下降了，而同期数控机床的总数却增加了倍，产值为总产值的。由于数控机床集高精度高效率于身，故在许多企业的生产中，已替代坐标镗床，万能铣床，完成精密加工任务。随着数控机床的精度和自动化程度不断提高，数控机床已从满足单件小批量生产中的精密复杂零件，逐步扩大到批量生产的柔性加工系统。数控机床是高度机电体化的典型产品，是现代机床技术的重要标志，是体现现代机械制造业工艺水平的重要标志。数控机床的组成及分类数控机床的组成数控机床般由输入输出设备装置或称单元伺服单元驱动装置或称执行机构可编程控制器及电气控制装置辅助装置机床本体及测量装置组成。其中除机床本体之外的部分统称为计算机数控系统。图数控机床的组成常见的数控机床的类型数控机床是在普通机床的基础上发展起来的，各种类型的数控机床基本上起源于同类型的普通机床，从应用角度出发，常见的数控机车有以下几种数控车床数控车床分为立式和卧式两种。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工，卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。数控铣床数控铣床按机构形式可以分为立式卧式龙门铣床，按控制轴数可以分为三轴四轴和多轴数控铣床。加工中心加工中心可分为车削加工中心和铣削加工中心。车削加工中心车削加工中心是在普通卧式数控车床的基础上，增加了轴刀具的旋转和动力头，更高级的车削加工中心还带有刀库。除工件旋转运动外，车削加工中心还可控制刀具的纵向横向进给运动和旋转运动，这使其加工能力大大的增强，除可以进行般的车削加工外还可以进行径向和轴向铣削以及中心线不在零件回转中心的孔和径向孔的钻削加工。铣削加工中心铣削加工中心是在数控铣床的基础上增加了刀库和自动换刀装置，刀库可容纳把左右的刀具。由于具有自动换刀功能，工件次装夹后，加工中心能自动的完成或接近完成工件各面的所有加工工序。铣削加工中心按结构形式可分为立式加工中心和卧式加工中心。数控机床的特点与普通机床相比，数控机床具有以下特点。适应性强由于数控机床能实现多个坐标的联动，所以数控机床能完成复杂型面的加工，特别是对于可用数学方程式和坐标点表示的形状复杂的零件，加工非常方便。当改变加工零件时，数控机床只需更换零件加工的程序，不必用凸轮靠模样板或其它模具等专用工艺装备，且可采用成组技术的成套夹具。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的迅速更新换代。所以，数控机床的适应性非常强。加工质量稳定对于同批零件，由于使用同机床和刀具及同加工程序，刀具的运动轨迹完全相同，且数控机床是根据数控程序自动进行加工，可以避免人为的误差，这就保证了零件加工的致性好且质量稳定。生产效率高数控机床上可以采用较大的切削用量，有效地节省了机动工时。还有自动换速自动换刀和其他辅助操作自动化等功能，使辅助时间大为缩短，而且无需工序间的检验与测量，所以，比普通机床的生产率高倍甚至更高。数控机床的主轴转速及进给范围都比普通机床大。目前数控机床的最高进给速度可达到以上，最小分辨率达。般来说，数控机床的生产能力约为普通机床的三倍，甚至更高。数控机床的时间利用率高达，而普通机床仅为。加工精度高数控机床有较高的加工精度，般在之间。数控机床的加工精度不受零件复杂程度的影响，机床传动链的反向齿轮间隙和丝杠的螺距误差等都可以通过数控装置自动进行补偿，其定位精度比较高，同时还可以利用数控软件进行精度校正和补偿。工序集中，机多用数控机床特别是带自动换刀的数控加工中心，在次装夹的情况下，几乎可以完成零件的全部加工工序，台数控机床可以代替数台普通机床。这样可以减少装夹误差，节约工序之间的运输测量和装夹等辅助时间，还可以节省车间的占地面积，带来较高的经济效益。加工中心的工艺方案更与普通机床的常规工艺方案不同，常规工艺以工序分散为特点，而加工中心则以工序集中为原则，着眼于减少工件的装夹次数，提高重复定位精度。减轻劳动强度在输入程序并启动后，数控机床就自动地连续加工，直至零件加工完毕。这样就简化了工人的操作，使劳动强度大大降低。数控机床是种高技术的设备，尽管机床价格较高，而且要求具有较高技术水平的人员来操作和维修，但是数控机床的优点很多，它有利于自动化生产和生产管理，使用数控机床的经济效益还是很高的。本课题研究的主要内容数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床,机床的控制系统对输入信息进行运算与控制,并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机刃起作用的半径,如图所示，即直径为,编程时取刀具半径为。对于些立体型面和变斜角轮廓外形的加工，常用球形铣刀环形铣刀鼓形铣刀锥形铣刀和盘铣刀。如图所示。标准化刀具目前，数控机床上大多使用系列化标准化刀具，对可转位机夹外圆车刀端面车刀等的刀柄和刀头都有国家标准及系列化型号对于加工中心及有自动换刀装置的机床，刀具的刀柄都已有系列化和标准化的规定，如锥柄刀具系统的标准代号为，直柄刀具系统的标准代号为。此外，对所选择的刀具，在使用前都需对刀具尺寸进行严格的测量以获得精确数据，并由操作者将这些数据输入数据系统，经程序调用而完成加工过程，从而加工出合格的工件。对刀点换刀点的设置工件装夹方式在机床确定后，通过确定工件原点来确定了工件坐标系，加工程序中的各运动轴代码控制刀具作相对位移。例如程序开始第个程序段为，是指刀具快速移动到工件坐标下处。究竟刀具从什么位置开始移动到上述位置呢所以在程序执行的开始，必须确定刀具在工件坐标系下开始运动的位置，这位置即为程序执行时刀具相对于工件运动的起点，所以称程序起始点或起刀点。此起始点般通过对刀来确定，所以，该点又称对刀点。在编制程序时，要正确选择对刀点的位置。对刀点设置原则是便于数值处理和简化程序编制。易于找正并在加工过程中便于检查。引起的加工误差小。对刀点可以设置在加工零件上，也可以设置在夹具上或机床上，为了提高零件的加工精度，对刀点应尽量设置在零件的设计基准或工艺基准上。例以外圆或孔定位零件，可以取外圆或孔的中心与端面的交点作为对刀点。实际操作机床时，可通过手工对刀操作把刀具的刀位点放到对刀点上，即刀位点与对刀点的重合。所谓刀位点是指刀具的定位基准点，车刀的刀位点为刀尖或刀尖圆弧中心平底立铣刀是刀具轴线与刀具底面的交点球头铣刀是球头的球心，钻头是钻尖等。用手动对刀操作，对刀精度较低，且效率低。而有些工厂采用光学对刀镜对刀仪自动对刀装置等，以减少对刀时间，提高对刀精度。加工过程中需要换刀时，应规定换刀点。所谓换刀点是指刀架转动换刀时的位置，换刀点应设在工件或夹具的外部，以换刀时不碰工件及其它部件为准。三切削用量的确定数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写入程序中。切削用量包括主轴转速背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切削用量的选择原则是保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。主轴转速的确定主轴转速应根据允许的切削速度和工件或刀具直径来选择。其计算公式为式中切削速度，单位为，由刀具的耐用度决定主轴转速，单位为工件直径或刀具直径，单位为。计算的主轴转速最后要根据机床说明书选取机床有的或较接近的转速。进给速度的确定进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。般在范围内选取。在切断加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，般在范围内选取。当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，般在范围内选取。刀具空行程时，特别是远距离回零时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。背吃刀量确定背吃刀量根据机床工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，般。总之，切削用量的具体数值应根据机床性能相关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。数控编程的有关问题数控机床的坐标系统数控机床各坐标轴按标准确定后，还要确定坐标系原点的位置，这样坐标系才能确定下来。依原点的不同，数控机床的坐标系统分为机床坐标系和工件坐标系。机床坐标系以机床原点为坐标原点建立起来的轴直角坐标系，称为机床坐标系。机床原点为机床上的个固定点，也称机床零点。机床零点是通过机床参考点间接确定的，机床参考点也是机床上的个固定点，其与机床零点间有确定的相对位置，般设置在刀具运动的正向最大极限位置。在机床每次通电之后，工作之前，必须进行回机床零点操作，使刀具运动到机床参考点，其位置由机械档块确定。这样，通过机床回零操作，确定了机床零点，从而准确地建立机床坐标系，即相当于数控系统内部建立个以机床零点为坐标原点的机床坐标系。机床坐标系是机床固有的坐标系，般情况下，机床坐标系在机床出厂前已经调整好，不允许用户随意变动。工件坐标系工件图样给出以后，首先应找出图样上的设计基准点。其他各项尺寸均是以此点为基准进行标注。该基准点称为工件原点。以工件原点为坐标原点建立的轴直角坐标系，称为工件坐标系。工件坐标系是用来确定工件几何形体上各要素的位置而设置的坐标系，工件原点的位置是人为设定的，它是由编程人员在编制程序时根据工件的特点选定的，所以也称编程原点。数控车床加工零件的工件原点般选择在工件右端面左端面或卡爪的前端面与轴的交点上。图所示，是以工件右端面与轴的交点作为工件原点的工