數(shù)控車床的應用與車削技巧-數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文-范本

PAGEPAGE34畢業(yè)論文題目數(shù)控車床的應用與車削技巧專業(yè)數(shù)控加工與維護工程班級學生指導教師西安工業(yè)大學函授部二00九年摘要在我國，數(shù)控技術與裝備的發(fā)展亦得到了高度重視，近年來取得了相當大的進步。特別是在通用微機數(shù)控領域，以PC平臺為基礎的國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，已經(jīng)走在了世界前列。但是，我國在數(shù)控技術研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展方面亦存在不少問題，特別是在技術創(chuàng)新能力、商品化進程、市場占有率等方面情況尤為突出。在新世紀到來時，如何有效解決這些問題，使我國數(shù)控領域沿著可持續(xù)發(fā)展的道路，從整體上全面邁入世界先進行列，使我們在國際競爭中有舉足輕重的地位，將是數(shù)控研究開發(fā)部門和生產(chǎn)廠家所面臨的重要任務。為完成此任務，首先必須確立符合中國國情的發(fā)展道路。為此，本文從總體戰(zhàn)略和技術路線兩個層次及數(shù)控系統(tǒng)、功能部件、數(shù)控整機等幾個具體方面探討了新世紀的發(fā)展途徑。制定符合中國國情的總體發(fā)展戰(zhàn)略，對21世紀我國數(shù)控技術與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展至關重要。通過對數(shù)控技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢的分析和對我國數(shù)控領域存在問題的研究，我們認為以科技創(chuàng)新為先導，以商品化為主干，以管理和營銷為重點，以技術支持和服務為后盾，堅持可持續(xù)發(fā)展道路將是一種符合我國國情的發(fā)展數(shù)控技術和產(chǎn)業(yè)的總體戰(zhàn)略。中國數(shù)控技術和產(chǎn)業(yè)經(jīng)過40多年的發(fā)展，從無到有，從引進消化到擁有自己獨立的自主版權(quán)，取得了相當大的進步。但回顧這幾十年的發(fā)展，可以看到我們在數(shù)控領域的進步主要還是按國外一些模式，按部就班地發(fā)展，真正創(chuàng)新的成分不多。這種局面在發(fā)展初期的起步階段，是無可非議的。但到了世界數(shù)控強手如林的今天和知識經(jīng)濟即將登上舞臺的新世紀，這一常規(guī)途徑就很難行通了。例如，在國外模擬伺服快過時時，我們開始搞模擬伺服，還沒等我們占穩(wěn)市場，技術上就已經(jīng)落后了；在國外將脈沖驅(qū)動的數(shù)字式伺服打入我國市場時，我們就跟著搞這類所謂的數(shù)字伺服，但至今沒形成大的市場規(guī)模；近來國外將數(shù)字式伺服發(fā)展到用網(wǎng)絡（通過光纜等）與數(shù)控裝置連接時，我們又跟著發(fā)展此類系統(tǒng)，前途仍不樂觀。這種老是跟在別人后面走，按國外已有控制和驅(qū)動模式來開發(fā)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)，在技術上難免要滯后，再加上國外公司在我國境內(nèi)設立研究所和生產(chǎn)廠，實行就地開發(fā)、就地生產(chǎn)和就地銷售，使我們的產(chǎn)品在性能價格比上已越來越無多大優(yōu)勢，因此要進一步擴大市場占有率，難度自然就很大了。為改變這種現(xiàn)狀，我們必須深刻理解和認真落實“科學技術是第一生產(chǎn)力”的偉大論斷，大力加強數(shù)控領域的科技創(chuàng)新，努力研究具有中國特色的實用的先進數(shù)控技術，逐步建立自己獨立的、先進的技術體系。在此基礎上大力發(fā)展符合中國國情的數(shù)控產(chǎn)品，從而形成從數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控功能部件到種類齊全的數(shù)控機床整機的完整的產(chǎn)業(yè)體系。這樣，才不會被國外牽著鼻子，永遠受別人的制約，才有可能用先進、實用的數(shù)控產(chǎn)品去收復國內(nèi)市場，打開國際市場，使中國的數(shù)控技術和數(shù)控產(chǎn)業(yè)在21世紀走在世界的前列。關鍵詞數(shù)控技術發(fā)展趨勢伺服系統(tǒng)目錄第一章概述1.1數(shù)控機床的發(fā)展史 1.2數(shù)控機床的前景 第二章數(shù)控機床的分類2.1按加工工藝方法分類 2.1.1金屬切削類數(shù)控機床2.1.2特種加工類數(shù)控機床2.1.3板材加工數(shù)控機床2.2按控制控制運動軌跡分類 2.2.1點位控制數(shù)控機床2.2.2直線控制數(shù)控機床2.2.3輪廓控制數(shù)控機床2.3按驅(qū)動裝置的特點分類 2.3.1開環(huán)控制數(shù)控機床2.3.2閉環(huán)控制數(shù)控機床2.3.32.3.4第三章數(shù)控車的工藝與工裝削3.1合理選擇切削用量 3.2合理選擇刀具 3.3進行有效合理的車削加工 第四章簡單介紹FANUC系統(tǒng)與G代碼代碼4.1FANUC數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況 4.2FANUC數(shù)控系統(tǒng)的特點 4.3FANUC數(shù)控系統(tǒng)不同系列的結(jié)構(gòu)與功能 4.4G代碼M代碼 第五章數(shù)控車床編程與技巧5.1靈活設置參考點

5.2

化零為整法 5.3

減少刀具空行程

5.4

優(yōu)化參數(shù)，平衡刀具負荷，減少刀具磨損 第六章典型零件的加工第七章數(shù)控車床的維護與保養(yǎng)的點檢管理7.1.數(shù)控機床的維護 7.2.數(shù)控機床一般的故障診斷分析 7.2.7.2.7.2.7.2.7.2.57.3數(shù)控機床故障診斷實例 第八章三角螺紋加工8.1車削三角螺紋工件的參數(shù)和工藝要求 8.2車刀的選擇、刃磨和安裝 8.3編寫程序的方法要 8.4檢測螺紋參數(shù) 8.5綜合檢測 總結(jié)致謝參考文獻第一章概述1.1數(shù)控機床的發(fā)展史近幾年我國數(shù)控產(chǎn)品雖然發(fā)展很快，但真正在市場上站住腳的卻不多。就數(shù)控系統(tǒng)而言，國產(chǎn)貨仍未真正被廣大機床廠所接受，因此出現(xiàn)國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)用于舊機床改造的例子較多，而裝備新機床的卻很少，機床廠出產(chǎn)的國產(chǎn)數(shù)控機床大多數(shù)用的都是國外的系統(tǒng)。這當然不是說舊機床的數(shù)控化改造不重要，而是說明從商品的角度看，我們的數(shù)控系統(tǒng)與國外相比還存在相當大的差距。影響數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床商品化的主要因素除技術性能和功能外，更重要的就是可靠性、穩(wěn)定性和實用性。以往，一些數(shù)控技術和產(chǎn)品的研究、開發(fā)部門，所追求的往往是一些體現(xiàn)技術水平的指標（如多少通道、多少軸聯(lián)動、每分鐘多少米的進給速度等等），而對影響實用性的一些指標和一些小問題卻不太重視，在產(chǎn)品的穩(wěn)定性、魯棒性、可靠性、實用性方面花的精力相對較少。從而出現(xiàn)某些產(chǎn)品鑒定時的水平都很高，甚至也獲各種大獎。但這些高指標、高性能的產(chǎn)品到用戶哪兒卻由于一些小問題而表現(xiàn)不盡人意，最后喪失了信譽，打不開市場。這說明，高指標、高性能的樣機型的產(chǎn)品離用戶真正需要的實用、可靠的商品是有相當大的距離的，將一個高指標、高性能的產(chǎn)品變?yōu)橐粋€有市場的商品還需作出大量艱苦的努力。另一方面，數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床不像家電類產(chǎn)品那樣易于大批量生產(chǎn)，應用環(huán)境也不那么簡單。數(shù)控產(chǎn)品是在生產(chǎn)環(huán)境中使用，面臨的是五花八門的工藝問題。如果開發(fā)部門對這些問題掌握得不透，就難以將產(chǎn)品設計得很完善。而且數(shù)控產(chǎn)品的某些問題在開發(fā)、試用，甚至鑒定時都難以發(fā)現(xiàn)。這就造成，同樣型號的數(shù)控機床在有的用戶那兒運行得很好，而在別的用戶那兒卻表現(xiàn)欠佳?；蛘咄瑯有吞柕臄?shù)控機床用于加工某些零件工作得很好，但用于加工其他零件時卻不盡人意。出現(xiàn)這種情況，有時是用戶操作人員的水平問題，但有時就是數(shù)控產(chǎn)品本身潛在問題的暴露。為解決這一問題，國外一些公司設立了專門機構(gòu)來測試考驗自己的產(chǎn)品，如為考驗新開發(fā)的數(shù)控系統(tǒng)，廠家自己設計和從生產(chǎn)實際中收集了大量零件程序，讓數(shù)控系統(tǒng)運行各種各樣的程序，一旦發(fā)現(xiàn)問題，即立即反饋給開發(fā)部門予以解決。經(jīng)過這樣的測試考驗過程后，數(shù)控系統(tǒng)的潛在問題就大為減少。以往，我們的產(chǎn)品就很少進行這樣嚴格的全面的自我測試考驗。好些問題要等到用戶去給我們挑出來。這樣，即使一個小問題也將嚴重影響國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品的聲譽。因此，我們應充分重視上述問題，在商品化上切實狠下工夫，將其作為數(shù)控產(chǎn)業(yè)的主干來抓，貫穿于技術研究、產(chǎn)品開發(fā)、試制、生產(chǎn)等的全過程中，從而將我們已有的技術水平較高的數(shù)控產(chǎn)品變成真正有市場的好商品。1.2數(shù)控機床的前景經(jīng)過20來年市場風雨的沖擊，國人已越來越認識到，技術固然重要，但在市場經(jīng)濟的環(huán)境下，要在激烈的全球競爭中獲勝，管理和營銷就顯得更為重要。例如，我國臺灣生產(chǎn)的數(shù)控機床不但占領了大陸市場的相當大的份額，而且還打進了美國市場。是臺灣數(shù)控機床的技術和質(zhì)量超過美國了嗎？顯然不是。那他們靠的是什么？重要的一條就是在企業(yè)管理和產(chǎn)品營銷上下了工夫。而我們長期以來把主要精力放在開發(fā)技術和提高水平上，忽視了經(jīng)營管理、市場開拓、產(chǎn)品營銷等方面的工作，結(jié)果在新技術、新產(chǎn)品開發(fā)出來以后，在產(chǎn)品質(zhì)量提高以后，企業(yè)仍然處于產(chǎn)品銷售不暢的困境〔1〕。國內(nèi)外的經(jīng)驗說明，數(shù)控產(chǎn)品的競爭力不僅取決于技術，更取決于經(jīng)營管理能力和營銷能力。因此，從現(xiàn)在起我們應將管理和營銷作為產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點，真正擺脫計劃經(jīng)濟時代所遺留下來的思維方式和工作習慣的束縛，建立適應市場的高效、靈敏的運行機制和有效的激勵機制。通過這種機制，一方面切實加強企業(yè)管理，激發(fā)企業(yè)負責人和廣大職工的負責精神、創(chuàng)造精神和獻身精神，努力提高產(chǎn)品的競爭能力；另一方面充分調(diào)動企業(yè)內(nèi)外、行業(yè)內(nèi)外一切積極因素，大力加強市場開拓力度，奮力打通營銷渠道?？梢詧孕牛羞^硬競爭力的產(chǎn)品，再加上北京開關廠那樣的“找、掙、鉆、搶”精神，我們就一定能在市場競爭中取得勝利。數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床作為典型的高技術產(chǎn)品，對用戶的技術支持和服務是相當重要的。以前國產(chǎn)數(shù)控產(chǎn)品喪失信譽的原因，除可靠性問題外，另一大問題就是缺乏有力的技術支持和服務。用戶花了很多錢買的數(shù)控機床或數(shù)控系統(tǒng)，一旦出現(xiàn)問題卻叫天天不應，叫地地不靈，以后誰還敢買我們的產(chǎn)品。因此，應將對用戶的技術支持和服務當成重要的日常工作來抓，使我們在市場上向縱深挺進時，有一個強大后方。因此，為了取得數(shù)控產(chǎn)品市場競爭的全面勝利，必須建立以技術支持和服務為核心的強大后方。當然，為贏得主動，后方也須主動出擊。目前，利用先進的信息技術手段（如網(wǎng)絡和多媒體），將為建立新一代立體化的技術支持和服務體系開辟新的途。可持續(xù)發(fā)展是下一世紀企業(yè)發(fā)展的重要戰(zhàn)略，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)要有大的發(fā)展也必須堅持走可持續(xù)發(fā)展的道路。綠色是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，其主要思想是清潔和節(jié)約。為此應大力加強綠色數(shù)控產(chǎn)品的開發(fā)，加速促進數(shù)控產(chǎn)品、數(shù)控產(chǎn)業(yè)以及整個制造業(yè)的綠色化，主要戰(zhàn)略措施應考慮以下幾方面：①有效減少產(chǎn)品制造及使用過程中的環(huán)境污染。如減少數(shù)控機床的鑄件結(jié)構(gòu)，消除鑄造對環(huán)境的污染；將數(shù)控機床主軸的潤滑以油氣潤滑、噴油潤滑等取代油霧潤滑，減少對生產(chǎn)環(huán)境的污染；在精密數(shù)控機床及其運行環(huán)境的溫度控制中取消氟利昂制冷的恒溫技術；以電傳動代替機械傳動，減少噪聲污染。②大幅度降低資源消耗和能源消耗。如以軟件代替硬件，從而減少硬件制造的資源和能源消耗及污染，并減少產(chǎn)品壽命結(jié)束后硬件裝置的拆卸回收問題；以永磁驅(qū)動代替感應驅(qū)動，提高效率和功率因數(shù)，節(jié)約能源；以電傳動代替機械傳動，提高效率，減少能源消耗。③加強用數(shù)控技術改造傳統(tǒng)機床。這既符合運用信息技術和自動化技術改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)技術和裝備現(xiàn)代化這一產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的目標得以實現(xiàn)，又可取得巨大的經(jīng)濟效益。我國擁有普通機床數(shù)百萬臺，加強用數(shù)控技術改造傳統(tǒng)機床將成為下世紀我國數(shù)控領域的重要發(fā)展方向。④大力發(fā)展綠色數(shù)控機床。綠色數(shù)控機床應是材料消耗少、能耗低、無污染，壽命長且便于拆卸回收的新型機床。例如，以并聯(lián)結(jié)構(gòu)代替串聯(lián)結(jié)構(gòu)就是開發(fā)綠色數(shù)控機床的一條途徑，這是因為并聯(lián)結(jié)構(gòu)機床消耗的金屬材料僅為常規(guī)串聯(lián)結(jié)構(gòu)機床的幾分之一，其加工量也比常規(guī)機床大幅度減少，特別是消除了大型結(jié)構(gòu)件的鑄造，這將顯著降低機床制造過程中的能源消耗和對環(huán)境的污染。此外，并聯(lián)結(jié)構(gòu)機床有利于采用電傳動，效率高，可有效降低使用中的能源消耗。國際標準化組織制定了ISO14000環(huán)境管理標準，全球環(huán)境問題“法律化”的趨勢正在進一步發(fā)展，可持續(xù)發(fā)展將成為企業(yè)通向國際市場的通行證〔2〕。因此，我們的數(shù)控產(chǎn)品要在下一世紀走向國際市場，我們的企業(yè)就必須“從我做起，從現(xiàn)在做起”第二章數(shù)控機床的分類2.1按加工工藝方法分類

由顯示器、控制器伺服、伺服電機、和各種開關、傳感器構(gòu)成。目前世界最大的三家廠商是：日本發(fā)那客、德國西門子、日本三菱；其余還有法國扭姆、西班牙凡高等。國內(nèi)由華中數(shù)控、航天數(shù)控等。國內(nèi)的數(shù)控系統(tǒng)剛剛開始產(chǎn)業(yè)化、水平質(zhì)量一般。高檔次的系統(tǒng)全都是進口。

我們國家機床業(yè)最薄弱的環(huán)節(jié)在數(shù)控系統(tǒng)。1．金屬切削類數(shù)控機床與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應的數(shù)控機床有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機床等。盡管這些數(shù)控機床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機床的動作和運動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。在普通數(shù)控機床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機床。加工中心機床進一步提高了普通數(shù)控機床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進行銑、鏜、鉆、擴、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。2．特種加工類數(shù)控機床除了切削加工數(shù)控機床以外，數(shù)控技術也大量用于數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控等離子弧切割機床、數(shù)控火焰切割機床以及數(shù)控激光加工機床等。3．板材加工類數(shù)控機床常見的應用于金屬板材加工的數(shù)控機床有數(shù)控壓力機、數(shù)控剪板機和數(shù)控折彎機等。近年來，其它機械設備中也大量采用了數(shù)控技術，如數(shù)控多坐標測量機、自動繪圖機及工業(yè)機器人等。2.2按控制控制運動軌跡分類1．點位控制數(shù)控機床位置的精確定位，在移動和定位過程中不進行任何加工。機床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點的坐標值，不控制點與點之間的運動軌跡，因此幾個坐標軸之間的運動無任何聯(lián)系?？梢詭讉€坐標同時向目標點運動，也可以各個坐標單獨依次運動。這類數(shù)控機床主要有數(shù)控坐標鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點焊機等。點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。2．直線控制數(shù)控機床直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺以適當?shù)倪M給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機床。數(shù)控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數(shù)控機床。3．輪廓控制數(shù)控機床輪廓控制數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動的位移及速度進行連續(xù)相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機床。數(shù)控火焰切割機、電火花加工機床以及數(shù)控繪圖機等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點位/直線控系統(tǒng)更為復雜，在加工過程中需要不斷進行插補運算，然后進行相應的速度與位移控制。現(xiàn)在計算機數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計算機數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。2.3按驅(qū)動裝置的特點分類1．開環(huán)控制數(shù)控機床這類控制的數(shù)控機床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應式步進電動機或混合式伺服步進電動機。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進給指令，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進電機旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機床的信息流是單向的，即進給脈沖發(fā)出去后，實際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機床。開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機床結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實際位移量不進行監(jiān)測，也不能進行誤差校正。因此，步進電動機的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機床，特別是簡易經(jīng)濟型數(shù)控機床。2．閉環(huán)控制數(shù)控機床接對工作臺的實際位移進行檢測，將測量的實際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進行比較，用差值對機床進行控制，使移動部件按照實際需要的位移量運動，最終實現(xiàn)移動部件的精確運動和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機床的系統(tǒng)框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線位移傳感器。當位移指令值發(fā)送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機轉(zhuǎn)動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作臺實際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數(shù)控機床，因把機床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機床。閉環(huán)控制數(shù)控機床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復雜，成本高。3．半閉環(huán)控制數(shù)控機床半閉環(huán)控制數(shù)控機床是在伺服電動機的軸或數(shù)控機床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺的實際位移量，將此值與指令值進行比較，用差值來實現(xiàn)控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機床。半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機設計成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。4．混合控制數(shù)控機床將以上三類數(shù)控機床的特點結(jié)合起來，就形成了混合控制數(shù)控機床?；旌峡刂茢?shù)控機床特別適用于大型或重型數(shù)控機床，因為大型或重型數(shù)控機床需要較高的進給速度與相當高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機床傳動鏈和工作臺全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復雜。混合控制系統(tǒng)又分為兩種形式：（1）開環(huán)補償型。它的基本控制選用步進電動機的開環(huán)伺服機構(gòu)，另外附加一個校正電路。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機械系統(tǒng)的誤差。（2）半閉環(huán)補償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中A是速度測量元件（如測速發(fā)電機），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。第三章數(shù)控車的工藝與工裝削數(shù)控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數(shù)控車床是一次裝夾，連續(xù)自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。3.1合理選擇切削用量對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。進給條件與刀具后面磨損關系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達到壽命才是理想的條件。然而，在實際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關。在確定加工條件時，需要根據(jù)實際情況進行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好的刀刃。3.2合理選擇刀具1)粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。2)精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工精度的要求。3)為減少換刀時間和方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。3.合理選擇夾具1)盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具；2)零件定位基準重合，以減少定位誤差。4.確定加工路線加工路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。1)應能保證加工精度和表面粗糙要求；2)應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。5.加工路線與加工余量的聯(lián)系目前，在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。6.夾具安裝要點目前液壓卡盤和液壓夾緊油缸的連接是靠拉桿實現(xiàn)的，如圖1。液壓卡盤夾緊要點如下：首先用搬手卸下液壓油缸上的螺帽，卸下拉管，并從主軸后端抽出，再用搬手卸下卡盤固定螺釘，即可卸下卡盤。3.3進行有效合理的車削加工Index公司的G200車削中心集成化加工單元具有模塊化、大功率雙主軸、四軸聯(lián)動的功能，從而使加工時間進一步縮短。與其他借助于工作軸進行裝夾的概念相反，該產(chǎn)品運用集成智能加工單元可以使工件自動裝夾到位并進行加工。換言之，自動裝夾時，不會影響另一主軸的加工，這一特點可以縮短大約10％的加工時間。此外，四軸加工非常迅速，可以同時有兩把刀具進行加工。當機床是成對投入使用的時候，效率的提高更為明顯。也就是說，常規(guī)車削和硬車可以并行設置兩臺機床。常規(guī)車削和硬車之間的不同點僅僅在于刀架和集中恒溫冷卻液系統(tǒng)。但與常規(guī)加工不同的是：常規(guī)加工可用兩個刀架和一個尾架進行加工；而硬車時只能使用一個刀架。在兩種類型的機床上都可進行干式硬加工，只是工藝方案的制造者需要精心設計平衡的節(jié)拍時間，而Index機床提供的模塊結(jié)構(gòu)使其具有更強的靈活性。以高精度提高生產(chǎn)率隨著生產(chǎn)效率的不斷提高，用戶對于精度也提出了很高的要求。采用G200車削中心進行加工時，冷啟動后最多需要加工4個工件，就可以達到±6mm的公差。加工過程中，精度通常保持在2mm。所以Index公司提供給客戶的是高精度、高效率的完整方案，而提供這種高精度的方案，需要精心選擇主軸、軸承等功能部件。G200車削中心在德國寶馬Landshut公司汽車制造廠的應用中取得了良好的效果。該廠不僅生產(chǎn)發(fā)動機，而且還生產(chǎn)由輕金屬鑄造而成的零部件、車內(nèi)塑料裝飾件和轉(zhuǎn)向軸。質(zhì)量監(jiān)督人員認為，其加工精度非常精確：連續(xù)公差帶為±15mm，軸承座公差為±6.5mm。此外，加工的萬向節(jié)使用了Index公司全自動智能加工單元。首批的兩臺車削中心用來進行工件打號之前的預加工，加工后進行在線測量，然后通過傳送帶送出進行滾齒、清洗和淬火處理。最后一道工序中，采用了第二個Index加工系統(tǒng)。由兩臺G200車削中心對轉(zhuǎn)向節(jié)的軸承座進行硬車。在機床內(nèi)完成在線測量，然后送至卸料單元。集成的加工單元完全融合到車間的布局之中，符合人類工程學要求，占地面積大大減少，并且只需兩名員工看管制造單元即可。第四章簡單介紹FANUC系統(tǒng)與G代碼代碼4.1FANUC數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展概況日本FANUC公司自50年代末期生產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)以來，已開發(fā)出40多種系列的數(shù)控系統(tǒng)。80年代，F(xiàn)ANUC公司較有代表性的系統(tǒng)是F6和F11系列。80年代，其主要產(chǎn)品有F0和F15系列。目前，以F0i與F16i、18i最為常見。4.2FANUC數(shù)控系統(tǒng)的特點1.系統(tǒng)在設計中大量采用模塊化結(jié)構(gòu)。2.具有很強的抵抗惡劣環(huán)境影響的能力。3.有較完善的保護措施。4.FANUC系統(tǒng)所配置的系統(tǒng)軟件具有比較齊全的基本功能和選項功能。5.提供大量豐富的PMC信號和PMC功能指令。6.具有很強的DNC功能。7.提供豐富的維修報警和診斷功能。4.3FANUC數(shù)控系統(tǒng)不同系列的結(jié)構(gòu)與功能1.FANUC0i系統(tǒng)與FANUCl6/18/21等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相似，均為模塊化結(jié)構(gòu)。其集成度較FANUC0系統(tǒng)的集成度更高，因此0i控制單元的體積更小，便于安裝排布。2.采用全字符鍵盤，可用B類宏程序編程，使用方便。3.用戶程序區(qū)容量比0MD系統(tǒng)大一倍，有利于較大程序的加工。4.使用編輯卡編寫或修改梯形圖，攜帶與操作都很方便。5.使用存儲卡存儲或輸入機床參數(shù)、PMC程序以及加工程序，操作簡單方便。6.系統(tǒng)具有HRV(高速矢量響應)功能，伺服增益設定比0MD系統(tǒng)高一倍，理論上可使輪廓加工誤差減少一半。7.機床運動軸的反向間隙，在快速移動或進給移動過程中由不同的間隙補償參數(shù)自動補償。8.0i系統(tǒng)可預讀12個程序段，比0MD系統(tǒng)多。9.與0MD系統(tǒng)相比，0i系統(tǒng)的PMC程序基本指令執(zhí)行周期短，容量大，功能指令更豐富，使用更方便。10.0i系統(tǒng)的界面、操作、參數(shù)等與18i、16i、21i基本相同。11.0i系統(tǒng)比0M、0T等產(chǎn)品配備了更強大的診斷功能和操作信息顯示功能，給機床用戶使用和維修帶來了極大方便。12.在軟件方面0i系統(tǒng)比0系統(tǒng)也有很大提高，特別在數(shù)據(jù)傳輸上有很大改進。4.G00定位

G01直線切削

G02順時針方向圓弧切削

G03逆時針方向圓弧切削

G04暫停指令

G09正確停止檢測

G10補正設定

G12順時針方向圓周切削

G13逆時針方向圓周切削

G15極座標系統(tǒng)取消

G16極座標系統(tǒng)設定

G17XY平面設定

G18XZ平面設定

G19YZ平面設定

G20英制單位設定

G21公制單位設定

G22軟體極限設定

G23軟體極限設定取消

G27機械原點復歸檢測

G28自動經(jīng)中間點復歸機械原點

G29自動從參考點復歸

G30自動復歸到第二原點

G40刀具半徑補正取消

G41刀具半徑偏左補正

G42刀具半徑偏右補正

G43刀具長度沿正向補正

G44刀具長度沿負向補正

G49刀具長度補正取消

G45刀具位置補正增加

G46刀具位置補正減少

G47刀具位置補正兩倍增加

G48刀具位置補正兩倍減少

G50比例功能取消OFF

G51比例功能設定ON

G52回復到基本座標系統(tǒng)

G53回復到機械座標系統(tǒng)

G54第一工件座標系統(tǒng)

G55第二工件座標系統(tǒng)

G56第三工件座標系統(tǒng)

G57第四工件座標系統(tǒng)

G58第五工件座標系統(tǒng)

G59第六工件座標系統(tǒng)

G60外部補正

G70圓周等分段循環(huán)

G71圓周分段循環(huán)

G72直線分段循環(huán)

G73高速喙鉆循環(huán)

G74左旋牙切削循環(huán)G76精搪孔循環(huán)

G77反面搪孔循環(huán)

G80固定循環(huán)取消

G81鉆孔循環(huán)

G82沉頭孔加工循環(huán)

G83啄鉆循環(huán)

G84右旋牙切削循環(huán)

G85搪孔循環(huán)

G86搪孔循環(huán)

G87搪孔循環(huán)

G88搪孔循環(huán)

G89搪孔循環(huán)

G90絕對指令座標值設定

G91增量指令座標值設定

G92絕對程式零點設定G99固定循環(huán)

G94每分鐘進給量設定mm/min

G95每轉(zhuǎn)進給給設定mm/rev

G98固定循環(huán)，刀具復歸到起始點序停止

M01選擇性程序停止

M02程序結(jié)束

M03主軸順時針旋轉(zhuǎn)

M04主軸逆時針旋轉(zhuǎn)

M05主軸停止

M06刀具交換

M07霧化冷卻液開啟

M08冷卻液開啟

M09冷卻液關啟

M10工作臺（B軸）鎖住

M11工作臺（B軸）松開

M13主軸順時針轉(zhuǎn)動及加切削液

M14主軸逆時針轉(zhuǎn)動及加切削液

M15正方向運動

M16負方向運動

M19主軸定位

M30程式結(jié)束記憶體回歸

M90程式中斷取消

M91程式中斷設定

M92多段暫存取消

M93多段暫存設定

M94鏡像投影工能取消

M95鏡像投影工能設定

M96刀具補正圓弧轉(zhuǎn)角模式

M97刀具補正交角轉(zhuǎn)角模式

M98副程式呼叫

M99副程式結(jié)第五章數(shù)控車床編程與技巧數(shù)控車床雖然加工柔性比普通車床優(yōu)越，但單就某一種零件的生產(chǎn)效率而言，與普通車床還存在一定的差距。因此，提高數(shù)控車床的效率便成為關鍵，而合理運用編程技巧，編制高效率的加工程序，對提高機床效率往往具有意想不到的效果。

5.1靈活設置參考點

BIEJING-FANUC

Power

Mate

O數(shù)控車床共有二根軸，即主軸Z和刀具軸X。棒料中心為坐標系原點，各刀接近棒料時，坐標值減小，稱之為進刀；反之，坐標值增大，稱為退刀。當退到刀具開始時位置時，刀具停止，此位置稱為參考點。參考點是編程中一個非常重要的概念，每執(zhí)行完一次自動循環(huán)，刀具都必須返回到這個位置，準備下一次循環(huán)。因此，在執(zhí)行程序前，必須調(diào)整刀具及主軸的實際位置與坐標數(shù)值保持一致。然而，參考點的實際位置并不是固定不變的，編程人員可以根據(jù)零件的直徑、所用的刀具的種類、數(shù)量調(diào)整參考點的位置，縮短刀具的空行程。從而提高效率。

5.2

化零為整法

在低壓電器中，存在大量的短銷軸類零件，其長徑比大約為2~3，直徑多在3mm以下。由于零件幾何尺寸較小，普通儀表車床難以裝夾，無法保證質(zhì)量。如果按照常規(guī)方法編程，在每一次循環(huán)中只加工一個零件，由于軸向尺寸較短，造成機床主軸滑塊在床身導軌局部頻繁往復，彈簧夾頭夾緊機構(gòu)動作頻繁。長時間工作之后，便會造成機床導軌局部過度磨損，影響機床的加工精度，嚴重的甚至會造成機床報廢。而彈簧夾頭夾緊機構(gòu)的頻繁動作，則會導致控制電器的損壞。要解決以上問題，必須加大主軸送進長度和彈簧夾頭夾緊機構(gòu)的動作間隔，同時不能降低生產(chǎn)率。由此設想是否可以在一次加工循環(huán)中加工數(shù)個零件，則主軸送進長度為單件零件長度的數(shù)倍

，甚至可達主軸最大運行距離，而彈簧夾頭夾緊機構(gòu)的動作時間間隔相應延長為原來的數(shù)倍。更重要的是，原來單件零件的輔助時間分攤在數(shù)個零件上，每個零件的輔助時間大為縮短，從而提高了生產(chǎn)效率。為了實現(xiàn)這一設想，我聯(lián)想到電腦程序設計中主程序和子程序的概念，如果將涉及零件幾何尺寸的命令字段放在一個子程序中，而將有關機床控制的命令字段及切斷零件的命令字段放在主程序中，每加工一個零件時，由主程序通過調(diào)用子程序命令調(diào)用一次子程序，加工完成后，跳轉(zhuǎn)回主程序。需要加工幾個零件便調(diào)用幾次子程序，十分有利于增減每次循環(huán)加工零件的數(shù)目。通過這種方式編制的加工程序也比較簡潔明了，便于修改、維護。值得注意的是，由于子程序的各項參數(shù)在每次調(diào)用中都保持不變，而主軸的坐標時刻在變化，為與主程序相適應，在子程序中必須采用相對編程語句。

5.3

減少刀具空行程

在BIEJING-FANUC

Power

Mate

O數(shù)控車床中，刀具的運動是依靠步進電動機來帶動的，盡管在程序命令中有快速點定位命令G00，但與普通車床的進給方式相比，依然顯得效率不高。因此，要想提高機床效率，必須提高刀具的運行效率。刀具的空行程是指刀具接近工件和切削完畢后退回參考點所運行的距離。只要減少刀具空行程，就可以提高刀具的運行效率。（對于點位控制的數(shù)控車床，只要求定位精度較高，定位過程可盡可能快，而刀具相對工件的運動路線是無關緊要的。）在機床調(diào)整方面，要將刀具的初始位置安排在盡可能靠近棒料的地方。在程序方面，要根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，使用盡可能少的刀具加工零件使刀具在安裝時彼此盡可能分散，在很接近棒料時彼此就不會發(fā)生干涉；另一方面，由于刀具實際的初始位置已經(jīng)與原來發(fā)生了變化，必須在程序中對刀具的參考點位置進行修改，使之與實際情況相符，與此同時再配合快速點定位命令，就可以將刀具的空行程控制在最小范圍內(nèi)從而提高機床加工效率。

5.4

優(yōu)化參數(shù)，平衡刀具負荷，減少刀具磨損

由于零件結(jié)構(gòu)的千變?nèi)f化，有可能導致刀具切削負荷的不平衡。而由于自身幾何形狀的差異導致不同刀具在剛度、強度方面存在較大差異，例如：正外圓刀與切斷刀之間，正外圓刀與反外圓刀之間。如果在編程時不考慮這些差異。用強度、剛度弱的刀具承受較大的切削載荷，就會導致刀具的非正常磨損甚至損壞，而零件的加工質(zhì)量達不到要求。因此編程時必須分析零件結(jié)構(gòu)，用強度、剛度較高的刀具承受較大的切削載荷，用強度、剛度小的刀具承受較小的切削載荷，使不同的刀具都可以采用合理的切削用量，具有大體相近的壽命，減少磨刀及更換刀具的次數(shù)。

本文總結(jié)的一些具體結(jié)論僅適用于BIEJING-FANUC

Power

Mate

O數(shù)控車床，但是它表現(xiàn)的編程思想具有普遍意義。要編制合理高效的加工程序，必須要熟悉所使用機床的程序語言并能加以靈活運用，了解機床的主參數(shù)，深入分析零件的結(jié)構(gòu)特點、材料特性及加工工藝等。

BIEJING-FANUC

Power

Mate

O數(shù)控車床指令包括G、M、S、T。其中指令為準備功能指令，M指令為輔助功能指令，S為主軸轉(zhuǎn)速控制指令，T為刀具選擇指令。下表列出了部分常用的指令代碼及含義第六章典型零件的加工實例1：加工如圖1-80所示的對拼模具型腔。用車床加工成形部分，如果采用普通車床加工，則必須要使用靠模，加工效率極低而且加工精度也較低。所以采用數(shù)控車床進行加工最合適。圖1-80對拼模具1．加工準備1）將兩拼塊分別加工成形。2）在兩拼塊上裝導釘，一端與下模板過渡配合，另一端與上模板間隙配合。3）兩拼塊合裝后外形尺寸磨正，對合平面磨平并保證兩拼塊厚度一致。4）在花盤上搭角鐵，將下模板固定在角鐵上，拼合上模板并壓緊，用千分表校正后固定角鐵，安裝示意圖如圖1-81所示。圖1-81安裝示意圖2．所需刀具本工件需要通過鉆孔、粗車、精車三個工步加工，鉆孔時采用在尾架上裝夾φ16mm的鉆頭手動進給，而粗車和精車則采用自動運行的辦法。粗車時用55°的內(nèi)孔車刀，刀具號為T01，刀補號為01；精車時用35°的內(nèi)孔車刀，刀具號為T02，刀補為02。3．編寫加工程序N10M03S500N20T0101N30G00X0Z3.0N40G01Z-30.0F0.5N50G01X20.8F0.2N60G01Z-57.0N70G00X0N80G00Z-31.6N90G01X24.4F0.2N100G01Z-50.4N110G00X0N120Z3.0N130G01X18.3Z3.0F0.3N140Z0N150X22.0Z-10.1N160W-6.3N170G02X21.7W-13.4I6.45J-6.8N180G03X24.5Z-50.4I-11.1J-11.0N190GO2X20.8Z-56.0I7.55J-5.6N200G01X0N210G00Z200.0N220G00X200.0T0100N230T0202N240G00Z3.0N250G01X18.8Z3.0F0.3N260Z0N270X22.5Z-10.1N280W-6.3N290G02X22.2W-13.4I6.45J-6.8N300G03X25.0Z-50.4I-11.1J-11N310G02X21.3Z-56.0I7.55J-5.6N320G01Z-58.0N330G00X0N340G00Z100.0N350G00X200.0T0200N360M05N370M304．加工過程在尾架上裝φ16mm的鉆頭，手動進給鉆穿工件。裝內(nèi)孔加工刀具，并對刀，設置刀具補償。將程序輸入并檢驗，運行程序進行加工。在加工后，松開壓板，卸下上模板檢查尺寸。檢查尺寸不合格時，調(diào)整刀具補償值，裝上上模板重新夾緊，再次運行程序加工。加工尺寸檢驗合格后，卸下下模板。實例2：中級數(shù)控車床操作工應會試題中的零件圖樣如圖1-82所示，毛坯尺寸為φ50mm，長85mm。圖1-82零件圖1．加工工藝分析1）制定加工方案與加工路線本例采用兩次裝夾后完成粗、精加工的加工方案，先加工左端內(nèi)、外形，完成粗、精加工后，調(diào)頭加工另外一端。進行數(shù)控車削加工時，加工的起始點頂在離工件毛坯2mm的位置。盡可能采用沿軸向切削的方式進行加工，以提高加工過程中工件與刀具的剛性。工件的定位及裝夾工件采用三爪卡盤進行定位與裝夾。當調(diào)頭加工另一端時，采用一夾一頂?shù)难b夾方式。工件裝夾過程中，應對工件進行找正，以保證工件軸線與主軸軸線同軸。刀具的選用T01、T02為90°外圓車刀；T03為外切槽刀；T04為普通螺紋車刀；T05為盲孔車刀。2．制定加工工藝卡如表1-6所示。表1-6數(shù)控加工工藝卡（廠名）數(shù)控加工工藝卡片產(chǎn)品代號零件名稱零件圖號工序序號程序編號夾具名稱夾具編號使用設備車間工步號工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速進給量背吃刀量1手動鉆孔φ22鉆頭2500.12手動加工左端面（含Z向?qū)Φ叮㏕01外圓粗車刀6000.53粗加工左端內(nèi)輪廓T05盲孔車刀5000.251.04精加工左端內(nèi)輪廓10000.10.155粗加工左端外圓輪廓T01外圓粗車刀6000.21.56精加工左端外圓輪廓T02外圓精車刀12000.10.157調(diào)頭手動加工右端面（Z0）T01外圓粗車刀6000.58粗加工右端外圓輪廓T016000.21.59精加工右端外圓輪廓T02外圓精車刀12000.10.1510切槽T03切槽刀6000.111加工雙頭普通外螺紋T04螺紋車刀400編制審核批準共頁第頁3．編寫加工程序1）車削工件左端輪廓的加工程序O0001；M03S500；T0505；轉(zhuǎn)內(nèi)孔車刀，取5號刀補G00X21.0Z2.0；G71U1.0R0.3；粗加工循環(huán)G71P30Q40U-0.3W0.05F0.25；N30G01X26.0F0.1S1000；精加工循環(huán)起始程序段Z0.0；X24.0Z-1.0；Z-20.0；N40X21.0；G70P30Q40；精加工G00X100.0Z100.0；T0101；轉(zhuǎn)1號刀，取1號刀補M03S600；G00X52.0Z2.0；快速點定位至循環(huán)起點G71U1.5R0.3；G71P50Q60U0.3W0.05F200；N50G01X34.0F0.1S1200；Z0.0；X36.0Z-1.0；Z-20.05；X48.0；Z-40.0；N60X52.0；G00X100.0Z100.0；T0202；轉(zhuǎn)外圓精車刀，?。蔡柕堆aG00X52.0Z2.0；G70P50Q60；精加工循環(huán)G00X100.0Z100.0；M302）車削工件右端輪廓的加工程序O0002；T0101；G00X100.0Z100.0；M03S600；G00X52.0Z2.0；快速點定位至循環(huán)起點G71U1.5R0.3；G71P10Q20U0.3W0.05F0.2；N10G01X19.8F80S1200；Z0；X23.8Z-2.0；Z-25.0；X24.0；X28.16Z-45.8；G02X44.08Z-53.0R8.0；N20G01X52.0；G00X100.0Z100.0；T0202；G00X26.0Z2.0；G70P10Q20；G00X100.0Z100.0；退刀至轉(zhuǎn)刀點T0303；轉(zhuǎn)外切槽刀，刀寬為5mm，?。程柕堆aM03S600；G00X26.0Z-25；G01X20.0F0.1G01X25.0G00X100.0Z100.0；T0404；轉(zhuǎn)外螺紋車刀，?。刺柕堆aM03S400；G00X28.0Z2.0；G92X23.2Z-22.0F1.5；X22.6；X22.2；X22.05；G00X28.0Z3.5；G92X23.2Z-22.0F1.5；X22.6；X22.2；X22.05；G00X100.0Z100.0；M30第七章數(shù)控車床的維護與保養(yǎng)的點檢管理數(shù)控機床是集高、精、尖技術于一體，集機、電、光、液于一身的高技術產(chǎn)物。具有加工精度高、加工質(zhì)量穩(wěn)定可靠、生產(chǎn)效率高、適應性強、靈活性好等眾多優(yōu)點，在各個行業(yè)受到廣泛歡迎，在使用方面，也是越來越受到重視。但由于它是集強、弱電于一體，數(shù)字技術控制機械制造的一體化設備，一旦系統(tǒng)的某些部分出現(xiàn)故障，就勢必使機床停機，影響生產(chǎn)，所以如何正確維護設備和出現(xiàn)故障時能及時搶修就是保障生產(chǎn)正常進行的關鍵。

7.1.數(shù)控機床的維護

對于數(shù)控機床來說，合理的日常維護措施，可以有效的預防和降低數(shù)控機床的故障發(fā)生幾率。

首先，針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養(yǎng)內(nèi)容以及功能器件和元件的保養(yǎng)周期。

其次，在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦他們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電子器件上，很容易引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進行必要的調(diào)整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。

另外，對數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓要實行時時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)超出正常的工作電壓，就會造成系統(tǒng)不能正常工作，甚至會引起數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電子部件的損壞。所以配電系統(tǒng)在設備不具備自動檢測保護的情況下要有專人負責監(jiān)視，以及盡量的改善配電系統(tǒng)的穩(wěn)定作業(yè)。

當然很重要的一點是數(shù)控機床采用直流進給伺服驅(qū)動和直流主軸伺服驅(qū)動的，要注意將電刷從直流電動機中取出來，以免由于化學腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動機損壞。這是非常嚴重也容易引起的故障。

7.2.數(shù)控機床一般的故障診斷分析2.1檢查

在設備無法正常工作的情況下，首先要判斷故障出現(xiàn)的具體位置和產(chǎn)生的原因，我們可以目測故障板，仔細檢查有無由于電流過大造成的保險絲熔斷，元器件的燒焦煙熏，有無雜物斷路現(xiàn)象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍，判斷故障產(chǎn)生的原因。

2.2系統(tǒng)自診斷

數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發(fā)光二級管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術的發(fā)展，興起了新的接口診斷技術，JTAG邊界掃描，該規(guī)范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力，進一步完善了系統(tǒng)的自我診斷能力。

2.3功能程序測試法

功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用手工編程或自動變成的方法，編制成一個功能測試程序，送人數(shù)控系統(tǒng)，然后讓數(shù)控系統(tǒng)運行這個測試程序，借以檢查機床執(zhí)行這些功能的準確定和可靠性，進而判斷出故障發(fā)生的可能原因。

2.4接口信號檢查

通過用可編程序控制器在線檢查機床控制系統(tǒng)的接回信號，并與接口手冊正確信號相對比，也可以查出相應的故障點。

2.5診斷備件替換法

隨著現(xiàn)代技術的發(fā)展，電路的集成規(guī)模越來越大技術也越來越復雜，按常規(guī)方法，很難把故障定位到一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，為了縮短停機時間，在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進行替換檢查，對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作，盡最大可能縮短故障停機時間。

上述診斷方法，在實際應用時并無嚴格的界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法同時進行。最主要的是根據(jù)診斷的結(jié)果間接或直接的找到問題的關鍵，或維修或替換盡快的恢復生產(chǎn)。7.3數(shù)控機床故障診斷實例

由于數(shù)控機床的驅(qū)動部分是強弱電一體的，是最容易發(fā)生問題的。因此將驅(qū)動部分作簡單介紹：驅(qū)動部分包括主軸驅(qū)動器和伺服驅(qū)動器，有電源模塊和驅(qū)動模塊兩部分組成，電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流，而驅(qū)動部分實際上是個逆變換，將高壓支流轉(zhuǎn)換為三相交流，并驅(qū)動伺服電機，完成個伺服軸的運動和主軸的運轉(zhuǎn)。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數(shù)控機床和802S數(shù)控系統(tǒng)的故障現(xiàn)象為例，主要分析一下控制電路與機械傳動接口的故障維修。

如在數(shù)控機床在加工過程中，主軸有時能回參考點有時不能。在數(shù)控操作面板上，主軸轉(zhuǎn)速顯示時有時無，主軸運轉(zhuǎn)正常。分析出現(xiàn)的故障原因得該機床采用變頻調(diào)速，其轉(zhuǎn)速信號是有編碼器提供，所以可排除編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉(zhuǎn)速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現(xiàn)問題。兩方面考慮，一是可能和數(shù)控系統(tǒng)連接的ECU連接松動，二是可能可和主軸的機械連接出現(xiàn)問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)就是這個問題。修復并重新安裝就解決了問題。

數(shù)控機床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機械問題、數(shù)控系統(tǒng)的問題、傳感元件的問題、驅(qū)動元件的問題、強電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產(chǎn)生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進一步擴大?？傊诿鎸?shù)控機床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護工作和了解機床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢。第八章三角螺紋加工用廣州GSK980t數(shù)控系統(tǒng)加工M30X2的外三角螺紋為例（如圖1示），就如何車削出高質(zhì)量的螺紋與同行進行探討交流。8.1車削三角螺紋工件的參數(shù)和工藝要求8.1.1確定螺紋大徑、中徑、小徑。

外螺紋大徑（公稱直徑d）一般應車得比基本尺寸小0.2~0.4mm（約0.13P），保證車好螺紋后牙頂處有0.125P的寬度（P是螺距）。具體數(shù)值應參照基準制來選擇，基軸制的值應小些，基孔制則可大些。中徑d2=d-0.6495P，在中徑處螺紋牙厚和槽寬相等。小徑的計算公式為：d1=d-1.3P。則在上例中的參數(shù)分別是：d=29.6~29.8，d2=28.701，d1=27.4。8.1.2螺柱右端面要倒角至螺紋小徑，左邊加工退刀槽。

8.1.3

螺紋切削用量的選擇應根據(jù)工件材料的螺距大小以及所處的加工位置等因素來決定。前幾次的進給用量可大些，以后每次進給切削用量應逐漸減小。切削速度應選低些，粗車時每次切深0.3mm左右，最后留余量0.2mm；精車時每次切深0.1~0.2mm左右，粗精車的總切深為1.3P。經(jīng)過總結(jié)，本人列出下表僅供參照。8．2車刀的選擇、刃磨和安裝螺紋車刀的選擇主要考慮刀具、形狀和幾何角度等三個方面。高速鋼車刀用于加工塑性（鋼件）材料的螺紋工件；白鋼刀刃磨螺的紋車刀，適用于加工大螺距的螺紋和精密絲等工件；硬質(zhì)合金螺紋車刀適用于加工脆性材料（鑄鐵）和高速切削塑性工件。

車刀的幾何角度有三個（1）刀尖角ε應等于牙型角，車削普通三角形螺紋是60o；（2）前角Υ一般為0o~15o，螺紋車刀的徑向前角對牙形角有很大的影響，對精度高的螺紋徑向前角可適當取小一些（約0o~5o）；（3）后角α一般為5o~10o，因螺紋升角的影響，兩后角大小應該磨成不同，進刀方向一面應稍大一些。但對大直徑、小螺距的三角形螺紋，這種影響可忽略不計。刃磨車刀時要根據(jù)粗、精車的要求，刃磨出合理的前、后角。粗車刀前角大，后角小，精車刀則相反。車刀的左右刀刃必須是直線，無崩刃。刀尖角的刃磨比較困難，為保證磨出準確的刀尖角，在刃磨時用螺紋角度樣板測量刀尖角（見圖2）。測量時，把刀尖角與樣板貼合，對準光源，仔細觀察兩邊貼合的間隙，并以此為依據(jù)進行修磨。另外車刀磨損過大時會引起切削力增大，頂彎工件，出現(xiàn)啃刀現(xiàn)象。此時應對車刀加以修磨

車削螺紋時，為了保證牙形正確，對安裝螺紋車刀提出了嚴格的要求。安裝時刀尖高度必須對準工件旋轉(zhuǎn)中心（可根據(jù)尾座頂針高度檢查），車刀安裝得過高，則吃刀到一定深度時，車刀的后刀面頂住工件，增大摩擦力，甚至把工件頂彎，造成啃刀；過低，則切屑不易排出，車刀徑向力的方向是工件中心，加上橫進絲杠與螺母間隙過大，致使吃刀深度不斷自動徑向加深，從而把工件抬起，導致啃刀；車刀刀尖角的中心線必須與工件嚴格垂直，裝刀時可用樣板來對刀（見圖3）。如果車刀裝歪，就會產(chǎn)生牙形歪斜（見圖4）；刀頭伸出不能太長，一般為20~25mm（約刀桿厚度的1.5倍）。8．3編寫程序的方法要求廣州數(shù)控G980t系統(tǒng)中有G32、G92和G76三個切削螺紋的指令，加工螺紋的進刀方法有直進法（見圖5）和斜進法（見圖6）。因此在編程過程中不同的切削方法應選用不同的指令。G32、G92屬于直進式切削方法，由于兩側(cè)刃同時工作，切削力較大，而且排削困難，因此在切削時，兩切削刃容易磨損。在切削螺距較大的螺紋時，由于切削深度較大，刀刃磨損較快，從而造成螺紋中徑產(chǎn)生誤差；但是其加工的牙形精度較高，因此一般多用于小螺距螺紋加工。由于其刀具移動切削均靠編程完成，導致加工程序較長，但比較靈活。

G76屬于斜進式切削方法，因為是單側(cè)刃加工，所以右邊刀刃容易損傷和磨損，使加工的螺紋面不直；另外，刀尖角一旦發(fā)生變化，就會造成牙形精度較差。但這種加工方法的優(yōu)點是切削深度為遞減式，刀具負載較小，排屑容易。故此加工方法適用于大螺距螺紋的加工。由于此加工方法排屑容易，刀刃加工工況較好，在螺紋精度要求不高的情況下，此加工方法尤其方便。在加工較高精度螺紋時，可用雙刀加工，即先用G76加工方法進行粗車，然后用G32加工方法進行精車，但要注意刀具起始點一定要準確，不然容易亂扣，造成零件報廢。另外，在編程中螺紋刀的起點應定在大于2P處，收尾處要比螺紋長度大一些；粗、精車時螺紋刀的起點應相同；另外，由于切削力較大，所以吃刀量要小，否則可能會因工件移位導致亂扣；加工時主軸轉(zhuǎn)速一般在650r/min，切削過程中不能變速，否則會亂扣；用G32或G92編程時，可走多一到兩次的空刀，以提高螺紋表面的粗糙度等級。車削螺紋時，恰當?shù)厥褂们邢饕海部商岣呱a(chǎn)率和零件質(zhì)量。舉例如下：

O0001；

G0X100Z100；

M3S650；

T0101M8；

G0X30Z5；（Z5，大于2P）

G92X29.7Z-19F2；（z-19，要大于螺紋長度，F(xiàn)2是螺距）

X29.6；

X29.5；

X27.4；

X27.4；（走空刀的好處是使螺紋表面光滑）

M5；

M0；M3S650；

T0101M8；

G0X30Z5；（定位應與粗車時相同）

G92X27.4Z-19F2；

GOX100Z100；

M30；4檢測螺紋參數(shù)

檢測螺紋主要測量螺距、牙型角和螺紋中徑，而且這些測量要在拆卸工件、刀具前進行，發(fā)現(xiàn)問題才能及時補救。

測量螺距、牙型角

螺距是由車床的運動關系來保證的，用鋼尺測量即可。普通螺紋的螺距一般較小，在測量時，最好量10個螺距的長度，再除以10得到一個螺距的尺寸。牙型角是由車刀的刀尖以及正確安裝來保證的，一般用樣板測量。也可用螺距規(guī)同時測量螺距和牙型角（見圖7）。螺紋中徑常用螺紋千分尺測量（見圖8）。使用方法跟一般的外徑千分尺相似。它有兩個可以調(diào)換的測量頭，在測量時，兩個跟牙形相同的觸頭正好卡在螺紋的牙形面，所得到的千分尺讀數(shù)就是該螺紋的中徑實際尺寸。5綜合測量

用螺紋環(huán)規(guī)檢查三角形外螺紋（見圖9）。首先應對螺紋的直徑、螺距、牙形和粗糙度進行檢查，然后再用環(huán)規(guī)測量外螺紋的尺寸精度。如果環(huán)規(guī)通端正好擰進去，而止端擰不進去，說明螺紋精度符合要求。對于精度要求不高的也可用標準螺母檢查（生產(chǎn)中常用），以擰上工件時是否順利和松動的感覺來確定。檢查有退刀槽的螺紋時，環(huán)規(guī)應通過退刀槽與階臺端面靠平。

總之，車削螺紋時產(chǎn)生的故障形式多種多樣，既有設備的因素，也有刀具、操作者的因素，在排除故障時要具體情況具體分析，通過各種檢測和診斷手段，找出具體的影響因素，采取有效的解決方法，車削出高質(zhì)量的螺紋。總結(jié)結(jié)束語：本論文在各位老師的悉心指導和嚴格要求下已完成。在學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本設計能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業(yè)知識，并在設計中得以體現(xiàn)。同時我在網(wǎng)上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此向?qū)W院機電工程系的全體老師表示由衷的謝意。致謝本論文是在導師孫美維的悉心指導下完成的。導師淵博的專業(yè)知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，精益求精的工作作風，誨人不倦的高尚師德，嚴以律己、寬以待人的崇高風范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠。不僅使我樹立了遠大的學術目標、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。本論文從選題到完成，每一步都是在導師的指導下完成的，傾注了導師大量的心血。在此，謹向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！本論文的順利完成，離不開各位老師、同學和朋友的關心和幫助。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的博士學位論文的，同窗之間的友誼永遠長存！參考文獻1許鎮(zhèn)宇.機械零件.北京：高等教育出版社，1983；2孔慶復.計算機輔助設計與制造.哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1994；3雷宏.機械工程基礎.哈爾濱：黑龍江出版社2002；4王中發(fā).實用機械設計.北京：北京理工大學出版社1998；5唐宗軍.機械制造基礎.大連：機械工業(yè)出版社1997；6吳祖育，秦鵬飛.數(shù)控機床.上海：上海科學技術出版社2003；7許翔泰，劉艷芳.數(shù)控加工編程實用技術.北京：機械工業(yè)出版社2000；8吳明友.數(shù)控機床加工技術東南大學出版社.江蘇：2000；9王寶成.現(xiàn)代數(shù)控機床.天津：天津科學技術出版社，2000；10廖效果，朱啟俅.數(shù)字控制機床.江西：華中科技大學出版社，2002；11王衛(wèi)兵.數(shù)控編程100例.機械工業(yè)出版社，2004；12張樹森.機械工程學.遼寧；東北大學出版社，2001；13應云天.俄文翻譯手冊.北京：高等教育出版社，1999；14金蓓.數(shù)控加工的編程技巧.《航空精密制造技術》.成都：2002，2；15鄧星鐘.機電傳動控制(第三版).武漢:華中科技大學出版社,2001；16董獻坤《數(shù)控機床結(jié)構(gòu)與編程》機械工業(yè)出版1997；17曹琰數(shù)控機床應用與維修北京：電子工業(yè)出版社，1994；18李福生等實用數(shù)控機床技術手冊北京：北京出版社，1993；19王愛玲等實用數(shù)控與編程技術北京：國防工業(yè)出版社，1993；基于C8051F單片機直流電動機反饋控制系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的嵌入式Web服務器的研究MOTOROLA單片機MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機的通用控制模塊的研究基于單片機實現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強型51系列單片機的TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)基于單片機的蓄電池自動監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機系統(tǒng)的圖像采集與處理技術的研究基于單片機的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機的交流伺服電機運動控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機的自動找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機的液壓動力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機實現(xiàn)一種基于單片機的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機的噴油泵試驗臺控制器的研制基于單片機的軟起動器的研究和設計基于單片機控制的高速快走絲電火花線切割機床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機的機電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機的智能手機充電器基于單片機的實時內(nèi)核設計及其應用研究基于單片機的遠程抄表系統(tǒng)的設計與研究基于單片機的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術研究基于單片機的液體點滴速度自動檢測儀的研制基于單片機系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機的電能采集終端的設計和應用基于單片機的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機單片機控制系統(tǒng)的研制基于單片機的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機的多生理信號檢測儀基于單片機的電機運動控制系統(tǒng)設計Pico專用單片機核的可測性設計研究基于MCS-51單片機的熱量計基于雙單片機的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機構(gòu)建機器人的實踐研究基于單片機的輪軌力檢測基于單片機的GPS定位儀的研究與實現(xiàn)基于單片機的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機的時控和計數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機控制的后備式方波UPS提升高職學生單片機應用能力的探究基于單片機控制的自動低頻減載裝置研究基于單片機控制的水下焊接電源的研究基于單片機的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機的氚表面污染測量儀的研制HYPERLINK"/detail.