈

為了實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程中所需的各種運(yùn)動(dòng)，機(jī)床必須有執(zhí)行件、動(dòng)力源和傳動(dòng)裝置三個(gè)基本部分。

執(zhí)行件：執(zhí)行運(yùn)動(dòng)的部件，如主軸、刀架、工作臺(tái)等。動(dòng)力源：提供動(dòng)力的裝置，如電動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)裝置：將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力從動(dòng)力源傳至執(zhí)行件，并使有關(guān)執(zhí)行件之間保持某種確定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)關(guān)系。18整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈1.傳動(dòng)鏈

機(jī)床上為了得到所需的運(yùn)動(dòng)，需要通過(guò)一系列的傳動(dòng)件把執(zhí)行件與動(dòng)力源（如把主軸和電機(jī)），或者把執(zhí)行件和執(zhí)行件（例如主軸和刀架）之間聯(lián)系起來(lái)，稱為傳動(dòng)聯(lián)系。

構(gòu)成一個(gè)傳動(dòng)聯(lián)系的一系列順序排列的傳動(dòng)件，稱為傳動(dòng)鏈。19整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈1.傳動(dòng)鏈

根據(jù)傳動(dòng)鏈的性質(zhì)，可分為如下兩種類型：

1）外聯(lián)系傳動(dòng)鏈

聯(lián)系動(dòng)力源（如電動(dòng)機(jī)）和執(zhí)行件（如主軸、刀架、工作臺(tái)等）之間的傳動(dòng)鏈，使執(zhí)行件獲得運(yùn)動(dòng)（速度和方向）。保證執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)；不要求動(dòng)力源和執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系；如：車床上加工外圓

電機(jī)--主軸；主軸--刀架

20整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈1.傳動(dòng)鏈

2）內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈當(dāng)傳動(dòng)鏈的兩個(gè)末端件（執(zhí)行件）之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)有嚴(yán)格的比例關(guān)系要求，該傳動(dòng)鏈稱為內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈。

聯(lián)系復(fù)合運(yùn)動(dòng)之內(nèi)的各個(gè)分量，保證執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)；執(zhí)行件和執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系；內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈中不得有瞬時(shí)傳動(dòng)比發(fā)生變化的傳動(dòng)件，如摩擦傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等。21整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈1.傳動(dòng)鏈

2）內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈聯(lián)系復(fù)合運(yùn)動(dòng)之內(nèi)的各個(gè)分量，保證執(zhí)行件實(shí)現(xiàn)復(fù)合運(yùn)動(dòng)；執(zhí)行件和執(zhí)行件之間有嚴(yán)格的傳動(dòng)比關(guān)系；內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈中不得有瞬時(shí)傳動(dòng)比發(fā)生變化的傳動(dòng)件，如摩擦傳動(dòng)、帶傳動(dòng)、鏈傳動(dòng)等。如：車床上加工螺紋

主軸--刀架，主軸1轉(zhuǎn)--刀架移動(dòng)1個(gè)導(dǎo)程

滾切直齒圓柱齒輪

滾刀旋轉(zhuǎn)--工件旋轉(zhuǎn)，滾刀每轉(zhuǎn)1/K轉(zhuǎn)（K滾刀頭數(shù)）--工件轉(zhuǎn)1/Z轉(zhuǎn)（Z齒輪齒數(shù)）22整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈2.傳動(dòng)原理圖

通常傳動(dòng)鏈中的各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可分為兩類：傳動(dòng)比不變的“定比機(jī)構(gòu)”，如定比齒輪副、齒輪齒條、蝸輪蝸桿等；可變換傳動(dòng)比的“變比機(jī)構(gòu)”（“換置器官”），如齒輪變速機(jī)構(gòu)、掛輪、數(shù)控機(jī)床中的數(shù)控系統(tǒng)等。

為了簡(jiǎn)單明確地反映機(jī)床的傳動(dòng)聯(lián)系，常用一些簡(jiǎn)單的符號(hào)來(lái)表示傳動(dòng)原理和傳動(dòng)路線，這就是傳動(dòng)原理圖。23整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈2.傳動(dòng)原理圖

24整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈2.傳動(dòng)原理圖

25整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈2.傳動(dòng)原理圖

在臥式車床傳動(dòng)系統(tǒng)中，由于換置器官位置的不同，有如下圖所示的三種傳動(dòng)方案，試寫(xiě)出每種傳動(dòng)方案的內(nèi)、外聯(lián)系傳動(dòng)鏈；從中選出最優(yōu)方案，并說(shuō)明理由。26整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈2.傳動(dòng)原理圖

27整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈2.傳動(dòng)原理圖

28整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈2.傳動(dòng)原理圖

29整理ppt§3-2機(jī)床的運(yùn)動(dòng)分析二、機(jī)床傳動(dòng)鏈2.傳動(dòng)原理圖

30整理ppt§3-3機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)及典型結(jié)構(gòu)

一、傳動(dòng)系統(tǒng)

傳動(dòng)系統(tǒng)圖是表示機(jī)床運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)關(guān)系的綜合簡(jiǎn)圖，是傳動(dòng)原理圖的具體體現(xiàn)。

在圖中用簡(jiǎn)單的符號(hào)代表各種傳動(dòng)元件(GB4406-84《機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖符號(hào)》），并按照運(yùn)動(dòng)傳遞的先后順序，以展開(kāi)圖的形式來(lái)表達(dá)。圖中，通常須注明齒輪及蝸輪的齒數(shù)、蝸桿頭數(shù)、帶輪直徑、絲杠的螺距和頭數(shù)、電動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)軸的編號(hào)等。

傳動(dòng)系統(tǒng)圖只表示傳動(dòng)關(guān)系，不表示各元件的實(shí)際尺寸和空間位置。31整理ppt以CA6140型臥式車床為例，進(jìn)行討論。

32整理ppt一、傳動(dòng)系統(tǒng)

傳動(dòng)路線是分析和認(rèn)識(shí)機(jī)床的基礎(chǔ)，常用的方法是“抓兩端，連中間”。

1.主運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈兩末端件：主電機(jī)—主軸

33整理ppt34整理ppt

1)傳動(dòng)路線

傳動(dòng)路線表達(dá)式如下：主電動(dòng)機(jī)——三角皮帶——軸I——摩擦離合器M1——軸II——軸III——主軸VI。高速傳動(dòng)路線：

軸III--滑移齒輪Z50左位——主軸VI。中低速傳動(dòng)路線

軸III——滑移齒輪Z50右位、M2接合——軸III、IV、V間的背輪機(jī)構(gòu)和齒輪副——主軸VI。35整理ppt

1)傳動(dòng)路線

傳動(dòng)路線表達(dá)式如下：36整理ppt2）主軸的轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)與轉(zhuǎn)速

根據(jù)傳動(dòng)系統(tǒng)圖和傳動(dòng)路線表達(dá)式，主軸正轉(zhuǎn)可獲得2×3×(2×2-1)+2×3=24級(jí)不同轉(zhuǎn)速。同理，主軸反轉(zhuǎn)12級(jí)。

主軸的轉(zhuǎn)速可按下列運(yùn)動(dòng)平衡式計(jì)算：

n=1450×(130/230)×uI-II×uII-III×uIII-V37整理ppt

2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈

（公制螺紋進(jìn)給傳動(dòng)），兩末端件：主軸--刀架

38整理ppt

2.進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈

（公制螺紋進(jìn)給傳動(dòng)），兩末端件：主軸--刀架

39整理ppt

傳動(dòng)路線表達(dá)式如下。40整理ppt

二、典型結(jié)構(gòu)

1.主軸箱

CA6140車床的主軸箱包括：箱體、主軸部件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、操縱機(jī)構(gòu)、換向裝置、制動(dòng)裝置和潤(rùn)滑裝置等。41整理ppt

1.主軸箱

1)卸荷帶輪

42整理ppt

1.主軸箱

2)摩擦離合器、制動(dòng)器及其操縱機(jī)構(gòu)

43整理ppt

1.主軸箱

2)摩擦離合器、制動(dòng)器及其操縱機(jī)構(gòu)

44整理ppt

1.主軸箱

2)摩擦離合器、制動(dòng)器及其操縱機(jī)構(gòu)

45整理ppt

1.主軸箱

3)主軸組件

46整理ppt

1.主軸箱

4)變速操縱機(jī)構(gòu)

47整理ppt

二、典型結(jié)構(gòu)

2.溜板箱

溜板箱的功用是：將絲杠或光杠傳來(lái)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)橹本€運(yùn)動(dòng)并帶動(dòng)刀架進(jìn)給；控制刀架運(yùn)動(dòng)的接通、斷開(kāi)和換向；機(jī)床過(guò)載時(shí)控制刀架停止進(jìn)給；手動(dòng)操縱刀架移動(dòng)和實(shí)現(xiàn)快速移動(dòng)。48整理ppt

二、典型結(jié)構(gòu)

2.溜板箱

1)開(kāi)合螺母

49整理ppt

二、典型結(jié)構(gòu)

2.溜板箱

2)縱、橫向進(jìn)給的操縱機(jī)構(gòu)

50整理ppt51整理ppt

二、典型結(jié)構(gòu)

2.溜板箱

3)互鎖機(jī)構(gòu)52整理ppt

二、典型結(jié)構(gòu)

2.溜板箱

4)超越離合器和安全離合器

53整理ppt

二、典型結(jié)構(gòu)

2.溜板箱

4)超越離合器和安全離合器

54整理ppt§3-4機(jī)床傳動(dòng)設(shè)計(jì)

主傳動(dòng)設(shè)計(jì)——外聯(lián)系傳動(dòng)鏈，保證輸出轉(zhuǎn)速、輸出功率的要求。進(jìn)給傳動(dòng)設(shè)計(jì)——內(nèi)聯(lián)系傳動(dòng)鏈，傳動(dòng)精度的要求。

本節(jié)主要介紹主傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。55整理ppt機(jī)床的主要參數(shù)

機(jī)床的主要參數(shù)包括：尺寸參數(shù)——影響機(jī)床加工性能的尺寸，如主參數(shù)、第二主參數(shù)、結(jié)構(gòu)尺寸等；運(yùn)動(dòng)參數(shù)——主運(yùn)動(dòng)參數(shù)（如主軸轉(zhuǎn)速）、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)參數(shù)（進(jìn)給量及其數(shù)列）；動(dòng)力參數(shù)——主運(yùn)動(dòng)、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)、輔助運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)功率56整理ppt一、機(jī)床主運(yùn)動(dòng)參數(shù)的確定1.主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速

nmax=1000·Vmax/(π·dmin)，r/min

nmin=1000·Vmin/(π·dmax)，r/minVmax、Vmin典型工序的最大、最小切削速度；dmax、dmin經(jīng)濟(jì)加工的最大和最小直徑，不是機(jī)床可能加工的最大和最小直徑。普通車床：dmax＝(0.5～0.6)Dmax（床身最大回轉(zhuǎn)直徑），dmin＝(0.5～0.6)dmax；搖臂鉆床：dmax＝Dmax，dmin＝(0.5～0.6)dmax。57整理ppt1.主軸最高轉(zhuǎn)速和最低轉(zhuǎn)速

nmax=1000·Vmax/(π·dmin)，r/minnmin=1000·Vmin/(π·dmax)，r/min變速范圍：Rn=nmax/nmin

58整理ppt2.主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列

如某變速機(jī)構(gòu)有z級(jí)轉(zhuǎn)速，分別是：n1，n2，n3，……，nz。若某一工件的最佳切削速度為v，對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速為n，而n又處于兩極轉(zhuǎn)速nj、nj+1之間，即：

nj<n<nj+1

用高轉(zhuǎn)速nj+1切削，將提高v，降低刀具耐用度；

宜用低轉(zhuǎn)速nj切削，則造成轉(zhuǎn)速損失：n－nj。

59整理ppt2.主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列

相對(duì)轉(zhuǎn)速損失：A=(n－nj)/n

通常，每個(gè)轉(zhuǎn)速的使用機(jī)會(huì)相等，則應(yīng)使Amax為一定值,即：Amax=1-(nj/nj+1)＝常數(shù)，或nj/

nj+1＝常數(shù)＝1/φ。

nj+1＝φ·nj機(jī)床轉(zhuǎn)速應(yīng)按等比數(shù)列分級(jí)，其公比為φ。

當(dāng)n趨近于nj+1時(shí)，最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失：Amax=1-(nj/nj+1)

60整理ppt2.主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列

機(jī)床轉(zhuǎn)速應(yīng)按等比數(shù)列分級(jí)，其公比為φ。

nj+1＝φ·nj變速范圍：Rn=nmax/nmin=φ（z-1）最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失：Amax=1-(nj/nj+1)=1-1/φ

轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)：z=1+lgRn/lgφ61整理ppt2.主軸的轉(zhuǎn)速數(shù)列

轉(zhuǎn)速數(shù)列采用等比數(shù)列的優(yōu)點(diǎn)：最大轉(zhuǎn)速損失為常數(shù)，轉(zhuǎn)速分布的疏密程度比較均勻；

使變速傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化，轉(zhuǎn)速數(shù)列可有幾個(gè)變速組的不同傳動(dòng)比搭配而得；

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方便。用較少的齒輪實(shí)現(xiàn)多級(jí)轉(zhuǎn)速。62整理ppt3.標(biāo)準(zhǔn)公比和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列

為簡(jiǎn)化機(jī)床的設(shè)計(jì)與使用，規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值：1.06、1.12、1.26、1.41、1.58、1.78、2。

機(jī)床轉(zhuǎn)速數(shù)列公比的選擇應(yīng)遵循：機(jī)床轉(zhuǎn)速?gòu)男〉酱筮f增，φ>1，

為使最大相對(duì)轉(zhuǎn)速損失不超過(guò)50%，即：(φ-1）/φ×100%≤50%，則φ≤2。1<φ≤2

63整理ppt3.標(biāo)準(zhǔn)公比和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)列

公比的選用：自動(dòng)、半自動(dòng)機(jī)床，φ要小些，可取1.12或1.26；

大型機(jī)床，φ要小些，可取1.12或1.26；

通用機(jī)床，常取1.25或1.41；

小型機(jī)床，常取1.58或1.78。

64整理ppt二、機(jī)床動(dòng)力參數(shù)的確定主傳動(dòng)功率的確定近似計(jì)算法統(tǒng)計(jì)類比法試驗(yàn)測(cè)試法進(jìn)給傳動(dòng)功率的確定快速移動(dòng)功率的確定65整理ppt三、分級(jí)變速傳動(dòng)鏈的設(shè)計(jì)1.轉(zhuǎn)速圖

轉(zhuǎn)速圖可直觀的表達(dá)出傳動(dòng)系統(tǒng)，各傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速、傳動(dòng)副的速比關(guān)系等。

66整理ppt1.轉(zhuǎn)速圖

1)組成：“三線一點(diǎn)”

傳動(dòng)軸格線：如Ⅰ,Ⅱ,…。

轉(zhuǎn)速格線--相鄰兩極轉(zhuǎn)速相差1格，表示轉(zhuǎn)速相差φ倍。

傳動(dòng)線--表示相應(yīng)傳動(dòng)副傳動(dòng)比的大小。

轉(zhuǎn)速點(diǎn)--表示所在軸具有的轉(zhuǎn)速，若轉(zhuǎn)速點(diǎn)不在轉(zhuǎn)速格線上，則應(yīng)標(biāo)注其轉(zhuǎn)速值，如電機(jī)轉(zhuǎn)速1440r/min。

主軸轉(zhuǎn)速、齒輪齒數(shù)或帶輪直徑的數(shù)字。67整理ppt1.轉(zhuǎn)速圖2）轉(zhuǎn)速圖所表達(dá)的內(nèi)容（1）主軸各級(jí)轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)路線如：500r/min，電機(jī)（1400r/min）—126/256—36/36—22/62—主軸（500r/min）68整理ppt1.轉(zhuǎn)速圖2）轉(zhuǎn)速圖所表達(dá)的內(nèi)容（2）主軸得到連續(xù)等比數(shù)列條件下，所需的傳動(dòng)組數(shù)、每個(gè)傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)12級(jí)轉(zhuǎn)速，三個(gè)傳動(dòng)組a、b、c，各組傳動(dòng)副數(shù)pa=3、pb=2、pc=269整理ppt1.轉(zhuǎn)速圖2）轉(zhuǎn)速圖所表達(dá)的內(nèi)容（3）各傳動(dòng)組的級(jí)比指數(shù)級(jí)比指數(shù)：傳動(dòng)組內(nèi)相鄰兩傳動(dòng)比之比值φx稱為級(jí)比，級(jí)比的指數(shù)x，稱為級(jí)比指數(shù)。70整理ppt1.轉(zhuǎn)速圖2）轉(zhuǎn)速圖所表達(dá)的內(nèi)容（4）基本組和擴(kuò)大組級(jí)比指數(shù)為1的傳動(dòng)組，稱為基本組。將基本組的變速范圍進(jìn)行擴(kuò)大的傳動(dòng)組，稱為擴(kuò)大組。71整理ppt1.轉(zhuǎn)速圖2）轉(zhuǎn)速圖所表達(dá)的內(nèi)容（5）各傳動(dòng)組的變速范圍rn=φxn(pn-1)72整理ppt2.結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式

結(jié)構(gòu)網(wǎng)--只表示傳動(dòng)比的相對(duì)關(guān)系，而不表示轉(zhuǎn)速數(shù)值的線圖。傳動(dòng)鏈的組成及傳動(dòng)順序各傳動(dòng)組的傳動(dòng)副數(shù)和級(jí)比指數(shù)傳動(dòng)順序和擴(kuò)大順序73整理ppt2.結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式用結(jié)構(gòu)式的形式表示：z=p0x0·p1x1·…·pnxn

12＝31×23×26

74整理ppt2.結(jié)構(gòu)網(wǎng)和結(jié)構(gòu)式75整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定1)擬定變速系統(tǒng)的一般步驟

確定轉(zhuǎn)數(shù)數(shù)列

選擇變速組數(shù)及其傳動(dòng)副數(shù)，選定合理的結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式

繪制轉(zhuǎn)速圖，合理分配傳動(dòng)比

計(jì)算各變速組齒輪的齒數(shù)

繪制變速系統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)圖

76整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定例：已知機(jī)床主軸變速范圍為31.5～1400r/min，轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)z=12級(jí)，電機(jī)轉(zhuǎn)速nM=1440r/min，試擬定該傳動(dòng)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)速圖。確定傳動(dòng)順序方案：傳動(dòng)副的設(shè)計(jì)應(yīng)遵守“前多后少”的原則。確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式：“符合級(jí)比規(guī)律”。77整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定78整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定確定傳動(dòng)順序方案：傳動(dòng)副的設(shè)計(jì)應(yīng)遵守“前多后少”的原則。確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式：“符合級(jí)比規(guī)律”。確定擴(kuò)大順序方案：傳動(dòng)路線應(yīng)遵守“前密后疏”的原則；滿足傳動(dòng)副極限傳動(dòng)比的限制。“兩個(gè)限制”：齒輪極限傳動(dòng)比：imax=2～2.5,imin=1/4。齒輪變速組的變速范圍：rmax=8～10。79整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定降速比的確定，應(yīng)遵守“前緩后急”的原則。若有升速傳動(dòng)，應(yīng)遵守“先升后降”的原則。80整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定2）設(shè)計(jì)變速系統(tǒng)的一般原則“一個(gè)規(guī)律”：符合級(jí)比規(guī)律

“兩個(gè)限制”：齒輪極限傳動(dòng)比：imax=2～2.5,imin=1/4。齒輪變速組的變速范圍：rmax=8～10。

“三項(xiàng)原則”：傳動(dòng)副的設(shè)計(jì)“要前多后少”，傳動(dòng)路線的設(shè)計(jì)要“前密后疏”，降速比的設(shè)計(jì)要“前緩后急”。

“四項(xiàng)注意”：傳動(dòng)鏈要短，齒數(shù)和要小，齒輪線速度要小，空轉(zhuǎn)件要少。

81整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定82整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定83整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定3）齒輪齒數(shù)的確定原則：齒數(shù)和不能太大同一變速組中的各對(duì)齒輪，其中心距必須保持相等最小齒輪的齒數(shù)保證不產(chǎn)生根切保證小齒輪有足夠的強(qiáng)度保證主軸的轉(zhuǎn)速誤差在規(guī)定范圍內(nèi)，-2%～+6%三聯(lián)滑移齒輪最大齒輪和次大齒輪的齒數(shù)差應(yīng)大于484整理ppt3.轉(zhuǎn)速圖的擬定85整理ppt4.傳動(dòng)系統(tǒng)圖的擬定86整理ppt5.幾種特殊的變速方法

增加一個(gè)傳動(dòng)組采用背輪機(jī)構(gòu)采用分支機(jī)構(gòu)采用多速電機(jī)、交換齒輪、公用齒輪等。87整理ppt§3-5數(shù)控機(jī)床88整理ppt§3-5數(shù)控機(jī)床1）機(jī)床數(shù)控技術(shù)

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB8129—87)把機(jī)床數(shù)控技術(shù)定義為“用數(shù)字化信息對(duì)機(jī)床運(yùn)動(dòng)及其加工過(guò)程進(jìn)行控制的一種方法”，簡(jiǎn)稱數(shù)控(NumericalControl，NC)。2）數(shù)控機(jī)床

國(guó)際信息處理聯(lián)盟(internationalfederationofinformationprocessing)第五技術(shù)委員會(huì)對(duì)數(shù)控機(jī)床作了如下定義：“數(shù)控機(jī)床是一個(gè)裝有程序控制系統(tǒng)的機(jī)床，該系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有使用代碼，或其它符號(hào)編碼指令規(guī)定的程序?！?9整理ppt一、機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)90整理ppt一、機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)91整理ppt二、數(shù)控加工零件的過(guò)程

92整理ppt三、數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與分類

1.數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)方法1）適應(yīng)性、靈活性好2）精度高、質(zhì)量穩(wěn)定3）生產(chǎn)效率高4）勞動(dòng)強(qiáng)度低、勞動(dòng)條件好5）有利于現(xiàn)代化生產(chǎn)與管理6）使用、維護(hù)技術(shù)要求高93整理ppt2.數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)與分類

1）按運(yùn)動(dòng)控制的特點(diǎn)分類2）按伺服系統(tǒng)的類型分類3）按工藝方法分類4）按功能水平分類高檔中檔低檔

金屬切削類數(shù)控機(jī)床金屬成型類及特種加工類數(shù)控機(jī)床開(kāi)環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床半閉環(huán)控制的數(shù)控機(jī)床點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床直線控制數(shù)控機(jī)床輪廓控制的數(shù)控機(jī)床94整理ppt三、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展95整理ppt三、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展數(shù)控技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)：1）向高速度、高精度方向發(fā)展2）向柔性化、功能集成化方向發(fā)展3）向智能化方向發(fā)展4）向高可靠性方向發(fā)展5）向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展6）向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展7）向驅(qū)動(dòng)并聯(lián)化方向發(fā)展96整理ppt三、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展自動(dòng)對(duì)刀直線電機(jī)自動(dòng)測(cè)量97整理ppt三、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展98整理ppt三、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展99整理ppt四、機(jī)床數(shù)控裝置的插補(bǔ)原理

1.插補(bǔ)的基本概念

數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)零件輪廓線型的有限信息，計(jì)算出刀具的一系列加工點(diǎn)、完成所謂的數(shù)據(jù)“密化”工作。

插補(bǔ)有二層意思：

一是用小線段逼近產(chǎn)生基本線型（如直線、圓弧等）；二是用基本線型擬和其它輪廓曲線。插補(bǔ)原理也叫軌跡控制原理。下面以基本線型直線、圓弧生成為例，論述插補(bǔ)原理。100整理ppt2.插補(bǔ)方法的分類

1）基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)

每次插補(bǔ)結(jié)束僅向各運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸輸出一個(gè)控制脈沖，各坐標(biāo)僅產(chǎn)生一個(gè)脈沖當(dāng)量或行程的增量。基準(zhǔn)脈沖插補(bǔ)的方法很多，如逐點(diǎn)比較法、數(shù)字積分法等。

2）數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)

采用時(shí)間分割思想，根據(jù)編程的進(jìn)給速度將輪廓曲線分割為每個(gè)插補(bǔ)周期的進(jìn)給直線段（又稱輪廓步長(zhǎng)）進(jìn)行數(shù)據(jù)密化，以此來(lái)逼近輪廓曲線。驅(qū)動(dòng)裝置按伺服檢測(cè)采樣周期采集實(shí)際位移，并反饋給插補(bǔ)器與指令比較，有誤差運(yùn)動(dòng)，誤差為零停止，從而完成閉環(huán)控制。數(shù)據(jù)采樣插補(bǔ)方法有：直線函數(shù)法、擴(kuò)展DDA、二階遞歸算法等。101整理ppt3.逐點(diǎn)比較法

早期數(shù)控機(jī)床廣泛采用的方法，又稱代數(shù)法、醉步伐，適用于開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。原理：每次僅向一個(gè)坐標(biāo)軸輸出一個(gè)進(jìn)給脈沖，而每走一步都要通過(guò)偏差函數(shù)計(jì)算，判斷偏差點(diǎn)的瞬時(shí)坐標(biāo)同規(guī)定加工軌跡之間的偏差，然后決定下一步的進(jìn)給方向。每個(gè)插補(bǔ)循環(huán)由偏差判別、進(jìn)給、偏差函數(shù)計(jì)算和終點(diǎn)判別四個(gè)步驟組成。逐點(diǎn)比較法可以實(shí)現(xiàn)直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)及其它曲線插補(bǔ)。特點(diǎn)：運(yùn)算直觀，插補(bǔ)誤差不大于一個(gè)脈沖當(dāng)量，脈沖輸出均勻，調(diào)節(jié)方便。102整理ppt1）直線插補(bǔ)（1）偏差函數(shù)構(gòu)造對(duì)于第一象限直線OA上任一點(diǎn)(X,Y):Y/X=Ye/Xe

若刀具加工點(diǎn)為Pi（Xi，Yi），則該點(diǎn)的偏差函數(shù)Fi可表示為若Fi=0，表示加工點(diǎn)位于直線上；若Fi>0，表示加工點(diǎn)位于直線上方；若Fi<0，表示加工點(diǎn)位于直線下方。（2）偏差函數(shù)的遞推計(jì)算采用偏差函數(shù)的遞推式（迭代式）既由前一點(diǎn)計(jì)算后一點(diǎn)YXF<0F>0Pi(Xi,Yi)Ae(Xe,Ye)O103整理ppt

Fi=YiXe-XiYe若Fi>=0，規(guī)定向+X方向走一步Xi+1=Xi

+1Fi+1=XeYi

–Ye(Xi

+1)=Fi

-Ye若Fi<0，規(guī)定+Y方向走一步，則有Yi+1=Yi

+1Fi+1=Xe(Yi

+1)-YeXi

=Fi

+Xe（3）終點(diǎn)判別直線插補(bǔ)的終點(diǎn)判別可采用三種方法。1）判斷插補(bǔ)或進(jìn)給的總步數(shù)：；2）分別判斷各坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)；3）僅判斷進(jìn)給步數(shù)較多的坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)。104整理ppt舉例

對(duì)于第一象限直線OA，終點(diǎn)坐標(biāo)Xe=6,Ye=4，插補(bǔ)從直線起點(diǎn)O開(kāi)始，故F0=0。終點(diǎn)判別是判斷進(jìn)給總步數(shù)N=6+4=10，將其存入終點(diǎn)判別計(jì)數(shù)器中，每進(jìn)給一步減1，若N=0，則停止插補(bǔ)。

OA98754321610YX105整理ppt舉例對(duì)于第一象限直線OA，終點(diǎn)坐標(biāo)Xe=6,Ye=4，插補(bǔ)從直線起點(diǎn)O開(kāi)始，故F0=0。終點(diǎn)判別是判斷進(jìn)給總步數(shù)N=6+4=10，將其存入終點(diǎn)判別計(jì)數(shù)器中，每進(jìn)給一步減1，若N=0，則停止插補(bǔ)。

步數(shù)判別坐標(biāo)進(jìn)給偏差計(jì)算終點(diǎn)判別0

F0=0∑=101F=0+XF1=F0-ye=0-4=-4∑=10-1=92F<0+YF2=F1+xe=-4+6=2∑=9-1=83F>0+XF3=F2-ye=2-4=-2∑=8-1=74F<0+YF4=F3+xe=-2+6=4∑=7-1=65F>0+XF5=F4-ye=4-4=0∑=6-1=56F=0+XF6=F5-ye=0-4=-4∑=5-1=47F<0+YF7=F6+xe=-4+6=2∑=4-1=38F>0+XF8=F7-ye=2-4=-2∑=3-1=29F<0+YF9=F8+xe=-2+6=4∑=2-1=110F>0+XF10=F9-ye=4-4=0∑=1-1=0OA98754321610YX106整理ppt2)逐點(diǎn)比較法圓弧插補(bǔ)

（1）偏差函數(shù)任意加工點(diǎn)Pi（Xi，Yi），偏差函數(shù)Fi可表示為若Fi=0，表示加工點(diǎn)位于圓上；若Fi>0，表示加工點(diǎn)位于圓外；若Fi<0，表示加工點(diǎn)位于圓內(nèi)XYPi（Xi，Yi）ABF>0F<0107整理ppt（2）偏差函數(shù)的遞推計(jì)算

逆圓插補(bǔ)若F≥0，規(guī)定向-X方向走一步若Fi<0，規(guī)定向+Y方向走一步

順圓插補(bǔ)

若Fi≥0，規(guī)定向-Y方向走一步

若Fi<0，規(guī)定向+y方向走一步（3）終點(diǎn)判別1）判斷插補(bǔ)或進(jìn)給的總步數(shù)：2）分別判斷各坐標(biāo)軸的進(jìn)給步數(shù)；,

108整理ppt舉例對(duì)于第一象限圓弧AB，起點(diǎn)A（4，0），終點(diǎn)B（0，4）

ABYX44步數(shù)偏差判別坐標(biāo)進(jìn)給

偏差計(jì)算坐標(biāo)計(jì)算終點(diǎn)判別起點(diǎn)

F0=0x0=4,y0=0Σ=4+4=81F0=0-xF1=F0-2x0+1=0-2*4+1=-7x1=4-1=3y1=0Σ=8-1=72F1<0+yF2=F1+2y1+1=-7+2*0+1=-6x2=3y2=y1+1=1Σ=7-1=63F2<0+yF3=F2+2y2+1=-3x3=4,y3=2Σ=54F3<0+yF4=F3+2y3+1=2x4=3,y4=3Σ=45F4>0-xF5=F4-2x4+1=-3x5=4,y5=0Σ=36F5<0+yF6=F5+2y5+1=4x6=4,y6=0Σ=27F6>0-xF7=F6-2x6+1=1x7=4,y7=0Σ=18F7<0-xF8=F7-2x7+1=0x8=4,y8=0Σ=0109整理ppt3）逐點(diǎn)比較法的速度分析式中：L—直線長(zhǎng)度； V—刀具進(jìn)給速度；

N—插補(bǔ)循環(huán)數(shù)；

f

—插補(bǔ)脈沖的頻率。所以：刀具進(jìn)給速度與插補(bǔ)時(shí)鐘頻率f

和與X軸夾角

有關(guān)

110整理ppt4）逐點(diǎn)比較法的象限處理

（1）分別處理法

四個(gè)象限的直線插補(bǔ)，會(huì)有4組計(jì)算公式，對(duì)于4個(gè)象限的逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)和4個(gè)象限的順時(shí)針圓弧插補(bǔ)，會(huì)有8組計(jì)算公式（2）坐標(biāo)變換法用第一象限逆圓插補(bǔ)的偏差函數(shù)進(jìn)行第三象限逆圓和第二、四象限順圓插補(bǔ)的偏差計(jì)算，用第一象限順圓插補(bǔ)的偏差函數(shù)進(jìn)行第三象限順圓和第二、四象限逆圓插補(bǔ)的偏差計(jì)算。

順圓逆圓111整理ppt五、數(shù)控加工程序編制1.數(shù)控編程的基本概念根據(jù)被加工零件的圖紙及其技術(shù)要求、工藝要求等切削加工的必要信息，按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令和格式編制數(shù)控加工指令序列?！?-5數(shù)控機(jī)床112整理ppt2.數(shù)控編程方法

1)手工編程 2)自動(dòng)編程－零件造型；確定走刀路線、工藝參數(shù)；翻譯、計(jì)算；后置處理；自動(dòng)輸出特定數(shù)控機(jī)床的數(shù)控指令。

數(shù)控編程系統(tǒng)：

APTCATIAPro/EMasterCAMUGI-DEASCimatron

CAXA制造工程師113整理ppt3.數(shù)控程序編制的內(nèi)容與步驟

零件圖紙分析工藝處理刀位軌跡計(jì)算(數(shù)學(xué)處理)編寫(xiě)程序程序輸入程序校驗(yàn)、試切

加工114整理ppt4.數(shù)控編程的基礎(chǔ)1）數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)系的規(guī)定機(jī)床上固有的坐標(biāo)系《數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸和運(yùn)動(dòng)方向的命名》JB3051-82假定工件是靜止的，而刀具是運(yùn)動(dòng)的。

直線運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸采用右手笛卡爾直角坐標(biāo)系

旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸用右手螺旋定則確定“數(shù)控機(jī)床的主軸與機(jī)床坐標(biāo)系的Z軸重合或平行”115整理ppt116整理ppt2）機(jī)床原點(diǎn)（機(jī)床零點(diǎn)）與參考點(diǎn)

機(jī)床原點(diǎn)：機(jī)床坐標(biāo)系的原點(diǎn)。（基準(zhǔn)點(diǎn)） 參考點(diǎn)：由擋鐵和限位開(kāi)關(guān)預(yù)先確定好的點(diǎn)。

通常在數(shù)控銑床上機(jī)床原點(diǎn)和機(jī)床參考點(diǎn)是重合的；而在數(shù)控車床上機(jī)床參考點(diǎn)是離機(jī)床原點(diǎn)最遠(yuǎn)的極限點(diǎn)。117整理ppt3）工件坐標(biāo)系（編程坐標(biāo)系）與工件原點(diǎn)

工件坐標(biāo)系是編程人員根據(jù)零件圖樣及加工工藝等建立的坐標(biāo)系。

工件坐標(biāo)系一般供編程使用，確定編程坐標(biāo)系時(shí)不必考慮工件毛坯在機(jī)床上的實(shí)際裝夾位置。4)加工坐標(biāo)系加工坐標(biāo)系是指以確定的加工原點(diǎn)為基準(zhǔn)所建立的坐標(biāo)系。加工原點(diǎn)也稱為程序原點(diǎn)，是指零件被裝夾好后，相應(yīng)的編程原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置。加工坐標(biāo)系原點(diǎn)可由程序指令來(lái)設(shè)置和改變

118整理ppt5)“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”在使用對(duì)刀點(diǎn)確定加工原點(diǎn)時(shí)，就需要進(jìn)行“對(duì)刀”。所謂對(duì)刀是指使“刀位點(diǎn)”與“對(duì)刀點(diǎn)”重合的操作。每把刀具的半徑與長(zhǎng)度尺寸都是不同的，刀具裝在機(jī)床上后，應(yīng)在控制系統(tǒng)中設(shè)置刀具的基本位置?！暗段稽c(diǎn)”是指刀具的定位基準(zhǔn)點(diǎn)。119整理ppt6）換刀點(diǎn)

換刀點(diǎn)是為加工中心、數(shù)控車床等采用多刀進(jìn)行加工的機(jī)床而設(shè)置的，因?yàn)檫@些機(jī)床在加工過(guò)程中要自動(dòng)換刀。對(duì)于手動(dòng)換刀的數(shù)控銑床，也應(yīng)確定相應(yīng)的換刀位置。為防止換刀時(shí)碰傷零件、刀具或夾具，

換刀點(diǎn)常常設(shè)置在被加工零件的輪廓之外，并留有一定的安全量。120整理ppt7）程序結(jié)構(gòu)與程序段格式加工程序的結(jié)構(gòu)

加工程序 主程序和子程序

程序段(block) 字(word) 地址和數(shù)據(jù)程序段格式

N××××G××X±××××.×××Y±××××.×××F××S××T××M××LF

程序段序號(hào)準(zhǔn)備機(jī)能字坐標(biāo)字進(jìn)給功能字主軸轉(zhuǎn)速功能字刀具功能字輔助功能字結(jié)束符ISO6938-I-1982GB8870-88121整理ppt常用地址字符地址字 意義N 程序段序號(hào)G 準(zhǔn)備機(jī)能M 輔助機(jī)能X、Y、Z 主坐標(biāo)軸X、Y、Z移動(dòng)坐標(biāo)尺寸字U、V、W 與X、Y、Z軸平行的第2移動(dòng)坐標(biāo)尺寸字A、B、C 圍繞X、Y、Z軸旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)軸角度尺寸字F、S、T 進(jìn)給速度指定機(jī)能、主軸速度機(jī)能、刀具機(jī)能I、J、K 圓弧圓心相對(duì)起點(diǎn)坐標(biāo)R圓弧半徑122整理ppt5.數(shù)控系統(tǒng)的指令代碼JB3203-83

1)準(zhǔn)備功能G代碼

G00～G99

模態(tài)代碼：一經(jīng)在一個(gè)程序段中指定，其功能一直保持到被取消或被同組其它G代碼所代替

非模態(tài)代碼：功能僅在所出現(xiàn)的程序段內(nèi)有效同組的兩個(gè)代碼不能出現(xiàn)在一個(gè)程序段中(如G00,G01)不同組的G代碼根據(jù)需要可以在一個(gè)程序段中出現(xiàn)2)輔助功能M代碼

M00～M99123整理ppt6.常用G代碼功能1）絕對(duì)坐標(biāo)與增量坐標(biāo)編程指令（G90，G91）

G90G01X40.0Y70.0；

G91G01X－60.0Y40.0；XY70.030.040.0100.0終點(diǎn)起點(diǎn)124整理ppt6.常用G代碼功能2)插補(bǔ)功能G代碼

快速點(diǎn)定位指令（G00）

直線插補(bǔ)指令（G01）例：直線軸插補(bǔ)：（G91）G01X200.0Y100.0F200.0；旋轉(zhuǎn)軸插補(bǔ)：G91G01C–90.0F300.0；Y110.0XO20.0（終點(diǎn)）220.0（起點(diǎn)）10.0（起點(diǎn)）（終點(diǎn)）進(jìn)給速度300deg/min90°125整理ppt6.常用G代碼功能

2)插補(bǔ)功能G代碼

圓弧插補(bǔ)指令

順時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令（G02） 逆時(shí)針圓弧插補(bǔ)指令（G03）

方向：從XY平面（ZX平面，YZ平面）的Z軸（Y軸，X軸）的正向往負(fù)向觀察

YXYG17G03G02ZXG18G03G02ZG19G03G02126整理ppt格式：

G03XxYyIiJjFf 或

G03XxYyRrFf x,y----終點(diǎn)坐標(biāo)(與G90和G91有關(guān)) I,j----圓心坐標(biāo)(增量值，與G90和G91無(wú)關(guān)) r------圓弧半徑(負(fù)值表示大于180度圓弧) f-------切向速度例： G03X100Y100I50J50F100 或

G03X100Y100R50F100.127整理ppt圓弧插補(bǔ)示例，加工軌跡如圖絕對(duì)編程方式：G92X200.0Y40.0Z0；G90G03X140.0Y100.0I-60.0F300；G02X120.0Y60.0I-50.0；或G92X200.0Y40.0Z0；G90G03X140.0Y100.0R60.0F300；G02X120.0Y60.0R50.0；增量編程方式：G91G03X-60.0Y60.0I-60.0F300；G02X-20.0Y-40.0I-50.0；或G91G03X-60.0Y60.0R60.0F300；G02X-20.0Y-40.0R50.0；

90120140R60R501006040OYX128整理ppt6.常用G代碼功能3)與坐標(biāo)系有關(guān)的G代碼

坐標(biāo)平面設(shè)定指令（G17，G18，G19） G17----xy平面; G18----zx平面; G19----yz平面.Z/X平面Y/Z平面X/Y平面YXZ129整理ppt

工件坐標(biāo)系設(shè)定指令

G92X400Z250

機(jī)床原點(diǎn)參考點(diǎn)βαφ400250zx6.常用G代碼功能3)與坐標(biāo)系有關(guān)的G代碼130整理ppt

G92X180.Y150.選擇工件坐標(biāo)系指令（G54～G59）

基準(zhǔn)點(diǎn)xy150180G54G55參考點(diǎn)機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)131整理ppt（1）返回參考點(diǎn)指令（G28）（2）從參考點(diǎn)返回指令（G29）6.常用G代碼功能4).關(guān)于參考點(diǎn)的G代碼G28X1000.0Y700.0；返回參考點(diǎn)（A→B→R）T1111；在參考點(diǎn)換刀G29

X1500.0Y200.0；從參考點(diǎn)返回（R→B→C）

20030070040010001500ABRCXY132整理ppt6.常用G代碼功能5)進(jìn)給功能G代碼（1）每分進(jìn)給量指令（G94）

G94；每分進(jìn)給G代碼 F_；進(jìn)給速度指令（mm/min或inch/min）（2）每轉(zhuǎn)進(jìn)給量指令（G95）

G95；每轉(zhuǎn)進(jìn)給G代碼 F_；進(jìn)給速度指令（mm/rev或inch/ren）

6)暫停指令G代碼

G04P_;（0.001~99,999.999ms） G04P3000;暫停3秒

133整理ppt7.輔助功能指令—M代碼

M代碼指令主要用于數(shù)控機(jī)床開(kāi)、關(guān)量的控制。如程序結(jié)束，主軸的正、反轉(zhuǎn)，冷卻液的開(kāi)、停等。M00—程序停止。M02

—程序結(jié)束，系統(tǒng)復(fù)位。M30—程序結(jié)束，程序返回到開(kāi)始狀態(tài)。M03、M04和M05－主軸正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止。M06—換刀M08和M09－冷卻液開(kāi)、關(guān)指令。M98、M99－子程序調(diào)用和返回指令。134整理ppt主程序與子程序子程序調(diào)出的形式：

M98P○○○○○○○；

子程序號(hào)重復(fù)調(diào)用次數(shù)（最大999）O0001;…M98P11000;…M30;O1000;…M98P12000;…M99;O2000;…M98P13000;…M99;主程序子程序子程序1重嵌套2重嵌套135整理ppt例:如圖所示零件，進(jìn)行打中心孔、鉆孔、攻螺紋等加工。主程序?yàn)镺0003；鉆中心孔、鉆孔、倒角、攻螺紋和鉆孔位置子程序分別為O0100、O0200、O0300、O0400和O0500號(hào)。工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)為W，固定循環(huán)的初始平面為Z=250㎜，R點(diǎn)平面為Z=2㎜，鉆通孔鉆頭伸出量為2㎜，中心孔的孔深為1.5㎜，倒角深度為1㎜，其它尺寸如圖。

刀具: T01（中心鉆） T02（Ф8.5鉆頭） T03（倒角鉆頭） T04（M10絲錐）。

4321WФ80XYXZ228.515M10W136整理pptO0003；主程序N10G54G90G00X0Y0Z250.0；選擇工件坐標(biāo)系，快進(jìn)到換刀點(diǎn)N15T01M06；換上01號(hào)刀具—中心鉆N20S1500M03M08；啟動(dòng)主軸，開(kāi)冷卻液

N25M98P0100；在四個(gè)孔中心孔位置打中心孔N30T02M06；換02號(hào)刀具—Ф8.5鉆頭N35S1000M03M08；啟動(dòng)主軸，開(kāi)冷卻液

N40M98P0200；鉆四個(gè)孔N45T03M06；換03號(hào)刀具—倒角N50S1500M03M08；啟動(dòng)主軸，開(kāi)冷卻液

N55M98P0300；給每個(gè)孔倒角N60T04M06；換04號(hào)刀具—M10絲錐N65S200M03M08；啟動(dòng)主軸，開(kāi)冷卻液

N70M98P0400；對(duì)四個(gè)孔攻絲N75G28；返回參考點(diǎn)主程序結(jié)束N80M30；主程序結(jié)束4321WФ80XYXZ228.515M10W137整理pptO0100；鉆中心孔子程序N85G99G81X-40.0Y0R2.0Z-1.5F10.0；鉆中心孔循環(huán)，鉆第1個(gè)孔的中心孔N90M98P0500；調(diào)用孔位置子程序（二級(jí)調(diào)用），鉆2、3、4孔的中心孔N95M99；O0200；鉆孔子程序N100G99G81X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0；鉆第1個(gè)孔N105M98P0500；調(diào)用孔位置子程序，鉆2、3、4孔N110M99；O0300；倒角子程序N115G99G81X-40.0Y0.R2.0Z-1.0F20.0；第1個(gè)孔倒角N120M98P0500；調(diào)用孔位置子程序，對(duì)2、3、4孔倒角N125M99；O0400；攻絲子程序N130G99G84X-40.0Y0R2.0Z-17.0F10.0；攻第1個(gè)孔N135M98P0500；調(diào)用孔位置子程序，對(duì)2、3、4孔攻絲N140M99；O0500；位置子程序N150X0Y40.0；第2個(gè)孔的位置N155X40.0Y0；第3個(gè)孔的位置N160X0.0