机械设计及其自动化毕业设计

1、题 目：数控控机床分类及及轴类零件加加工专 业：机械械设计制造及及其自动化学 号：0889306551姓 名：罗 云指导教师：江磊磊学习中心：弘成成宁波数字化化学习中心西 南 交交 通 大 学 网 络 教 育育 学 院年 月 日日院系 西西南交通大学学网络教育学学院 专 业业 机机械设计制造造及其自动化化年级 20088-13班 学 号 089300651 姓 名 罗云 学习中心 弘弘成宁波数字字化学习中心心 指导教师 江磊 题目 数数控机床分类类及轴类零件件加工 指导教师评 语 是否同意意答辩 过程分(满满分20) 指导教师 (签章) 评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章章)成 绩 答辩组组

2、长 (签章) 年 月月 日 毕 业 设设 计 任 务 书班 级 22008-113班 学生姓名 罗云 学 号 089330651 开题日期：20010 年年 9 月 200 日 完完成日期： 2010 年 11 月 30 日题 目 数控机床分分类及轴类零零件加工 题目类型：工程程设计 技术专题题研究 理论研究究 软软硬件产品开开发设计任务及要求求1.介绍数控机机床的分类及及总体方案设设计。 2.介绍数控机机床的刀具轨轨迹。 3.上机操作。 应完成的硬件或或软件实验 用数控车床对对轴类产品进进行加工切削削。 应交出的设计文文件及实物（包包括设计论文文、程序清单单或磁盘、实实验装置或产产品等）毕业

3、设计及论文文 指导教师提供的的设计资料无 要求学生搜集的的技术资料（指指出搜集资料料的技术领域域）1.数控机床的的应用与维修修资料 2.机械制造应应用资料 3.数控车床加加工技术资料料 设计进度安排第一部分 熟熟悉课题，收集集、整理课题题相关资料 （ 1 周）第二部分 数数控车床分析析及总体设计计 （ 1 周）第三部分详细细设计及上机机切削加工 （ 1 周）第四部分 毕毕业设计论文文文档编写整整理 （ 11周）评阅或答辩 （ 1 周） 指导教师： 年 月 日学院审查意见：审 批 人： 年年 月月 日日诚信承诺本设计是本人独独立完成；本设计没有任何何抄袭行为；三、若有不实，一一经查出，请请答辩委

4、员会会取消本人答答辩（评阅）资资格。承诺人（钢笔笔填写）：罗云20100年11月30日目 录第一章. 数控控机床的分类类概述1.1加工工艺艺方法分类221.1.1金属属切削类数控控机床 21.1.2特种种加工类数控控机床 21.1.3板材材加工数控机机床 21.2控制控制制运动轨迹分分类 21.2.1点位位控制数控机机床 21.2.2直线线控制数控机机床 21.2.3轮廓廓控制数控机机床 31.3驱动装置置的特点分类类 31.3.1开环环控制数控机机床 31.3.2闭环环控制数控机机床 31.3.3半闭闭环控制数控控机床 41.3.4混合合控制数控机机床 4第二章. 丰富富的高速切削削刀具轨迹

5、策策略21. 1确确定刀具路径径应满足的基基本要求 52. 1. 22确定刀具进进到要求 5213粗加加工刀具路径径要求 5214精加加工刀具路径径要求 6第三章. 数控控系统的未来的的发展3.1.1数控控系统向开放放式体系结构构发展 73.1.2 数控系统向向软数控方向向发展73.1.3数控控系统控制性性能向智能化化方向发展 83.1.4数控控系统向网络络化方向发展展83.1.5数控控系统向高可可靠性方向发发展83.1.6：数数控系统向复复合化方向发发展93.1.7数控控系统向多轴轴联动化方向向发展9第四章 轴类零零件的数控编编程实例4.1.1 轴轴类零件数控控编程实例10第五章 数控机机床

6、故障排除除方法及其注注意事项5.1.1 故故障排除方法法185.2.1 维维修中应注意意的事项 18结束语 20致谢 21参考文献 22摘 要此次论文针对典典型零件的工工艺分析与加加工及数控的的发展。数控技术及数控控机床在当今今机械制造业业中的重要地地位和巨大效效益，显示了了其在国家基基础工业现代代化中的战略略性作用，并并已成为传统统机械制造工工业提升改造造和实现自动动化、柔性化化、集成化生生产的重要手手段和标志。数数控技术及数数控机床的广广泛应用，给给机械制造业业的产业结构构、产品种类类和档次以及及生产方式带带来了革命性性的变化。数数控机床是现现代加工车间间最重要的装装备。它的发发展是信息技

7、技术(1T)与制造技术术(MT)结合合发展的结果果。现代的CCAD/CAAM、FMSS、CIMSS、敏捷制造造和智能制造造技术，都是是建立在数控控技术之上的的。掌握现代代数控技术知知识是现代机机电类专业学学生必不可少少的。在 HYPERLINK 数控加工中，从从零件的设计计图纸到零件件成品合格交交付，不仅要要考虑到数控控程序的编制制，还要考虑虑到诸如零件件加工工艺路路线的安排、加加工机床的选选择、切削刀刀具的选择、零零件加工中的的定位装夹等等一系列因素素的影响，在在开始编程前前，必须要对对零件设计图图纸和技术要要求进行详细细的数控加工工工艺分析，以以最终确定哪哪些是零件的的技术关键，哪哪些是数

8、控加加工的难点，以以及数控程序序编制的难易易程度。零件的数控加工工工艺分析是是编制数控程程序中最重要要而又极其复复杂的环节，也也是数控加工工工艺方案设设计的核心工工作，必须在在数控加工方方案制定前完完成。一个合合格的编程人人员对数控机机床及其控制制系统的功能能及特点，以以及影响数控控加工的每个个环节都要有有一个清晰、全全面的了解，这这样才能避免免由于工艺方方案考虑不周周而可能出现现的产品质量量问题，造成成无谓的人力力、物力等资资源的浪费。 全面合理的的数控加工工工艺分析是提提高数控编程程质量的重要要保障。 数控控车床是目前前使用最广泛泛的数控机床床之一。数控控车床主要用用于加工轴类类、盘类等回

9、回转体零件。通通过数控加工工程序的运行行，可自动完完成内外圆柱柱面、圆锥面面、成形表面面、螺纹和端端面等工序的的切削加工，并并能进行车槽槽、钻孔、扩扩孔、铰孔等等工作。 关键词：切削机机床 工艺分析 第一章 概述1.1 加工工工艺方法分分类 1.1.1金金属切削类数数控机床 与传统的车、铣铣、钻、磨、齿齿轮加工相对对应的数控机机床有数控车车床、数控铣铣床、数控钻钻床、数控磨磨床、数控齿齿轮加工机床床等。尽管这这些数控机床床在加工工艺艺方法上存在在很大差别，具具体的控制方方式也各不相相同，但机床床的动作和运运动都是数字字化控制的，具具有较高的生生产率和自动动化程度。 在普通数控控机床加装一一个刀

10、库和换换刀装置就成成为数控加工工中心机床。加加工中心机床床进一步提高高了普通数控控机床的自动动化程度和生生产效率。例例如铣、镗、钻钻加工中心，它它是在数控铣铣床基础上增增加了一个容容量较大的刀刀库和自动换换刀装置形成成的，工件一一次装夹后，可可以对箱体零零件的四面甚甚至五面大部部分加工工序序进行铣、镗镗、钻、扩、铰铰以及攻螺纹纹等多工序加加工，特别适适合箱体类零零件的加工。加加工中心机床床可以有效地地避免由于工工件多次安装装造成的定位位误差，减少少了机床的台台数和占地面面积，缩短了了辅助时间，大大大提高了生生产效率和加加工质量。 1.1.2特特种加工类数数控机床 除了切削加工数数控机床以外外，

11、数控技术术也大量用于于数控电火花花线切割机床床、数控电火火花成型机床床、数控等离离子弧切割机机床、数控火火焰切割机床床以及数控激激光加工机床床等。 1.1.3板板材加工类数数控机床 常见的应用于金金属板材加工工的数控机床床有数控压力力机、数控剪剪板机和数控控折弯机等。近近年来，其它它机械设备中中也大量采用用了数控技术术，如数控多多坐标测量机机、自动绘图图机及工业机机器人等。 1.2 控制制运动轨迹分分类 12.1点位位控制数控机机床 位置的精确定位位，在移动和和定位过程中中不进行任何何加工。机床床数控系统只只控制行程终终点的坐标值值，不控制点点与点之间的的运动轨迹，因因此几个坐标标轴之间的运运

12、动无任何联联系。可以几几个坐标同时时向目标点运运动，也可以以各个坐标单单独依次运动动。 这类数控机床主主要有数控坐坐标镗床、数数控钻床、数数控冲床、数数控点焊机等等。点位控制制数控机床的的数控装置称称为点位数控控装置。 1.2.2直直线控制数控控机床 直线控制数控机机床可控制刀刀具或工作台台以适当的进进给速度，沿沿着平行于坐坐标轴的方向向进行直线移移动和切削加加工，进给速速度根据切削削条件可在一一定范围内变变化。 直线线控制的简易易数控车床，只只有两个坐标标轴，可加工工阶梯轴。直直线控制的数数控铣床，有有三个坐标轴轴，可用于平平面的铣削加加工。代组合合机床采用数数控进给伺服服系统，驱动动动力头

13、带有有多轴箱的轴轴向进给进行行钻镗加工，它它也可算是一一种直线控制制数控机床。 数控镗铣床、加加工中心等机机床，它的各各个坐标方向向的进给运动动的速度能在在一定范围内内进行调整，兼兼有点位和直直线控制加工工的功能，这这类机床应该该称为点位/直线控制的的数控机床。 1.2.3轮轮廓控制数控控机床 轮廓控制数控机机床能够对两两个或两个以以上运动的位位移及速度进进行连续相关关的控制，使使合成的平面面或空间的运运动轨迹能满满足零件轮廓廓的要求。它它不仅能控制制机床移动部部件的起点与与终点坐标，而而且能控制整整个加工轮廓廓每一点的速速度和位移，将将工件加工成成要求的轮廓廓形状。 常用的数控车床床、数控铣

14、床床、数控磨床床就是典型的的轮廓控制数数控机床。数数控火焰切割割机、电火花花加工机床以以及数控绘图图机等也采用用了轮廓控制制系统。轮廓廓控制系统的的结构要比点点位/直线控控系统更为复复杂，在加工工过程中需要要不断进行插插补运算，然然后进行相应应的速度与位位移控制。 现在计算机数控控装置的控制制功能均由软软件实现，增增加轮廓控制制功能不会带带来成本的增增加。因此，除除少数专用控控制系统外，现现代计算机数数控装置都具具有轮廓控制制功能。 1.3 驱动动装置的特点点分类 1.3.1开开环控制数控控机床 这类控制的数控控机床是其控控制系统没有有位置检测元元件，伺服驱驱动部件通常常为反应式步步进电动机或

15、或混合式伺服服步进电动机机。数控系统统每发出一个个进给指令，经经驱动电路功功率放大后，驱驱动步进电机机旋转一个角角度，再经过过齿轮减速装装置带动丝杠杠旋转，通过过丝杠螺母机机构转换为移移动部件的直直线位移。移移动部件的移移动速度与位位移量是由输输入脉冲的频频率与脉冲数数所决定的。此此类数控机床床的信息流是是单向的，即即进给脉冲发发出去后，实实际移动值不不再反馈回来来，所以称为为开环控制数数控机床。 开环控制系统的的数控机床结结构简单，成成本较低。但但是，系统对对移动部件的的实际位移量量不进行监测测，也不能进进行误差校正正。因此，步步进电动机的的失步、步距距角误差、齿齿轮与丝杠等等传动误差都都将

16、影响被加加工零件的精精度。开环控控制系统仅适适用于加工精精度要求不很很高的中小型型数控机床，特特别是简易经经济型数控机机床。 1.3.2闭闭环控制数控控机床 接对工作台的实实际位移进行行检测，将测测量的实际位位移值反馈到到数控装置中中，与输入的的指令位移值值进行比较，用用差值对机床床进行控制，使使移动部件按按照实际需要要的位移量运运动，最终实实现移动部件件的精确运动动和定位。从从理论上讲，闭闭环系统的运运动精度主要要取决于检测测装置的检测测精度，也与与传动链的误误差无关，因因此其控制精精度高。图11-3所示的的为闭环控制制数控机床的的系统框图。图图中A为速度度传感器、CC为直线位移移传感器。当

17、当位移指令值值发送到位置置比较电路时时，若工作台台没有移动，则则没有反馈量量，指令值使使得伺服电动动机转动，通通过A将速度度反馈信号送送到速度控制制电路，通过过C将工作台台实际位移量量反馈回去，在在位置比较电电路中与位移移指令值相比比较，用比较较后得到的差差值进行位置置控制，直至至差值为零时时为止。这类类控制的数控控机床，因把把机床工作台台纳入了控制制环节，故称称为闭环控制制数控机床。 闭环控制数控机机床的定位精精度高，但调调试和维修都都较困难，系系统复杂，成成本高。 1.3.3半半闭环控制数数控机床 半闭环控制数控控机床是在伺伺服电动机的的轴或数控机机床的传动丝丝杠上装有角角位移电流检检测装

18、置（如如光电编码器器等），通过过检测丝杠的的转角间接地地检测移动部部件的实际位位移，然后反反馈到数控装装置中去，并并对误差进行行修正。通过过测速元件AA和光电编码码盘B可间接接检测出伺服服电动机的转转速，从而推推算出工作台台的实际位移移量，将此值值与指令值进进行比较，用用差值来实现现控制。由于于工作台没有有包括在控制制回路中，因因而称为半闭闭环控制数控控机床。 半闭环控制数控控系统的调试试比较方便，并并且具有很好好的稳定性。目目前大多将角角度检测装置置和伺服电动动机设计成一一体，这样，使使结构更加紧紧凑。 1.3.4混混合控制数控控机床 将以上三类数控控机床的特点点结合起来，就就形成了混合合控

19、制数控机机床。混合控控制数控机床床特别适用于于大型或重型型数控机床，因因为大型或重重型数控机床床需要较高的的进给速度与与相当高的精精度，其传动动链惯量与力力矩大，如果果只采用全闭闭环控制，机机床传动链和和工作台全部部置于控制闭闭环中，闭环环调试比较复复杂。混合控控制系统又分分为两种形式式： （1）开环补偿偿型。它的基基本控制选用用步进电动机机的开环伺服服机构，另外外附加一个校校正电路。用用装在工作台台的直线位移移测量元件的的反馈信号校校正机械系统统的误差。 （2）半闭环补补偿型。它是是用半闭环控控制方式取得得高精度控制制，再用装在在工作台上的的直线位移测测量元件实现现全闭环修正正，以获得高高速

20、度与高精精度的统一。其其中A是速度度测量元件（如如测速发电机机），B是角角度测量元件件，C是直线线位移测量元元件。二.丰富的高速速切削刀具轨轨迹策略以高切削速度、高高进给速度和和高加工精度度为主要特征征的高速切削削技术，最近近十几年发展展迅在航空航航天、模具制制造及精密微微细加工等领领域得到了广广泛应用。因因此，高速加加工技术的研研究已成为国国内外制造领领域重要的研研究项目之一一。 确定刀具路径应应满足的基本本要求 高速切削不仅提提高了对机床床、夹具、刀刀具和刀柄的的要求，同时时也要求改进进刀具路径策策略，因为若若路径不合理理，在切削过过程中就会引引起切削负荷荷的 突变，从从而给零件、机机床和

21、刀具带带来冲击，破破坏加工质量量，损伤刀具具。在高速切切削中由于切切削速度和进进给速度都很很快，这种损损害比在普通通切削中要严严重的多，因因此， 必须须研究适合高高速切削的路路径，将切削削过程中切削削负荷的突变变降至最低。可可以说，高速速切削机床只只有有了合理理的高速刀具具轨迹才能真真正获得最大大效益。 为了消除切削过过程中切削负负荷的突变，刀刀具路径应满满足以下基本本要求： 切削是等体积切切削，即切削削过程中切削削力恒定。 尽量减少空行程程。 尽量减少进给速速度的损失。 通用的刀具路径径刀具进给要求进刀时采用螺旋旋或弧进刀，使使刀具逐渐切切入零件，以以保证切削力力不发生突变变，延长刀具具寿命

22、。 切削速度的连续续和无突变，使使切削连续平平稳，否则，将将产生冲击。 切削时使用顺铣铣使切削过程程稳定，不易易过切，刀具具磨损小，表表面质量好。 采用小的轴向切切深以保证小小的切削力、少少的切削热和和排屑的顺畅畅。无切削方方向突变，即即刀具轨迹是是无尖角的，普普通加工轨迹迹的尖角处用用圆弧或其他他曲线来取代代，从而保证证切削方向的的变化是逐渐渐的而不 是是突变的。这这样有两点好好处：一是现现代高速机床床的控制系统统都有程序段段前视和尖角角自动减速功功能，即在到到达尖角前，将将自动降低进进给速度，这这样虽然减小小了冲击，且且 避免了过过切，但却损损失了进给速速度。轨迹是是无尖角的，自自然也就避

23、免免了这种情况况的发生；二二是在尖角处处切削负荷会会突然加大，引引起冲击。轨轨迹是无尖角角的 时候这这种问题同样样不存在。 采用等高线轨迹迹，加工余量量均匀的走刀刀路线可取得得好的效果。为采用等高线法的刀具轨迹，刀具沿X或Y轴方向平动，完成金属的切除， 这样可保证高速加工中切削余量均匀，对加工稳定，尤其是刀具寿命的延长有利粗加工刀具路径径要求粗加工时常用的的刀具路径有有： Z向等高线层切切法，即将零零件分成若干干层，一层一一层逐层往下下切，在每层层中将零件的的所有区域加加工完再进人人下一层，在在每一层均采采用螺旋或圆圆弧进刀，同同时 采用无无尖角刀具轨轨迹。这样有有利于排屑，也也避免了切削削力

24、发生突变变。对薄壁件件来说，更应应采用这种刀刀具轨迹，因因为这种刀具具轨迹在切削削过程中还能能使薄壁 保保持较好的刚刚性。 插铣刀具路径。对对于深度很深深的腔体的粗粗加工可采用用插铣的方法法来进行，因因为腔体很深深时，需要很很长的刀具，这这时刀具的刚刚性很差，按按常规的切削削路线切削刀刀具易变形，而而且也易产生生振动，影响响加工质量和和效率，采用用插铣的轨迹迹正好可解决决这一问题。 摆线刀具路径。另另一种更新的的粗加工刀具具轨迹是摆线线刀具轨迹，“摆线”是指当一个圆沿着一条曲线作纯滚动时，圆上某一固定点的轨迹。采用 这种刀具轨迹使刀具在切削时距某条曲线(一般是零件的轮廓线及其平移线)保持一个恒

25、定的半径，从而可使进给速度在加工过程中可保持不变，而且这时的径向吃刀量一般取刀具直径的5%左右，因此刀具的冷却条件良好，刀具的寿命较长。这对高速加工是非常有利的。精加工刀具路径径要求加工时常用的刀刀具路径有： 先在陡峭面用ZZ向等高线层层切法加工，然然后在非陡峭峭面采用表面面轮廓轨迹法法加工； 先用表面轮廓轨轨迹法加工所所有面，再在在垂直方向上上加工陡峭面面。 薄壁件的精加工工采用Z向等等高线层切法法。 当然在加工过程程中同样每一一层都要尽量量作到螺旋或或圆弧进刀，采采用无尖角刀刀具轨迹三. 数控系统统的未来的发发展3.1.1数控控系统向开放放式体系结构构发展20世纪90年年代以来，由由于计算

26、机技技术的飞速发发展，推动数数控技术更快快的更新换代代。世界上许许多数控系统统生产厂家利利用PC机丰丰富的软、硬硬件资源开发发开放式体系系结构的新一一代数控系统统。开放式体体系结构使数数控系统有更更好的通用性性、柔性、适适应性、可扩扩展性，并可可以较容易的的实现智能化化、网络化。近近几年许多国国家纷纷研究究开发这种系系统，如美国国科学制造中中心(NCMMS)与空军军共同领导的的“下一代工工作站/机床床控制器体系系结构”NGGC，欧共体体的“自动化化系统中开放放式体系结构构”OSACCA，日本的的OSEC计计划等。开放放式体系结构构可以大量采采用通用微机机技术，使编编程、操作以以及技术升级级和更

27、新变得得更加简单快快捷。开放式式体系结构的的新一代数控控系统，其硬硬件、软件和和总线规范都都是对外开放放的，数控系系统制造商和和用户可以根根据这些开放放的资源进行行的系统集成成，同时它也也为用户根据据实际需要灵灵活配置数控控系统带来极极大方便，促促进了数控系系统多档次、多多品种的开发发和广泛应用用，开发生产产周期大大缩缩短。同时，这这种数控系统统可随CPUU升级而升级级，而结构可可以保持不变变。3.1.2数控控系统向软数数控方向发展展现在，实际用用于工业现场场的数控系统统主要有以下下四种类型，分分别代表了数数控技术的不不同发展阶段段，对不同类类型的数控系系统进行分析析后发现，数数控系统不但但从

28、封闭体系系结构向开放放体系结构发发展，而且正正在从硬数控控向软数控方方向发展的趋趋势。 传统数控系统统，如FANNUC 0系系统、MITTSUBISSHI M550系统、SSINUMEERIK 8810M/TT/G系统等等。这是一种种专用的封闭闭体系结构的的数控系统。目目前，这类系系统还是占领领了制造业的的大部分市场场。但由于开开放体系结构构数控系统的的发展，传统统数控系统的的市场正在受受到挑战，已已逐渐减小。“PC嵌入NCC”结构的开开放式数控系系统，如FAANUC188i、16ii系统、SIINUMERRIK 8440D系统、NNum10660系统、AAB 9/3360等数控控系统。这是是

29、一些数控系系统制造商将将多年来积累累的数控软件件技术和当今今计算机丰富富的软件资源源相结合开发发的产品。它它具有一定的的开放性，但但由于它的NNC部分仍然然是传统的数数控系统，用用户无法介入入数控系统的的核心。这类类系统结构复复杂、功能强强大，价格昂昂贵。“NC嵌入PCC”结构的开开放式数控系系统它由开开放体系结构构运动控制卡卡和PC机共共同构成。这这种运动控制制卡通常选用用高速DSPP作为CPUU，具有很强强的运动控制制和PLC控控制能力。它它本身就是一一个数控系统统，可以单独独使用。它开开放的函数库库供用户在WWINDOWWS平台下自自行开发构造造所需的控制制系统。因而而这种开放结结构运动

30、控制制卡被广泛应应用于制造业业自动化控制制各个领域。如如美国Dellta Taau公司用PPMAC多轴轴运动控制卡卡构造的PMMAC-NCC数控系统、日日本MAZAAK公司用三三菱电机的MMELDASSMAGICC 64构造造的MAZAATROL 640 CCNC等。SOFT型开放放式数控系统统这是一种种最新开放体体系结构的数数控系统。它它提供给用户户最大的选择择和灵活性，它它的CNC软软件全部装在在计算机中，而而硬件部分仅仅是计算机与与伺服驱动和和外部I/OO之间的标准准化通用接口口。就像计算算机中可以安安装各种品牌牌的声卡和相相应的驱动程程序一样。用用户可以在WWINDOWWS NT平平台

31、上，利用用开放的CNNC内核，开开发所需的各各种功能，构构成各种类型型的高性能数数控系统，与与前几种数控控系统相比，SSOFT型开开放式数控系系统具有最高高的性能价格格比，因而最最有生命力。通通过软件智能能替代复杂的的硬件，正在在成为当代数数控系统发展展的重要趋势势。其它型产品有美美国MDSII公司的Oppen CNNC、德国PPower Autommationn公司的PAA8000 NT等。3.1.3数控控系统控制性性能向智能化化方向发展智能化是21世世纪制造技术术发展的一个个大方向。随随着人工智能能在计算机领领域的渗透和和发展，数控控系统引入了了自适应控制制、模糊系统统和神经网络络的控制机

32、理理，不但具有有自动编程、前前馈控制、模模糊控制、学学习控制、自自适应控制、工工艺参数自动动生成、三维维刀具补偿、运运动参数动态态补偿等功能能，而且人机机界面极为友友好，并具有有故障诊断专专家系统使自自诊断和故障障监控功能更更趋完善。伺伺服系统智能能化的主轴交交流驱动和智智能化进给伺伺服装置，能能自动识别负负载并自动优优化调整参数数。 世界上正在进进行研究的智智能化切削加加工系统很多多，其中日本本智能化数控控装置研究会会针对钻削的的智能加工方方案具有代表表性。3.1.4数控控系统向网络络化方向发展展数控系统的网络络化，主要指指数控系统与与外部的其它它控制系统或或上位计算机机进行网络连连接和网络

33、控控制。数控系系统一般首先面向向生产现场和和企业内部的的局域网，然然后再经由因因特网通向企企业外部，这这就是所谓IInternnet/Inntraneet技术。随着网络技术的的成熟和发展展，最近业界界又提出了数数字制造的概概念。数字制制造，又称“ee-制造”，是是机械制造企企业现代化的的标志之一，也也是国际先进进机床制造商商当今标准配配置的供货方方式。随着信信息化技术的的大量采用，越越来越多的国国内用户在进进口数控机床床时要求具有有远程通讯服服务等功能。数控系统的网络络化进一步促促进了柔性自自动化制造技技术的发展，现现代柔性制造造系统从点(数控单机、加加工中心和数数控复合加工工机床)、线线(F

34、MC、FFMS、FTTL、FMLL)向面(工工段车间独立立制造岛、FFA)、体(CIMS、分分布式网络集集成制造系统统)的方向发发展。柔性自自动化技术以以易于联网和和集成为目标标，同时注重重加强单元技技术的开拓、完完善，数控机机床及其构成成柔性制造系系统能方便地地与CAD、CCAM、CAAPP、MTTS联结，向向信息集成方方向发展，网网络系统向开开放、集成和和智能化方向向发展3.1.5数控控系统向高可可靠性方向发发展随着数控机床网网络化应用的的日趋广泛，数数控系统的高高可靠性已经经成为数控系系统制造商追追求的目标。对对于每天工作作两班的无人人工厂而言，如如果要求在116小时内连连续正常工作作，

35、无故障率率在P(t)99%以以上，则数控控机床的平均均无故障运行行时间MTBBF就必须大大于30000小时。我们们只对某一台台数控机床而而言，如主机机与数控系统统的失效率之之比为10:1(数控的的可靠比主机机高一个数量量级)。此时时数控系统的的MTBF就就要大于333333.33小时，而其其中的数控装装置、主轴及及驱动等的MMTBF就必必须大于100万小时。如如果对整条生生产线而言，可可靠性要求还还要更高。当前国外数控装装置的MTBBF值已达66000小时时以上，驱动动装置达300000小时时以上，但是是，可以看到到距理想的目目标还有差距距。3.1.6数控控系统向复合合化方向发展展在零件加工过

36、程程中有大量的的无用时间消消耗在工件搬搬运、上下料料、安装调整整、换刀和主主轴的升、降降速上，为了了尽可能降低低这些无用时时间，人们希希望将不同的的加工功能整整合在同一台台机床上，因因此，复合功功能的机床成成为近年来发发展很快的机机种。 柔性制造范畴的的机床复合加加工概念是指指将工件一次次装夹后，机机床便能按照照数控加工程程序，自动进进行同一类工工艺方法或不不同类工艺方方法的多工序序加工，以完完成一个复杂杂形状零件的的主要乃至全全部车、铣、钻钻、镗、磨、攻攻丝、铰孔和和扩孔等多种种加工工序。普通的数控系统统软件针对不不同类型的机机床使用不同同的软件版本本，比如Siiemenss的810MM系统

37、和8002D系统就就有车床版本本和铣床版本本之分。复合合化的要求促促使数控系统统功能的整合合。目前，主主流的数控系系统开发商都都能提供高性性能的复合机机床数控系统统。 3.1.7数控控系统向多轴轴联动化方向向发展由于在加工自由由曲面时，33轴联动控制制的机床无法法避免切速接接近于零的球球头铣刀端部部参予切削，进进而对工件的的加工质量造造成破坏性影影响，而5轴轴联动控制对对球头铣刀的的数控编程比比较简单，并并且能使球头头铣刀在铣削削3维曲面的的过程中始终终保持合理的的切速，从而而显着改善加加工表面的粗粗糙度和大幅幅度提高加工工效率，因此此，各大系统统开发商不遗遗余力地开发发5轴、6轴轴联动数控系

38、系统，随着55轴联动数控控系统和编程程软件的成熟熟和日益普及及，5轴联动动控制的加工工中心和数控控铣床已经成成为当前的一一个开发热点点。最近，国外主要要的系统开发发商在6轴联联动控制系统统的研究上已已经取得和很很大进展，在在6轴联动加加工中心上可可以使用非旋旋转刀具加工工任意形状的的三维曲面，且且切深可以很很薄，但加工工效率太低一一时尚难实用用化。电子技术、信息息技术、网络络技术、模糊糊控制技术的的发展使新一一代数控系统统技术水平大大大提高，促促进了数控机机床产业的蓬蓬勃发展，也也促进了现代代制造技术的的快速发展。数数控机床性能能在高速度、高高精度、高可可靠性和复合合化、网络化化、智能化、柔柔

39、性化、绿色色化方面取得得了长足的进进步。现代制制造业正在迎迎来一场新的的技术革命。 轴类零件的数控控编程实例 4.1.1 轴轴类零件数控控编程实例1根据零件图图样要求、毛毛坯情况，确确定工艺方案案及加工路线线1）对短轴轴类零件，轴轴心线为工艺艺基准，用三三爪自定心卡卡盘夹持45外圆，使使工件伸出卡卡盘80，一一次装夹完成成粗精加工。2） 工步顺序 粗车端面及40外圆，留1精车余量。 精车40外圆到尺寸。2选择机床设备根据零件图样要求，选用经济型数控车床即可达到要求。故选用CK0630型数控卧式车床。3选择刀具根据加工要求，选用两把刀具，T0101为90粗车刀，T0303为90精车刀。同时把两把

40、刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。4确定切削用量切削用量的具体数值应根据该机床性能、相关的手册并结合实际经验确定，详见加工程序。5确定工件坐标系、对刀点和换刀点确定以工件右端面与轴心线的交点O为工件原点，建立XOZ工件坐标系，如前页图2-16所示。采用手动试切对刀方法（操作与前面介绍的数控车床对刀方法基本相同）把点O作为对刀点。换刀点设置在工件坐标系下X55、Z20处。6编写程序(以CK0630车床为例)按该机床规定的指令代码和程序段格式，把加工零件的全部工艺过程编写成程序清单。该工件的加工程序如下：N0010 M03 S800 ; 主轴正转；N0020

41、 T0101; 选用1号刀，1号刀补；N0030 G00 X46 ; 准备加工端面；N0040 Z0; N0050 G01 X-0.5 F100; 车端面；N0060 X43; N0070 Z-64 F100; 车削粗车外圆；N0080 X46;N0090 G00 Z0; 刀具定位；N0100 X41; N0110 G01 Z-64 F100; 车削粗车外圆，留1mm余量； N0120 X46;N0130 G00 X55 Z20; 回起刀点；N0140 T0303; 换3号刀；N0150 G00 X40; 刀具定位；N0160 Z0;N0170 G01 Z-64 F100; 车削精车外圆；N0

42、180 X46; N0190 G00 X55 Z20; 回起刀点； N0200 M05; 主轴停止； N0210 M30； 程序结束；1根据零件图图样要求、毛毛坯情况，确确定工艺方案案及加工路线线1）对细长长轴类零件，轴轴心线为工艺艺基准，用三三爪自定心卡卡盘夹持25外圆圆一头，使工工件伸出卡盘盘85，用用顶尖顶持另另一头，一次次装夹完成粗粗精加工。22） 工步顺序序 手动粗车车端面。 手动钻中心心孔。 自动加工工粗车16、22外圆圆，留精车余余量1。 自右向左精精车各外圆面面：倒角车削16外圆圆，长35车22右端端面倒角车22外圆圆，长45。 粗车20.5槽槽、316槽。 精车316槽槽，切

43、槽30.5槽槽，切断。22选择机床床设备根根据零件图样样要求，选用用经济型数控控车床即可达达到要求。故故选用CK00630型数数控卧式车床床。3选择择刀具根根据加工要求求，选用五把把刀具，T001为粗加工工刀，选900外圆车刀， T02为精加工刀刀，选90外圆车刀，TT02为切槽刀，刀刀宽为2，T04为切断刀，刀刀宽为3（刀刀具补偿设置置在左刀尖处处）。同同时把四把刀在自动动换刀刀架上上安装好，且且都对好刀，把把它们的刀偏偏值输入相应应的刀具参数数中。4确确定切削用量量切削用量量的具体数值值应根据该机机床性能、相相关的手册并并结合实际经经验确定，详详见加工程序序。5确定定工件坐标系系、对刀点和

44、和换刀点确定以工件件右端面与轴轴心线的交点点O为工件原原点，建立XXOZ工件坐坐标系，如图图2-17所所示。采采用手动试切切对刀方法（操操作与前面介介绍的数控车车床对刀方法法基本相同）把把点O作为对对刀点。换刀刀点设置在工工件坐标系下下X50、Z50处。6编编写程序按该机床规规定的指令代代码和程序段段格式，把加加工零件的全全部工艺过程程编写成程序序清单。该工工件的加工程程序如下： N0010 M03 SS700; 主轴正正转； N00020 T01011; 选用用1号刀，11号刀补； N0030 G00 X233; 刀具定位；N00400 Z0;N0050 G01 ZZ-76 F100; 车削

45、粗粗车外圆；NN0060 X26; N0070 G00 ZZ0; 刀具具定位；N00080 X21; N0090 G01 ZZ-35 F100; 车削削粗车外圆；N01000 X244;N0110 G00 Z0; 刀刀具定位；NN0120 X19;N0130 G01 ZZ-35 F100; 车车削粗车外圆圆；N01440 X224N0150 G00 ZZ0; 刀刀具定位；NN0160 X17; N0170 G01 Z-35 F100; 车车削粗车外圆圆，留1mmm余量；N01171 XX24; N0180 G00 X50 Z50; 回到起起刀点；N00190 T02022; 换2号刀刀；N02

46、00 G00 X18; 定位到到倒角起点；N02100 Z0;N0220 G01 X16 W-1 F60; 倒角11x45；N02300 Z-35 F100; 精车16mm外圆圆；N02440 X220; 倒角起点；N0250 G01 XX22 WW-1 FF60; 倒角1x455；N02600 Z-80 F100; 精车22mm外圆圆；N02770 X226; N0280 G00 X50 Z50; 回回起刀点；NN0290 T03003 S2250; 换3号刀刀N0300 G00 X18; NN0310 Z-355; 定定位至拉槽点点；N0320 G01 XX15.5 F50; 粗拉槽槽；N

47、0330 G00 XX24; N03400 W-111; 定位至拉槽槽点；N0350 G01 X16 FF50; 粗拉槽；N0360 G00 X24; N03770 Z-72; 定位至拉拉槽点；N0380 G01 X21.5 F50; 粗拉槽槽；N03990 GOO0 X50; N04000 Z500; 回起刀点； N04100 T04404 SS250; 换4号刀刀；N0420 G00 X18; N04330 Z-35; 定位至拉拉槽点；N0440 G01 X15.5 F50; 精拉槽槽30.5；N04500 X244;N0460 G00 WW-11; 定位至至拉槽点； N0470 G01

48、XX16 F50; 精拉槽316；N04800 X244; N04990 G000 Z-73; 定位至拉拉槽点； N05000 G001 X221.5 F50; 精拉槽330.5； N05100 X244; N05220 G000 Z-79; 定位至切切断点； NN0530 G01 X22 F1000; 走走刀至倒角点点； N05540 XX20 WW-1 FF20; 倒角11x45； NN0550 X-0.5 FF20; 切切断； N05560 GG00 XX50 Z50; 回起刀刀点； N00570 M05; 主轴停止止； N05880 M330; 程序结束束；1根据零件图图样要求、毛毛坯

49、情况，确确定工艺方案案及加工路线线1）对短轴轴类零件，轴轴心线为工艺艺基准，用三三爪自定心卡卡盘夹持25外圆圆，一次装夹夹完成粗精加加工。2) 工步顺序 粗车外圆。基基本采用阶梯梯切削路线，为为编程时数值值计算方便，圆圆弧部分可用用同心圆车圆圆弧法。 自右向左精精车右端面及及各外圆面：车右端面倒角切削螺纹外外圆车16外圆圆车R3圆圆弧车22外圆圆。 切槽。 车螺纹。 切断。2选择机床设设备根据据零件图样要要求，选用经经济型数控车车床即可达到到要求。故选选用CJK66136D型型数控卧式车车床。3选选择刀具根据加工要要求，选用四四把刀具，TT0101为粗加工工刀，选900外圆车刀，TT0202为

50、精加工工刀，选尖头头车刀，T00303为切槽刀刀，刀宽为44，T04404为60螺纹刀。刀刀具布置如图图2-19所所示。同同时把四把刀刀在四工位自自动换刀刀架架上安装好，且且都对好刀，把把它们的刀偏偏值输入相应应的刀具参数数中。4确确定切削用量量切削用量量的具体数值值应根据该机机床性能、相相关的手册并并结合实际经经验确定，详详见加工程序序。5确定定工件坐标系系、对刀点和和换刀点确定以工件件右端面与轴轴心线的交点点O为工件原原点，建立XXOZ工件坐坐标系，如图图2-18所所示。采采用手动试切切对刀方法（操操作与前面介介绍的数控车车床对刀方法法相同）把点点O作为对刀刀点。换刀点点设置在工件件坐标系

51、下XX50、Z100处。6编写程序序按该机机床规定的指指令代码和程程序段格式，把把加工零件的的全部工艺过过程编写成程程序清单。该该工件的加工工程序如下： N0010 M03 S5500; 主轴正正转；N00020 TT0101; 选用用1号刀，11号刀补； N0030 G00 X223; 刀刀具定位；NN0040 Z1; N0050 G01 Z-50 F100; 车削粗粗车外圆；NN0060 X26; N0070 G00 Z1; N00080 X20; 刀刀具定位；NN0090 G01 ZZ-32 FF100; 车削粗粗车外圆20mm；N0100 G02 XX23 WW-1.5 R1.55 F

52、500; 粗粗车圆弧一刀刀得R1.55；N0110 G01 XX25; N0120 G00 Z1;N01330 X117; N0140 G01 Z-32 F100; 车削粗车外外圆17mm，留留1mm余量；N0150 G02 XX23 WW-2.5 R2.55 F500; 粗车圆弧二刀得R2.5； N0160 G00 X50; N01770 Z1100; 回回起刀点； N01880 T00202; 换换2号刀；NN0190 G0 X117;N02200 ZZ0; 准准备加工端面面；N0210 G01 X-0.5 F50; 加工端面；N02200 X144; 倒角角起点；N00230 X16 W

53、-1; 倒角；NN0240 Z-32 F100; 车削精车外外圆16mm； N0250 G02 XX22 WW-3 RR3 F500; 精车圆弧R3；N0260 G01 ZZ-50 F100; 车削精车外外圆22mm；N0270 G01 X27;N0280 G00 XX50 ZZ100; 回起刀点点；N02990 T00303 S250; 换3号刀；N0300 G00 XX18; N03100 Z-119; 定定位至拉槽点点；N0320 G01 X11 FF20; 精拉槽411；N03300 X188;N0340 G00 XX50 ZZ100; 回起刀点点；N03550 T00404 S500

54、; 换4号刀；N0360 G00 XX17 ZZ2; 至螺纹循循环加工起始始点；N0370 G92 XX15.7 Z-155 F11.5; 车螺纹循循环；N03800 X155.4; N03990 X115.1; N04400 XX14.8; N04410 XX14.5; N04200 X144.5; N0430 G00 X50 Z1000; 回起刀刀点； N00440 T03033 S2000; 换3号号刀； N00450 G00 X24; N04460 ZZ-50; 定位至切切断点； N04700 G011 X-00.5 FF20; 切切断； N04800 G000 X500 Z1100;

55、 回回起刀点； N04900 M055; 主主轴停止； N05000 M300; 程程序结束；实例4 编制制图2-199所示工件的的数控加工程程序，毛坯直直径32mmmx100mmm棒材，材材料为45#钢图2-191根据零件图图样要求、毛毛坯情况，确确定工艺方案案及加工路线线:1）对短轴类零零件，轴心线线为工艺基准准，用三爪自自定心卡盘夹夹持32外圆，一一次装夹完成成粗精加工。2）粗加工外外圆与端面。 精加工外圆与端面。 切断。 2选择机床设设备根据据零件图样要要求，选用经经济型数控车车床即可达到到要求。故选选用CJK66130型数控卧式式车床。3选择刀具根据加工工要求，选用用二把刀具，TT0

56、101车车外圆与端面，T00202切断断刀。4确定切削用用量切削用量量的具体数值值应根据该机机床性能、相相关的手册并并结合实际经经验确定，详详见加工程序序。5确定工件坐坐标系、对刀刀点和换刀点点确定以以工件右端面面与轴心线的的交点O为工工件原点，建建立XOZ工工件坐标系。 采用用手动试切对对刀方法（操操作与前面介介绍的数控车车床对刀方法法相同）把点点O作为对刀刀点。换刀点点设置在工件件坐标系下XX50、Z50处。6编写程序N0010 GG50 X550 Z1550； 确定起刀点点 N0020 MM03 S6600； 主轴正转 N0030 TT0101； 选用11号刀，1号号刀补 N0040 G

57、G00 X335 Z577.5； 准备加工工右端面 N0050 GG01 X-11 F1500； 加工右右端面 N0060 GG00 X322 Z60； 准备开始进进行外圆循环环 N0070 GG90 X228 Z200 F1500； 开始始进行外圆循循环 N0080 XX26； N0090 XX24； N0100 XX22； N0110 XX21； 20圆先车削削至2 N0120 GG01 X00 Z57.5 F150； 结束外外圆循环并定定位至半圆RR7.5的起切切点 N0130 GG02 X115 Z500 I0 KK-7.5 F150； 车削半圆RR7.5 N0140 G01 X115

58、 Z422 F150； 车削削15圆 N0150 XX16； 倒角角起点 NN0160 XX20 Z440； 倒角 N0170 ZZ20； 车削20圆 N0180 GG03 X330 Z155 I10 K0 F1500； 车削圆弧RR5 NN0190 GG01 X330 Z2 F150； 车削削30圆 N0200 XX26 Z00； 倒角角 NN0210 GG0 X500 Z1500； 回起起刀点 N0220 T0202； 换2号刀刀 N0230 M03 S2550； N0240 GG0 X333 Z-4； 定位位至切断点 N0250 GG01 X-11 F1500； 切断 N0260 GG0

59、 X500 Z1500； 回起起刀点 NN0270 M05； 主轴停止止 N0280 M30； 程序结束束第五章 数控机机床故障排除除方法及其注注意事项由于经常参加维维修任务，有有些维修经验验，现结合有有关理论方面面的阐述，在在以下列出，希希望抛砖引玉玉。 5.1.1 故故障排除方法法 （1）初始化复复位法：一般般情况下，由由于瞬时故障障引起的系统统报警，可用用硬件复位或或开关系统电电源依次来清清除故障，若若系统工作存存贮区由于掉掉电，拔插线线路板或电池池欠压造成混混乱，则必须须对系统进行行初始化清除除，清除前应应注意作好数数据拷贝记录录，若初始化化后故障仍无无法排除，则则进行硬件诊诊断。 （

60、2）参数更改改，程序更正正法：系统参参数是确定系系统功能的依依据，参数设设定错误就可可能造成系统统的故障或某某功能无效。有有时由于用户户程序错误亦亦可造成故障障停机，对此此可以采用系系统的块搜索索功能进行检检查，改正所所有错误，以以确保其正常常运行。 （3）调节，最最佳化调整法法：调节是一一种最简单易易行的办法。通通过对电位计计的调节，修修正系统故障障。如某厂维维修中，其系系统显示器画画面混乱，经经调节后正常常。如在某厂厂，其主轴在在启动和制动动时发生皮带带打滑，原因因是其主轴负负载转矩大，而而驱动装置的的斜升时间设设定过小，经经调节后正常常。 最佳化调整是系系统地对伺服服驱动系统与与被拖动的