機械制造業在世界經濟發展中,作為基礎產業,具有重要的地位。為此,各國的經濟學家和企業家在不斷探索新形勢下的各種*制造技術及制造業的發展戰略。作為制造業核心的機床制造業則是支柱的基石,是任何行業都*的。

一、產生與發展的社會、經濟基礎

（1）我國現有的、數以萬計的陳舊、落后的機床是機床大修與數控化改造行業產生的現實基

礎我國是一個發展中國家,由于長期自身機制的不適應性,經濟實力過低、技術落后、設備陳舊,極大地制約著國民經濟的發展。為盡快改變我國機械制造業的落后狀態,近二十多年來,我們在艱難地發展民族機床制造業的同時,積極地引進了*技術與設備。一方面與*機床制造廠合作,不斷生產出具有*水平的各類機床;另一方面直接購進了大量的各類機床。這一切都為我國國民經濟的快速發展起到了巨大的作用。

但是,機床長期運轉甚至超負荷使用,同時又缺少認真的維修與保養,造成機床嚴重磨損,喪失了精度;有些機床則由于企業人員及產品結構的改變,或由于技術力量不足而被長期閑置,需要使用時卻發現早已銹跡斑斑,電控系統不能起動;由于新產品制造的需要,原有機床性能已不能滿足使用要求,急需更新升級改造;由于世界計算機及網絡技術的飛速發展,造成數控系統、驅動系統廠的產品更新加快,原有產品過早停產,給備件更換與維修帶來一定困難;況且數控系統的使用壽命一般在5～10年,而我國大多數機床都在超期服役。這些諸多因素都需要對機床進行大修及數控化升級改造。

（2）新進的大批二手機床成為機床大修及數控化改造行業的催化劑自改革開放以來,許多企業引進了一大批國外淘汰的舊機床,雖然有一部分尚能滿足使用要求,但是多數由于缺少經驗、技術、資料及備件等因素,造成雖廉價購進但卻不能繼續發揮作用而閑置的尷尬局面。其中不乏有為改造后投入使用而引進的舊機床和生產線。這里多數的二手機床只要再有適當的資金投入,經過大修改造即可發揮作用。

（3）顯著的經濟效益是機床大修及數控化改造行業的發展動力 對于機床擁有者來說,只需花費購買相同新機床30%以下的費用即可獲得相同的使用效果。根據該行業的記載,即使將原機床的結構性能進行*改造升級,也只需花費購買新機床60%左右的價格。

對于機床大修改造業內公司來說,這不僅為他們的服務企業產生巨大社會經濟效益,而且也是他們自身生存和發展的根本動力。

（4）機床大修及數控化改造的優勢是該行業生存與發展的有利條件 舊機床的大修、翻新、升級改造與購買新機床相比,具有下列優勢:

①交貨期短。尤其是大型機床和特殊機床優勢更加明顯。

②性能更穩定。各基礎件經長期時效,幾乎不會產生應力變形而影響精度;各功能部件經長期磨合。功能穩定性可靠性好。

③設計風險小。新機床設計中帶來的技術、方案風險在大修改造中幾乎不存在。

④可以更充分地體現用戶的意愿。用戶與維修人員可以依照實際需要和機床長期使用情況,在大修改造中提出對機床性能、操作與維修等方面的改進（包括增、改）意見,有權選擇機械零部件、數控系統等電氣設備的規格、型號、性能等。

⑤更有利于使用與維護。由于用戶、維修人員不僅可以直接參與改造方案的制定,而且可以參與改造的全過程,可以直接獲取各種技術信息,更深入地掌握機床的結構及性能特點,從而增強使用與維修的主動能力。

⑥可以更快地獲取的更實用的備件。

⑦節省大量投資。

⑧降低投資風險。

（5）社會化、專業化趨勢是機床大修及數控化改造行業的必由之路 舊機床的數控化改造和翻新不僅僅是當前經濟轉軌時期必要和重要的行為,而且是一個企業長期發展的戰略措施。

當前,21世紀知識經濟時代,我國大多數企業正面臨著企業改制、轉軌以進入市場經濟,迅速融入競爭。這就需要我們企業的領導集中全部力量面對這些挑戰。企業集團化和集團內部分散網絡化、自治性、并行工作的新型組織、生產結構、敏捷制造技術、虛擬制造技術、可持續制造技術、綠色制造技術等等一系列新的技術理論,都需要下大力量去研究,以開發適銷對路產品,提高對市場的快速反應能力;集中人力、財力、物力以提高本企業的市場競爭力,充分發揮自身的優勢以zui快速度創造出盡可能多的價值。因此,企業自身不可能再像過去計劃經濟體制下擁有大而全的維修隊伍。而設備維修改造的社會化、專業化也就不可避免地成為了大趨勢。

國外機床的改造與翻新是近期發展起來的一個新興產業,在*國家已經形成了一定的規模和市場。而在我國,這一產業才剛剛興起,按照應具備的條件來衡量還相距甚遠。但是業內有識之士正在努力塑造自己、完善自己,相信不久的將來,一批具備一定條件和一定規模的機床改造、翻新的專業化企業會成長起來。

二、大修改造方案的選擇

此項工作如果能爭得大修改造企業的可能會更好、更快些。

1.前期立項準備工作

（1）技術可行性分析 主要是瞄準改造目標及加工對象,對被改造機床進行結構、性能、精度等技術現狀的全面分析。其中包括機床原來的結構設計是否合理;機床的基礎部件和結構件是否仍然完好;普通機床改為數控機床,要考察各坐標軸的機械傳動結構及導軌副的形式等是否適用;測量機床目前的各項精度與出廠精度進行對比,是否存在差距;綜合總結目前機床存在的一切故障和歷*出現過的重大故障。針對上述問題,對照改造目標和典型工件,編寫改造任務書,做到改造后的機床達到一定的*性和實用性。

（2）經濟可行性分析 從實際可操作性出發列出幾種應考慮的情況:從機床自身的價值考慮,分析要達到改造目標所需投入是否偏高;從該機床在本單位產品制造中的地位和重要程度來分析改造價值;從該機床的投入產出率估算,是否能較快收回投資,然后迅速產生較好效益;機床改造后提高了機床精度,增加了功能,是否能使本單位產品提高水平,或者能有利于開發新產品,從而獲得附加效益。改造資金來源可靠。

（3）選擇機床改造者 這是一個很關鍵的問題。選擇得好,則能順利完成改造任務,達到改

造目標;選擇不好,不僅是機床改造的失敗,而且浪費了資金和時間,影響生產。用戶可根據后面討論的機床改造應具備的條件來慎重選擇。

2.技術方案準備

（1）機械及液壓系統 作為機床的zui終用戶,廠方必須首先要確認,該機床機械及液壓系統的狀況。如:目前機床的精度,機械傳動鏈的狀況,絲杠、導軌的狀況,有無重大故障等,以確定機床是大修、項修。如果是非數控機床要改為數控機床,首先要考慮機械改裝的可行性,zui重要的是導軌的形式及滾珠絲杠的安裝。再有就是機械傳動機構的傳動間隙與傳動剛度是否符合數控機床的要求。

（2）電氣系統 在做數控機床改造方案時,用戶可以根據機床的狀態及工藝要求來選擇數控系統。其一,是選擇數控制造廠商,目前世界上性能及信譽較好的有:西門子（德國）、發那科（日本）、三菱（日本）、num（法國）、fagor（西班牙）等。用戶可在詳細了解上述廠商數控系統的特點及性能價格比等指標的基礎上,與實施改造的工程公司一道,選擇一個比較適合的數控系統。其二,是根據機床的功能要求選擇相應控制系統的類型,做到既能滿足機床全部功能要求又不提高標準。

我們建議,在選擇數控系統方面,要特別注意:一要盡量向一個廠家的型號系列靠攏。這樣既有利于維修和管理,也利于備件的購買。千萬不要把企業的數控系統搞成萬國牌。二要清楚所選廠家在國內的維修服務狀況,以免將來后患無窮。

數控系統選定之后,用戶根據機床實際狀況,決定更換或不更換驅動系統。若不更換,則必須確認老驅動系統與數控系統是否可以匹配。

對于機床測量系統,目前數控系統的要求是增量式脈沖編碼輸入,所以老機床所配的感應同步尺或旋轉變壓器等測量元件均需用增量式脈沖編碼器、光柵尺代替。

對于外圍電路,改造可采取的方案有兩種:“接口型改造”,即保留外圍繼電器電路,只對nc、plc進行改造,新plc不參與外圍電路控制,只處理nc所需的指令信號。此方案改造設計、調試工作量較小。另一種是“*改造”,在繼電器邏輯較復雜,故障率較高,用戶又能提供清楚邏輯圖的情況下,可用新nc所帶的plc將外圍電路全部改造,簡化了外圍電路,又合理利用了plc的控制能力。此方案可大大簡化硬件電路,大大提高可靠性,但改造設計、調試工作量較大。

（3）各部分安裝形式的確定 其一,控制系統的安裝常見的有懸掛式、柜式、臺式等。安裝方式的選定,直接決定各種連接電纜的走線方式和電纜長度,也關系到操作與維修的方便性。其二,驅動系統的安裝,原則上只能采取電氣柜內安裝這一種方式,應考慮的因素有通風冷卻,電纜走線方式及長度,對其他電器的干擾等。其三,電動機的安裝,根據機床的實際,確定電動機的安裝方式:①法蘭式,②底座式,③帶底座法蘭式,再加上軸伸方向、電動機接線盒的位置等,這些由電動機的訂貨輔助參數確定。其四,測量系統的安裝,如選擇電動機內裝編碼器的結構方式,電動機安裝一確定,它也就確定了;外裝式需要有彈性聯軸節、安裝卡子、電纜走線方向及長度等的考慮;對于光柵尺,安裝的問題則應重視,除安裝可行性外,定尺、動尺的安裝配合、安裝精度、溫度影響等均需考慮。

三、項目的實施

1.施工隊伍的選擇

機床大修改造方案設計的好壞,大修改造成果的優劣,除了經濟因素外,很大程度上依賴于施工隊伍的素質。這是一項很重要的工作,參與項目施工的公司應具備下列條件。

（1）完整、的體系 關鍵是人的因素。該公司應具備一支包括機械、電氣、液壓、工藝工裝等的、具有多年豐富的設計、制造、裝配、調試工作經驗的工程師隊伍,同時還應有一支能打硬仗的現場施工隊伍。這種工作模式是當今市場的經濟條件下的流行模式。

（2）適應小凌亂 市場經濟條件下的經DNF外掛營管理模式 關鍵還是人的因素。擯棄計劃經濟條件下企業管理中的一切阻礙發揮每個人積極性的組織形式和管理方法,組建起能快速響應市場需求的企業結構,并在市場經濟的發展中不斷改進、完善,同時還要考慮該公司的規模、資金狀況等諸多因素。

2.硬件定貨

經過如上的全面考慮,施工隊伍已選定,技術方案的細節確定,訂貨清單即可列出。用戶和工程公司可本著相互信任的態度,從降低成本和保證可靠性兩方面綜合考慮,確定國內外定貨清單,并簽訂正式改造合同。在定貨進行的同時,工程人員即可開始著手進行系統機械大

修、項修及電氣軟件編制、實驗室調試工作。

3.現場調試

這是改造能否成功的關鍵環節,工程人員在這一階段完成機、電聯調,數控系統的zui終調試、驅動系統的參數*化調節等工作,并為驗收作準備。

4.試加工驗收

通常有兩個內容:標準樣件的試切削,按照標準,不同類型的機床都有相應的標準試切削程序;機床精度的校驗,根據各廠測量水平的高低,采用相應手段,有條件的用戶可采用激光干涉儀進行測量,這樣機床位置測量系統的補償可采用得到的數據,從而提高機床精度。

5.資料、培訓及保修

在驗收工作結束之后,還需要進行技術資料整理、歸檔并提供給用戶,還要對用戶進行技術

培訓及保修工作。

舊機床的數控化改造事業方興未艾,在我國目前形勢下將大批故障機床尤其是一大批進口的數控機床、精密機床和二手設備進行改造、升級,以較小的投入盡快使這些設備在經濟發展中發揮效能、創造效益,的確是許多企業的一項不可忽視的課題。

16:數控機床程序編制的一般步驟和手工編程

數控機床程序編制（又稱數控編程）是指編程者（程序員或數控機床操作者）根據零件圖樣和工藝文件的要求,編制出可在數控機床上運行以完成規定加工任務的一系列指令的過程。具體來說,數控編程是由分析零件圖樣和工藝要求開始到程序檢驗合格為止的全部過程。

一般數控編程步驟如下

1.分析零件圖樣和工藝要求

分析零件圖樣和工藝要求的目的,是為了確定加工方法、制定加工計劃,以及確認與生產組織有關的問題,此步驟的內容包括:

1）確定該零件應安排在哪類或哪臺機床上進行加工。

2）采用何種裝夾具或何種裝卡位方法。

3）確定采用何種刀具或采用多少把刀進行加工。

4）確定加工路線,即選擇對刀點、程序起點（又稱加工起點,加工起點常與對刀點重合）、走刀路線、程序終點（程序終點常與程序起點重合）。

5）確定切削深度和寬度、進給速度、主軸轉速等切削參數。

6）確定加工過程中是否需要提供冷卻液、是否需要換刀、何時換刀等。

2.數值計算

根據零件圖樣幾何尺寸,計算零件輪廓數據,或根據零件圖樣和走刀路線,計算刀具中心（或刀尖）運行軌跡數據。數值計算的zui終目的是為了獲得編程所需要的所有相關位置坐標數據。

3.編寫加工程序單

在完成上述兩個步驟之后,即可根據已確定的加工方案（或計劃）及數值計算獲得的數據,按照數控系統要求的程序格式和代碼格式編寫加工程序等。編程者除應了解所用數控機床及系統的功能、熟悉程序指令外,還應具備與機械加工有關的工藝知識,才能編制出正確、實用的加工程序。

4.制作控制介質,輸入程序信息

程序單完成后,編程者或機床操作者可以通過cnc機床的操作面板,在edit方式下直接將程序信息鍵入cnc系統程序存儲器中;也可以根據cnc系統輸入、輸出裝置的不同,先將程序單的程序制作成或轉移至某種控制介質上。控制介質大多采用穿孔帶,也可以是磁帶、磁盤等信息載體,利用穿孔帶閱讀機或磁帶機、磁盤驅動器等輸入（輸出）裝置,可將控制介質上的程序信息輸入到cnc系統程序存儲器中。

5.程序檢驗

編制好的程序,在正式用于生產加工前,必須進行程序運行檢查。在某些情況下,還需做零件試加工檢查。根據檢查結果,對程序進行修改和調整,檢查-修改-再檢查-再修改……這往往要經過多次反復,直到獲得*加工要求的程序為止。

上述編程步驟中的各項工作,主要由人工完成,這樣的編程方式稱為“手式編程”。在各機械制造行業中,均有大量僅由直線、圓弧等幾何元素構成的形狀并不復雜的零件需要加工。這些零件的數值計算較為簡單,程序段數不多,程序檢驗也容易實現,因而可采用手工編程方式完成編程工作。由于手工編程不需要特別配置專門的編程設備,不同文化程度的人均可掌握和運用,因此在國內外,手工編程仍然是一種運用十分普遍的編程方法。

17:計算機在數控設備管理與維修中的應用

1.前言

數控設備以其高精度、率、編程靈活、能實現自動加工等優點在我廠得到大量應用。我廠現有幾十臺數控設備,其中有日本mazrk加工中心、匈牙利ybm-90加工中心、意大利數控剃齒機、瑞士studer數控磨床等,所配數控系統有德國西門子公司的sinumerik系列3、8、81ot、840nc,美國ab-8400nc。日本fanuc 3t、ot nc,日本三菱公司的m32、m520系列nc等。為確保這么多數控設備和系統的正常使用,其管理和維修水平必須跟上。經過幾年的技術準備,我們數控技術科開發了用個人計算機為輔助的數控設備與故障診斷維修系統。利用該系統可與數控設備在線聯機,可對機床參數（包括tool-data、fix-data、amp-data、plc-data等）加工程序、plc程序進行輸入和輸出,也可作離線的編輯、修改、存貯、備份等,還可對機床作實時監控,及時發現故障點,進行維修。

2.正文

2.1 計算機的軟硬件配置

系統的硬件配置:

1）386以上個人計算機（為方便車間現場使用,我們選用筆記本式386 ast個人計算機）

2）24針式打印機

3）接口、電纜等

系統的軟件配置:

1）ms-dos6.22操作系統軟件

2）與數控設備nc通訊的系統數據軟件v24、pcin、pcio等

3）與數控設備plc通訊的軟件:包括與fanuc pmc通訊的數據軟件與系統軟件fapt ladder;與sinumerik s-5系列plc（s5-100u、135u、115u等）通訊的系統數據軟step5、graph5等。

2.2 計算機在數控設備管理與維修中的具體應用方法

計算機系統只有在與數控設備的nc與plc實現聯機后,才能實現有效的管理與維修功能。

2.2.1 計算機與數控設備nc的通訊方式及實現的功能

我們所用筆記本式ast計算機有9針的rs-232標準串行接口,而數控設備nc裝置上一般只有25針的rs-232s標準接口,兩者之間須經電纜相連,才能通過軟件的設置,進行相互信息交換。

nc與計算機（pc）的rs-232接口連接電纜信號關系圖如下所示:

對于fanuc nc系列3t、ot等,有的設備只備有m5接口,須電纜轉換成標準rs-232串行口,才能與計算機通訊。其轉換電纜信號連接圖如下:

現在上已有較完善的系統軟件和數據軟件用于計算機與數控設備的nc之間的通訊,目前常用的有:v24、pcin、pcio、pccs等幾種。我們常用的是德國西門子公司的ag通訊軟件pcio。 pcio軟件擁有軟鍵及豐富的菜單單元,操作簡單迅速,功能齊全。

nc通訊軟件主要能實現以下功能:

1）串行口初始化設定接口號、波特率、數據位、停止位、校驗位等參數。在計算機通訊軟件中設置的這些參數必須與數控設備nc內部裝置的參數相一致,nc與計算機之間才能順利聯機,進行通訊。

2）將數控設備nc內部數據送人至計算機內存。

3）將計算機內存數據輸出至nc中。

4）對機床參數、加工程序等數據進行編輯、打印、刪除等。

如果電纜信號連接準確,能正確運用接口通訊軟件,計算機與數控設備的nc之間的信息就能順利交換,通過pcio系統數據軟件即可對機床參數、加口工程序等進行輸入/輸出、編輯、存貯、備份等操作。

2.2.2 計算機與數控設備plc的通訊方式及實現的功能

數控設備的plc有兩類:一類是專為實現數控機床順序控制而設計制造的“內裝型”（butlt一in type）plc;另一類是標準的“獨立型（stand一alone type）plc。

目前我廠帶內裝式plc的nc系統有fanuc 3t,ot等系統;siemens公司的sinumerik810;ab公司的ab一84oo系統等。帶獨立型plc的nc系統有sinumerik3,8系統,其plc為simatics5一100u,135u等。計算機須通過的接口和電纜與plc相連,通過運用的系統軟件和數據軟件,才能與plc進行數據交換與處理。計算機可對plc作“在線”或“離線”式編程、傳送、調試、機床狀態監控等。

計算機與fanuc pmc的通訊有專門的系統軟件和數據軟件fapt ladder,和接口。（篇幅有限,這里不作詳細介紹）通訊。我們將計算機上所用的abc開關轉換器改制成接口轉換器,此轉換器與plc接口和計算機rs一232接口之間的電纜連接方式如下圖所示:

a口接as511板,對于sinumerik s5獨立型plc系列,須經as511轉換板才能與計算機通訊。

b口接sinumerik 810系統的25針標準rs232串行口。810nc內部有軟件可自行設置轉換,可與abc轉換器直接相聯。西門子s5系列plc與計算機的通訊軟件有step5、graph5等。step5是一種功能齊全的系統數據軟件,有豐富的軟鍵和菜單單元,操作簡便。

計算機與數控系統的plc之間的通訊主要可實現以下功能:

1）利用鍵盤或軟盤將plc程序輸入計算機中。計算機可將所有plc程序存于軟盤或打印成程序單、梯形圖。

2）在液晶顯示器上可顯示plc順序程序。可通過鍵盤或光筆等進行編輯,并對編輯出現的程序錯誤進行診斷,并將診斷結果顯示出來。

3）計算系統與plc聯機后,可將計算機內的程序送至cnc裝置的pmc一ram板中。也可將機床內ram板上plc程序送至計算機。

4）可以對plc的運行狀態進行監控,根據計算機的顯示來分析plc程序,分析機床的各種狀態情況如溫度是否過高,電磁閥是否動作等,及時發現故障點,盡快進行維修。

2.3 應用實2011-6-7 人大主任墜亡例

利用計算機,我們將所有數控設備的機DNF外掛床參數、加工程序等進行備份、打印,建立檔案,專門管理;還將部分plc程序進行計算機備案,這對數控設備的維修、管理帶來很多便利。

杭維柯變速器廠的青海加工中心,其nc為美國ab8400系統,一次由于電池故障,所有存于ram板中的機床參數、加工程序全部丟失。此機床承擔加工依維柯變速器殼體任務,任務急,而參數、程序量大,如象以前一樣由手工面板輸入,須幾天時間,嚴重影響生產進程。但我們利用此計算機系統進行輸入,只用了十幾分鐘時間,便將以前備份好的機床數據、加工程序等重新輸回機床的nc中。這樣大大減少了停機時間,提高了設備的使用效率。

一臺數控磨床出現故障:機床不能啟動,程序被鎖住不能運行。此磨床的nc系統為simerik810 cnc。經檢查,外圍線路均完好,故判斷故障出自nc內部。由于機床無法啟動,我們對機床進行數據大清,將原有機床nc內的機床參數、加工程序等全部清除,然后將以前備份好的數據用計算機送至nc能正常啟動了,但機床的潤滑、磨頭等仍不能動作。我們再用計算機對機床的plc程序進行分析,與原來備份好的plc程序作了比較,發現機床的plc程序出錯,我們對其作了一一修改,重新輸入后,終于使機床恢復動作。這樣我們在計算機系統的幫助下,使機床全部恢復正常。

結束

實踐證明,利用計算機對數控設備進行輔助的管理與維修,方法簡便,診斷維修效率高,使數控設備的管理與維修水平上了一個臺階,同時也可解決一些用常規方法的設備故障問題,減少了維修費用及停工時間,提高了設備的使用效率。

18:螺紋的數控銑削加工 引言

傳統的螺紋加工方法主要為采用螺紋車刀車削螺紋或采用絲錐、板牙手工攻絲及套扣。隨著數控加工技術的發展,尤其是三軸聯動數控加工系統的出現,使更*的螺紋加工方式———螺紋的數控銑削得以實現。螺紋銑削加工與傳統螺紋加工方式相比, 在加工精度、加工效率方面具有極大優勢,且加工時不受螺紋結構和螺紋旋向的限制,如一把螺紋銑刀可加工多種不同旋向的內、外螺紋。對于不允許有過渡扣或退刀槽結構的螺紋,采用傳統的車削方法或絲錐、板牙很難加工,但采用數控銑削卻十分容易實現。此外,螺紋銑刀的耐用度是絲錐的十多倍甚至數十倍,而且在數控銑削螺紋過程中,對螺紋直徑尺寸的調整極為方便,這是采用絲錐、板牙難以做到的。由于螺紋銑削加工的諸多優勢, 目前發達國家的大批量螺紋生產已較廣泛地采用了銑削工藝。

2 螺紋銑削加工實例 圖1所示為m6標準內螺紋的銑削加工實例。工件材料:鋁合金;刀具:硬質合金螺紋鉆銑刀;螺紋深度:10mm;銑刀轉速:2,000r/min;切削速度:314m/min; 鉆削進給量:0.25mm/min;銑削進給量: 0.06mm/齒;加工時間:每孔1.8s。 圖1所示加工工位流程為:①位,螺紋鉆銑刀快速運行至工件安全平面;②位,螺紋鉆銑刀鉆削至孔深尺寸;③位,螺紋鉆銑刀快速提升到螺紋深度尺寸;④位,螺紋鉆銑刀以圓弧切入螺紋起始點;⑤位,螺紋鉆銑刀繞螺紋軸線作x、y方向插補運動,同時作平行于軸線的+z方向運動,即每繞螺紋軸線運行360°,沿+z方向上升一個螺距,三軸聯動運行軌跡為一螺旋線;⑥位,螺紋鉆銑刀以圓弧從起始點（也是結束點）退刀;⑦位,螺紋鉆銑刀快速退至工件安全平面,準備加工下一孔。該加工過程包括了鉆孔、 倒角、內螺紋銑削和螺紋清根槽銑削,采用一把刀具一次完成,加工效率*。 3 螺紋銑刀主要類型 在螺紋銑削加工中,三軸聯動數控機床和螺紋銑削刀具是*的兩要素。以下介紹幾種常見的螺紋銑刀類型: （1） 圓柱螺紋銑刀 圓柱螺紋銑刀的外形很像是圓柱立銑刀與螺紋絲錐的結合體（見圖2上,圖2下為錐管螺紋銑刀）,但它的螺紋切削刃與絲錐不同,刀具上無螺旋升程,加工中的螺旋升程靠機床運動實現。由于這種特殊結構,使該刀具既可加工右旋螺紋,也可加工左旋螺紋,但不適用于較大螺距螺紋的加工。 常用的圓柱螺紋銑刀可分為粗牙螺紋和細牙螺紋兩種。出于對加工效率和耐用度的考慮,螺紋銑刀大都采用硬質合金材料制造,并可涂覆各種涂層以適應特殊材料的加工需要。圓柱螺紋銑刀適用于鋼、鑄鐵和有色金屬材料的中小直徑螺紋銑削,切削平穩,耐用度高。缺點是刀具制造成本較高,結構復雜,價格昂貴。 （2） 機夾螺紋銑刀及刀片 機夾螺紋銑刀適用于較大直徑（如d>25mm）的螺紋加工。其特點是刀片易于制造,價格較低,有的螺紋刀片可雙面切削,但抗沖擊性能較整體螺紋銑刀稍差。因此,該刀具常推薦用于加工鋁合金材料。圖3 所示為兩種機夾螺紋銑刀及刀片。圖3a為機夾單刃螺紋銑刀及三角雙面刀片,圖 3b為機夾雙刃螺紋銑刀及矩形雙面刀片。 （3） 組合式多工位螺紋鏜銑刀 組合式多工位螺紋鏜銑刀的特點是一刀多刃, 一次完成多工位加工,可節省換刀等輔助時間,顯著提高生產率。圖4所示為組合式多工位螺紋鏜銑刀加工實例。工件需加工內螺紋、倒角和平臺d4。若采用單工位自動換刀方式加工,單件加工用時約30s。而采用組合式多工位螺紋鏜銑刀加工,單件加工用時僅約5s。 4 螺紋銑削軌跡 螺紋銑削運動軌跡為一螺旋線,可通過數控機床的三軸聯動來實現。圖5為左旋和右旋外螺紋的銑削運動示意圖。 與一般輪廓的數控銑削一樣,螺紋銑削開始進刀時也可采用1/4圓弧切入或直線切入。銑削時應盡量選用刀片寬度大于被加工螺紋長度的銑刀,這樣, 銑刀只需旋轉360°即可完成螺紋加工。螺紋銑刀的軌跡分析如圖6所示。 5 螺紋銑削編程 現結合m30×1.5右旋內螺紋銑削加工實例說明螺紋銑削的編程方法。工件材料:42crmo4;螺紋底孔直徑:di=28.38mm;螺紋直徑:do=30mm;螺紋長度l=20mm;螺距:p=1.5mm;機夾螺紋銑刀直徑:d2=19mm;銑削方式:順銑。 （1） 參數計算 主軸轉速n為 n=1000v/（d2×p=1000×150/（19×3.14）=2512r/min 銑刀齒數z=1,每齒進給量f=0.1mm,銑刀切削刃處進給速度f1為 f1=fz×n=0.1×1×2512=251.2mm/min 銑刀中心進給速度f2為 f2=f1（d0-d2）/d0=251.2×（30-19）/30=92.1mm/min 設安全距離cl=0.5mm,切入圓弧半徑re為 re=[（ri-cl）²+r0²]/（2r0）=[（14.19-0.5）²+15²]/（2×15）=13.747mm 切入圓弧角度b為 b=180°-arcsin[（ri-cl）/re]=180°-arcsin[（14.19-0.5）/13.747]=95.22° 為便于計算, ! 可近似取值為90°。切入圓弧時的z軸位移za為 za=pa/360°=1.5×90°/360°=0.375mm 切入圓弧起始點坐標為 （2）螺紋銑削程序（fanuc系統） % n10 g90 g00 g57 x0. y0. n20 g43 h10 z0. m3 s2512 n30 g91 g00 x0. y0. z-20.375 n40 g41 d60 x0. y-13.690 z0. n50 g03 x15. y13.69 z0.375 r13.747 f92 n60 g03 x0. y0. z1.5 i-15. j0. n70 g03 x-15. y13.69 z0.375 r13.747 n80 g00 g40 x0. y-13.690 z0. n90 g49 g57 g00 z200. m5 n100 m30

19:nc刀具軌跡生成方法研究發展現狀

數控編程的核心工作是生成刀具軌跡,然后將其離散成刀位點,經后置處理產生數控加工程序。下面就刀具軌跡產生方法作一些介紹。 基于點、線、面和體的nc刀軌生成方法cad技術從二維繪圖起步,經歷了三維線框、曲面和實體造型發展階段,一直到現在的參數化特征造型。在二維繪圖與三維線框階段,數控加工主要以點、線為驅動對象,如孔加工,輪廓加工,平面區域加工等。這種加工要求操作人員的水平較高,交互復雜。在曲面和實體造型發展階段,出現了基于實體的加工。實體加工的加工對象是一個實體（一般為csg和b-rep混合表示的）,它由一些基本體素經集合運算（并、交、差運算）而得。實體加工不僅可用于零件的粗加工和半精加工,大面積切削掉余量,提高加工效率,而且可用于基于特征的數控編程系統的研究與開發,是特征加工的基礎。 實體加工一般有實體輪廓加工和實體區域加工兩種。實體加工的實現方法為層切法（slice）,即用一組水平面去切被加工實體,然后對得到的交線產生等距線作為走刀軌跡。本文從系統需要角度出發,在acis幾何造型平臺上實現了這種基于點、線、面和實體的數控加工。 基于特征的nc刀軌生成方法 參數化特征造型已有了一定的發展時期,但基于特征的刀具軌跡生成方法的研究才剛剛開始。特征加工使數控編程人員不在對那些低層次的幾何信息（如:點、線、面、實體）進行操作,而轉變為直接對符合工程技術人員習慣的特征進行數控編程,大大提高了編程效率。 w.r.mail和a.j.mcleod在他們的研究中給出了一個基于特征的nc代碼生成子系統,這個系統的工作原理是:零件的每個加工過程都可以看成對組成該零件的形狀特征組進行加工的總和。那么對整個形狀特征或形狀特征組分別加工后即完成了零件的加工。而每一形狀特征或形狀特征組的nc代碼可自動生成。目前開發的系統只適用于2.5d零件的加工。 lee and chang開發了一種用虛擬邊界的方法自動產生凸自由曲面特征刀具軌跡的系統。這個系統的工作原理是:在凸自由曲面內嵌入一個zui小的長方塊,這樣凸自由曲面特征就被轉換成一個凹特征。zui小的長方塊與zui終產品模型的合并就構成了被稱為虛擬模型的一種間接產品模型。刀具軌跡的生成方法分成三步完成:（1）、切削多面體特征;（2）、切削自由曲面特征;（3）、切削相交特征。 jong-yun jung研究了基于特征的非切削刀具軌跡生成問題。文章把基于特征的加工軌跡分成輪廓加工和內區域加工兩類,并定義了這兩類加工的切削方向,通過減少切削刀具軌跡達到整體優化刀具軌跡的目的。文章主要針對幾種基本特征（孔、內凹、臺階、槽）,討論了這些基本特征的典型走刀路徑、刀具選擇和加工順序等,并通過ip（inter programming）技術避good bye my wow 免重復走刀,以優化非切削刀具軌跡。另外,jong-yu第九大陸收費外掛n jong還在他1991年的博士論文中研究了制造特征提取和基于特征的刀具及刀具路徑。 特征加工的基礎是實體加工,當然也可認為是更的實體加工。但特征加工不同于實體加工,實體加工有它自身的局限性。特征加工與實體加工主要有以下幾點不同: 從概念上講,特征是組成零件的功能要素,符合工程技術人員的操作習慣,為工程技術人員所熟知;實體是低層的幾何對象,是經過一系列布爾運算而得到的一個幾何體,不帶有任何功能語義信息;實體加工往往是對整個零件（實體）的一次性加工。但實際上一個零件不太可能僅用一把刀一次加工完,往往要經過粗加工、半精加工、精加工等一系列工步,零件不同的部位一般要用不同的刀具進行加工;有時一個零件既要用到車削,也要用到銑削。因此實體加工主要用于零件的粗加工及半精加工。而特征加工則從本質上解決了上述問題;特征加工具有更多的智能。對于特定的特征可規定某幾種固定的加工方法,特別是那些已在step標準規定的特征更是如此。如果我們對所有的標準特征都制定了特定的加工方法,那么對那些由標準特征夠成的零件的加工其方便性就可想而知了。倘若capp系統能提供相應的工藝特征,那么ncp系統就可以大大減少交互輸入,具有更多的智能。而這些實體加工是無法實現的;特征加工有利于實現從cad、capp、ncp及cnc系統的全面集成,實現信息的雙向流動,為cims乃至并行工程（ce）奠定良好的基礎;而實體加工對這些是無能為力的。 現役幾個主要cad/cam系統中的nc刀軌生成方法分析 現役cam的構成及主要功能 目前比較成熟的cam系統主要以兩種形式實現cad/cam系統集成:一體化的cad/cam系統（如:ugii、euclid、pro/engineer等）和相對獨立的cam系統（如:mastercam、surfcam等）。前者以內部統一的數據格式直接從cad系統獲取產品幾何模型,而后者主要通過中性文件從其它cad系統獲取產品幾何模型。然而,無論是哪種形式的cam系統,都由五個模塊組成,即交互工藝參數輸入模塊、刀具軌跡生成模塊、刀具軌跡編輯模塊、三維加工動態仿真模塊和后置處理模塊。下面僅就一些的cad/cam系統的nc加工方法進行討論。 ugii加工方法分析 一般認為ugii是業界中,代表性的數控軟件。其特點的是其功能強大的刀具軌跡生成方法。包括車削、銑削、線切割等完善的加工方法。其中銑削主要有以下功能: point to point:完成各種孔加工; panar mill:平面銑削。包括單向行切,雙向行切,環切以及輪廓加工等; fixed contour:固定多軸投影加工。用投影方法控制刀具在單張曲面上或多張曲面上的移動,控制刀具移動的可以是已生成的刀具軌跡,一系列點或一組曲線; variable contour:可變軸投影加工; parameter line:等參數線加工。可對單張曲面或多張曲面連續加工; zig-zag surface:裁剪面加工; rough to depth:粗加工。將毛坯粗加工到深度; cavity mill:多級深度型腔加工。特別適用于凸模和凹模的粗加工; sequential surface:曲面交加工。按照零件面、導動面和檢查面的思路對刀具的移動提供zui大程度的控制。 eds unigraphics還包括大量的其它方面的功能,這里就不一一列舉了。 strata加工方法分析 strata是一個數控編程系統開發環境,它是建立在acis幾何建模平臺上的。 它為用戶提供兩種編程開發環境,即nc命令語言接口和nc操作c++類庫。它可支持三軸銑削,車削和線切割nc加工,并可支持線框、曲面和實體幾何建模。其nc刀具軌跡生成方法是基于實體模型。 strata基于實體的nc刀具軌跡生成類庫提供的加工方法包括: profile toolpath:輪廓加工; areaclear toolpath:平面區域加工; solidprofile toolpath:實體輪廓加工; solidareaclear toolpath:實體平面區域加工; solidface toolpath:實體表面加工; solidslice toolpath:實體截平面加工; language-based toolpath:基于語言的刀具軌跡生成。 其它的cad/cam軟件,如euclid, cimitron, cv,catia等的nc功能各有千秋,但其基本內容大同小異,沒有本質區別。 現役cam系統刀軌生成方法的主要問題 按照傳統的cad/cam系統和cnc系統的工作方式,cam系統以直接或間接（通過中性文件）的方式從cad系統獲取產品的幾何數據模型。cam系統以三維幾何模型中的點、線、面、或實體為驅動對象,生成加工刀具軌跡,并以刀具定位文件的形式經后置處理,以nc代碼的形式提供給cnc機床,在整個cad /cam及cnc系統的運行過程中存在以下幾方面的問題: cam系統只能從cad系統獲取產品的低層幾何信息,無法自動捕捉產品的幾何形狀信息和產品高層的功能和語義信息。因此,整個cam過程必須在經驗豐富的制造工程師的參與下,通過圖形交互來完成。 如:制造工程師必須選擇加工對象（點、線、面或實體）、約束條件（裝夾、干涉和碰撞等）、刀具、加工參數（切削方向、切深、進給量、進給速度等）。整個系統的自動化程度較低。 在cam系統生成的刀具軌跡中,同樣也只包含低層的幾何信息（直線和圓弧的幾何定位信息）,以及少量的過程控制信息（如進給率、主軸轉速、換刀等）。因此,下游的cnc系統既無法獲取更高層的設計要求（如公差、表面光潔度等）,也無法得到與生成刀具軌跡有關的加工工藝參數。 cam系統各個模塊之間的產品數據不統一,各模塊相對獨立。例如刀具定位文件只記錄刀具軌跡而不記錄相應的加工工藝參數,三維動態仿真只記錄刀具軌跡的干涉與碰撞,而不記錄與其發生干涉和碰撞的加工對象及相關的加工工藝參數。 cam系統是一個獨立的系統。cad系統與cam系統之間沒有統一的產品數據模型,即使是在一體化的集成cad/cam系統中,信息的共享也只是單向的和單一的。cam系統不能充分理解和利用cad系統有關產品的全部信息,尤其是與加工有關的特征信息,同樣cad系統也無法獲取cam系統產生的加工數據信息。這就給并行工程的實施帶來了困難。

20:發那克900以后參數意義

900 #5 公英制轉換; 1,公制 #4 主軸模擬/串行輸出; 1,用離合器 #3 手搖輪; 1,用 901 #7 復合固定循環; 1,有 #5 倒方角c,倒圓角r; 1,有 902 #6 用戶宏程序a; 1,有 #5 絲杠螺距誤差補償; 1,有 #2 恒速切削控制; 1,有 903 #7 背景編輯 ; 1,有 #3 偏置量測定直接輸入b; 1,有 #1 實際主軸轉速輸出; 1,有 904 #2 中文顯示; 1,中文（p23 #3設1） 906 #7 外部刀具補償; 0,有 #6 自動刀具補償; 0,有 #5 刀具形狀損失補償; 1,有 #0 菜單編程; 0,有 907 #6 刀尖補償; 1;有 #4 加工時間加工品數; 1,有 909 #1 外部信息; 1,有 #0 圖形顯示; 1,有 911 #3 時間功能; 1,有 932 #7 mdi—b; 1,有 #6 表面恒速; 1,有 #3 用戶宏程序b; 1,有 #2 用戶宏程序a; 1,有（#2、#3不能同時選擇） 934 #4 特殊g代碼輸入; 1,有 935 #5 出現600號參數; 1,有 #2 加工復循環; 1,有 #1 工件坐標系; 1,有 #0 刀具壽命管理; 1,有