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SPE175F 右箱盖 加工 工艺 及第 一道 夹具 设计 说明书 CAD

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SPE175F右箱盖加工工艺及第一道机加工夹具设计【说明书+CAD】,SPE175F,右箱盖,加工,工艺,及第,一道,夹具,设计,说明书,CAD

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南京理工大学泰州科技学院学生毕业设计（论文）中期检查表学生姓名贲华丽学 号0601510101指导教师许国宏选题情况课题名称SPE175F右箱盖加工工艺及第一道机加工夹具设计难易程度偏难适中偏易工作量较大合理较小符合规范化的要求任务书有无开题报告有无外文翻译质量优良中差学习态度、出勤情况好一般差工作进度快按计划进行慢中期工作汇报及解答问题情况优良中差中期成绩评定：良所在专业意见： 基本能按进度完成设计要求，遵守毕业设计作息时间，严格要求自己，毕业设计态度端正，做到不懂就问，学习目的明确，并能刻苦钻研，开题报告及外文翻译扣题较准，对待自己的毕业设计主动积极，为今后高质量的完成毕业设计打下了一个坚实的基础。 负责人： 年 月 日 南京理工大学泰州科技学院毕业设计（论文）任务书学院(系)：机械工程学院专 业：机械工程及自动化学 生 姓 名：贲华丽学 号：0601510101设计(论文)题目：SPE175F右箱盖加工工艺及第一道机加工夹具设计起 迄 日 期:2010 年3 月 22 日6 月 27 日设计(论文)地点:江苏林海集团指 导 教 师:许国宏专业负责人:发任务书日期: 2010 年 3 月 12 日任务书填写要求1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、院（系）领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生；2任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及院（系）主管领导审批后方可重新填写；4任务书内有关“学院（系）”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号；5任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 77142005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；6有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 74082005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2009年3月15日”或“2009-03-15”。毕 业 设 计（论 文）任 务 书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的： 通过本设计，使学生熟悉工序卡制订及夹具设计的一般过程，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能，着重培养设计、计算、分析问题和解决问题的能力，进而总结、归纳和获得合理结论，进行较为系统的工程训练，初步锻炼科研能力，提高论文撰写和技术表述能力，为实际工作奠定基础，达到人才培养的目的和要求。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 2.1 原始数据（1） 工件材质：ADC12（2） 加工要求如图示； 2.2 设计要求（1）生产纲领：单班制年产2万台。（2）夹具设计须定位准确，夹紧可靠。2.3 工作任务（1）查阅资料15篇以上，翻译外文资料不少于3000汉字，撰写文献综述和开题报告。（2）完成机械加工工序卡设计。（3）绘制夹具装配图1份（0号图纸）；合计不少于4张（图纸须用计算机绘制）。（4）撰写设计计算说明书不少于1.5万字。毕 业 设 计（论 文）任 务 书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等： 毕业设计成果以图纸和说明书形式交卷。符合国家标准;说明书层次分明、论据可靠、技术正确、图标规范、语句通顺。4主要参考文献： 1 工件夹具的发展J. 产品与技术，2001，(4)：6364. 2 机械设计手册编委会 . 机械设计手册M. 北京：机械工业出版社，2007. 3 王启平. 机械制造工艺学M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.1999. 4 张曙. 高性能组合机床和高生产率加工中心J.2007. 5 王先逵. 机械制造工艺学 M.北京：机械工业出版社，2004.6 赵家齐. 机械制造装备设计基础M. 上海：上海交通大学出版社，2004. 7 刘朝儒,彭福荫，高政.机械制图M北京：高等教育出版社，2001. 9 李益民机械制造工艺设计简明手册S机械工业出版社，1989. 10 王大康.机械设计综合课程设计M.北京：北京理工大学出版社.2003.11 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册M. 北京：高等教育出版 社.1999. 12 王雄耀. 气动技术的发展趋势J. 现代制造，2007，(5)：1415.13 周洪. 气动技术的新发展J. 液压气动与密封，1999，(5)：212.14 刘长青. 基于机床夹具的加工精度分析J. 荆门职业技术学院学报， 2007，22（12）：1417. 15 刘百才.宋军. 高效气动夹具N.1998.毕 业 设 计（论 文）任 务 书5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起 迄 日 期工 作 内 容2010年 3月22日 3月26日 3月28日 4 月2日4月3日 4月10日4月11日 4月20日4月21日 5月15日5月16日 5月20日5月21日 6月4日6月5日 6月14日6月15日 5月31日6月1日 6月4日6月5日 6月27日熟悉课题，查阅资料，外文翻译。围绕主题开展调研工作，了解专用机床在一般机械加工行业中所起的作用，了解铝合金加工的一般方法，了解机床的构成。撰写文献综述，完成开题报告原理方案设计，经过综合讨论确定合理方案，绘制总体方案简图，熟悉相关软件编制相关软件，计算相关结构参数，选择通用部件及标准件对设计方案进行评价与修改，使之完善完成总装图，绘制零件图整理相关资料，撰写并打印设计说明书正式提交设计成果（包括图纸及论文）准备论文答辩论文答辩所在专业审查意见：负责人： 年 月 日学院（系）意见：院（系）领导： 年 月 日 南京理工大学泰州科技学院毕业设计说明书(论文)作 者:贲华丽学 号：0601510101学院(系):机械工程学院专 业:机械工程及自动化题 目:SPE175F右箱盖加工工艺及第一道机加工夹具设计高级工程师许国宏指导者： 评阅者： 2010 年 6 月毕业设计说明书（论文）中文摘要 加工中心是根据工件加工需要，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数控工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床。机械加工工艺过程是指用机械加工的方法逐步改变毛坯的状态，使之成为合格的零件进行机械加工工艺过程是由一系列顺序排列的工序组成的，而工序又包括工步、走刀、安装和工位等内容。 夹具是机床和工件之间的联结装置，可以使工件相对于机床或刀具获得正确位置。机床夹具的好坏将直接影响工件加工表面的位置精度，所以机床夹具设计是装备设计中一项重要的工作，是加工过程中最活跃的因素之一。关键词 加工中心 工艺过程 夹具设计毕业设计说明书（论文）外文摘要Title The Right Lid Processing Technology and The First Machining Fixture Design of SPE175F Abstract Machining center is required Mechanical process refers to the method of gradually changing machining rough state, to become part qualified mechanical machining process is a series of processes in order of composition, while the process also includes working steps, take the knife, the installation and the station and so on.Machine tool and workpiece fixture is connected between the device enables the workpiece relative to the machine or tool access to the correct location. The quality of jigs and fixtures will directly affect the surface of the workpiece processing position accuracy, the machine tool and equipment design fixture design is an important task is the processing of one of the most active factor.Keywords Machining Center Technological process Fixture Design南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)前期工作材料学生姓名:贲华丽学 号：0601510101学院（系）:机械工程学院专 业:机械工程及自动化设计(论文)题目:SPE175F右箱盖加工工艺及第一道机加工夹具设计指导教师:许国宏高级工程师 (姓 名) (专业技术职务)材 料 目 录序号名 称数量备 注1毕业设计(论文)选题、审题表12毕业设计(论文)任务书13毕业设计(论文)开题报告含文献综述14毕业设计(论文)外文资料翻译含原文15毕业设计（论文）中期检查表12010年6月 南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名：贲华丽学 号：0601510101专 业：机械工程及自动化设计(论文)题目：SPE175F右箱盖加工工艺及第一道机加工夹具设计指 导 教 师:许国宏 2010 年 4月 4日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文 献 综 述摘要 SPE175F汽油机是营林机械及发电机组的配套动力，右箱是其上面的重要零件。本文介绍了加工中心的工作原理和工艺，论述了按照已给定零件制订工艺过程以及对夹具的设计。关键词 汽油机 加工中心 工艺过程的制订 夹具设计 1 序言随着时代不断进步，经济飞速发展，生活水平的逐年提高，人们的环保意识，自我安全意识也在不断加强，同时也使人们对各种产品的要求更高了，汽油机显然更符合现在人们的需求。相比教于柴油机，汽油机的优点更加突出。汽油机轻巧、制造成本低、工作效率高、节约能源、噪声较小、低温启动性较好、使用和维护方便，以在机械、华工、医药、防止、微电子、食品、运输等领域得到了越来越广泛的运用1。在当今的中国社会，经济发展方式正由粗放密集型转向节约内项型，原来的生产方式必须进行比较大的变革。这就要求的在最短的时间内，创造出最高的加工效率，而且还要保证较高的生产质量。机械加工中的机床就必须符合这种条件下的生产加工4。我国小型汽油机从20世纪50年代开始生产，至今已初具规模，但随着改革开放的深化，国民经济的飞速发展，小型汽油机在产量、品种、质量、技术水平和配套等方面发展速度缓慢，不能适应市场需要。林海集团以小型林业机械为主，生产小型汽油机的历史都在30年以上，产品有油锯、风力灭火机、割灌机、割草机、喷雾机和水泵等。林海集团、西北林机厂的年产能力（指通用汽油机）都在10万台上。从19971999年，林海集团以摩托车产品为主，产量2.12.3万台。SPE175F型汽油机是江苏林海动力机械集团生产的一款新式汽油机。江苏林海动力机械集团具有五十多条研制和生产小型动力及配套机械的历史，有着强大的产品开发研制的能力。先后研制开发了排量从26ML到520ML的各种类型的二冲程、四冲程汽油机，卧式、立式、风冷、强制风冷、水冷、油冷及各种启动方式和用途的汽油发动机以及各类配套动力机械。现在集团主要的产品有通用发动机及小型汽油机发电组、油锯、风力灭火器、割灌机等配套机械；大批量生产雅马哈摩托车及摩托车发动机等；此外ATV、CUV等特种车辆畅销国内外市场。SPE175F是一款单缸汽油机，主要作为配套机械，使用在如油锯，割草机，小型水泵等小动力机械工件上，具有良好的市场效益。2 加工中心SPE175F型汽油机的生产纲领是单班制年产2万台。属于批量生产，在批量生产中为了提高生产效率，必须注意缩短加工时间和辅助时间，而尽可能使辅助和加工时间重合，使每个工位安装多个工件同时进行多刀加工，实行工序高度集中，因而广泛采用加工中心。加工中心是根据工件加工需要，以大量系列化、标准化的通用部件为基础，配以少量专用部件，对一种或数控工件按预先确定的工序进行加工的高效专用机床5。加工中心能够对工件进行多刀、多轴、多面、多工位同时加工；可完成钻孔、扩孔、镗孔、攻螺纹、铣削、车孔端面等工序，随着加工中心技术的发展，其工艺范围日益扩大2。加工中心广泛应用于批量生产的行业，如：汽车、拖拉机、电动机、内燃机、阀门、缝纫机等制造业。主要加工箱体类零件，如汽缸体、变速箱体、汽缸盖、阀体等；一些重要零件的关键加工工序，虽然生产批量不大，也采用加工中心来保证其加工的质量3。3 工艺过程的制订生产过程是将原材料或半成品转变为成品所进行的全部过程。一般包括毛坯制造、零件加工、零件装配、部件或产品试验检测等阶段。在生产过程中，工艺过程占有重要的地位。工艺过程是与改变原材料或半成品成为成品直接有关的过程。它包括锻压、铸造、冲压、焊接、机械加工、热处理、表面处理、装配和试车等7。机械加工工艺过程在工艺过程占有重要的地位。它是指用机械加工的方法逐步改变毛坯的状态（形状、尺寸和表面质量），使之成为合格的零件进行机械加工工艺过程是由一系列顺序排列的工序组成的，而工序又包括工步、走刀、安装和工位等内容。毛坯依次通过这些工序而成为成品6。工序卡片是工艺规程的一种形式。它是按零件加工的每一道工序编制的一种工艺文件。它的内容包括：每一工序的详细操作、操作方法和要求等。它适用于大量生产的全部零件和成批生产的重要零件。在单件小批生产中，一些特别重要的工序也需要编制工序卡片10。（1） 工序工序是指在一个工作地点，对一个或一组工件所连续进行的工作。它是组成工艺过程的基本单元。（2） 工步在被加工表面、切削工具和机床的切削用量均保持不变的情况下所进行的工作。一个工序可包括一个工步，也可以包括几个工步。（3） 走刀在一个工步中，切削工具从被加工表面上每切除一层金属所进行的工作。一个工步可包括一次或几次走刀。（4） 安装工件在加工前，使工件在机床上占有正确的位置，然后使之夹紧的过程称为安装。在一个工序中，可能需要一次安装，也可能需要多次安装。多次安装常常会降低加工质量，还增加安装工件的辅助时间。（5） 工位为了减少工件的安装次数，常采用各种回转工作台、回转夹具或移位夹具等在一次安装后改变工件的加工位置。这种使工件在机床上占有的每个加工位置称为工位11。工艺过程的制订，可能是在现有工厂的条件下，或者是在新设计的工厂条件下进行。对于前者，主要应从现有的设备和工艺装备出发，来制订较为合理的工艺过程，使现有的设备得到充分的利用；对于后者，则可以根据需要并考虑当前可能的条件来选择设备，因而可采用较为先进的设备。此外，要注意新技术、新工艺的应用9。零件图是工艺设计的原始资料和基本依据，工艺过程的设计必须能保证零件图上的全部要求。进行零件图的工艺分析时，要仔细地熟悉零件的构造及其技术要求，了解零件的工作条件、各部分的作用，并按制图规则绘制零件图。通过毛坯设计，应会正确地选择毛坯，并熟悉毛坯设计的内容和要求。首先要根据零件的结构、材料、生产规模、机械加工的要求（余量，基准等）决定毛坯的制造方法。然后（对锻造和铸造毛坯）确定其形状、出模角、圆角半径及技术条件。毛坯的尺寸和公差则在详细拟定零件机械加工工艺路线以后，根据各工序加工余量决定总加工余量及毛坯尺寸和公差。制订工艺过程时，首先要制订工艺路线，然后详细进行工序设计，这两个过程是相互联系的，需进行反复和综合的分析。制订工艺路线是制订工艺过程的总体布局，其任务是确定工序的数量、内容和顺序.辅助工序的种类较多，包括去毛刺、倒棱、清洗、防锈、去磁、平衡和检验等。辅助工序也是必要的工序，若安排不当或遗漏，将会影响产品质量，甚至使机器不能使用。如未去净的毛刺将影响装夹、测量和装配精度以及工人安全；润滑油中未去净的切屑将影响机器的使用质量；研磨、珩磨后没清洗过的工件会带入残存的砂粒，加剧工件在使用中的磨损；用磁力夹紧的工件没有安排去磁工序，会使带有磁性的工件进入装配线，影响装配质量12。检验工序更是必不可少的工序。它对保证质量，防止产生废品起到重要作用。4 夹具的设计夹具是一种装夹工件的工艺装备，它广泛地应用于机械制造过程的切削加工、热处理、装配、焊接和检测等工艺过程中。设计方案的确定是一项十分重要的设计程序，方案的优劣往往决定了夹具设计的成败。因此，宁可在这里多花一点时间充分地进行研究、讨论，而不要急于绘图、草率从事。最好制订两种以上的结构方案，进行分析比较，确定一个最佳方案。（1）确定定位方法，选择定位元件。定位应符合“六点定则”。定位元件尽可能选用标准件，必要时可在标准元件结构基础上作一些修改，以满足具体设计的需要。（2）确定夹紧方式，设计夹紧机构。夹紧可以用手动、气动、液压或其他力源形式。重点应考虑夹紧力的大小、方向、作用点，以及作用力的传递方式，看是否会破坏定位，是否会造成工件过量变形，是否能满足生产率的要求。对于气动、液压夹具，应考虑气（液压）缸的形式、安装位置、活塞杆长短等。（3）确定夹具整体结构方案。定位、夹紧确定之后，还要确定其他机构，如对刀装置、导引元件、分度机构、顶出装置等。最后设计夹具体，将各种元件、机构有机地连接在一起。（4）夹具精度分折。在绘制的夹具结构草图上，标注出初步确定的定位元件的公差配合关系及相互位置精度，然后计算定位误差，根据误差不等式关系检验所规定的精度是否满足本工序加工技术要求，是否合理。否则应采取措施后（如重新确定公差，更换定位元件，改变定位基准，必要时甚至改变原设计方案）重新分析计算。（5）夹具夹紧力分析。首先应计算切削力大小，它是计算夹紧力的主要依据14。夹具装配总图应能清楚地表示出夹具的工作原理和结构，各元件间相互位置关系相外廓尺寸。主视图应选择夹具在机床上使用时正确安放时的位置，并且是工人操作面对的位置。夹紧机构应处于“夹紧”状态下。要正确选择必要的视图、剖面、剖视以及它们的配置。尽量采用1：1的比例绘制13。说明书是课程设计总结性文件。通过编写说明书，进一步培养学生分析、总结和表达的能力，巩固、深化在设计过程中所获得的知识，是本次设计工作的一个重要组成部分15。参 考 文 献1工件夹具的发展J.产品与技术，2001，(4)：6364. 2机械设计手册编委会.机械设计手册M. 北京：机械工业出版社，2007. 3 王启平.机械制造工艺学M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社.1999. 4 张曙. 高性能组合机床和高生产率加工中心J.2007. 5 王先逵.机械制造工艺学 M.北京：机械工业出版社，2004.6 赵家齐.机械制造装备设计基础M.上海：上海交通大学出版社，2004. 7 刘朝儒,彭福荫，高政.机械制图M北京：高等教育出版社，2001. 9 李益民机械制造工艺设计简明手册S机械工业出版社，1989. 10 王大康. 机械设计综合课程设计M.北京：北京理工大学出版社.2003.11 吴宗泽，罗圣国. 机械设计课程设计手册M. 北京：高等教育出版 社.1999. 12 王雄耀. 气动技术的发展趋势J. 现代制造，2007，(5)：1415.13 周洪. 气动技术的新发展J. 液压气动与密封，1999，(5)：212.14刘长青. 基于机床夹具的加工精度分析J. 荆门职业技术学院学报， 2007，22（12）：1417.15 刘百才. 宋军.高效气动夹具N.1998. 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：通过对参考文献的阅读和学习，简单制订加工工序和夹具的设计的方法，针对任务书要求，从以下步骤进行设计：1 首先收集一些关于SPE175F型汽油机的相关知识，对这些知识加以总结和分析，了解SPE175右箱盖的知识，为下面的课题开展作好准备。2 以现有的SPE175成品图的CAD为基础，通过查询分析获得的工艺过程解决夹工序卡的制订、夹具的设计、工件的定位等问题。指导教师意见：1对“文献综述”的评语：文献阐述了加工中心，工艺过程的制定，以及夹具的设计。对加工中心有了一定的认识，并对工艺路线的制定做详细了解认识及理解。认识到夹具及刀具在加工中心中所起的作用及其重要性。为接下来所进行的毕业设计打下了良好的基础。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：SPE175F右箱盖加工工艺的编制定及第一道机加工夹具的设计，是江苏林海动力机械集团公司的设计课题，为提高生产效率需将SPE175F右箱盖结合面加工出并达到技术要求。通过本课题的设计，能基本掌握工艺路线编制的全过程，对设计方案进行比较，会进行切削力的计算并由此确定机床功率，根据加工要求能正确的选择进给量、切削速度、及切削用量，并能正确的进行计算。会根据相关参数正确的进行部件设计、结构设计、零件设计，了解关键零部件并能进行强度校核。并能根据零件所起的作用正确的选择零件材料及热处理，根据机床的加工性质设计出机床夹具的技术要求。另外对加工、装配有一个新的认识，会正确的选择尺寸公差、形位公差及表面粗糙度。设计计算及查阅资料的工作量较大。如认真、独立完成整个设计过程对自己将是一个极大的锻炼，也为以后顺利的走上工作岗位打下一个坚实的基础。 指导教师： 2010 年4 月 8 日 目 录 1 引言1 1.1 加工零件 11.2 机械加工工艺 21.3 夹具 32 纲领的计算 62.1 生产纲领 62.2 生产节拍 62.3 生产类型 73 零件的分析 93.1 零件的作用 93.2 零件的工艺分析 94 工艺规程的设计 104.1 确定毛坯的制造形式 104.2 基面的选择 104.3制定工艺路线 104.4 机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 124.5 确定切削用量及基本工时 135 夹具设计 305.1 夹具的作用 305.2 夹具的分类 315.3 夹具体 31 5.4各类夹具的设计要点 33 5.5 夹具设计分析 37结束语 39致谢 40参考文献 41 南京理工大学泰州科技学院毕业设计(论文)外文资料翻译学院 (系)： 机械工程学院 专 业： 机械工程及自动化 姓 名： 贲华丽 学 号： 0601510101 (用外文写) 外文出处：Fundamental Geometrical Principles 附 件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 指导教师评语：此翻译文章较详细地介绍了机械加工几何原理，阐述了从工况分析入手，对数控加工各方面作了详细的解释，用词基本准确，文笔也较为通顺，具备一定的英语阅读、理解、翻译能力。 签名： 年 月 日附件1：外文资料翻译译文几何原理基础1.1 工件点描述 1.1.1 工件坐标系 为了使机床和系统可以按照给定的位置加工，这些参数必须在一基准系统中给定，它们与加工轴溜板的运行方向相一致。为此可以使用 X、Y和 Z为坐标轴的坐标系。根据DIN66217标准，机床中使用右旋、直角坐标系。 工件零点（W）是工件坐标系的起始点。有些情况下必须使用反方向位置的参数。因此在零点左边的位置就具有负号。1.1.2 确定工件位置 在坐标轴上仅可以采用一种比例尺寸。在坐标系中每个点均可以通过方向（X、Y和 Z）和数值明确定义。工件零点始终为坐标 X0、Y0和 Z0。 在车床中仅一个平面就可以定义工件轮廓。在铣削加工中还必须给出进给深度。因此我们也必须给第三个坐标赋值（在此情况下为Z坐标）。1.1.3 极坐标 在之前我们所说明的坐标均在直角坐标系中，我们称之为“直角坐标系”。 但是另外还有一种坐标系可以使用，也就是“极坐标系”。 如果一个工件或者工件中的一部分是用半径和角度标注尺寸，则使用极坐标非常方便。标注尺寸的原点就是“极点”。 1.1.4 绝对尺寸 使用绝对尺寸，所有位置参数均以当前有效的零点为基准。考虑刀具的运动，绝对尺寸表示刀具将要运行的位置。 1.1.5 相对尺寸 在生产过程中经常有一些图纸，其尺寸不是以零点为基准，而是以另外一个工件点为基准。 为了避免不必要的尺寸换算，可以使用相对尺寸系统。 相对尺寸系统中，输入的尺寸均以在此之前的位置为基准。考虑刀具的运动： 相对尺寸表明刀具必须运行多少距离。 1.1.6 平面说明 每两个坐标轴确定一个平面。第三个坐标轴始终垂直于该平面，并定义刀具进给深度（比如用于 2 D加工）。 在编程时要求告知控制系统在哪一个平面上加工，从而可以正确地计算刀具补偿。对于确定的圆弧编程方式和极坐标系中，平面的定义同样很有必要。在 NC程序中，工作平面用 G17、G18和G19表示： 平面 名称 横向进给 X/Y G17 Z Z/X G18 Y Y/Z G19 X 1.2 零点位置 在数控机床中定义了不同的零点和基准点。这些基准点可以是：机床可以返回的基准点 ，工件尺寸编程的基准点 它们是： M = 机床零点 A=定位点可以与工件零点合并（仅在车床中）W = 工件零点 编程零点 B = 起始点可以由程序确定。在此开始第一个刀具的加工。 R = 参考点通过凸轮和测量系统可以确定的位置。到机床零点 M的距离必须已知，这样，轴在此处的位置就可以精确地设定值。1.3 坐标系位置 1.3.1 不同坐标系的概述 我们可以分为以下几种坐标系：机床坐标系，带机床零点 M ，基准坐标系（也可以是工件坐标系W），工件坐标系，带工件零点W，当前工件坐标系，带实际偏移的工件零点 Wa 如果有几个不同的机床坐标系（比如 5轴转换），则通过内部的转换，可以建立机床运动学，它以编程所依据的坐标系为基础。1.3.2 机床坐标系 机床坐标系由所有实际存在的机床轴构成。在机床坐标系中定义参考点、刀具点和托盘更换点（机床固定点）。如果直接在机床坐标系中编程（在一些G功能中是可以的），则机床的物理轴可以直接使用。可能出现的工件夹紧在此不予考虑。坐标系与机床的相互关系取决于机床的类型。轴方向由所谓的右手“三指定则”（符号DIN66217）确定。站到机床面前，伸出右手，中指与主要主轴进刀的方向相对。然后可以得到： 大拇指为方向+X；食指为方向+Y；中指为方向+Z1.3.3 基准坐标系 基准坐标系是一种直角坐标系，通过运动转换（比如5轴转换或者通过外壳表面的移动）而形成的机床坐标系。 如果没有运动转换，则基准坐标系与机床坐标系的区别仅在于其轴的名称不同。 如果启动转换功能，则可能会偏离轴的平行位置。坐标系不一定是直角。 零点偏移、比例尺功能等均在基准坐标系中进行。 在确定工作区域范围时，坐标系的尺寸也是以基准坐标系为基准的1.3.4 工件坐标系 在工件坐标系中给出工件的几何尺寸。或者另一种表达：NC程序中的数据以工件坐标系为基准。 工件坐标系始终是直角坐标系，并且与具体的工件相联系。1.3.5 框架结构 框架定义一种运算规范，它把一种直角坐标系转换到另一种直角坐标系。 它是一种工件坐标系的空间描述。 在一个框架中可以使用以下几个部分： 零点偏移，旋转，镜像，比例尺，这些部分可以分开使用，也可以任意组合使用。Z轴镜像对于位置倾斜的轮廓进行加工，您可以使用辅助夹具使工件与机床轴平行或者相反，即生成一个坐标系，使它以工件为基准。利用可编程的框架，可以使工件坐标系平移或者旋转。由此可以把工件零点移动到工件上的一个任意位置，通过旋转使坐标轴平行于所要求的工作平面，在一种夹紧状态下加工一个斜面，生成不同角度的钻孔，或者进行多面加工。工作平面，刀具补偿 对于倾斜位置的加工平面，在加工时一定要考虑工作平面和刀具补偿的规定，当然这取决于机床的运动。1.3.6 工件坐标系中机床轴的分配 工件坐标系的位置就基准坐标系而言（或者机床坐标系），通过可设定的框架确定。 在 NC程序中，这种可设定的框架用相应的指令激活，比如 G54。 1.3.7 实际工件坐标系 有些情况下在一个程序当中，可能要求把原来所选择的工件零点移动到另一个位置，或者旋转/镜像/比例尺到另一个位置，它是非常必要的。使用可编程的框架，可以使当前的零点变更到工件坐标系中一个合适的位置（或者通过旋转、镜像及比例尺），由此得到一个当前工件坐标系。在一个程序之内，也可以进行几个零点偏移。1.4 进给轴 在编程时可以有以下几种轴：加工轴，通道轴，几何轴，辅助轴，轨迹轴，同步轴，定位轴，指令轴（同步运行），PLC轴，链接轴，引导链接轴。其中几何轴、同步轴和定位轴可以编程；轨迹轴根据编程指令以进给率 F运行；同步轴与轨迹轴同步运行，运行时间与所有轨迹轴一样；定位轴与所有其它的轴异步运行这些运行不受轨迹轴和同步轴运行的影响；指令轴与所有其它的轴异步运行，这些运行不受轨迹轴和同步轴运行的影响； PLC轴受 PLC控制，可以与所有其它的轴异步运行。这些运行不受轨迹轴和同步轴运行的影响。1.4.1 主轴/几何轴 主轴确定一个直角、右旋坐标系。 在该坐标系中编程刀具运行。 在数控技术中，主轴作为几何轴描述。在编程说明中同样会使用这个概念。 对于车床，适用：几何轴 X，Z，有时有 Y。 对于铣床，适用：几何轴 X、Y和 Z。在编程框架和工件几何尺寸（轮廓）时，最多可以使用 3个几何轴。名称：X，Y，Z。 X, Y, Z 如果可行，几何轴与通道轴的名称可以相同。在每个通道中几何轴和通道轴的名称可以相同，从而可以执行同样的程序。 使用功能 可转换的几何轴 （参见工作准备），通过机床数据可以配置的几何轴组可以由零件程序进行修改。这里作为同步辅助轴定义的通道轴可以替代任意一个几何轴。1.4.2 辅助轴 与几何轴相反，在辅助轴中没有定义这些轴之间的几何关系。 举例 刀塔位置 U，尾架 V1.4.3 主要主轴,主主轴 哪一个主轴为主主轴 ，由机床运动确定。该主轴通过机床数据作为主主轴设定。通常情况下主要主轴作为主主轴使用。该分配可以通过程序指令 SETMS（主轴号）修改某些特殊功能，比如螺纹切削，适用于主主轴。名称：S 或者 S01.4.4 加工轴 轴名称可以通过机床数据调整。 缺省设定中名称为： X1, Y1, Z1, A1, B1, C1, U1, V1 ；此外还有固定的轴名，它们可以一直使用：AX1, AX2, , AXn 1.4.5 通道轴 所有在一个通道中运行的轴。名称：X, Y, Z, A, B, C, U, V 1.4.6 轨迹轴 轨迹轴描述了轨迹行程，从而给出其在空间的刀具运动。编程的进给率在该轨迹方向一直有效。参加该轨迹的进给轴同时到达其位置。通常它们是几何轴。哪些进给轴为轨迹轴，从而影响其速度，这在预设定中确定。在NC程序中，轨迹轴可以用 FGROUP说明。1.4.7 定位轴 定位轴分开插补，也就是说每个定位轴有一个自身的轴插补器，有自己的进给率。 需要加以区别的是，定位轴在程序段结束处同步还是在几个程序段之后同步： POS-轴：当所有在该程序段中编程的轨迹轴和定位轴到达它们编程的终点后，程序段在结束处更换。 POSA-轴：定位轴的运动持续几个程序段。POSP-轴：为了回到终点位置，定位轴分几个部分运行。 其它说明 如果定位轴运行，不带特别的标志 POS/POSA，则它们可以用作同步轴。 只有当定位轴（POS）在轨迹轴之前到达其终点位置，轨迹轴才可以用轨迹控制运行（G64）。用 POS/POSA编程的轨迹轴，从轨迹轴组中撤出。 定位轴由 NC程序或者 PLC运行。 如果一个轴必须同时由 NC程序和 PLC运行，则会给出报警信息。 标准的定位轴是：工件上料的装料机，工件运出的装运机，刀具库/转塔。1.4.8 同步轴 同步轴从起始点同步运行轨迹，直至编程终点。 在 F下编程的进给率适用于所有在程序段中编程的轨迹轴，但是不适用于同步轴。同步轴运行时间与轨迹轴相同。 比如，同步轴可以是一个回转轴，它与轨迹插补同时运行。 1.4.9 指令轴 在同步工作中，由于一个事件（指令）会启动指令轴。它们可能会与零件程序完全异步地定位、启动和停止。一个轴不可能同时由零件程序和同步动作控制运行。 指令轴分开插补，也就是说每个定位轴有一个自身的轴插补器，有自己的进给率。 1.4.10 PLC-轴 PLC轴由 PLC通过主程序中特殊的功能块运行，可以与所有其它的轴异步运行。这些运行不受轨迹轴和同步轴运行的影响。1.4.11 链接轴 链接轴与另一个 NCU以物理形式相连接，并受其位置控制。链接轴可能动态地分配另一个NCU的通道。从一个确定的NCU来看，链接轴不是本地轴。轴容器设计方案用于动态改变一个NCU的分配。链接轴不可以由零件程序用 GET和RELEASE更换轴。前提条件： 所链接的 NCU1和NCU2必须通过链接模块进行快速通讯。 轴必须通过机床数据进行相应地配置。 链接轴选件必须具备。 功能 由轴与驱动相连的NCU进行位置控制。在此也有所需要的轴VDI接口。链接轴的位置给定值在另一个NCU上产生，通过NCU链接进行通讯。插补器与位置控制器或 PLC接口的配合由链接通讯负责。由插补器计算的给定值必须传送到原 NCU的位置控制回路中，实际值则必须再次送回。 轴容器 轴容器是指一种环形缓冲器数据结构，在这里把本地轴和链接轴分配到通道中。环形缓冲器以循环方式进行登录。在链接轴配置时，在加工轴逻辑图形中除了可以直接参照本地轴或者链接轴之外，也允许参照轴容器。这种参照有以下内容： 容器号 插槽（相应容器中环形缓冲器位置）作为环形缓冲器位置的登录内容，有： 一个本地轴，或者一个链接轴从单个NCU来看，轴容器登录包括本地加工轴，或者链接轴。在单个的NCU中，加工轴逻辑图 MN_AXCONF_LOGIC_MACHAX_TAB 的登录内容是固定的。 1.4.12 引导链接轴 引导链接轴是指该轴由一个 NCU插补，一个或者几个其它的 NCU作为引导轴使用，用于引导跟随轴。 轴的位置控制器报警会发送到所有其它的 NCU，它们通过一个引导链接轴而与相关的轴发生联系。 与引导链接轴相联系的 NCU可以使用以下到引导链接轴的耦合： 引导值（给定值/实际值/模拟值引导值）联动切向跟随电子齿轮（ELG）同步主轴 前提条件： 所链接的 NCU1和NCU2（最多为 8个 NCU）必须通过链接模块进行快速通讯。 轴必须通过机床数据进行相应地配置。 链接轴选件必须具备。 所有的NCU必须配置相同的插补节拍。 限制： 作为引导链接轴的引导轴不能用作链接轴，也就是说不能由其它的NCU作为原NCU运行。 作为引导链接轴的引导轴不能用作容器轴，也就是说不能由不同的NCU交替使用。 一个引导链接轴不可以用作龙门联合设备中的引导轴。 与引导链接轴的耦合不可以分为多级级联。 只可以在引导链接轴的原NCU之内进行轴更换。 编程： 引导 NCU：只有物理分配了引导值轴的 NCU才可以给该轴编程运行指令。此外，编程不必考虑特殊情况。 跟随轴的 NCU：在跟随轴的NCU中编程，不可以包含用于引导链接轴（引导值轴）的运行指令。违背该规则的行为将会引发报警： 引导链接轴通过通道轴名称按通常的方式应用。引导链接轴的状态可以通过所选择的系统变量进行改变。 系统变量： 下面的系统变量可以与引导链接轴的通道轴名称一起使用： $AA_LEAD_SP ; 模拟的引导值位置 SAA_LEAD_SV ; 模拟的引导值速度 如果这些系统变量通过引导轴的NCU进行更新，则这些新值也传送到这些 NCU，跟随轴取决于引导轴运行。 1.5 坐标系和工件加工 工件坐标系的运行指令和所产生的机床运动之间的关系位移计算 位移计算得到一个程序段中运行的位移量，必须考虑所有的偏移和补偿。 通常情况下下列关系成立： 位移给定值实际值零点偏移（NV）刀具补偿（WK） 如果在一个新的程序段中编程了一个新的零点偏移和一个新的刀具补偿，则：在绝对尺寸输入时： 位移 (绝对尺寸 P2-绝对尺寸 P1） (NV P2 - NV P1) + (WK P2 - WK P1). 在相对尺寸输入时： 位移 相对尺寸 + (NV P2 - NV P1) + (WK P2 - WK P1).附件2：外文原文Fundamental Geometrical Principles1.1 Description of workpiece points 1.1.1 Workpiece coordinate systems In order for the machine or control to operate with the specified positions, these data must be entered in a reference system that corresponds to the direction of motion of the axis slides. A coordinate system with the axes X, Y and Z is used for this purpose. DIN 66217 stipulates that machine tools must use right-handed, rectangular (Cartesian) coordinate systems. The workpiece zero (W) is the origin of the workpiece coordinate system. Sometimes it is advisable or even necessary to work with negative positional data. Positions to the left of the origin are prefixed by a negative sign ().1.1.2 Definition of workpiece positions To specify a position, imagine that a ruler is placed along the coordinate axes. You can now describe every point in the coordinate system by specifying the direction (X, Y and Z) and three numerical values. The workpiece zero always has the coordinates X0, Y0, and Z0. The infeed depth must also be described in milling operations. One plane is sufficient to describe the contour on a lathe.1.1.3 Polar coordinates The method used to date to specify points in the coordinate system is known as the Cartesian coordinate method. However, there is another way to specify coordinates, i.e., as so-called polar coordinates. The polar coordinate method is useful only if a workpiece or part of a workpiece has radius and angle measurements. The point, on which the measurements are based, is called the pole. 1.1.4 Absolute dimensions With absolute dimensions, all the positional data refer to the currently valid zero point. Applied to tool movement this means: the position, to which the tool is to travel.1.1.5 Incremental dimension Production drawings are frequently encountered, however, where the dimensions refer not to the origin, but to another point on the workpiece. In order to avoid having to convert such dimensions, it is possible to specify them in incremental dimensions. Incremental dimensions refer to the positional data for the previous point. Applied to tool movement this means: The incremental dimensions describe the distance the tool is to travel.1.1.6 Plane designations When programming, it is necessary to specify the working plane so that the control system can calculate the tool offset values correctly. The plane is also relevant to certain types of circular programming and polar coordinates. The third coordinate axis is perpendicular to this plane and determines the infeed direction of the tool (e.g., for 2D machining).A plane is defined by means of two coordinate axes. The working planes are specified as follows in the NC program with G17, G18 and G19: Level Designation Infeed direction X/Y G17 Z Z/X G18 Y Y/Z G19 X 1.2 Position of zero points The various origins (zero points) and reference positions are defined on the NC machine. They are reference points for the machine to approach and for programming the workpiece dimensions. The diagrams show the zero points and reference points for drilling/milling machines and turning machines.Reference points They are: M Machine zero A Blocking point. Can coincide with the workpiece zero point (only turning machines). W Workpiece zero = Program zero B Start point. Can be defined for each program. Start point of the first tool for machining. R Reference point. Position determined by cams and measuring system. The distance to the machine zero M must be known, so that the axis position can be set at this place exactly on this value 1.3 Position of coordinate systems1.3.1 Overview of various coordinate systems We distinguish between the following coordinate systems: The machine coordinate system with the machine zero M The basic coordinate system (this can also be the workpiece coordinate system W) The workpiece coordinate system with the workpiece zero W The current workpiece coordinate system with the current offset workpiece zero Wa In cases where different machine coordinate systems are in use (e.g., 5-axis transformation), an internal transformation function mirrors the machine kinematics on the coordinate system currently selected for programming. 1.3.2 Machine coordinate system The machine coordinate system comprises all the physically existing machine axes. Reference points and tool and pallet changing points (fixed machine points) are defined in the machine coordinate system.Where the machine coordinate system is used for programming (this is possible with some of the G functions), the physical axes of the machine are addressed directly. No allowance is made for workpiece clamping.Right-hand rule The orientation of the coordinate system relative to the machine depends on the machine type. The axis directions follow the so-called three-finger rule of the right hand (in accordance with DIN 66217). Seen from in front of the machine, the middle finger of the right hand points in the opposite direction to the infeed of the main spindle. Therefore: the thumb points in the +X direction the index finger points in the +Y direction the middle finger points in the +Z direction1.3.3 Basic coordinate system The basic coordinate system is a Cartesian coordinate system, which is mirrored by kinematic transformation (for example, 5-axis transformation or by using Transmit with peripheral surfaces) onto the machine coordinate system. If there is no kinematic transformation, the basic coordinate system differs from the machinecoordinate system only in terms of the axis designations. The activation of a transformation can produce deviations in the parallel orientation of the axes. The coordinate system does not have to be at a right angle.Zero offsets, scaling, etc., are always executed in the basic coordinate system. The coordinates also refer to the basic coordinate system when specifying the working field limitation.1.3.4 Workpiece coordinate system The geometry of a workpiece is described in the workpiece coordinate system. In other words, the data in the NC program refer to the workpiece coordinate system. The workpiece coordinate system is always a Cartesian coordinate system and assigned toa specific workpiece.1.3.5 Frame system The frame is a self-contained arithmetic rule that transforms one Cartesian coordinate system into another Cartesian coordinate system. It is a spatial description of the workpiece coordinate system The following components are available within a frame: Zero offset Rotate Mirroring Scaling These components can be used individually or in any combination.Mirroring of the Z axisShifting and turning the workpiece coordinate system One way of machining inclined contours is to use appropriate fixtures to align the workpiece parallel to the machine axes. Another way is to generate a coordinate system, which is oriented to the workpiece. The coordinate system can be moved and/or rotated with programmable frames. This enables you to move the zero point to any position on the workpiece align the coordinate axes parallel to the desired working plane by rotation and thus machine surfaces clamped in inclined positions, produce drill holes at different angles. Performing multi-side machining operations.The conventions for the working plane and the tool offsets must be observed in accordance with the machine kinematics for machining operations in inclined working planes. 1.3.6 Assignment of workpiece coordinate system to machine axes The location of the workpiece coordinate system in relation to the basic coordinate system (or machine coordinate system) is determined by settable frames.The settable frames are activated in the NC program by means of commands such as G54.1.3.7 Current workpiece coordinate system Sometimes it is advisable or necessary to reposition and to rotate, mirror and/or scale the originally selected workpiece coordinate system within a program. The programmable frames can be used to reposition (rotate, mirror and/or scale) the current zero point at a suitable point in the workpiece coordinate system. You will thus obtain the current workpiece coordinate system.Several zero offsets are possible in the same program.1.4 Axes A distinction is made between the following types of axes when programming: Machine axes Channel axes Geometry axes Special axes Path axes Synchronized axes Positioning axes Command axes (motion-synchronous actions) PLC axes Link axes Lead link axesBehavior of programmed axis types Geometry, synchronized and positioning axes are programmed. Path axes traverse with feedrate F in accordance with the programmed travel commands. Synchronized axes traverse synchronously to path axes and take the same time to traverse as all path axes. Positioning axes traverse asynchronously to all other axes. These traversing movements take place independently of path and synchronized movements. Command axes traverse asynchronously to all other axes. These traversing movements take place independently of path and synchronized movements. PLC axes are controlled by the PLC and can traverse asynchronously to all other axes. The traversing movements take place independently of path and synchronized movements.1.4.1 Main axes/Geometry axes The main axes define a right-angled, right-handed coordinate system. Tool movements are programmed in this coordinate system. In NC technology, the main axes are called geometry axes. This term is also used in this Programming Guide. The Switchable geometry axes function (see Advanced) can be used to alter the geometry axes grouping configured by machine data. Here any geometry axis can be replaced by a channel axis defined as a synchronous special axis. Axis identifierFor turning machines: Geometry axes X and Z are used, and sometimes Y.For milling machines: Geometry axes X, Y and Z are used. A maximum of three geometry axes are used for programming frames and the workpiece geometry (contour). The identifiers for geometry and channel axes may be the same, provided a reference is possible. Geometry axis and channel axis names can be the same in any channel so that the same programs can be executed.1.4.2 Special axes In contrast to the geometry axes, no geometrical relationship is defined between the specia axes. Axis identifier In a turning machine with revolver magazine, for example, Turret position U, tailstock V1.4.3 Main spindle, master spindle The machine kinematics determine, which spindle is the main spindle. This spindle is declared the master spindle in the machine data. As a rule, the main spindle is declared the master spindle. This assignment can be changed with the program command SETMS (spindle number). Spindle identifier Identifiers: S or S01.4.4 Machine axes Machine axes are the axes physically existing on a machine. The movements of axes can still be assigned by transformations (TRANSMIT, TRACYL, or TRAORI) to the machine axes. If transformations are intended for the machine, different axis names must be determined. The machine axis names are programmed only in special cases, such as reference point or fixed point approaching.Axis identifier The axis identifiers can be set in the machine data. Standard identifiers: X1, Y1, Z1, A1, B1, C1, U1, V1 There are also standard axis identifiers that can always be used: AX1, AX2, ., Axn1.4.5 Channel axes Channel axes are all axes, which traverse in a channel. Axis identifier Identifiers: X, Y, Z, A, B, C, U, V1.4.6 Path axes Path axes define the path and therefore the movement of the tool in space. The programmed feed is active for this path. The axes involved in this path reach their position at the same time. As a rule, these are the geometry axes. However, default settings define, which axes are the path axes, and therefore determine the velocity. Path axes can be specified in the NC program with FGROUP1.4.7 Positioning axes Positioning axes are interpolated separately, i.e., each positioning axis has its own axis interpolator and its own feedrate. Positioning axes do not interpolate with the path axes. Positioning axes are traversed by the NC program or the PLC. If an axis is to be traversed simultaneously by the NC program and the PLC, an error message appears.Typical positioning axes are: Loaders for moving workpieces to machine Loaders for moving workpieces away from machine Tool magazine/turretA distinction is made between positioning axes with synchronization at the block end or over several blocks.POS axes: Block change occurs at the end of the block when all the path and positioning axes programmed in this block have reached their programmed end point. POSA axes: The movement of these positioning axes can extend over several blocks. POSP axes: The movement of these positioning axes for approaching the end position takes place in sections.Note Positioning axes become synchronized axes if they are traversed without the special POS/POSA identifier. Continuous-path mode (G64) for path axes is only possible if the positioning axes (POS) reach their final position before the path axes. Path axes that are programmed with POS/POSA are removed from the path axis grouping for the duration of this block.1.4.8 Synchronized axes Synchronized axes traverse synchronously to the path from the start position to the programmed end position. The feedrate programmed in F applies to all the path axes programmed in the block, but does not apply to synchronized axes. Synchronized axes take the same time as the path axes to traverse. A synchronized axis can be a rotary axis, which is traversed synchronously to the path interpolation.1.4.9 Command axes Command axes are started from synchronized actions in response to an event (command). They can be positioned, started, and stopped fully asynchronous to the parts program. An axis cannot be moved from the parts program and from synchronized actions simultaneously. Command axes are interpolated separately, i.e., each command axis has its own axis interpolator and its own feedrate. 1.4.10 PLC axes PLC axes are traversed by the PLC via special function blocks in the basic program; their movements can be asynchronous to all other axes. The traversing movements take place independently of path and synchronized movements.1.4.11 Link axes Link axes are axes, which are physically connected to another NCU and whose position is controlled from this NCU. Link axes can be assigned dynamically to channels of another NCU. Link axes are not local axes from the perspective of a particular NCU. The axis container concept is used for the dynamic modification of the assignment to an NCU. Axis substitution with GET and RELEASE from the parts program is not available for link axes.Prerequisite The participating NCUs, NCU1 and NCU2, must be connected by means of high-speed communication via the link module. The axis must be configured appropriately by machine data. The link axis option must be installed.Description The position control is implemented on the NCU on which the axis is physically connected to the drive. This NCU also contains the associated axis VDI interface. The position setpoints for link axes are generated on another NCU and communicated via the NCU link. The link communication must provide the means of interaction between the interpolators and the position controller or PLC interface. The setpoints calculated by the interpolators must be transported to the position control loop on the home NCU and, vice versa, the actual values must be returned from there back to the interpolators. Axis container An axis container is a circular buffer data structure, in which local axes and/or link axes are assigned to channels. The entries in the circular buffer can be shifted cyclically. In addition to the direct reference to local axes or link axes, the link axis configuration in thelogical machine axis image also allows references to axis containers. This type of reference consists of: a container number and a slot (circular buffer location within the container) The entry in a circular buffer location contains: a local axis or a link axisAxis container entries contain local machine axes or link axes from the perspective of an individual NCU. The entries in the logical machine axis image MN_AXCONF_LO