數(shù)控專業(yè)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　未來(lái)10年將是中國(guó)機(jī)械行業(yè)發(fā)展最佳時(shí)期。美國(guó)、德國(guó)的重化工業(yè)發(fā)展期延續(xù)了18年以上，美國(guó)、德國(guó)、韓國(guó)四國(guó)重化工業(yè)發(fā)展期平均延續(xù)了12年，我們估計(jì)中國(guó)的重化工業(yè)發(fā)展期將至少延續(xù)10年，直到2015年。因此，在未來(lái)10年中，隨著中國(guó)重化工業(yè)進(jìn)程的推進(jìn)，中國(guó)企業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品技術(shù)、質(zhì)量等都將得到大幅提升，國(guó)產(chǎn)機(jī)械產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力增強(qiáng)，逐

2、步替代進(jìn)口，并加速出口。目前，機(jī)械行業(yè)中部分子行業(yè)如船舶、鐵路、集裝箱及集裝箱起重機(jī)制造等已經(jīng)受益于國(guó)際間的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，并將持續(xù)受益；電站設(shè)備、工程機(jī)械、床等將受益于產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，加快出口進(jìn)程</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控 控制 機(jī)床</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展史 </

3、p><p>　　第二章    一 數(shù)控機(jī)床的</p><p>　　2.1按加工工藝方法分類………………………………………………………………4</p><p>　　2.1            1金屬切削類數(shù)控機(jī)床

4、…………………………………………………………4</p><p>　　2.1.              2特種加工類數(shù)控機(jī)床…………………………………………………………4</p><p>　　2.1.     &

5、#160;        3板材加工數(shù)控機(jī)床……………………………………………………………4</p><p>　　2.2按控制控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類…………………………………………………………5</p><p>　　2.2.        

6、0;     1點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床……………………………………………………………5</p><p>　　2.2.              2直線控制數(shù)控機(jī)床……………………………………………………………5</p><p>

7、　　2.2.              3輪廓控制數(shù)控機(jī)床……………………………………………………………5</p><p>　　2. 3按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類……………………………………………………………6</p><p>　　2.3. 

8、60;            1開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床……………………………………………………………6</p><p>　　2.3.              2閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床……

9、………………………………………………………7</p><p>　　2.3.              3半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床…………………………………………………………7</p><p>　　2.4混合控制數(shù)控機(jī)床…………………………………………………………………

10、…8</p><p>　　第三章  典型軸類零件的加工…………………………………………………………8</p><p>　　2.1零件圖工藝析……………………………………………………………………………9</p><p>　　2. 2選擇設(shè)備……………………………………………………………………………………10</p><

11、p>　　2.3確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方式……………………………………………………………10</p><p>　　2 4確定加工順序及進(jìn)給路線…………………………………………………………………10</p><p>　　2.5刀具擇………………………………………………………………………………………11</p><p>　　2.6切削用量擇………………………………

12、…………………………………………………12</p><p>　　3.7零件精加工序……………………………………………………………………………14</p><p><b>　　第三章 數(shù)控技術(shù)</b></p><p>　　3.1數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)綜述.......................................16</p&

13、gt;<p>　　3.2數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的電氣控制.....................................18</p><p>　　四   結(jié)語(yǔ)…………………………………………………………………………………15</p><p>　　五.參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………………16</p><

14、p>　　六 致謝………………………………………………………………………………16</p><p>　　一，我國(guó)數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展史</p><p>　　1.我國(guó)從1958年起，由一批科研院所，高等學(xué)校和少數(shù)機(jī)床廠起步進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)的研制和開(kāi)發(fā)。由于受到當(dāng)時(shí)國(guó)產(chǎn)電子元器件水平低，部門(mén)經(jīng)濟(jì)等的制約，未能取得較大的發(fā)展。 </p><p>　　2.在改革開(kāi)放后，我國(guó)數(shù)控技

15、術(shù)才逐步取得實(shí)質(zhì)性的發(fā)展。經(jīng)過(guò)“六五"(81----85年)的引進(jìn)國(guó)外技術(shù)，“七五”(86------90年)的消化吸收和“八五”(91~一-95年)國(guó)家組織的科技攻關(guān)，才使得我國(guó)的數(shù)控技術(shù)有了質(zhì)的飛躍，當(dāng)時(shí)通過(guò)國(guó)家攻關(guān)驗(yàn)收和鑒定的產(chǎn)品包括北京珠峰公司的中華I型，華中數(shù)控公司的華中I型和沈陽(yáng)高檔數(shù)控國(guó)家工程研究中心的藍(lán)天I型，以及其他通過(guò)“國(guó)家機(jī)床質(zhì)量監(jiān)督測(cè)試中心”測(cè)試合格的國(guó)產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)如南京四開(kāi)公司的產(chǎn)品。 </p&g

16、t;<p>　　3.我國(guó)數(shù)控機(jī)床制造業(yè)在80年代曾有過(guò)高速發(fā)展的階段，許多機(jī)床廠從傳統(tǒng)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)向數(shù)控化產(chǎn)品的轉(zhuǎn)型。但總的來(lái)說(shuō)，技術(shù)水平不高，質(zhì)量不佳，所以在90年代初期面臨國(guó)家經(jīng)濟(jì)由計(jì)劃性經(jīng)濟(jì)向市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)移調(diào)整，經(jīng)歷了幾年最困難的蕭條時(shí)期，那時(shí)生產(chǎn)能力降到50%，庫(kù)存超過(guò)4個(gè)月。從1 9 9 5年“九五”以后國(guó)家從擴(kuò)大內(nèi)需啟動(dòng)機(jī)床市場(chǎng)，加強(qiáng)限制進(jìn)口數(shù)控設(shè)備的審批，投資重點(diǎn)支持關(guān)鍵數(shù)控系統(tǒng)、設(shè)備、技術(shù)攻關(guān)，對(duì)數(shù)控設(shè)備生產(chǎn)起到

17、了很大的促進(jìn)作用，尤其是在1 9 9 9年以后，國(guó)家向國(guó)防工業(yè)及關(guān)鍵民用工業(yè)部門(mén)投入大量技改資金，使數(shù)控設(shè)備制造市場(chǎng)一派繁榮。</p><p><b>　　二數(shù)控機(jī)床的分類</b></p><p>　　一、按加工工藝方法分類</p><p>　　1．金屬切削類數(shù)控機(jī)床</p><p>　　與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工

18、相對(duì)應(yīng)的數(shù)控機(jī)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(jī)床等。盡管這些數(shù)控機(jī)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(jī)床的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動(dòng)化程度。</p><p>　　在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個(gè)刀庫(kù)和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)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(chǔ)上增加了一個(gè)容量

19、較大的刀庫(kù)和自動(dòng)換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對(duì)箱體零件的四面甚至五面大部分加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、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(jī)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(jī)床的臺(tái)數(shù)和占地面積，縮短了輔助時(shí)間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。</p><p>　　2．特種加工類數(shù)控機(jī)床</p><p>　　除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)控技

20、術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。</p><p>　　3．板材加工類數(shù)控機(jī)床</p><p>　　常見(jiàn)的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎?rùn)C(jī)等。</p><p>　　近年來(lái)，其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、自動(dòng)繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。

21、</p><p>　　二、按控制運(yùn)動(dòng)軌跡分類</p><p>　　1．點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　位置的精確定位，在移動(dòng)和定位過(guò)程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動(dòng)軌跡，因此幾個(gè)坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動(dòng)無(wú)任何聯(lián)系。可以幾個(gè)坐標(biāo)同時(shí)向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，也可以各個(gè)坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　這類數(shù)

22、控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位數(shù)控裝置。</p><p>　　2．直線控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　直線控制數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺(tái)以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動(dòng)和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。</p><p>　　直線控制的簡(jiǎn)易數(shù)控車床，只有兩個(gè)坐標(biāo)軸，

23、可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個(gè)坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)動(dòng)力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　數(shù)控鏜銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個(gè)坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點(diǎn)位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點(diǎn)位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　3．輪廓控制

24、數(shù)控機(jī)床</p><p>　　輪廓控制數(shù)控機(jī)床能夠?qū)蓚€(gè)或兩個(gè)以上運(yùn)動(dòng)的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運(yùn)動(dòng)軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動(dòng)部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能控制整個(gè)加工輪廓每一點(diǎn)的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。</p><p>　　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(jī)床。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)

25、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(diǎn)位/直線控系統(tǒng)更為復(fù)雜，在加工過(guò)程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制。</p><p>　　現(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會(huì)帶來(lái)成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。</p><p>　　三、按驅(qū)動(dòng)裝置的特點(diǎn)分類</p><p>　

26、　1．開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒(méi)有位置檢測(cè)元件，伺服驅(qū)動(dòng)部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個(gè)進(jìn)給指令，經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路功率放大后，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個(gè)角度，再經(jīng)過(guò)齒輪減速裝置帶動(dòng)絲杠旋轉(zhuǎn)，通過(guò)絲杠螺母機(jī)構(gòu)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與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實(shí)際

27、移動(dòng)值不再反饋回來(lái)，所以稱為開(kāi)環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低。但是，系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)部件的實(shí)際位移量不進(jìn)行監(jiān)測(cè)，也不能進(jìn)行誤差校正。因此，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動(dòng)誤差都將影響被加工零件的精度。開(kāi)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(jī)床，特別是簡(jiǎn)易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　2．閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床</p

28、><p>　　接對(duì)工作臺(tái)的實(shí)際位移進(jìn)行檢測(cè)，將測(cè)量的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用差值對(duì)機(jī)床進(jìn)行控制，使移動(dòng)部件按照實(shí)際需要的位移量運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件的精確運(yùn)動(dòng)和定位。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)裝置的檢測(cè)精度，也與傳動(dòng)鏈的誤差無(wú)關(guān)，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)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(dāng)位移指令值發(fā)送到位置比較電路時(shí)，若

29、工作臺(tái)沒(méi)有移動(dòng)，則沒(méi)有反饋量，指令值使得伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)A將速度反饋信號(hào)送到速度控制電路，通過(guò)C將工作臺(tái)實(shí)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(jìn)行位置控制，直至差值為零時(shí)為止。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)床工作臺(tái)納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。</p><p

30、>　　3．半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床是在伺服電動(dòng)機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動(dòng)絲杠上裝有角位移電流檢測(cè)裝置（如光電編碼器等），通過(guò)檢測(cè)絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測(cè)移動(dòng)部件的實(shí)際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對(duì)誤差進(jìn)行修正。通過(guò)測(cè)速元件A和光電編碼盤(pán)B可間接檢測(cè)出伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺(tái)的實(shí)際位移量，將此值與指令值進(jìn)行比較，用差值來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。由于工作臺(tái)沒(méi)有包括在控制回路中，因而稱為

31、半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　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(cè)裝置和伺服電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。</p><p>　　4．混合控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床?；旌峡刂茢?shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床，因?yàn)榇笮突蛑匦蛿?shù)控機(jī)床需要較高的

32、進(jìn)給速度與相當(dāng)高的精度，其傳動(dòng)鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動(dòng)鏈和工作臺(tái)全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜?；旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式：</p><p>　?。?）開(kāi)環(huán)補(bǔ)償型。它的基本控制選用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的開(kāi)環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，另外附加一個(gè)校正電路。用裝在工作臺(tái)的直線位移測(cè)量元件的反饋信號(hào)校正機(jī)械系統(tǒng)的誤差。</p><p>　?。?）半閉環(huán)補(bǔ)償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制

33、，再用裝在工作臺(tái)上的直線位移測(cè)量元件實(shí)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(cè)量元件（如測(cè)速發(fā)電機(jī)），B是角度測(cè)量元件，C是直線位移測(cè)量元件。</p><p><b>　　典型軸類零件的加工</b></p><p>　　典型軸類零件如圖1所示，零件材料為45鋼，無(wú)熱處理和硬度要求，試對(duì)該零件進(jìn)行數(shù)控車削工藝分析。</p><p>

34、;<b>　　圖1 典型軸類零件</b></p><p>　?。?）零件圖工藝分析</p><p>　　該零件表面由圓柱、圓錐、順圓弧、逆圓弧及螺紋等表面組成。其中多個(gè)直徑尺寸有較嚴(yán)的尺寸精度和表面粗糙度等要求；球面Sφ50㎜的尺寸公差還兼有控制該球面形狀（線輪廓）誤差的作用。尺寸標(biāo)注完整，輪廓描述清楚。零件材料為45鋼，無(wú)熱處理和硬度要求。</p>&

35、lt;p>　　通過(guò)上述分析，可采用以下幾點(diǎn)工藝措施。</p><p>　?、賹?duì)圖樣上給定的幾個(gè)精度要求較高的尺寸，因其公差數(shù)值較小，故編程時(shí)不必取平均值，而全部取其基本尺寸即可。</p><p>　?、谠谳喞€上，有三處為圓弧，其中兩處為既過(guò)象限又改變進(jìn)給方向的輪廓曲線，因此在加工時(shí)應(yīng)進(jìn)行機(jī)械間隙補(bǔ)償，以保證輪廓曲線的準(zhǔn)確性。</p><p>　?、蹫楸阌谘b

36、夾，坯件左端應(yīng)預(yù)先車出夾持部分（雙點(diǎn)畫(huà)線部分），右端面也應(yīng)先粗車出并鉆好中心孔。毛坯選φ60㎜棒料。</p><p>　?。?）選擇設(shè)備        </p><p>　　根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用TND360數(shù)控車床。</p><p>　?。?）確定零件的定位基準(zhǔn)和裝夾方

37、式  </p><p>　?、俣ㄎ换鶞?zhǔn) 確定坯料軸線和左端大端面（設(shè)計(jì)基準(zhǔn)）為定位基準(zhǔn)。</p><p>　　②裝夾方法 左端采用三爪自定心卡盤(pán)定心夾緊，右端采用活動(dòng)頂尖支承的裝夾方式。</p><p>　?。?）確定加工順序及進(jìn)給路線</p><p>　　加工順序按由粗到精、由近到遠(yuǎn)（由右到左）的原則確定。即先從右到左進(jìn)

38、行粗車（留0.25㎜精車余量），然后從右到左進(jìn)行精車，最后車削螺紋。</p><p>　　TND360數(shù)控車床具有粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)功能，只要正確使用編程指令，機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)確定其進(jìn)給路線，因此，該零件的粗車循環(huán)和車螺紋循環(huán)不需要人為確定其進(jìn)給路線（但精車的進(jìn)給路線需要人為確定）。該零件從右到左沿零件表面輪廓精車進(jìn)給，如圖2所示。</p><p>　　圖2 精車輪廓進(jìn)給路線<

39、/p><p><b>　?。?）刀具選擇</b></p><p>　　①選用φ5㎜中心鉆鉆削中心孔。</p><p>　?、诖周嚰捌蕉嗣孢x用900硬質(zhì)合金右偏刀，為防止副后刀面與工件輪廓干涉（可用作圖法檢驗(yàn)），副偏角不宜太小，選κ=350。</p><p>　?、劬囘x用900硬質(zhì)合金右偏刀，車螺紋選用硬質(zhì)合金600外螺紋車

40、刀，刀尖圓弧半徑應(yīng)小于輪廓最小圓角半徑，取rε=0.15～0.2㎜。</p><p>　　將所選定的刀具參數(shù)填入數(shù)控加工刀具卡片中（見(jiàn)表1），以便編程和操作管理。</p><p>　　表1 數(shù)控加工刀具卡片 </p><p>　?。?）切削用量選擇    </p><p>　?、俦吵缘读康倪x擇 輪廓粗車

41、循環(huán)時(shí)選ap=3 ㎜，精車ap=0.25㎜；螺紋粗車時(shí)選ap= 0.4 ㎜，逐刀減少，精車ap=0.1㎜。</p><p>　?、谥鬏S轉(zhuǎn)速的選擇 車直線和圓弧時(shí)，選粗車切削速度vc=90m/min、精車切削速度vc=120m/min，然后利用公式vc=πdn/1000計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速n（粗車直徑D=60 ㎜，精車工件直徑取平均值）：粗車500r/min、精車1200 r/min。車螺紋時(shí)，參照式（5-1）計(jì)算主軸轉(zhuǎn)速

42、n =320 r/min.</p><p>　　③進(jìn)給速度的選擇 選擇粗車、精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量，再根據(jù)加工的實(shí)際情況確定粗車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.4㎜/r，精車每轉(zhuǎn)進(jìn)給量為0.15㎜/r，最后根據(jù)公式vf = nf計(jì)算粗車、精車進(jìn)給速度分別為200 ㎜ /min和180 ㎜/min。</p><p>　　綜合前面分析的各項(xiàng)內(nèi)容，并將其填入表2所示的數(shù)控加工工藝卡片。此表是編制加工程序的主要依據(jù)和操作

43、人員配合數(shù)控程序進(jìn)行數(shù)控加工的指導(dǎo)性文件。主要內(nèi)容包括：工步順序、工步內(nèi)容、各工步所用的刀具及切削用量等。</p><p>　　表2 典型軸類零件數(shù)控加工工藝卡片 </p><p>　　(7)零件粗精加工程序(FAUNC─TD系統(tǒng))</p><p>　　N0010 G50 X150.0 Z200.0;</p><p>　　N0020 G00

44、X60.0 Z1.0 S320 T0202 M08 M03;</p><p>　　N0030 G71 P0040 Q0050 U1.0 W0.5 D4.0 ;</p><p>　　N0040 G00 X24.0 S320;</p><p>　　G00 X24.0 S320;</p><p>　　G01 X29.85 W─2.925 F0.15

45、;</p><p><b>　　W─16.15;</b></p><p>　　X26.0. W─1.925;</p><p><b>　　W─5;</b></p><p>　　X36.0 W─10.0;</p><p><b>　　W─10.0;</b>

46、</p><p>　　G02 X30.0 Z─9.0 I12.0 K─9.0;</p><p>　　G02 X40.0 Z─69.0 I20.0 K─15.0;</p><p>　　G03 X40.0 Z─99.0 I─20.0 K─15.0;</p><p>　　G02 X34.0 Z─108.0 I12.0 K─9.0;</p>

47、;<p>　　G01 W─5.0;</p><p>　　X56.0 W─41.0;</p><p>　　N0050 W─11.0;</p><p>　　N0055 G00 X150.0 Z200.0 M05 T0200 M09;</p><p>　　N0056 T0303 M08 M03;</p><p>

48、;　　N0060 G70 P0040 Q0050;</p><p>　　N0070 G00 X150.0 Z200.0 M05 T0300 M09;</p><p>　　N0080 T0404 S320 M03 M08;</p><p>　　N0090 G00 X36.0 Z3.0;</p><p>　　N0100 G92 X29.05 Z─

49、22.0 F3.0;</p><p>　　N0110 X29.05;</p><p>　　N0120 X28.75;</p><p>　　N0130 X28.45;</p><p>　　N0140 X28.25;</p><p>　　N0150 X28.05;</p><p>　　N0155 X

50、28.05;</p><p>　　N0160 G00 X36.0 Z4.5;</p><p>　　N0170 G92 X29.45 Z─22.0 F3.0;</p><p>　　N0180 X29.05;</p><p>　　N0190 X28.75;</p><p>　　N0200 X28.45;</p>

51、<p>　　N0210 X28.25;</p><p>　　N0210 X28.05;</p><p>　　N0220 X28.05;</p><p>　　N0230 G00 X150.0 Z200.0   T0400 M05 M09;</p><p>　　N0240 M30；</p><

52、p><b>　　第三章 數(shù)控技術(shù)</b></p><p>　　3.1 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)綜述</p><p>　　(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置。它可以是穿孔帶閱讀機(jī)(已很少使用)，3.5in軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，CNC鍵盤(pán)(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤(pán)及驅(qū)動(dòng)裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)保護(hù))、磁帶機(jī)(較少使用)、PC計(jì)算機(jī)等等。&

53、lt;/p><p>　　(2)數(shù)控系統(tǒng)數(shù)控機(jī)床的中樞，它將接到的全部功能指令進(jìn)行解碼、運(yùn)算，然后有序地發(fā)出各種需要的運(yùn)動(dòng)指令和各種機(jī)床功能的控制指令，直至運(yùn)動(dòng)和功能結(jié)束。</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)都有很完善的自診斷能力，日常使用中更多地是要注意嚴(yán)格按規(guī)定操作，而日常的維護(hù)則主要是對(duì)硬件使用環(huán)境的保護(hù)和防止系統(tǒng)軟件的破壞。</p><p>　　(3)可編程邏輯控制器是

54、機(jī)床各項(xiàng)功能的邏輯控制中心。它將來(lái)自CNC的各種運(yùn)動(dòng)及功能指令進(jìn)行邏輯排序，使它們能夠準(zhǔn)確地、協(xié)調(diào)有序地安全運(yùn)行；同時(shí)將來(lái)自機(jī)床的各種信息及工作狀態(tài)傳送給CNC，使CNC能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)出進(jìn)一步的控制指令，如此實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)床的控制。</p><p>　　當(dāng)代PLC多集成于數(shù)控系統(tǒng)中，這主要是指控制軟件的集成化，而PLC硬件則在規(guī)模較大的系統(tǒng)中往往采取分布式結(jié)構(gòu)。PLC與CNC的集成是采取軟件接口實(shí)現(xiàn)的，一般系統(tǒng)都是

55、將二者間各種通信信息分別指定其固定的存放地址，由系統(tǒng)對(duì)所有地址的信息狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，根據(jù)各接口信號(hào)的現(xiàn)時(shí)狀態(tài)加以分析判斷，據(jù)此作出進(jìn)一步的控制命令，完成對(duì)運(yùn)動(dòng)或功能的控制。</p><p>　　不同廠商的PLC有不同的PLC語(yǔ)言和不同的語(yǔ)言表達(dá)形式，因此，力求熟悉某一機(jī)床PLC程序的前提是先熟悉該機(jī)床的PLC語(yǔ)言。</p><p>　　(4)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)接受來(lái)自CNC的驅(qū)動(dòng)指令，經(jīng)速度與

56、轉(zhuǎn)矩(功率)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)主電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋實(shí)施速度閉環(huán)控制。它還通過(guò)PLC將主軸的各種現(xiàn)實(shí)工作狀態(tài)通告CNC用以完成對(duì)主軸的各項(xiàng)功能控制。</p><p>　　主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)自身有許多參數(shù)設(shè)定，這些參數(shù)直接影響主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)特性，其中有些不可丟失或改變的，例如指示電動(dòng)機(jī)規(guī)格的參數(shù)等，有些是可根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)加以調(diào)改的，例如零漂等。通常CNC中也設(shè)有主軸相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)，并且與主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)作用相同，因

57、此要注意二者取一，切勿沖突。</p><p>　　(5)進(jìn)給伺服系統(tǒng)接受來(lái)自CNC對(duì)每個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸分別提供的速度指令，經(jīng)速度與電流(轉(zhuǎn)矩)調(diào)節(jié)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，同時(shí)接受速度反饋信號(hào)實(shí)施速度閉環(huán)控制。它也通過(guò)PLC與CNC通信，通報(bào)現(xiàn)時(shí)工作狀態(tài)并接受CNC的控制。</p><p>　　進(jìn)給伺服系統(tǒng)速度調(diào)節(jié)器的正確調(diào)節(jié)是最重要的，應(yīng)該在位置開(kāi)環(huán)的條件下作最佳化調(diào)

58、節(jié)，既不過(guò)沖又要保持一定的硬特性。它受機(jī)床坐標(biāo)軸機(jī)械特性的制約，一旦導(dǎo)軌和機(jī)械傳動(dòng)鏈的狀態(tài)發(fā)生變化，就需重調(diào)速度環(huán)調(diào)節(jié)器。</p><p>　　(6)電器硬件電路隨著PLC功能的不斷強(qiáng)大，電器硬件電路主要任務(wù)是電源的生成與控制電路、隔離繼電器部分及各類執(zhí)行電器(繼電器、接觸器)，很少還有繼電器邏輯電路的存在。但是一些進(jìn)口機(jī)床柜中還有使用自含一定邏輯控制的專用組合型繼電器的情況，一旦這類元件出現(xiàn)故障，除了更換之外，

59、還可以將其去除而由PLC邏輯取而代之，但是這不僅需要對(duì)該專用電器的工作原理有清楚的了解，還要對(duì)機(jī)床的PLC語(yǔ)言與程序深入掌握才行。</p><p>　　(7)機(jī)床(電器部分)包括所有的電動(dòng)機(jī)、電磁閥、制動(dòng)器、各種開(kāi)關(guān)等。它們是實(shí)現(xiàn)機(jī)床各種動(dòng)作的執(zhí)行者和機(jī)床各種現(xiàn)實(shí)狀態(tài)的報(bào)告員。這里可能的主要故障多數(shù)屬于電器件自身的損壞和連接電線、電纜的脫開(kāi)或斷裂。</p><p>　　(8)速度測(cè)量通常由

60、集裝于主軸和進(jìn)給電動(dòng)機(jī)中的測(cè)速機(jī)來(lái)完成。它將電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速匹配成電壓值送回伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)作為速度反饋信號(hào)，與指令速度電壓值相比較，從而實(shí)現(xiàn)速度的精確控制。</p><p>　　這里應(yīng)注意測(cè)速反饋電壓的匹配聯(lián)接，并且不要拆卸測(cè)速機(jī)。由此引起的速度失控多是由于測(cè)速反饋線接反或者斷線所致。</p><p>　　(9)位置測(cè)量較早期的機(jī)床使用直線或圓形同步感應(yīng)器或者旋轉(zhuǎn)變壓器，而現(xiàn)代機(jī)床多采 用光柵

61、尺和數(shù)字脈沖編碼器作為位置測(cè)量元件。它們對(duì)機(jī)床坐標(biāo)軸在運(yùn)行中的實(shí)際位置進(jìn)行直接或間接的測(cè)量，將測(cè)量值反饋到CNC并與指令位移相比較直至坐標(biāo)軸到達(dá)指令位置，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)位置的精確控制。</p><p>　　位置環(huán)可能出現(xiàn)的故障多為硬件故障，例如位置測(cè)量元件受到污染，導(dǎo)線連接故障等。</p><p>　　(10)外部設(shè)備一般指PC計(jì)算機(jī)、打印機(jī)等輸出設(shè)備，多數(shù)不屬于機(jī)床的基本配置。使用中的主要問(wèn)

62、題與輸入裝置一樣，是匹配問(wèn)題。(1)數(shù)據(jù)輸入裝置將指令信息和各種應(yīng)用數(shù)據(jù)輸入數(shù)控系統(tǒng)的必要裝置。它可以是穿孔帶閱讀機(jī)(已很少使用)，3.5in軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，CNC鍵盤(pán)(一般輸入操作)，數(shù)控系統(tǒng)配備的硬盤(pán)及驅(qū)動(dòng)裝置(用于大量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)保護(hù))、磁帶機(jī)(較少使用)、PC計(jì)算機(jī)等等。</p><p>　　3.2.數(shù)控機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的電氣控制</p><p>　　數(shù)控機(jī)床一個(gè)運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)的電氣控制由電流(轉(zhuǎn)

63、矩)控制環(huán)、速度控制環(huán)和位置控制環(huán)串聯(lián)組成 。</p><p>　　(1)電流環(huán)是為伺服電機(jī)提供轉(zhuǎn)矩的電路。一般情況下它與電動(dòng)機(jī)的匹配調(diào)節(jié)已由制造者作好了或者指定了相應(yīng)的匹配參數(shù)，其反饋信號(hào)也在伺服系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)接完成，因此不需接線與調(diào)整。</p><p>　　(2)速度環(huán)是控制電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速亦即坐標(biāo)軸運(yùn)行速度的電路。速度調(diào)節(jié)器是比例積分(PI)調(diào)節(jié)器，其P、I調(diào)整值完全取決于所驅(qū)動(dòng)坐標(biāo)軸的負(fù)載大小

64、和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)(導(dǎo)軌、傳動(dòng)機(jī)構(gòu))的傳動(dòng)剛度與傳動(dòng)間隙等機(jī)械特性，一旦這些特性發(fā)生明顯變化時(shí)，首先需要對(duì)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行修復(fù)工作，然后重新調(diào)整速度環(huán)PI調(diào)節(jié)器。</p><p>　　速度環(huán)的最佳調(diào)節(jié)是在位置環(huán)開(kāi)環(huán)的條件下才能完成的，這對(duì)于水平運(yùn)動(dòng)的坐標(biāo)軸和轉(zhuǎn)動(dòng)坐標(biāo)軸較容易進(jìn)行，而對(duì)于垂向運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)軸則位置開(kāi)環(huán)時(shí)會(huì)自動(dòng)下落而發(fā)生危險(xiǎn)，可以采取先摘下電動(dòng)機(jī)空載調(diào)整，然后再裝好電動(dòng)機(jī)與位置環(huán)一起調(diào)整或者直接帶位置環(huán)一起調(diào)整

65、，這時(shí)需要有一定的經(jīng)驗(yàn)和細(xì)心。</p><p>　　速度環(huán)的反饋環(huán)節(jié)見(jiàn)前面“速度測(cè)量”一節(jié)。</p><p>　　(3)位置環(huán)是控制各坐標(biāo)軸按指令位置精確定位的控制環(huán)節(jié)。位置環(huán)將最終影響坐標(biāo)軸的位置精度及工作精度。這其中有兩方面的工作：</p><p>　　一是位置測(cè)量元件的精度與CNC系統(tǒng)脈沖當(dāng)量的匹配問(wèn)題。測(cè)量元件單位移動(dòng)距離發(fā)出的脈沖數(shù)目經(jīng)過(guò)外部倍頻電路和/或

66、CNC內(nèi)部倍頻系數(shù)的倍頻后要與數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的分辨率相符。例如位置測(cè)量元件10脈沖/mm，數(shù)控系統(tǒng)分辨率即脈沖當(dāng)量為0.001mm，則測(cè)量元件送出的脈沖必須經(jīng)過(guò)100倍頻方可匹配。</p><p>　　二是位置環(huán)增益系數(shù)Kv值的正確設(shè)定與調(diào)節(jié)。通常Kv值是作為機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)置的，數(shù)控系統(tǒng)中對(duì)各個(gè)坐標(biāo)軸分別指定了Kv值的設(shè)置地址和數(shù)值單位。在速度環(huán)最佳化調(diào)節(jié)后Kv值的設(shè)定則成為反映機(jī)床性能好壞、影響最終精度的重要因素。K

67、v值是機(jī)床運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)自身性能優(yōu)劣的直接表現(xiàn)而并非可以任意放大。關(guān)于Kv值的設(shè)置要注意兩個(gè)問(wèn)題，首先要滿足下列公式：</p><p><b>　　Kv=v/Δ</b></p><p>　　式中v——坐標(biāo)運(yùn)行速度，m/min</p><p>　　Δ——跟蹤誤差，mm</p><p>　　注意，不同的數(shù)控系統(tǒng)采用的單位可能不同，

68、設(shè)置時(shí)要注意數(shù)控系統(tǒng)規(guī)定的單位。例如，坐標(biāo)運(yùn)行速度的單位是m/min，則Kv值單位為m/(mm·min)，若v的單位為mm/s，則Kv的單位應(yīng)為mm/(mm·s)。</p><p>　　其次要滿足各聯(lián)動(dòng)坐標(biāo)軸的Kv值必須相同，以保證合成運(yùn)動(dòng)時(shí)的精度。通常是以Kv值最低的坐標(biāo)軸為準(zhǔn)。</p><p>　　位置反饋(參見(jiàn)上節(jié)“位置測(cè)量”)有三種情況：一種是沒(méi)有位置測(cè)量元件，

69、為位置開(kāi)環(huán)控制即無(wú)位置反饋，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一般即為開(kāi)環(huán)；一種是半閉環(huán)控制，即位置測(cè)量元件不在坐標(biāo)軸最終運(yùn)動(dòng)部件上，也就是說(shuō)還有部分傳動(dòng)環(huán)節(jié)在位置閉環(huán)控制之外，這種情況要求環(huán)外傳動(dòng)部分應(yīng)有相當(dāng)?shù)膫鲃?dòng)剛度和傳動(dòng)精度，加入反向間隙補(bǔ)償和螺距誤差補(bǔ)償之后，可以得到很高的位置控制精度；第三種是全閉環(huán)控制，即位置測(cè)量元件安裝在坐標(biāo)軸的最終運(yùn)動(dòng)部件上，理論上這種控制的位置精度情況最好，但是它對(duì)整個(gè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的要求更高而不是低，如若不然，則會(huì)嚴(yán)重影響兩

70、坐標(biāo)的動(dòng)態(tài)精度，而使得機(jī)床只能在降低速度環(huán)和位置精度的情況下工作。影響全閉環(huán)控制精度的另一個(gè)重要問(wèn)題是測(cè)量元件的精確安裝問(wèn)題，千萬(wàn)不可輕視。</p><p>　　(4)前饋控制與反饋相反，它是將指令值取出部分預(yù)加到后面的調(diào)節(jié)電路，其主要作用是減小跟蹤誤差以提高動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性從而提高位置控制精度。因?yàn)槎鄶?shù)機(jī)床沒(méi)有設(shè)此功能，故本文不詳述，只是要注意，前饋的加入必須是在上述三個(gè)控制環(huán)均最佳調(diào)試完畢后方可進(jìn)行。</p

71、><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本論文在各位老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下已完成。在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無(wú)私的關(guān)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(shè)計(jì)能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。同時(shí)我在網(wǎng)上也搜集了不少資料，

72、才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此向?qū)W院機(jī)電工程系的全體老師表示由衷的謝意。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]于春生.韓旻 .數(shù)控編程及應(yīng)用 北京:高等教育出版社,2001.7</p><p>　　[2]鄭修文,機(jī)械制造工藝學(xué) 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1999.5</p><p>　

73、　[3]喬世民,機(jī)械制造基礎(chǔ) 北京高等教育出版社,2003.8</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié)，春夢(mèng)秋云，聚散真容易。在這個(gè)美好的季節(jié)里，我在電腦上敲出了最后一個(gè)字，心中涌現(xiàn)的不是想象已久的歡欣，卻是難以言喻的失落。是的，隨著論文的終結(jié)，意味著我生命中最純美的學(xué)生時(shí)代即將結(jié)束，盡管百般不舍，這一天終究

74、會(huì)在熙熙攘攘的喧囂中決絕的來(lái)臨。</p><p>　　三年寒窗，所收獲的不僅僅是愈加豐厚的知識(shí)，更重要的是在閱讀、實(shí)踐中所培養(yǎng)的思維方式、表達(dá)能力和廣闊視野。很慶幸這些年來(lái)我遇到了許多恩師益友，無(wú)論在學(xué)習(xí)上、生活上還是工作上都給予了我無(wú)私的幫助和熱心的照顧，讓我在諸多方面都有所成長(zhǎng)。感恩之情難以用語(yǔ)言量度，謹(jǐn)以最樸實(shí)的話語(yǔ)致以最崇高的敬意。</p><p>　　還要感謝我的父母，給予我生命

75、并竭盡全力給予了我接受教育的機(jī)會(huì)，養(yǎng)育之恩沒(méi)齒難忘； 他們不僅培養(yǎng)了我對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣，讓我在漫長(zhǎng)的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來(lái)的日子里，我會(huì)更加努力的學(xué)習(xí)和工作，不辜負(fù)父母對(duì)我的殷殷期望！我一定會(huì)好好孝敬和報(bào)答他們！， </p><p>　　還有許多人，也許他們只是我生命中匆匆的過(guò)客，但他們對(duì)我的支持和幫助依然在我記憶中留