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1、 郑州大学自考本科毕业论文 专业数控技术 姓名蔡 磊 准考证号070111200216 论文题目数控机床对零件的加工与维护的设计 2012年10月4日毕业论文样式-评价：论文评语：论文建议成绩：评审教师签名：年 月 日论文综合成绩：答辩组长签名： 院系盖章： 年 月 日学校自考办意见： 目录摘要.4 绪论.5第一章 数控加工概述6第二章 数控车的加工工艺分析与工装夹8第一节 零件图的工艺分析8第二节 合理选择切削用量9第三节 合理选择刀具和夹具10第四节 夹具安装要点12第五节 加工路线的拟定12 第三章 数控车床加工实例16第四章 数控机床电气维修技术22第一节 人员条件22第二节 机床性能
2、及数控功能检验23第三节 关于预防性维护25总 结30谢词.31参考文献32 附录1 任务书33附录2开题报告34 摘 要 数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础，离开了数控技术，先进制造技术就成了无本之木。数控机床的电气故障是数控机床的多发故障，其接线复杂、故障不易查找，一直是维修的一个重点和难点。本文对数控机床的电气维修技术做出了简明的概括，简单阐述了数控机床的电气系统的构成，把一些常见的故障进行分类，列举了一些常见数控的机床的电气故障的诊断方法，总结归纳出了数控机床的电气维修方法及技巧，使维修人员可以有条理进行数控机床电气部分的诊断与维修，减少了电气故障的诊断时间，加快
3、了电气故障维修的速度。关键词：数控机床，电气故障，分析，维修 AbstractModern manufacturing of CNC technology is automated, flexible, integrated production base and left the CNC technology, advanced manufacturing technology is like a tree without roots. Electrical failure is a CNC machine tool of numerical control machine tool fau
4、lt, its complex wiring, fault is difficult to find, has always been a focus of maintenance and difficulties. This on NC machine of electrical maintenance technology made has concise of General, simple described has NC machine of electrical system of constitute, to some common of fault for classifica
5、tion, cited has some common NC of machine of electrical fault of diagnosis method, summary summarized out has NC machine of electrical maintenance method and the skills, makes maintenance personnel can has structured for NC machine electrical part of diagnosis and maintenance, reduced has electrical
6、 fault of diagnosis time, accelerated has electrical fault maintenance of speed. Key words: numerical control machine tools, electrical failure, analysis, maintenance 绪 论 制造业是我国国民经济的支柱产业，其增加值约占我国国内生产总值的40%以上，而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。21世纪是科学技术突飞猛进、不断取得新突破的世纪，它是数控技术全面发展的时代。数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科
7、学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序，提高加工精度和生产效率，特别适合于复杂形状回转类零件的加工。数控机床的加工工艺与通用机床的加工工艺有许多相同之处，但在数控机床上加工零件比通用机床加工零件的工艺规程要复杂得多。在数控加工对刀前，要将机床的运动过程、零件的工艺过程、刀具的形状、切削用量和
8、走刀路线等都编入程序，这就要求程序设计人员具有多方面的知识基础。合格的程序员首先是一个合格的工艺人员，否则就无法做到全面周到地考虑零件加工的全过程，以及正确、合理地编制零件的加工程序。本文主要讨论的就是作为制造业的组成部分数控车床。主要内容有关于数控车床的数控加工原理、加工工艺分析、刀具的选用、数控车加工操作流程。 第一章 数控加工概述2.1数控加工原理 当我们使用机床加工零件时，通常都需要对机床的各种动作进行控制，一是控制动作的先后次序，二是控制机床各运动部件的位移量。采用普通机床加工时，这种开车、停车、走刀、换向、主轴变速和开关切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自动机床和仿形机床加工时
9、，上述操作和运动参数则是通过设计好的凸轮、靠模和挡块等装置以模拟量的形式来控制的，它们虽能加工比较复杂的零件，且有一定的灵活性和通用性，但是零件的加工精度受凸轮、靠模制造精度的影响，而且工序准备时间也很长。采用数控机床加工零件时，只需要将零件图形和工艺参数、加工步骤等以数字信息的形式，编成程序代码输入到机床控制系统中，再由其进行运算处理后转成驱动伺服机构的指令信号，从而控制机床各部件协调动作，自动地加工出零件来。当更换加工对象时，只需要重新编写程序代码，输入给机床，即可由数控装置代替人的大脑和双手的大部分功能，控制加工的全过程，制造出任意复杂的零件。数控加工的原理如图1-1所示。 图1-1 数
10、控加工原理框图2.2数控加工的特点总的来说，数控加工有如下特点：(1) 自动化程度高，具有很高的生产效率。除手工装夹毛坯外，其余全部加工过程都可由数控机床自动完成。若配合自动装卸手段，则是无人控制工厂的基本组成环节。数控加工减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件；省去了划线、多次装夹定位、检测等工序及其辅助操作，有效地提高了生产效率。(2) 对加工对象的适应性强。改变加工对象时，除了更换刀具和解决毛坯装夹方式外，只需重新编程即可，不需要作其他任何复杂的调整，从而缩短了生产准备周期。(3) 加工精度高，质量稳定。加工尺寸精度在0.0050.01 mm之间，不受零件复杂程度的影响。由于大部分操作都
11、由机器自动完成，因而消除了人为误差，提高了批量零件尺寸的一致性，同时精密控制的机床上还采用了位置检测装置，更加提高了数控加工的精度。(4) 易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。由于机床采用数字信息控制，易于与计算机辅助设计系统连接，形成CAD/CAM一体化系统，并且可以建立各机床间的联系，容易实现群控。 （5） 在可靠性方面，国外数控装置的MTBF值已达6 000h以上，伺服系统的MTBF值达到30000h以上，表现出非常高的可靠性。 第二章 数控车的加工工艺分析与工装夹第一节 零件图的工艺分析在设计零件的加工工艺规程时，首先要对加工对象进行深入分析，对于数控车削加工应考虑以下几个方面
12、1 构成两件轮廓的几何条件在车削加工手工编程时，要计算每个节点坐标，在自动编程时，要对零件轮廓所以的几何元素进行定义，因此在分析零件图时要注意（1） 零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成。（2） 零件图上的图线位置是否模糊或标注不清，使编程无法下手（3） 零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难（4） 零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸2 尺寸精度要求 分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否用车削工艺达到，并确定控制尺寸精度的工艺方法，在该项分析过程中，还可以同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对尺寸及
13、尺寸链计算等等，在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。3 形状和位置的精度的要求 零件图样上给定飞形状和位置公差是保证零件精度的重要依据，加工时要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性的处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。4 表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床，刀具及确定切削用量的依据。5 材料与热处理要求零件图样上给定的材料与热处理要求，是选择刀具，数控车床型号，确定切削用量的依据第二节 合理选择切削用量加工过程中切削用量的确定合理选择切削用量
14、的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：切削深度 a p。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，a p就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=(0.60.9)d。切削速度V。提高V也是提高生产率的
15、一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，例如用立铣刀铣削合金刚30CrNi2MoVA时，v可采用8m/min左右；而用同样的立铣刀铣削铝合金时，V可选200m/min以上。主轴转速n(r/min)。主轴转速一般根据切削速度v来选定。计算公式为：V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。进给速度Vf。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。Vf的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，
16、Vf可选择得大些。在加工过程中，Vf也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。V=pnd/1000。数控机床的控制面板上一般备有主轴转速修调(倍率)开关，可在加工过程中对主轴转速进行整倍数调整。进给速度Vf。vF应根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料来选择。Vf的增加也可以提高生产效率。加工表面粗糙度要求低时，Vf可选择得大些。在加工过程中，Vf也可通过机床控制面板上的修调开关进行人工调整，但是最大进给速度要受到设备刚度和进给系统性能等的限制。随着数控机床在生产实际中的广泛应用，量化生产线的形成，数控编程已经成为数控加工
17、中的关键问题之一。在数控程序的编制过程中，要在人机交互状态下即时选择刀具和确定切削用量。因此，编程人员必须熟悉刀具的选择方法和切削用量的确定原则，从而保证零件的加工质量和加工效率，充分发挥数控机床的优点，提高企业的经济效益和生产水平。第三节 合理选择刀具和夹具1 刀具选用的原则刀具的选择是在数控编程的人机交换状态下进行的，应根据机床的加工能力，工件材料的性能，加工工序，切削用量已经其他相关因素正确选用刀具及刀柄。刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高。在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工的刚性，刀体一般均用普通碳钢或者合金钢制作，如焊接车刀，镗刀，钻头，
18、铰刀的刀柄。尺寸较小的刀具或切削负荷较大的刀具宜选用合金工具钢或整体高速钢制作，如螺纹刀具，形成铣刀，拉刀等。机夹，可转位硬质合金刀具，镶硬质合金钻头，可转位铣刀等的刀体可用合金工具钢制作。对于一些尺寸较小，刚度较差的精密孔的加工刀具，如小直径镗刀，铰刀，为保证刀体有足够的刚度，宜选用整体硬质合金制作，以提高刀具寿命和加工精度。选取刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸相适应。2 、刀具材料的选择方法材料我们选用硬质合金钢硬质合金由作为主要组元的难熔金属碳化物和起黏结相作用的金属组成的烧结材料，具有高强度和高耐磨性。它是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。
19、硬质合金具有硬度高、耐磨、强度和韧性较好、耐热、耐腐蚀等一系列优良性能，特别是它的高硬度和耐磨性，即使在500的温度下也基本保持不变，在1000时仍有很高的硬度。硬质合金广泛用作刀具材料，如车刀，铣刀，刨刀，钻头，镗刀等用于切削铸铁，有色金属，塑料，化纤，石墨，玻璃，石材和普通钢材，也可以用来切削耐热钢，不锈钢，高锰钢，工具钢等难加工的材料。现在新型硬质合金刀具的切削速度等于碳素钢的几百倍。性能特点硬度高（86-93HRA，相当于69-81HRC）;热硬性好（可达900-1000）耐磨性好硬质合金刀具比高速钢切削速度提高4-7倍，刀具寿命高5-80倍。制造模具，量具，寿命比合金工具钢高20-1
20、50倍。可切削50HRC左右的硬质合金材料。但硬质合金脆性打，不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接，粘接，机械夹持等方法。分类与牌号 钨钴类硬质合金主要成分是碳化钨（WC）和粘结剂钴（CO）其牌号是由“YG”（硬，钴两字汉语拼音字首）和平均含钴量的百分数组成。例如，“YG”，表示平均WCO=8%，其余为碳化钨的钨钴类硬质合金。钨钛钴类硬质合金其主要成分是碳化钨，碳化钛（Tic）及钴其牌号由“YT”（硬，钛两字的汉语拼音首字）和碳化钛平均含量组成例如，YT15，表示平均WTi=15%，其余为碳化钨和钴含量的钨钛。钨钛钽类硬质合金主要成分是碳化钨，碳化钛
21、，及钴其牌号由“YW”（硬，万两字的汉语拼音首字）加顺序号组成，如YW13 、刀具的分类及特点（1）刀具的特点数控加工刀具必须适应数控机床高速，高效和自动化程度高的特点，一般应包括通用刀具，通用联接刀柄及少量专用刀柄。刀柄要联接刀具并装在机床动力头上，因此已逐渐便准化和系列化。数控机床与普通机床上所用的刀具相比，有许多不同的要求，主要有以下特点，1 刚性好，精度高，抗振及热变形小2 互换性好，便于快速换刀3 寿命高，切削性能稳定，可靠4 刀具的尺寸便于调整，以减少换刀调整时间5 刀具应能可靠地断屑或卷屑，以利于切屑的排除6 系列化，标准化，以利于编程和刀具管理（2）刀具的分类数控刀具根据刀具结
22、构可分为整体式镶嵌式特殊型式，如复合式刀具，减震式刀具等。根据制造刀具所用的材料可分为：高速钢刀硬质合金刀具金刚石刀具其他材料刀具，如立方氮化硼刀具，陶瓷刀具等。从切削工艺上可分为：车削刀具，分外圆，内孔，螺纹，切割刀具等多种钻削刀具，包括钻头，铰刀，丝锥等镗削刀具铣削刀具等。第四节 夹具安装要点目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的，液压卡盘夹紧要点如下：首先用扳手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用扳手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。第五节 加工路线的拟定零件机械加工的工艺路线是指零件生产过程中，由毛坯到成品所经过的工序先后顺序。在拟定工艺路线时，首先除考虑定位基
23、准的选择外，还应当考虑个表面加工方法的选择，工序集中与分散的程度，加工阶段的划分和工序先后顺序的安排等问题。一 表面加工方法的选择（一）加工经济精度由实践可知，各种加工方法（如车，铣，刨，磨，钻）所能达到的加工精度和表面粗糙度是有一定的范围的。任何一种加工方法，如果由技术水平高的熟练工人在精密完好的设备上仔细的慢慢操作，必然使加工误差减小，可以得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，但却使成本增加。反之技术水平较低的工人在精度较差的设备上快速操作，虽然成本下降，但是得到的加工误差不然较大，使加工精度降低。统计质料表面加工精度要求越高，即允许的加工误差越小，零件成本越高。（二） 选择表面加工方法应
24、考虑的因素选择表面加工方法时，首先应根据零件的加工要求，查表或根据经验来确定哪些加工方法能达到所要求的加工精度。（1） 工件材料的性质 如有色金属的精加工不宜采用磨削，因为有色金属易使砂轮堵塞，因此常采用高速精车削或金刚镗等切削加工方法。（2） 工件的形状和尺寸 如形状比较复杂，尺寸较大的零件，其上的孔一般不宜采用拉削或磨削，直径大于60mm的孔不宜采用钻，扩，铰等。（3） 选择加工方法要与生产类型相适应 一般来说，大批大量生产应选用高生产率的和质量稳定的价格方法。而单件小批量生产应尽量选择通用设备和避免采用非标准的专用刀具来加工。如平面加工一般采用铣削或刨削，但刨削由于生产率低，除特殊场合外
25、，在成批以上的生产中以逐步被铣削所代替，而大批大量生产时，常常要考虑拉削平面的可能性，对于孔加工来说，镗削由于刀具简单，在单间小批量生产中得到及其广泛的应用。（4） 具体的生产条件 工艺人员必须熟悉工厂现有的价格设备和他们的工艺能力，工人的技术水平，以充分利用现有设备和工艺手段，同时也要注意不断引进新技术，对老设备进行技术改造，挖掘企业的潜力，不断提高工艺水平。三 各种表面的典型加工路线根据上述因素确定了某个平面的最终加工方法后，还必须同时确定前面的预加工方法，形成一个表面加工路线，才能付诸实施。例1 外圆表面的加工路线（1）粗车 半精车 精车 如果加工精度要求较低时，也可以只取精车或粗车然后
26、半精车（2）粗车 半精车 粗磨 精磨 对于黑色金属材料，加工精度等于或低于IT16，表面粗糙度等于或大于Ra0.4um的外圆表面，特别是有淬火要求的表面，通常采用这种加工路线，有时也采取粗车 半精车 磨的方法（3） 粗车 半精车 精车 金刚石车 这种加工路线主要适用于有色金属材料及其他不宜采用磨削加工的外圆表面（4） 粗车 半精车 粗磨 精磨 精密加工 当外圆表面的精度要求特别高或表面粗糙度的要求特别小时，在方案2的基础上，还要增加精密加工或光整加工方法。常采用的外圆表面的精密加工方法有研磨，超精加工，精密磨等；抛光，砂带磨等光整加工方法则是以减小表面粗糙度为主要目的的。2 孔的加工路线（1）
27、 钻 扩 粗铰 此方案广泛应用于加工直径小于40mm的中小孔。其中扩孔有纠正正确位置误差的能力，而铰刀又是定尺寸刀具，容易保证孔的尺寸精度。对于直径较小的孔，有时只需要一次便能达到要求的加工精度。（2） 粗镗 半精镗 精镗仅适用于直径较大的孔，位置精度要求较高的孔， 有色金属材料制成的孔，在上述情况下如果毛坯上已有铸出或锻出的孔，则第一道工序先安排镗，若毛坯上没有孔，第一道工序便安排钻或两次钻。当孔的加工要求更高时，可在精镗后再安排浮动或金刚镗或其他精密加工方法。（3）钻一位 多用于大批量生产中加工盘套类零件的圆孔，单键孔，及花键孔。拉刀为定尺寸刀具，其加工质量稳定，生产效率高。加工要求较高时
28、，拉削可分为粗拉和精拉。（4）粗镗 半精镗 粗磨 精磨 该方案主要用于中小型淬硬零件的孔加工。当孔的精度要求更高时，可在增加研磨或其他精加工工序。 3 平面加工路线（1） 磨削 磨削可得到较高的加工精度和较小的表面粗糙度，且以磨淬硬表面，因此广泛应用于中小型零件的平面精加工。要求更高的零件可以在粗磨 精磨 后在安排研磨或精密磨等加工。（2）刮研 刮研是获得精密平面的传统加工方法 由于这种方法劳动量大，生产效率低，在大批量生产下已逐步被磨削所取代，但在单件小批量生产修配工作中仍用广泛的应用。（3）高速精铣或宽刀精刨 高速精铣不仅能获得较高的精度和小的表面粗糙度，而且生产率高，应用于不淬硬的中小型
29、零件平面的加工，宽刀精刨多用于大型零件特别是狭长平面的精加工。二 加工阶段的划分工件上每一个表面的加工，总是先粗后精。粗加工去掉大部分余量，要求生产率高；精加工保证工件精度的要求。对于加工精度要求较高的零件，应当将整个工艺过程划分成粗加工，半精加工，精加工等几个阶段，在各个阶段之间安排热处理工序，加工划分阶段有如下优点；（1） 有利于保证加工质量 粗加工时，由于切去的余量较大，切削力和所需的夹紧力也较大，因而工艺系统受力变形和热变形都比较严重而且毛坯制造过程因冷却速度不均匀使工件内部存在着内应力，粗加工从表面切去一层金属，致使内应力重新分布也会引起变形，这就使得粗加工不仅不能得到较高的精度和较
30、小的表面粗糙度，还可能影响其他已经精加工过的表面。粗加工分阶段进行，就可以避免上述因素对精加工表面的影响，有利于保证加工质量。（2）合理地使用设备 粗加工采用功率较大，刚度大，精度不太高的机床，精加工应在精加工高的机床上进行，有利于长期保持机床的精度。（3） 有利于及早的发现毛坯的缺陷，粗加工安排在前，若发现了毛坯的缺陷，及时予以报废，以免继续加工造成工时的浪费。综上所述，工艺过程应当尽量划分阶段进行。至于究竟应当划分为两个阶段，三个阶段，还是更多的阶段，必须根据工件的加工精度要求和工件的刚性来决定。一般来说，工件精度要求越高，刚性越差，划分阶段应越细。另一方面，粗精加工分开，使机床台数和工序
31、数增加，当生产批量较小时，机床负荷利率低，不经济。所以，当工件批量小，精度要求不太高，工件刚性较好时也可以不分或少分阶段。重型零件由于输送及装夹困难，一般在一次装夹完成粗精加工，为了弥补不分阶段带来的弊端，常常在粗加工工步后松开工件，然后以较小的夹紧力重新夹紧，在继续进行精加工工步。第三章 数控车床加工实例图2-2 数控加工零件图3.1 零件图样分析(1)材料选45#中碳热扎钢，无热处理及硬度要求的热扎钢（图2-2 数控加工零件图）(2)成型表面组成：由圆柱面、圆锥面、球面、圆弧面以及螺纹面组成。各表面精度要求较高以及表面粗糙度要求为Ra1.6，用数控车削均可完成。(3)轴段右侧有两段顺逆圆弧
32、，应选用机械间隙补偿的数控机床去完成。3.2工艺措施(1)尺寸精度要求及表面粗糙度要求，一般取表面粗糙度为七级精度，使用高等精度数控CJK6140即可保证零件的加工要求，编程时，直接带入具体尺寸。(2)轴段右侧有两段顺逆圆弧，应选用带机械间隙补偿的数控机床去完成。(3)各成型表面连接无复杂程度中等，不须用可转位刀片，用一般车削硬质合金刀即可。(4)选毛坯件：45#碳热扎圆钢，取50X150mm(5)数控加工前先在普床上完成外圆的准备加工，使之为48mm，同时获得工件的回转轴线、再平端面。3.3 确定定位基准和装夹方式(1)定位基准： X方向：坯件回转轴线 Z方向：坯件端面 设计基准和定位基准与
33、工艺基准三者重合；在相应加工之前基准端面要先加工。(2)装夹方式：三爪自定心卡盘，手工夹紧夹持端。对坯料多余部分插入主轴内部，加工时依次完成四根轴的加工。在数控机床上分别加工各成型面，最后用切割刀切除。综上所述，首先在普床上平端面、加工外圆去除表面的余量达到要求，然后把工件放到数控车床上确定左段用三爪自定心卡盘夹持，加工圆球、圆弧、圆锥、倒角、退刀槽及螺纹，最后用切割刀切断即可完成。(3)装夹图如图3-3所示：图3-3 装夹图3.4 加工路线及进给路线(1)粗车外表面先平端面，然后遵循由粗到精，从右到左（由近到远）的加工原则；加工时从右到左粗车各面，粗车时留精加工余量0.5mm。加工时用复合固
34、定循环中的轴向粗车循环指令（G73）自动完成加工，以减少计算时间，方面编程。加工路线如图4-4所示，用一把刀即可完成所以内容。图4-4 加工路线及进给路线图(2)精车外表面编程时用G70指令对应G71指令进行精车，一刀完成。走刀路线如上图4-4所示。(3)槽加工一刀完成。走刀路线如下图5-5所示：图5-5 槽加工图(4)螺纹加工由于螺纹系易损面，应后加工。编程时可用G92螺纹循环指令完成加工。走刀路线如如图6-6所示：图6-6 螺纹加工图(5)最后用切断刀切断。3.5 刀具选择刀具材料为硬质合金，经几何分析sina=OC/OK=6.5/7.5=0.866得到a=60度，Kr大于30为安全。（1
35、）粗车时循环车削轮廓取一般硬质合金90度右偏刀，从右向左车外廓，副偏角为55度，取nk较大的刀以防止干涉，取刀杆直径D=20mmX20mm。（2）精车轮廓用硬质合金90度右偏刀，刀尖尖角为55度，刀杆D=20mmX20mm，为保证刀尖圆角半径r小于结构上最小圆弧半径，取r=0.150.2mm。（3）切槽刀：切削刀宽为5mm，刀柄D=20mmX20mm。（4）螺纹刀：使用60度外螺纹硬质合金右刀，刀柄20mmX20mm。（5）切割刀：切削刃宽为4mm，刀柄D=25mmX25mm（6）将以上所选定的刀具参数填入如下数控加工刀具卡。3.6工艺卡片 表1-1 工艺卡片序号刀具号刀具规格与名称数量工序内
36、容备注 1T0190度右偏硬质合金外圆刀 1粗车外轮廓及端面自动2T0290度右偏硬质合金刀1精车外表面自动3T03刀刃宽为5mm的切槽刀1切退刀槽自动4T0460度的硬质合金螺纹刀1车螺纹外螺纹5T05切割刀1切端面宽4mm编制易汉辉审核3.7 切削用量选择(1)背吃刀量（查课本P136表4-3，精车余量查P133表4-2）外廓： 粗车背吃刀量3.0mm 精车余量背吃刀量0.5mm螺纹： 粗车背吃刀量0.4mm 循环依次减少 精车余量背吃刀量0.1mm(2)主轴转速（查课本表4-3并参阅机床手册中“主轴转速”）该零件的加工面由圆柱、圆锥、螺纹、球面等表面组成，因为工件材料为45#中碳钢。3.
37、8数控加工程序单表2-2 数控加工程序单零件图01零件名称启动轴编制易汉辉程序号00001编制 日期2010-11-22审核 00001程序号G50 X150.0 Z200.0 T0100；快速定位G96 M03 S700 T0101；主轴正转、恒线速度设定G00 X50 Z3.0；快速定位G71 U3.0 R0.5；粗车循环进给量设定G71 P10 Q20 U0.5 W0.3 F0.4；粗车循环进给量设定N10 G00 X0；快速定位G01 Z0 F0.15 S1000；设定精车进给量和转速G02 X10 Z-10 R10；顺圆弧加工G01 Z-26.5 R4.0；外轮廓加工G01 X12.
38、0 ；外轮廓加工X13.5 Z-28；外轮廓加工Z-49.5；外轮廓加工X16；外轮廓加工X18.0 Z-51；外轮廓加工Z-64.5.0；外轮廓加工N20 G00 X50.0 Z3.0；退回至循环起点G00 X150.0 Z200.0 T0202；退回至安全点换02号刀G00 X50.0 Z3.0 S1000 F0.15；主轴转速设定、进给量设定G70 P10 Q20；精车循环G00 X150.0 Z200.0；快速退刀返回安全点T0303 S400 F0.15；换03号刀主轴转速进给量设定G00 X40.0 Z-49.5；快速定位G01 X24.0 F0.1；加工槽G04 X1.0；暂停1
39、秒G01 X23.0；退回至加工起点G00 X50.0 Z3.0；快速退刀G00 X150.0 Z200.0；快速退刀返回安全点T0404 S600；换04号刀主轴转速设定G00 X30.0 Z-25.0；快速定位至加工起点G92 X26.2 Z-47.0 F1.5；螺纹循环第一次走刀X25.6；切螺纹第二次走刀X25.2；切螺纹第三次走刀X25.04；切螺纹第四次走刀X25.04；走空刀切除毛刺G00 X50.0 Z3.0；退刀G00 X150.0 Z200.0；快速退刀返回安全点M05 T0000；取消刀具补偿M30；程序停止 第四章 数控机床电气维修技术数控机床的应用越来越广泛，然而我国
40、从事数控机床电气设计、应用与维修技术工作的工程技术人员数以万计，然而由于此项技术的复杂性、多样性和多变性以及一些客观环境因素的制约，在数控机床电气维修技术方面还没有形成一套成熟的、完整的理论体系。当今控制理论与自动化技术的高速发展，尤其是微电子技术和计算机技术的日新月异，使得数控技术也在同步飞速发展，数控系统结构形式上的PC基、开放化和性能上的多样化、复杂化、高智能化不仅给其应用从观念到实践带来了巨大变化，也在其维修理论、技术和手段上带来了很大的变化。因此，一篇讲座形式的文章不可能把已经形成了一门专门学科的数控机床电气维修技术理论完整地表述出来，本文仅是将多年的实践探索及业内众同仁的经验总结加
41、以适当的归纳整理，以求对该学科理论的发展及工程技术人员的实践有所裨益。 数控机床的身价从几十万元到上千万元，一般都是企业中关键产品关键工序的关键设备，一旦故障停机，其影响和损失往往很大。但是，人们对这样的设备往往更多地是看重其效能，而不仅对合理地使用不够重视，更对其保养及维修工作关注太少，日常不注意对保养与维修工作条件的创造和投入，故障出现临时抱佛脚的现象很是普遍。因此，为了充分发挥数控机床的效益，我们一定要重视维修工作，创造出良好的维修条件。由于数控机床日常出现的多为电气故障，所以电气维修更为重要。第一节 人员条件数控机床电气维修工作的快速性、优质性关键取决于电气维修人员的素质条件。1.首先
42、是有高度的责任心和良好的职业道德2.识面要广，要学习并基本掌握有关数控机床电气控制的各学科知识，如计算机技术、模拟与数字电路技术、自动控制与拖动理论、控制技术、加工工艺以及机械传动技术，当然还包括上节所讲的基本数控知识。3.经过良好的技术培训。数控技术基础理论的学习，尤其是针对具体数控机床的技术培训，首先是参加相关的培训班和机床安装现场的实际培训，然后向有经验的维修人员学习，而更重要且更长时间的是自学。四.于实践。要积极投入数控机床的维修与操作的工作中去，在不断的实践中提高分析能力和动手能力。五.握科学的方法。要做好维修工作光有热情是不够的，还必须在长期的学习和实践中总结提高，从中提炼出分析问
43、题、解决问题的科学的方法。六.习并掌握各种电气维修中常用的仪器、仪表和工具。七.握一门外语，特别是英语。起码应做到能看懂技术资料。第二节 机床性能及数控功能检验 数控机床性能和数控功能直接反映数控机床各项性能指标，并影响数控机床运行的正确性和可靠性。 1.机床性能 （1）主轴系统 用手动方式分别选择高、中、低三种主轴转速连续进行5次正转和反转的启动和停止动作，检验主轴动作的灵活性和可靠性。用数据输入方式使主轴转速从低速逐步提高到最高速，检验各级转速值，转速允差为设定值的上下10%，同时观察机床的振动情况。主轴在连续2h高速运转后允许温升15度。 主轴准停装置连续操作5次，检验准停动作的可靠性和灵活性。 （2）进给系统 分别对各坐标轴进行手动操作，检验各坐标轴正转和反转的低、中、高速进给和快速移动的启动、停止、点动等动作的平稳性和可靠性。用数据输入方式检验G00指令速度和G01指令各种进给速度，允差为设定值的上下5%。 （3）自动换刀系统 在刀库装满刀柄的满负载条件下，通过手动操作和自动运行，检验刀具自动交换的可靠性、灵活性和平稳性，机械手抓取最大允许重量刀柄的可靠性，刀号选择的正确性。测定自动交换刀具的时间。 （4）数控装置 检查
