数控机床的尺寸计算及结构设计毕业设计.doc

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1、1 绪论数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点： （1）加工精度高，具有稳定的加工质量； （2）可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件； （3） 加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间； 机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（一般为普通

2、机床的35倍）； （4）机床自动化程度高，可以减轻劳动强度； （5）对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。 高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势，近几年来，在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。主要表现在： （1）机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣-车复合、车铣复合、车-镗-钻-齿轮加工等复合，车磨复合，成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，复合加工机床发展正呈现多样化的态势。 （2）智能化技术有新突破数控机床的智能化技术有新的突破

3、，在数控系统的性能上得到了较多体现。如：自动调整干涉防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能、加工过程自动消除机床震动等功能进入了实用化阶段，智能化提升了机床的功能和品质。 （3）机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应用，使得柔性线更加灵活、功能进一步扩展、柔性线进一步缩短、效率更高。机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线已经开始应用。 （4）精密加工技术有了新进展数控金切机床的加工精度已

4、从原来的丝级（0.01mm）提升到目前的微米级（0.001mm），有些品种已达到0.05m左右。超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05m左右，形状精度可达0.01m左右。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级（0.001m）。通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采用高精度的全闭环控制及温度、振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。 （5）功能部件性能不断提高功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向发展，并取得成熟的应用。全数字交流伺服电机和驱动装置，高技术含量的电主轴

5、、力矩电机、直线电机，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功能部件推广应用，极大的提高数控机床的技术水平。2. 进给系统概述数字控制，是一种自动控制技术，是用数字化信号对控制对象加以控制的一种方法。数控机床是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。数控机床是典型的数控化设备，它一般由信息载体、计算机数控系统、伺服系统和机床四部分组成。1. 信息载体信息载体又称控制介质，用于记录数控机床上加工一个零件所必需的各种信息，以控制机床的运动，实现零件的机械加工。常用的信息载体有穿孔带等，通过相应的输入装置将信息输入到数控系统中。数控机床也可采用操作面板上的按钮和键盘将加工信息直接输入，或

6、通过窜行口将计算机上编写的加工程序输入到数控系统。高级的数控系统可能还包含一套自动编程机或者CAD/CAM系统。2. 计算机数控系统计算机数控系统是数控机床的核心，它的功能是接受载体送来的加工信息，经计算和处理后去控制机床的动作。它由硬件和软件组成。硬件除计算机外，其外围设备主要包括光电阅读机、CRT、键盘、面板、机床接口等。软件由管理软件和控制软件组成。数控装置控制机床的动作可概括为：机床主运动、机床的进给运动、刀具的选择和刀具的补偿、其它辅助运动等。3. 伺服系统它是数控系统的执行部分，包括驱动机构和机床移动部件,它接受数控装置发来的各种动作命令，驱动受控设备运动。伺服电动机可以是步进电机

7、、电液马达、直流伺服电机或交流伺服电机。4. 机床它是用于完成各种切削加工的机械部分，是在普通机床的基础上发展起来的，但也做了很多改进和提高，它的主要特点是：由于大多数数控机床采用了高性能的主轴及伺服传动系统，因此数控机床的机械传动结构得到了简化，传动链较短；为了适应数控机床连续地自动化加工，数控机床机械结构具有较高的动态刚度、阻尼精度及耐磨性，热变形较小；更多地采用高效传动部件，如滚珠丝杠副、直线滚动导轨等；不少数控机床还采用了刀库和自动换刀装置以提高机床工作效率1。数控机床集中了传统的自动机床、精密机床和万能机床三者的优点，将高效率、高精度和高柔性集中于一体。而数控机床技术水平的提高首先依

8、赖于进给和主轴驱动特性的改善以及功能的扩大，为此数控机床对进给伺服系统的位置控制、速度控制、伺服电机、机械传动等方面都有很高的要求。伺服系统是指以机械位置或角度作为控制对象的自动控制系统。在数控机床中，伺服系统主要指各坐标轴进给驱动的位置控制系统。伺服系统接受来自CNC装置的进给脉冲，经变换和放大，再驱动各加工坐标轴按指令脉冲运动。这些轴有的带动工作台，有的带动刀架，通过几个坐标轴的综合联动，使刀具相对于工件产生各种复杂的机械运动，加工出所要求的复杂形状工件。进给伺服系统是数控装置和机床机械传动部件间的联系环节，是数控机床的重要组成部分。它包含机械、电子、电机(早期产品还包含液压)等各种部件，

9、并涉及到强电与弱电控制，是一个比较复杂的控制系统。要使它成为一个既能使各部件互相配合协调工作，又能满足相当高的技术性能指标的控制系统，的确是一个相当复杂的任务。提高伺服系统的技术性能和可靠性，对于数控机床具有重大意义，研究与开发高性能的伺服系统一直是现代数控机床的关键技术之一。数控机床伺服系统的一般结构如下图所示：由于各种数控机床所完成的加工任务不同，它们对进给伺服系统的要求也不尽相同，但通常可概括为以下几方面：可逆运行；速度范围宽；具有足够的传动刚度和高的速度稳定性；快速响应并无超调；高精度；低速大转矩。伺服系统对伺服电机的要求：1） 从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低

10、速如0.1r /min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4-6倍而不损坏。3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。电机应具有耐受4000rad/s2以上的角加速度的能力，才能保证电机可在0.2s以内从静止启动到额定转速。4）电机应能随频繁启动、制动和反转。随着微电子技术、计算机技术和伺服控制技术的发展，数控机床的伺服系统已开始采用高速、高精度的全数字伺服系统。使伺服控制技术从模拟方式、混合方式走向全数字方式。由位置、速度和电流构成的

11、三环反馈全部数字化、软件处理数字PID，使用灵活，柔性好。数字伺服系统采用了许多新的控制技术和改进伺服性能的措施，使控制精度和品质大大提高4。 图2.1 伺服系统结构图3 总体方案设计3.1 方案设计及总体布局 机床结构可以布置成卧式、立式、倒立式及斜置式等，根据设计任务加工轴类和直径不太大的盘、套类零件，采用卧式斜床身形式。主轴水平安装，横向成45布置。数控机床的伺服系统是连接数控系统和机床主体的重要部分，在设计中，在伺服方式上选择最广泛应用的半闭环方式。采用螺旋传动，计算滚珠丝杠副尺寸规格，接着进行丝杠的校核并进行精度等验算，根据计算的扭矩选择伺服电机。3.2 主切削力的计算切削力的大小可

12、用各种测力仪测得，也可用实验得出的近似公式计算： (2.1) (2.2) (2.3)式中 系数。决定于工件材料和加工方法，在一定的切削条件（v、s、t固定）下，为一常数。大表示工件材料的加工性差；小表示工件材料的加工性好。 k总的修正系数。决定于工件材料、切削用量和刀具几何形状等。Error! No bookmark name given.分别为工件材料、切削速度、主偏角、前角、刀具磨损限度对P的修正系数。、指数。一般情况下。这说明吃刀深度对切削力的影响要比走刀量对切削力的影响大。下表所列为的系数、指数和修正系数。这些系数在下列条件下制定：刀片材料为硬质合金，工件材料为碳素结构钢，后刀面磨损限

13、度，切削时不用冷却液，车削外圆。它们的系数、指数和修正系数之值也各有不同，可从有关手册中查得。表 2.1系 数 及 指 数工件材料结构钢16710075修 正 系 数工 件材 料4050506060707080809090100=08409009510104109切 削速 度v=50100200300400500=10090082077074071主 偏角=3045607090=10810094094089前 角=+20+100-10-20=09010111213后刀面磨损限度h=091.21.52.0=1.01.05切削功率是切削时在切削区内消耗的功率。当切削速度为已知时，切削功率可用下式计

14、算： (2.4)在校验机床选用的电动机功率时应使 (2.5)式中 机床电动机名义功率（千瓦）； 机床效率（一般齿轮机床=0.70.8）； 电动机超载时容许的系数（一般=1.25） 57。如表2.1，取其中各参数的最大值进行估算：取 =167， =1.0， ，=1.09， =1.08， =1.3， =1.05， =0.9取 切深t=5mm，进给量s=0.3mm/r则由公式(2.3)： (2.6)切削功率：取切削速度为105m/min，由公式(2.4)(2.5)得: 取 4 横向进给系统 4.1 已知技术参数 横向最大行程（X轴）180 mm； 工作进给速度为18000mm/min；横向快速进给速

15、度：8 m/min；刀架估计质量：150kg；滑板的估计尺寸（长宽高）：400mm200mm80mm；材料选为HT200。4.2 滚珠丝杠的计算及选择4.2.1 滚珠丝杠螺母副的预紧 滚珠丝杠螺母副必须预紧才能正常工作。预紧：消除滚珠与滚道的间隙，保证传动精度；使滚珠与滚道有点接触变成微小面接触，提高传动刚度。常采用双螺母，使两个螺母产生轴向位移，以消除间隙和施加预紧力。预紧常有三种结构： 1螺纹消隙结构 一个螺母外断为法兰，另以螺母外端为螺纹，上装两个圆螺母，两螺母以平键与螺母座相联，限制螺母的转动。拧紧圆螺母，就能使两螺母在轴向产生位移，消除间隙和施加预紧力。结构简单，调整方便；调整精度差

16、。 2垫片消隙结构 两螺母外端都为法兰结构，通过修磨垫片的厚度，使两螺母产生轴向位移，消除间隙和施加预紧力。结构简单，刚性好，装拆方便；调整麻烦。 3齿差调隙结构 两个螺母的外端制成圆柱外齿轮，其齿数差为一。两个内齿圈用螺钉和销钉固定在螺母座上。预紧时，先取出内齿圈，使两个螺母分别在相同方向转过一个或几个齿，这时，两螺母在轴向产生相应的位移，其消隙位移距离s可用下式计算：n-转过的齿数，t-丝杠导程。Z1，Z2-齿数。(二) 丝杠的预拉伸 滚珠丝杠工作时会发热。发热使丝杠热膨胀，从而加大导程，影响传动和定位精度。对要求很精密传动的丝杠，需要补偿热膨胀。丝杠预拉伸就使常用的补偿方法。 在制造时，

17、使丝杠螺纹部分的长度小于公称长度（导程乘螺纹圈数）一个预拉伸量。预拉伸量略大于热膨胀量。装配时，通过一定拉伸结构，将丝杠拉长一个预拉伸量，使丝杠螺纹部分到公称长度。工作时，热膨胀量抵消部分预拉伸量，丝杠拉应力下降，但长度不变。从而保证螺距精度不受热膨胀的影响。4.2.2 滚珠丝杠导程及等效转速的确定在本设计中，电机和丝杠直接相连，传动比为，设电机的最高工作转速为，则丝杠导程为： (3.1)，取 (3.2)由公式(3.2),最大进给速度时丝杠的转速：最小进给速度时丝杠的转速：丝杠等效转速：（取 ） (3.3)，转速，作用下的时间(s)。4.2.3 估计工作台质量及工作台承重刀架质量：滑板：总质量

18、：4.2.4 确定丝杠的等效负载及最大动载荷工作负载是指机床工作时，实际作用在滚珠丝杠上的轴向压力，它的数值可用进给牵引力的试验公式计算。选定导轨为滑动导轨，取摩擦系数为0.03，K为颠覆力矩影响系数，一般取1.11.5，现取为1.1，则丝杠所受的力为： (3.4)其等效负载可按下式估算（取 ， ）：t1，t2轴向载荷，作用下的时间(s)。n1，n2轴向载荷，作用下的转速(r/min)。 (3.5) 图4.1 受力分析 (3.6)fw负荷性质系数；（查表：当一般运转时，fw 为1.21.5，取fw=1.5。）ft温度系数；（查表：）fh硬度系数；（查表：滚道实际硬度HRC58时，fh=1。）f

19、a精度系数；（查表：当精度等级为3时，fa=1.0。）fk可靠性系数；(查表：可靠性为90%时，fk =1.00。)Fm等效负荷(N)；nm等效转速(r/min)；Tn工作寿命(h)。（查表得：数控机床：Th=15000。）由公式(3.6) 4.2.5 选择滚珠丝杠型号由文献7,8可知，查表选定丝杠为外循环插管式垫片预紧导珠管埋入型，型号： CDM3206-3。丝杠公称直径为32mm，基本导程，其额定动载荷，额定静载荷，圈数列数=1.52，丝杠螺母副的接触刚度为，丝杠底径27. 9mm，螺母长度为112mm，取丝杠的精度为3级。在本设计中采用双螺母垫片预紧。两边轴承分别为20mm和25mm。本

20、设计中丝杠采用两端固定的支承方式。选用成对丝杠专用轴承组合。 滚珠丝杠支承用专用轴承：轴承特点：1. 刚性大。由于采用特殊设计的尼龙成形保持架，增加了钢球数，且接触角为60轴向刚性大。2. 不需要预调整。对每种组合形式，生产厂家已作好了能得到最佳预紧力的间隙，故用户在装配时不需要再调整，只要按厂家作出的装置序列符号（）排列后，装紧即可。3. 起动力矩小。与圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承相比，起动力矩小。为了易于吸收滚珠螺母与轴承之间的不同轴度，推荐采用正面组合形式。（DF,DFD,DFF等）4.3 校核 滚珠丝杠副的拉压系统刚度影响系统的定位精度和轴向拉压振动固有频率，其扭转刚度影响扭转固有频率。

21、承受轴向负荷的滚珠丝杠副的拉压系统刚度Ke由丝杠本身的拉压刚度KS，丝杠副内滚道的接触刚度Kc，轴承的接触刚度KB，螺母座的刚度KH，按不同支承组合方式的计算而定。扭转刚度按丝杠的参数计算。 4.3.1 临界压缩负荷丝杠的支承方式对丝杠的刚度影响很大，采用两端固定的支承方式并对丝杠进行预拉伸，可以最大限度地发挥丝杠的潜能。所以设计中采用两端固定的支承方式9。临界压缩负荷按下式计算： (3.7)式中 E材料的弹性模量E钢=2.11011(N/m2)； L0最大受压长度(m)； K1安全系数，取K1=1/3； Fmax最大轴向工作负荷(N)； f1丝杠支承方式系数；(支承方式为双推双推时，见下图，

22、f1=4，f2=4.730) I丝杠最小截面惯性矩(m4)： (3.8)式中 d0丝杠公称直径(mm)； dw滚珠直径(mm)。丝杠螺纹部分长度，取 支承跨距 ， 丝杠全长 由公式(3.7)可见远大于，临界压缩负荷满足要求。4.3.2 临界转速 (3.9)式中 A丝杠最小横截面： 临界转速计算长度：取 ，安全系数，一般取 ；材料的密度：；丝杠支承方式系数，查表得，满足要求。4.3.3 丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率丝杠系统的轴向拉压系统刚度Ke的计算公式：两端固定： (3.10)式中 Ke 滚珠丝杠副的拉压系统刚度(N/m)； KH螺母座的刚度(N/m)；Kc丝杠副内滚道的接触刚度(N/m)

23、；KS丝杠本身的拉压刚度(N/m)；KB轴承的接触刚度(N/m)。1) 丝杠副内滚道的接触刚度可查滚珠丝杠副型号样本。2) 轴承的接触刚度可查轴承型号样本。3) 螺母座的刚度可近似估算为1000。4) 丝杠本身的拉压刚度：对丝杠支承组合方式为两端固定的方式： (3.11)式中 A丝杠最小横截面，；E材料的弹性模量，E=2.11011(N/m2)；l两支承间距(m)；a螺母至轴向固定处的距离(m)。已知：轴承的接触刚度，丝杠螺母的接触刚度，丝杠的最小拉压刚度（见后面计算）。螺母座刚度。丝杠系统轴向拉压振动的固有频率： (3.12)式中 m丝杠末端的运动部件与工件的质量和(N/m)；Ke丝杠系统的

24、轴向拉压系统刚度(N/m)。显然，丝杠的扭转振动的固有频率远大于1500r/min，能满足要求。4.3.4 丝杠扭转刚度丝杠的扭转刚度按下式计算： (3.13)式中 丝杠平均直径：L丝杠长度扭转振动的固有频率: (3.14)式中 JW运动部件质量换算到丝杠轴上的转动惯量(kgm2)； JZ丝杠上传动件的转动惯量(kgm2)； JS丝杠的转动惯量(kgm2)。由文献7，8得：平移物体的转动惯量为丝杠转动惯量：显然，丝杠的扭转振动的固有频率远大于1500r/min，可以满足要求。4.3.5 传动精度计算滚珠丝杠的拉压刚度 (3.15)导轨运动到两极位置时，有最大和最小拉压刚度，其中，L值分别为30

25、0mm和100mm。最大与最小机械传动刚度：最大和最小机械传动刚度：由于机械传动装置引起的定位误差为 (3.16)对于3级滚珠丝杠，其任意300mm导程公差为 ，机床定位精度，所以，可以满足由于传动刚度变化所引起的定位误差小于（1/31/5）机床定位精度的要求。再加上闭环反馈系统的补偿，定位精度能进一步提高10。4.3.6 伺服电机计算根据文献11，扭矩的计算为：1. 理论动态预紧转矩查表知3级滚珠丝杠 ， 而 (3.17)2. 最大动态摩擦力矩对于3级滚珠丝杠， (3.18)3. 驱动最大负载所耗转矩 (3.19)4. 支承轴承所需启动扭矩查轴承表：对于的轴承，其，对于的轴承，其，则 。5.

26、 驱动滚珠丝杠副所需扭矩 6. 电机的额定扭矩 4.3.7 电机的选择根据以上计算的扭矩及文献12，选择电机型号为SIEMENS的IFT5066，其额定转矩为6.7 。5 纵向进给系统 5.1 已知技术参数 纵向最大行程（Z轴）650 mm； 工作进给速度为115000mm/min；纵向快速进给速度：15 m/min；床鞍及其他的估计尺寸（长宽高）：600mm300mm100mm；材料选为HT200。5.2 滚珠丝杠的计算及选择5.2.1 滚珠丝杠导程及等效转速的确定在本设计中，电机和丝杠直接相连，传动比为，设电机的最高工作转速为，则由公式(3.1)可得丝杠导程为： 由公式(3.2) ，最大进

27、给速度时丝杠的转速：最小进给速度时丝杠的转速：由公式(3.3) ，丝杠等效转速为： 5.2.2 估计工作台质量及工作台承重：横向工作台质量：床鞍及其他：总质量：5.2.3 确定丝杠的等效负载及最大动载荷：取滑动导轨摩擦系数为0.025，则丝杠所受的力为（如图4.1所示）： (4.1)其等效负载可按公式(3.5)估算： 由公式(3.6)得： 图5.1 受力分析查表选定丝杠为外循环插管式垫片预紧导珠管埋入型，型号： CDM2510-2.5。丝杠公称直径为25mm，基本导程，其额定动载荷，额定静载荷，圈数列数=2.51，丝杠螺母副的接触刚度为，丝杠底径24.5mm，螺母长度为125mm，取丝杠的精度

28、为3级。在本设计中采用双螺母垫片预紧。两边的轴承选为17mm与20mm。5.3 校核 5.3.1 临界压缩负荷轴向固定的长丝杠在承受压缩负荷时，应验算其压杆稳定性。临界压缩负荷按公式(3.7)(3.8)计算：丝杠螺纹部分长度，取 支承跨距 ， 丝杠全长 可见远大于，临界压缩负荷满足要求。5.3.2 临界转速 由公式(3.9)取 ，满足要求。5.3.3 丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率由公式 (3.10)(3.11)(3.12) ：已知：轴承的接触刚度，丝杠螺母的接触刚度，丝杠的最小拉压刚度（见后面计算）。螺母座刚度。丝杠系统轴向拉压振动的固有频率：显然，丝杠的扭转振动的固有频率远大于1500r

29、/min，能满足要求。5.3.4 丝杠扭转刚度丝杠的扭转刚度由公式(3.13)计算： 由文献7,8得：平移物体的转动惯量为丝杠转动惯量：扭转振动的固有频率按公式(3.14)计算:待添加的隐藏文字内容3显然，丝杠的扭转振动的固有频率远大于1500r/min，可以满足要求。5.3.5 传动精度计算导轨运动到两极位置时，有最大和最小拉压刚度，其中，L值分别为650mm和100mm。由公式(3.15) ，最大与最小机械传动刚度：最大和最小机械传动刚度：由于机械传动装置引起的定位误差据公式(3.16)对于3级滚珠丝杠，其任意300mm导程公差为 ，机床定位精度，所以，可以满足由于传动刚度变化所引起的定位

30、误差小于（1/31/5）机床定位精度的要求。再加上闭环反馈系统的补偿，定位精度能进一步提高。5.3.6 伺服电机计算扭矩的计算1) 理论动态预紧转矩查表知3级滚珠丝杠 ， 而 由公式(3.17) 2) 最大动态摩擦力矩对于3级滚珠丝杠，由式(3.18) 3) 驱动最大负载所耗转矩由公式(3.19) 4) 支承轴承所需启动扭矩查轴承表：对于的轴承，其，则 。5) 驱动滚珠丝杠副所需扭矩 6) 电机的额定扭矩 5.3.7 电机的选择根据以上计算的扭矩及文献12，选择电机型号为SIEMENS的IFT5066，其额定转矩为6.7。6 数控系统选择 6.1 西门子数控系统的优点 西门子数控系统具有优越的

31、性能，设计中选择SINUMERIK 802D型号。其控制器：具有免维护性能的SINUMERIK 802D，其核心部件 - PCU（面板控制单元）将CNC、PLC、人机界面和通讯等功能集成于一体。可靠性高、易于安装；SINUMERIK802D可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴。通过生产现场总线PROFIBUS将驱动器、输入输出模块连接起来； 模块化的驱动装置SIMODRIVE611Ue配套1FK6系列伺服电机，为机床提供了全数字化的动力。通过视窗化的调试工具软件，可以便捷地设置驱动参数，并对驱动器的控制参数进行动态优化； SINUMERIK802D集成了内置PLC系统，对机床进行逻辑控制。采用

32、标准的PLC的编程语言Micro/WIN进行控制逻辑设计。并且随机提供标准的PLC子程序库和实例程序，简化了制造厂设计过程，缩短了设计周期。 CNC功能：控制车床、钻铣床；可控制4个进给轴和一个数字或模拟主轴；三轴联动，具有直线插补、平面圆弧插补、螺旋线插补、空间圆弧（CIP）插补等控制方式；螺纹加工、变距螺纹加工；旋转轴控制；端面和柱面坐标转换（C轴功能）；前馈控制、加速度突变限制；程序预读可达35段；刀具寿命监控；主轴准停，刚性攻丝、恒线速切削；FRAME功能（坐标的平移、旋转、镜象、缩放） 操作单元：单色10.4 TFT显示器，彩色为选件；全功能数控键盘具有水平安装方式，和垂直安装方式；

33、标准机床控制面板（选件）；三个手轮接口；RS232串行接口；生产现场总线接口；标准键盘接口；PC卡插槽（用于数据备份和批量生产） 操作与显示：带有8个水平软键和8个垂直软键的直观操作；对刀及刀具测量，工件坐标系测量，基本坐标偏移；MDA方式端面加工；程序段搜索运行；坐标轴锁定、快速空运行；后台编程；加工外部程序（通过串行接口）；示波器、袖珍计算器、和工件计数器；两种语言在线切换；16种语言可选择安装；在线公英制切换；机床坐标系、工件坐标系、和相对坐标系显示；加工轨迹实时显示（可辨认快速和加工轨迹）；在线帮助；有效G功能和M功能显示；坐标位置、余程以及各轴速度显示 零件编程：标准G代码编程（DI

34、N66025）和西门子高级语言编程；ISO标准编程；车削、铣削工艺循环编程；蓝图编程；极坐标编程；程序存储器容量达340K字节 PLC：采用标准的S7-200编程语言 Micro/WIN；梯图编程；梯图在线显示；PLC远程诊断；完全汉化的PLC编程工具随机提供；随机提供PLC子程序和用于车床铣床的PLC应用程序实例；PLC的处理速度是6000步/24毫秒 ；40个定时器，32个计数器；数字输入输出为144 / 96。6.2 数控连线图其连线图如图5.1所示。 图6.1 数控系统连线图7 数控编程编制如图7.1所示零件的加工程序，材料为45钢，棒料直径为40mm16。 图7.1 数控零件图1.

35、刀具设置选择93正偏刀为1号刀，2号割槽刀（宽4mm），60硬质合金螺纹刀为3号刀。2. 工艺路线1） 工件伸出卡盘外85mm，找正后夹紧。2） 用1号刀车工件右端面，粗车外圆至38.570。3） 先车32.558圆柱，再车30.548圆柱，再车20.510圆柱。4） 车右端圆弧，留0.5mm精车余量。5） 精车外形轮廓至尺寸。6） 割退刀槽，并用割槽刀右刀尖倒出M303螺纹左端C2倒角。7） 换螺纹刀车双线螺纹。8） 割断工件。3. 相关计算1） 计算双线螺纹M303（P1.5）的底径：D=d-20.62P=(30-20.621.5)mm=28.14mm2） 确定背吃刀量分布：1.5mm、0

36、.25mm、0.07mm4. 加工程序N01 G90 G94 G54 ； 采用G54工件坐标系，分进给，绝对编程N02 S800 M03 ； 主轴正转，转速800rpmN03 T01 M08 ； 换1号外圆刀，切削液开N04 G00 X40 Z0 ； 快速进刀N05 G01 X0 F100 ； 车端面N06 G00 X19.5 Z2 ； 快速退刀N07 G01 Z-70 F150 ； 粗车外圆N08 G00 X30 Z2 ； 快速退刀N09 G01 X18 ； 快速进刀N10 G01 Z-58 ； 粗车外圆N11 G00 X30 Z2 ； 快速退刀N12 G00 X16.5 ； 快速进刀N13

37、 G01 Z-58 ； 粗车外圆N14 G00 X30 Z2 ； 快速退刀N15 G00 X15.5 ； 快速进刀N16 G01 Z-48 ； 粗车外圆N17 G00 X30 Z2 ； 快速退刀N18 G00 X14 ； 快速进刀N19 G01 Z-12 ； 粗车外圆N20 G00 X20 Z2 ； 快速退刀N21 G00 X12 ； 快速进刀N22 G01 Z-10 ； 粗车外圆N23 G00 X15 Z2 ； 快速退刀N24 G00 X0 ； 快速进刀N25 G03 X12 Z-10 CR=12 F100 ； 车R12圆弧 N26 G02 X15 Z-15 CR=3 ； 车R3圆弧N27

38、G00 Z0.5； 快速退刀N28 G00 X0 ； 快速进刀N29 G03 X10.5 Z-10 CR=10.5 ； 车R10.5圆弧N30 G02 X15 Z-15 CR=4.5 ； 车R4.5圆弧N31 G00 X100 Z100 ； 快退至起刀点N32 S1000 M03 ； 主轴变速N33 G00 X2 Z2 ； 快速进刀N34 G01 X0 Z0 F60 ； 进刀至（0，0）点N35 G03 X10 Z-10 CR=10 ； 精车R10圆弧N36 G02 X15 Z-15 CR=5 ； 精车R5圆弧N37 G01 z-40 ； 精车螺纹外圆至30N38 G00 X16 Z-45 ； 快速进刀N39 G01 Z-58 ； 精车3