第五篇__数控加工中心安全操作技术【强烈推荐，非常经典】

! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !第 五 篇数 控 加 工 中 心安 全 操 作 技 术!#第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺!加 工 中 心 的 工 艺 特 点与 普 通 机 床 加 工 相 比 ， 加 工 中 心 具 有 许 多 显 著 的 工 艺 特 点 。（ !） 工 艺 范 围 宽 ， 能 加 工 复 杂 曲 面与 数 控 铣 床 一 样 ， 加 工 中 心 也 能 实 现 多 坐 标 轴 联 动 而 容 易 实 现 许 多 普 通 机 床 难 以 完 成或 无 法 加 工 的 空 间 曲 线 、 曲 面 的 加 工 ， 大 大 增 加 了 机 床 的 工 艺 范 围 。（ ） 具 有 高 度 柔 性 ， 便 于 研 制 、 开 发 新 产 品所 谓 柔 性 即 “ 灵 活 ” 、“ 可 变 ” ， 是 相 对 “ 刚 性 ” 而 言 的 。 过 去 ， 许 多 企 业 采 用 组 合 机 床 、 专 用机 床 进 行 高 效 、 自 动 化 生 产 ， 但 这 些 组 合 机 床 、 专 用 机 床 是 专 门 针 对 某 种 零 件 的 某 道 工 序 而设 计 的 ， 适 用 于 产 品 稳 定 的 大 批 量 生 产 ， 无 法 适 应 多 品 种 、 小 批 量 生 产 。 现 在 ， 即 便 是 大 批 量生 产 的 产 品 ， 品 种 多 年 一 成 不 变 的 历 史 也 已 一 去 不 复 返 ， 一 旦 品 种 发 生 变 化 ， 这 些 组 合 机 床 、专 用 机 床 基 本 就 无 法 继 续 使 用 ， 组 合 机 床 、 专 用 机 床 的 应 用 越 来 越 少 ， 正 在 被 数 控 设 备 所 取代 。 一 般 的 机 械 仿 形 加 工 机 床 能 加 工 一 些 较 复 杂 的 零 件 ， 但 产 品 变 型 后 ， 必 须 重 新 设 计 和 制造 凸 轮 、 靠 模 、 样 板 或 钻 镗 模 等 ， 生 产 准 备 周 期 较 长 。 而 加 工 中 心 当 加 工 对 象 改 变 后 ， 只 需 变换 加 工 程 序 、 调 整 刀 具 参 数 等 即 可 进 行 新 零 件 加 工 ， 生 产 准 备 周 期 大 大 缩 短 ， 给 新 产 品 的 研制 开 发 、 产 品 的 改 进 、 改 型 提 供 了 捷 径 。 同 时 ， 由 于 加 工 中 心 具 有 自 动 换 刀 功 能 ， 在 加 工 各 种不 同 种 类 的 零 件 、 各 种 各 样 的 表 面 方 面 比 数 控 铣 床 更 有 优 势 。（ #） 加 工 精 度 高 ， 表 面 质 量 好加 工 的 零 件 一 致 性 好 ， 质 量 稳 定 ， 加 工 中 心 的 脉 冲 当 量 一 般 为 ! $， 高 精 度 的 加 工 中 心可 达 %&! $， 其 运 动 分 辨 率 远 高 于 普 通 机 床 。 加 工 中 心 多 采 用 半 闭 环 甚 至 全 闭 环 的 位 置 补偿 功 能 ， 有 较 高 的 定 位 精 度 和 重 复 定 位 精 度 ， 在 加 工 过 程 中 产 生 的 尺 寸 误 差 能 及 时 得 到 补偿 ， 能 获 得 较 高 的 尺 寸 精 度 ； 加 工 中 心 采 用 插 补 原 理 确 定 加 工 轨 迹 ， 加 工 的 零 件 形 状 精 度 高 ；在 加 工 中 心 上 加 工 ， 工 序 高 度 集 中 ， 一 次 装 夹 即 可 加 工 出 零 件 上 大 部 分 表 面 ， 精 度 要 求 高 、 表面 质 量 要 求 好 的 零 件 宜 选 用 加 工 中 心 加 工 。另 外 ， 加 工 中 心 的 整 个 加 工 过 程 由 程 序 自 动 控 制 ， 不 受 操 作 者 人 为 因 素 的 影 响 ， 同 时 ， 没有 凸 轮 、 靠 模 等 硬 件 ， 省 去 了 制 造 和 使 用 中 磨 损 等 所 造 成 的 误 差 ， 加 上 机 床 的 位 置 补 偿 功 能 、较 高 的 定 位 精 度 和 重 复 定 位 精 度 ， 加 工 出 的 零 件 尺 寸 一 致 性 好 。 这 对 于 批 量 和 大 量 生 产 特别 有 利 。!第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺（ !） 生 产 率 高零 件 的 加 工 时 间 包 括 机 动 时 间 和 辅 助 时 间 ， 加 工 中 心 能 有 效 地 减 少 这 两 部 分 时 间 。 加工 中 心 刚 度 大 、 功 率 大 ， 主 轴 转 速 和 进 给 速 度 范 围 大 且 为 无 级 变 速 ， 所 以 每 道 工 序 都 可 选 择较 大 而 合 理 的 切 削 用 量 ， 减 少 了 机 动 时 间 。 加 工 中 心 加 工 时 能 在 一 次 装 夹 中 加 工 出 很 多 待加 工 的 部 位 ， 省 去 了 通 用 机 床 加 工 时 原 有 的 不 少 中 间 工 序 （ 如 划 线 、 检 验 等 ） 。 加 工 中 心 具 有自 动 变 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 。 所 以 ， 它 比 普 通机 床 的 生 产 效 率 高 # ! 倍 甚 至 更 高 ， 对 复 杂 型 面 零 件 的 加 工 ， 其 生 产 效 率 可 提 高 十 几 倍 甚至 几 十 倍 。 此 外 ， 加 工 中 心 加 工 出 的 零 件 也 为 后 续 工 序 （ 如 装 配 等 ） 带 来 了 许 多 方 便 ， 其 综 合效 率 更 高 。（ $） 减 轻 了 工 人 的 体 力 劳 动 强 度一 般 情 况 下 ， 操 作 者 只 要 在 机 床 旁 边 观 察 和 监 督 机 床 的 运 行 情 况 ， 此 外 再 做 一 些 装 卸 零件 及 更 换 刀 具 的 工 作 。 当 然 ， 加 工 中 心 操 作 者 的 脑 力 劳 动 强 度 相 应 增 大 ， 要 处 理 许 多 在 普 通机 床 加 工 时 很 少 见 的 数 学 问 题 、 数 控 加 工 程 序 问 题 、 微 电 子 问 题 、 信 息 问 题 、 自 动 控 制 技 术 应用 问 题 等 。（ %） 一 机 多 用加 工 中 心 具 备 了 多 台 普 通 机 床 的 功 能 ， 可 自 动 换 刀 ， 一 次 装 夹 后 ， 几 乎 可 完 成 全 部 加 工部 位 的 加 工 。（ &） 便 于 实 现 计 算 机 辅 助 制 造计 算 机 辅 助 设 计 与 制 造 （ ()*(+） 已 成 为 航 空 航 天 、 汽 车 、 船 舶 及 各 种 机 械 工 业 实 现现 代 化 的 必 由 之 路 。 而 将 用 计 算 机 辅 助 设 计 出 来 的 产 品 图 纸 及 数 据 变 为 实 际 产 品 的 最 有 效途 径 ， 就 是 采 取 计 算 机 辅 助 制 造 技 术 直 接 制 造 出 零 部 件 。 加 工 中 心 等 数 控 设 备 及 其 加 工 技术 正 是 计 算 机 辅 助 制 造 系 统 的 基 础 。,加 工 中 心 的 刀 具,-. !#$%&()*+,（ .） 高 刚 度 、 高 强 度为 提 高 生 产 效 率 ， 往 往 采 用 高 速 、 大 切 削 用 量 的 加 工 ， 因 此 加 工 中 心 采 用 的 刀 具 应 具 有能 承 受 高 速 切 削 和 强 力 切 削 所 必 须 的 高 刚 度 、 高 强 度 。（ ,） 高 耐 用 度加 工 中 心 可 以 长 时 间 连 续 自 动 加 工 ， 但 若 刀 具 不 耐 用 而 使 磨 损 加 快 ， 轻 则 影 响 工 件 的 表面 质 量 与 加 工 精 度 ， 增 加 换 刀 引 起 的 调 刀 与 对 刀 次 数 ， 降 低 效 率 ， 也 会 使 工 作 表 面 留 下 因 对刀 误 差 而 形 成 的 接 刀 台 阶 ， 重 则 因 刀 具 破 损 而 发 生 严 重 的 机 床 乃 至 人 身 事 故 。 除 上 述 两 点之 外 ， 与 普 通 切 削 一 样 ， 加 工 中 心 刀 具 的 切 削 刃 的 几 何 角 度 参 数 的 选 择 及 排 屑 性 能 等 也 非 常重 要 ， 积 屑 瘤 等 弊 端 在 数 控 铣 削 中 也 是 十 分 忌 讳 的 。,&第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术（ !） 刀 具 精 度随 着 对 零 件 的 精 度 要 求 越 来 越 高 ， 对 加 工 中 心 刀 具 的 形 状 精 度 和 尺 寸 精 度 的 要 求 也 在不 断 提 高 ， 如 刀 柄 、 刀 体 和 刀 片 必 须 具 有 很 高 的 精 度 才 能 满 足 高 精 度 加 工 的 要 求 。总 之 ， 根 据 被 加 工 工 件 材 料 的 热 处 理 状 态 、 切 削 性 能 及 加 工 余 量 ， 选 择 刚 性 好 、 耐 用 度高 、 精 度 高 的 加 工 中 心 刀 具 ， 是 充 分 发 挥 加 工 中 心 的 生 产 效 率 和 获 得 满 意 加 工 质 量 的 前 提 。# !#$%&()（ $） 高 速 钢 （ %&( )*+,) -+.）自 $/01 年 234.56 和 7(&-+ 发 明 高 速 钢 以 来 ， 通 过 许 多 改 进 至 今 仍 被 大 量 使 用 着 ， 大 体 上可 分 为 7 系 和 85 系 两 大 类 。 其 主 要 特 征 有 ： 合 金 元 素 含 量 多 且 结 晶 颗 粒 比 其 他 工 具 钢 细 ，淬 火 温 度 极 高 （ $009） 而 淬 透 性 极 好 ， 可 使 刀 具 整 体 的 硬 度 一 致 。 回 火 时 有 明 显 的 二 次 硬化 现 象 ， 甚 至 比 淬 火 硬 度 更 高 且 耐 回 火 软 化 性 较 高 ， 在 1009仍 能 保 持 较 高 的 硬 度 ， 较 之 其他 工 具 钢 耐 磨 性 好 ， 且 比 硬 质 合 金 韧 性 高 ， 但 压 延 性 较 差 ， 热 加 工 困 难 ， 耐 热 冲 击 较 弱 。 因 此高 速 钢 刀 具 仍 是 数 控 机 床 刀 具 的 选 择 对 象 之 一 。 目 前 国 内 外 应 用 比 较 普 遍 的 高 速 钢 刀 具 材料 以 785、 785:.、 785；5 为 主 ， 其 中 785:-+, ；36?&,+）硬 质 合 金 是 将 钨 钴 类 7；， 钨 钛 钴 类 7； 2&；， 钨 钛 钽 （ 铌 ） 钴 类 7； 2&； 23； 等 硬 质碳 化 物 以 ；5 为 结 合 剂 烧 结 而 成 的 物 质 ， 于 $/1 年 由 德 国 的 A6B* 公 司 发 明 ， 其 主 体 为 7； ；5 系 ， 在 铸 铁 、 非 铁 金 属 和 非 金 属 的 切 削 中 大 显 身 手 。 $/ C $/!$ 年 前 后 ， 2&； 以 及 23；等 添 加 的 复 合 碳 化 物 系 硬 质 合 金 在 铁 系 金 属 的 切 削 中 显 示 出 极 好 的 性 能 ， 从 而 使 硬 质 合 金得 到 了 很 大 程 度 的 普 及 。按 )D 标 准 ， 主 要 以 硬 质 合 金 的 硬 度 ， 抗 弯 强 度 等 指 标 为 依 据 ， 将 硬 质 合 金 刀 片 材 料 分为 E、 8、 A 三 大 类 ， 大 致 如 下 。3#7；F ；5： A 类 、 GH 类 ；?#7；F 2&；F ；5： E 类 、 G2 类 ；I#7；F 2&；F 23；F ；5： 8 类 、 G7 类 。A 类 适 于 加 工 切 屑 的 黑 色 金 属 、 有 色 金 属 及 非 金 属 材 料 。 主 要 成 分 为 碳 化 钨 和 !J C$0J的 钴 ， 有 时 还 含 有 少 量 的 碳 化 钽 等 添 加 剂 。E 类 适 于 加 工 长 切 屑 的 黑 色 金 属 。 主 要 成 分 为 碳 化 钛 、 碳 化 钨 和 钴 （ 或 镍 ） ， 有 时 还 加 入碳 化 钽 等 添 加 剂 。8 类 适 于 加 工 长 切 屑 或 短 切 屑 的 黑 色 金 属 和 有 色 金 属 。 成 分 和 性 能 介 于 A 类 和 E 类之 间 ， 可 用 来 加 工 钢 和 铸 铁 。以 上 为 一 般 切 削 工 具 所 用 硬 质 合 金 的 大 致 分 类 。 除 此 之 外 ， 还 有 超 微 粒 子 硬 质 合 金 ， 一般 地 可 以 认 为 其 从 属 于 A 类 ， 但 因 其 烧 结 性 能 上 要 求 结 合 剂 ；5 的 含 量 较 高 ， 故 高 温 性 能 较差 ， 大 多 只 适 用 于 钻 、 铰 等 低 速 切 削 工 具 。在 国 际 标 准 （ )D） 中 通 常 又 分 别 在 A、 E、 8 三 种 代 号 之 后 附 加 0$、 0K、 $0、 0、 !0、 L0、 K0 等数 字 进 行 更 进 一 步 的 细 分 。 一 般 来 讲 ， 数 字 越 小 者 ， 硬 度 越 高 但 韧 性 越 低 ； 而 数 字 越 大 则 韧性 越 高 但 硬 度 越 低 。!M第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺表 ! ! 中 列 出 了 部 分 高 速 钢 、 硬 质 合 金 刀 具 材 料 的 应 用 范 围 。! ! #$%&()*+,-./01234类 别 牌 号 应 用 范 围普 通 高 速 钢#!$%&( 用 于 制 造 麻 花 钻 、 铰 刀 、 丝 锥 、 铣 刀 、 齿 轮 刀 具 、 拉 刀 等#)*+,%&(-用 于 制 造 要 求 塑 性 好 的 刀 具 （ 如 轧 制 麻 花 钻 ） 及 承 受较 大 冲 击 载 荷 的 刀 具高 性 能 高 速 钢#-*+.%&(%+$#!-*+/%&(/%+,01用 于 制 造 加 工 难 加 工 材 料 的 各 种 刀 具 ， 不 宜 用 于 冲 击载 荷 及 工 艺 系 统 刚 性 不 足 的 条 件#)*2,%&(-3!用 于 制 造 麻 花 钻 、 丝 锥 、 铰 刀 、 铣 刀 、 车 刀 和 刨 刀 等 ， 其用 于 加 工 铁 基 高 温 合 金 的 麻 花 钻 时 ， 效 果 显 著 ， 用 于制 造 形 状 复 杂 刀 具硬 质 合 金45/6铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 精 加 工 、 半 精 加 工 ， 不 能 承受 冲 击 载 荷45/铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 精 加 工 、 半 精 加 工 ， 不 能 承受 冲 击 载 荷45)6 普 通 铸 铁 、 冷 硬 铸 铁 、 高 温 合 金 的 精 加 工 、 半 精 加 工45) 铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 半 精 加 工 和 粗 加 工45$铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 、 非 金 属 材 料 的 粗 加 工 ， 也 可用 于 断 续 切 削45)3冷 硬 铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 半 精 加 工 ， 亦 可 用 于高 锰 钢 、 淬 硬 钢 的 半 精 加 工 和 精 加 工47/2 碳 素 钢 、 合 金 钢 的 精 加 工47!,碳 素 钢 、 合 金 钢 在 连 续 切 削 时 的 粗 加 工 、 半 精 加 工 ，亦 可 用 于 断 续 切 削 时 的 精 加 工47! 同 47!,47, 碳 素 钢 、 合 金 钢 的 粗 加 工 ， 可 用 于 断 续 切 削4#!高 温 合 金 、 高 锰 钢 、 不 锈 钢 等 难 加 工 材 料 及 普 通 钢 料 、铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 半 精 加 工 和 精 加 工4#-高 温 合 金 、 不 锈 钢 、 高 锰 钢 等 难 加 工 材 料 及 普 通 钢 料 、铸 铁 、 有 色 金 属 及 其 合 金 的 粗 加 工 和 半 精 加 工涂 层 硬 质 合 金 刀 片 是 在 韧 性 较 好 的 工 具 表 面 涂 上 一 层 耐 磨 损 、 耐 溶 着 、 耐 反 应 的 物 质 ，使 刀 具 在 切 削 中 同 时 具 有 既 硬 又 不 易 破 损 的 性 能 。 英 文 称 其 为 %89:；7+!。-=第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术（ !） 陶 瓷 （ #$%&()）从 *+ 世 纪 !+ 年 代 人 们 就 开 始 研 究 以 陶 瓷 作 为 切 削 工 具 了 。 陶 瓷 刀 具 基 本 上 由 两 大 类组 成 ， 一 类 为 氧 化 铝 类 （ 白 色 陶 瓷 ） ， 另 一 类 为 , 添 加 类 （ 黑 色 陶 瓷 ） ， 另 外 还 有 在 -.*/!中添 加 01（ 晶 须 ） ， 2$/!（ 青 色 陶 瓷 ） 来 增 加 韧 性 的 ， 以 及 以 0!34为 主 体 的 陶 瓷 刀 具 。陶 瓷 材 料 具 有 高 硬 度 、 高 温 强 度 好 （ 约 *+5下 亦 不 会 熔 融 ） 的 特 性 ， 化 学 稳 定 性 亦 很好 ， 但 韧 性 很 低 。 对 此 ， 最 近 热 等 静 压 技 术 的 普 及 对 改 善 结 晶 的 均 匀 细 密 性 、 提 高 陶 瓷 的 各向 性 能 均 衡 乃 至 提 高 韧 性 都 起 到 了 很 大 的 作 用 ， 作 为 切 削 工 具 用 的 陶 瓷 抗 弯 强 度 已 经 提 高到 6+78% 以 上 。一 般 来 说 ， 陶 瓷 刀 具 相 对 于 硬 质 合 金 和 高 速 钢 来 说 仍 是 极 脆 的 材 料 ， 因 此 ， 多 用 于 高 速连 续 切 削 中 ， 例 如 铸 铁 的 高 速 加 工 。 另 外 ， 陶 瓷 的 热 导 率 相 对 于 硬 质 合 金 来 说 非 常 低 ， 是 现有 工 具 材 料 中 最 低 的 一 种 ， 故 在 切 削 加 工 中 容 易 积 蓄 加 工 热 ， 且 对 于 热 冲 击 的 变 化 较 难 承受 。 所 以 ， 加 工 中 陶 瓷 刀 具 很 容 易 因 热 裂 纹 产 生 崩 刃 等 损 伤 ， 且 切 削 温 度 较 高 。陶 瓷 刀 具 因 其 材 质 的 化 学 稳 定 性 好 、 硬 度 高 ， 在 耐 热 合 金 等 难 加 工 材 料 的 加 工 中 有 广 泛的 应 用 。 金 属 切 削 加 工 所 用 刀 具 的 研 究 开 发 ， 总 是 在 不 断 地 追 求 硬 度 ， 从 而 自 然 遇 到 了 韧 性问 题 。 金 属 陶 瓷 就 是 为 了 解 决 陶 瓷 刀 具 的 脆 性 大 而 出 现 的 ， 其 成 分 以 ,（ 陶 瓷 ） 为 基 体 ， 3、79（ 金 属 ） 为 结 合 剂 ， 故 取 名 为 金 属 陶 瓷 。金 属 陶 瓷 刀 具 的 最 大 优 点 是 与 被 加 工 材 料 的 亲 和 性 极 低 ， 故 不 易 产 生 粘 刀 和 积 屑 瘤 现象 ， 使 加 工 表 面 非 常 光 洁 平 整 ， 是 良 好 的 精 加 工 刀 具 材 料 。 但 由 于 韧 性 差 ， 大 大 限 制 了 它 的应 用 范 围 。 如 今 人 们 通 过 添 加 :、 ,%、 ,3、 ,%3 等 异 种 碳 化 物 ， 使 其 抗 弯 强 度 达 到 了 硬 质合 金 的 水 平 ， 因 而 得 到 广 泛 的 应 用 。 日 本 黛 杰 （ ；,） 公 司 新 近 推 出 通 用 性 更 为 优 良 的 ?系 列 金 属 陶 瓷 ， 可 以 适 应 各 种 切 削 状 态 的 加 工 要 求 。（ 4） 立 方 氮 化 硼 （ 3）立 方 氮 化 硼 是 靠 超 高 压 、 高 温 技 术 人 工 合 成 的 新 型 刀 具 材 料 ， 其 结 构 与 金 刚 石 相 似 ， 此种 工 具 材 料 由 美 国 A 公 司 研 制 开 发 。 它 的 硬 度 略 低 于 金 刚 石 ， 但 热 稳 定 性 远 高 于 金 刚 石 ，并 且 与 铁 族 元 素 亲 和 力 小 ， 不 易 产 生 “ 积 屑 瘤 ” 。 3 粒 子 硬 度 高 达 4B+CD， 热 导 率 高 ， 在 大气 中 加 热 至 .!+5仍 保 持 性 能 稳 定 ， 且 与 铁 的 反 应 性 很 低 ， 是 迄 今 为 止 能 够 加 工 铁 族 金 属和 钢 铁 材 料 最 硬 的 刀 具 材 料 。 它 的 出 现 使 无 法 进 行 正 常 切 削 加 工 的 淬 火 钢 、 耐 热 钢 的 高 速切 削 变 成 了 可 能 。 淬 火 硬 度 E+F G+CH 的 烧 结 钢 等 高 硬 度 材 料 均 可 采 用 3 刀 具 来 进 行切 削 。 目 前 ， 很 多 场 合 都 用 3 刀 具 进 行 切 削 ， 取 代 了 以 前 只 能 用 磨 削 才 能 进 行 的 加 工 ， 使加 工 效 率 得 到 了 极 大 的 提 高 。切 削 加 工 普 通 灰 铸 铁 时 ， 一 般 来 说 线 速 度 !+&I&J 以 下 采 用 涂 层 硬 度 合 金 ， !+ KB+&I&J 以 内 采 用 陶 瓷 ， B+&I&J 以 上 用 3 刀 具 材 料 。 而 且 最 近 的 研 究 表 明 ， 用 3 切削 普 通 灰 铸 铁 ， 当 速 度 超 过 L+&I&J 时 ， 刀 具 寿 命 随 着 切 削 速 度 的 增 加 反 而 更 长 。 其 原 因一 般 认 为 是 在 切 削 过 程 中 ， 刃 口 表 面 会 形 成 0!34、 -.*/!等 保 护 皮 膜 替 代 刀 刃 的 磨 损 。 因此 ， 可 以 说 3 将 是 超 高 速 加 工 的 首 选 刀 具 材 料 。（ B） 聚 晶 金 刚 石 （ 8；）.6GB 年 美 国 A 公 司 开 发 了 用 人 造 金 刚 石 颗 粒 通 过 添 加 9、 硬 质 合 金 、 3$、 0 F 0 以及 陶 瓷 结 合 剂 在 高 温 （ .*+5以 上 ） 、 高 压 下 烧 结 成 形 的 8； 刀 具 ， 使 其 得 到 了 广 泛 的 应 用 。B*G第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺金 刚 石 刀 具 与 铁 系 金 属 有 极 强 的 亲 和 力 ， 切 削 过 程 中 刀 具 中 的 碳 元 素 极 易 发 生 扩 散 而导 致 磨 损 ； 但 与 其 他 材 料 的 亲 和 力 很 低 ， 切 削 中 不 易 产 生 粘 刀 现 象 ， 切 削 刃 口 可 以 磨 得 非 常锋 利 。 所 以 它 只 适 用 于 高 效 地 加 工 有 色 金 属 和 非 金 属 材 料 ， 能 得 到 高 精 度 、 高 光 亮 的 加 工面 ， 特 别 是 !# 刀 具 消 除 了 金 刚 石 的 性 能 异 向 性 ， 使 其 在 高 精 加 工 领 域 中 的 应 用 得 到 了 普及 。金 刚 石 在 大 气 中 温 度 超 过 $%&时 将 被 炭 化 而 失 去 其 本 来 面 目 ， 故 金 刚 石 刀 具 不 宜 用于 可 能 会 产 生 高 温 的 切 削 中 。上 述 五 类 刀 具 材 料 ， 从 总 体 上 分 析 ， 材 料 的 硬 度 、 耐 磨 性 以 金 刚 石 为 最 高 ， 依 次 降 低 到 高速 钢 。 而 材 料 的 韧 性 则 是 高 速 钢 最 高 ， 金 刚 石 最 低 。 人 们 总 希 望 刀 具 的 材 料 同 时 具 备 极 高的 硬 度 和 韧 性 ， 但 作 为 任 何 一 种 物 质 而 言 ， 其 硬 度 和 韧 性 总 是 相 反 的 两 种 特 性 ， 要 使 这 两 种特 性 并 存 几 乎 是 不 可 能 的 。 涂 层 刀 具 材 料 具 有 较 好 的 实 用 性 能 ， 也 是 将 来 能 使 硬 度 和 韧 性并 存 的 手 段 之 一 。在 数 控 机 床 中 ， 采 用 最 广 泛 的 是 硬 质 合 金 类 。 因 为 这 类 材 料 从 经 济 性 、 适 应 性 、 多 样 性工 艺 等 各 方 面 考 虑 ， 目 前 综 合 效 果 都 优 于 陶 瓷 、 立 方 氮 化 硼 和 聚 晶 金 刚 石 。() !#$%&()*+由 于 加 工 中 心 的 工 艺 能 力 强 大 ， 因 此 其 刀 具 种 类 也 繁 多 。 加 工 中 心 所 用 刀 具 按 其 结 构形 式 可 分 为 整 体 式 和 镶 齿 式 。 整 体 式 刀 具 的 刀 刃 和 刀 体 是 一 个 整 体 ， 刀 具 磨 损 后 需 要 重 新刃 磨 ； 而 镶 齿 式 刀 具 的 刀 刃 采 用 硬 质 合 金 刀 片 ， 并 通 过 一 定 的 方 式 固 定 在 刀 体 上 ， 磨 损 后 只需 更 换 刀 片 即 可 ， 不 仅 节 约 刀 具 材 料 ， 而 且 能 够 避 免 繁 琐 的 磨 刀 工 作 ， 提 高 加 工 效 率 。 刀 具种 类 及 适 用 范 围 如 图 * + * 所 示 。 数 控 铣 床 和 加 工 中 心 主 要 刀 具 的 种 类 按 工 艺 用 途 可 分 为铣 削 类 、 镗 削 类 、 钻 削 类 等 几 大 类 。,*+ * !#$%-($,第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术（ !） 铣 削 类 刀 具因 为 加 工 中 心 主 要 用 于 复 杂 曲 面 的 铣 削 ， 所 以 铣 刀 的 选 择 是 非 常 重 要 的 。 铣 刀 的 种 类繁 多 ， 功 能 也 不 尽 相 同 。 如 平 面 铣 刀 （ 盘 铣 刀 ） 适 合 于 大 面 积 的 平 面 类 零 件 的 加 工 ； 端 铣 刀（ 圆 柱 铣 刀 、 立 铣 刀 ） 既 适 合 于 平 面 加 工 ， 也 可 以 加 工 侧 面 ， 即 它 除 用 其 端 刃 铣 削 外 ， 还 可 用 其侧 刃 铣 削 。 球 头 铣 刀 和 成 型 刀 具 适 合 于 曲 面 类 零 件 的 加 工 。 曲 面 加 工 用 铣 刀 ， 适 用 于 加 工空 间 曲 面 零 件 ， 有 时 也 用 于 平 面 类 零 件 较 大 的 转 接 凹 圆 弧 的 补 加 工 。 部 分 铣 刀 的 形 状 如 图! ! 所 示 。 除 上 述 几 种 类 型 的 铣 刀 外 ， 还 有 特 殊 的 铣 刀 ， 如 下 所 述 。!专 用 成 型 铣 刀 一 般 都 是 为 特 定 的 工 件 或 加 工 内 容 专 门 设 计 制 造 的 ， 适 用 于 加 工 平面 类 零 件 的 特 定 形 状 （ 如 角 度 面 、 凹 槽 面 等 ） ， 适 应 于 特 定 形 状 的 孔 或 台 。鼓 形 铣 刀 主 要 用 于 对 变 斜 角 类 零 件 中 变 斜 角 面 的 近 似 加 工 。（ #） 孔 加 工 类 刀 具在 加 工 中 心 上 可 进 行 钻 孔 、 扩 孔 和 镗 孔 ， 其 刀 具 分 别 称 为 浅 孔 钻 、 扩 孔 钻 （ 粗 镗 刀 ） 、 精 镗刀 。!浅 孔 钻 用 于 在 实 体 工 件 上 打 孔 ， 一 般 加 工 的 长 径 比 在 $%! 以 内 。 这 种 钻 头 的 刚 性很 好 ， 可 保 证 钻 孔 的 精 度 ， 有 易 于 排 屑 的 容 屑 槽 ， 其 加 工 效 率 很 高 。扩 孔 钻 （ 粗 镗 刀 ） 用 于 对 铸 造 孔 和 预 加 工 孔 的 加 工 ， 由 于 刀 体 上 的 容 屑 空 间 可 通 畅地 排 屑 ， 因 此 可 以 扩 盲 孔 ， 有 些 扩 孔 刀 的 直 径 还 可 进 行 调 整 ， 可 满 足 一 定 范 围 内 不 同 孔 径 的要 求 。 高 档 的 扩 孔 刀 还 带 有 内 冷 功 能 ， 可 使 冷 却 液 直 接 到 达 刀 刃 上 ， 这 样 不 仅 可 以 有 效 防 止刀 具 的 升 温 ， 而 且 还 可 帮 助 排 屑 。#精 镗 刀 用 于 孔 的 精 加 工 ， 加 工 中 心 用 的 精 镗 刀 通 常 采 用 模 块 式 结 构 ， 通 过 高 精 度 的调 整 装 置 调 节 镗 刀 的 径 向 尺 寸 ， 可 加 工 出 高 精 度 的 孔 。 另 外 ， 镗 刀 还 采 用 平 衡 块 调 整 其 动 平衡 ， 以 减 少 振 动 ， 从 而 保 证 孔 的 表 面 粗 糙 度 和 尺 寸 精 度 。&加 工 中 心 工 件 装 卡 与 定 位&! !#$%&()*+（ !） 工 件 定 位 的 基 本 原 理!） 六 点 定 位 原 理如 图 ! # 所 示 ， 工 件 在 空 间 具 有 六 个 自 由 度 ， 即 沿 !、 、 # 三 个 直 角 坐 标 轴 方 向 的 移 动自 由 度 !、 !、 #!和 绕 这 三 个 坐 标 轴 的 转 动 自 由 度)!、)、)#。 因 此 ， 要 完 全 确 定 工 件 的 位 置 ， 就 必须 消 除 这 六 个 自 由 度 ， 通 常 用 六 个 支 承 点 （ 即 定 位 元 件 ） 来 限 制 工 件 的 六 个 自 由 度 ， 其 中 每 一个 支 承 点 限 制 相 应 的 一 个 自 由 度 ， 如 图 ! & 所 示 ， 在 !$ 平 面 上 ， 不 在 同 一 直 线 上 的 三 个 支承 点 限 制 了 工 件 的 #!、)!、) 三 个 自 由 度 ， 这 个 平 面 称 为 主 基 准 面 ； 在 $# 平 面 上 ， 沿 长 度 方 向布 置 的 两 个 支 承 点 限 制 了 工 件 的 !、)# 两 个 自 由 度 ， 这 个 平 面 称 为 导 向 平 面 ； 工 件 在 !$# 平(#(第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺面 上 ， 被 一 个 支 承 点 限 制 了 !一 个 自 由 度 ， 这 个 平 面 称 为 止 动 平 面 。! # #$%&()*+,! $ #(-./综 上 所 述 ， 若 要 使 工 件 在 夹 具 中 获 得 惟 一 确 定 的 位 置 ， 就 需 要 在 夹 具 上 合 理 设 置 相 当 于 定 位元 件 的 六 个 支 承 点 ， 使 工 件 的 定 位 基 准 与 定 位 元 件 紧 贴 接 触 ， 即 可 消 除 工 件 的 所 有 六 个 自 由度 ， 这 就 是 工 件 的 六 点 定 位 原 理 。#） 六 点 定 位 原 理 的 应 用六 点 定 位 原 理 对 于 任 何 形 状 工 件 的 定 位 都 是 适 用 的 ， 如 果 违 背 这 个 原 理 ， 工 件 在 夹 具 中的 位 置 就 不 能 完 全 确 定 。 然 而 ， 用 工 件 六 点 定 位 原 理 进 行 定 位 时 ， 必 须 根 据 具 体 加 工 要 求 灵活 运 用 ， 工 件 形 状 不 同 ， 定 位 表 面 不 同 ， 定 位 点 的 布 置 情 况 会 各 不 相 同 ， 宗 旨 是 使 用 最 简 单 的定 位 方 法 ， 使 工 件 在 夹 具 中 迅 速 获 得 正 确 的 位 置 。!完 全 定 位 工 件 的 六 个 自 由 度 全 部 被 夹 具 中 的 定 位 元 件 所 限 制 ， 而 在 夹 具 中 占 有 完全 确 定 的 惟 一 位 置 ， 称 为 完 全 定 位 。不 完 全 定 位 根 据 工 件 加 工 表 面 的 不 同 加 工 要 求 ， 定 位 支 承 点 的 数 目 可 以 少 于 六 个 。有 些 自 由 度 对 加 工 要 求 有 影 响 ， 有 些 自 由 度 对 加 工 要 求 无 影 响 ， 只 要 分 布 与 加 工 要 求 有 关 的支 承 点 ， 就 可 以 用 较 少 的 定 位 元 件 达 到 定 位 的 要 求 ， 这 种 定 位 情 况 称 为 不 完 全 定 位 。 不 完 全定 位 是 允 许 的 ， 下 面 举 例 说 明 。五 点 定 位 如 图 ! % 所 示 ， 钻 削 加 工 小 孔!， 工 件 以 内 孔 和 一 个 端 面 在 夹 具 的 心 轴 和 平面 上 定 位 ， 限 制 工 件 #!、 !、 $!、)#、)! 五 个 自 由 度 ， 相 当 于 五 个 支 承 点 定 位 。 工 件 绕 心 轴 的 转 动)$ 不 影 响 对 小 孔! 的 加 工 要 求 。四 点 定 位 如 图 ! & 所 示 ， 铣 削 加 工 通 槽 %， 工 件 以 长 外 圆 在 夹 具 的 双 形 块 上 定 位 ， 限制 工 件 的 $!、 !、)#、)! 四 个 自 由 度 ， 相 当 于 四 个 支 承 点 定 位 。 工 件 的 $!、)$ 两 个 自 由 度 不 影 响 对通 槽 % 的 加 工 要 求 。#欠 定 位 按 照 加 工 要 求 应 该 限 制 的 自 由 度 没 有 被 限 制 的 定 位 称 为 欠 定 位 。 欠 定 位 是不 允 许 的 。 因 为 欠 定 位 保 证 不 了 加 工 要 求 。 如 铣 削 图 ! ( 所 示 零 件 上 的 通 槽 ， 应 该 限 制)#、)!、 $!三 个 自 由 度 以 保 证 槽 底 面 与 & 面 的 平 行 度 及 尺 寸 () )*#+ 两 项 加 工 要 求 ； 应 该 限 制,!、)- 两 个 自 由 度 以 保 证 槽 侧 面 与 % 面 的 平 行 度 及 尺 寸 $) . )*! 两 项 加 工 要 求 ； !自 由/#0第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术! # #$%&! $ (#$%度 不 影 响 通 槽 加 工 ， 可 以 不 限 制 。 如 果 %!没 有 限 制 ， & ()! 就 无 法 保 证 ； 如 果) 或)# 没 有限 制 ， 槽 底 与 $ 面 的 平 行 度 就 不 能 保 证 。! & )*+,-./012345!过 定 位 工 件 的 一 个 或 几 个 自 由 度 被 不 同 的 定 位 元 件 重 复 限 制 的 定 位 称 为 过 定 位 。如 图 ! * 所 示 的 连 杆 定 位 方 案 ， 长 销 限 制 了 !、 #!、)、)# 四 个 自 由 度 ， 支 承 板 限 制 了)、)#、 %!三+)*第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺个 自 由 度 ， 其 中)!、) 被 两 个 定 位 元 件 重 复 限 制 ， 这 就 产 生 了 过 定 位 。 当 连 杆 小 头 孔 与 端 面有 较 大 的 垂 直 度 误 差 时 ， 夹 紧 力 #!将 使 长 销 弯 曲 或 使 连 杆 变 形 图 # $（ $） 、（ %） ， 造 成 连杆 加 工 误 差 。 若 采 用 图 # $（ &） 所 示 方 案 ， 将 长 销 改 为 短 销 ， 就 不 会 产 生 过 定 位 。 当 过 定 位导 致 工 件 或 定 位 元 件 变 形 ， 影 响 加 工 精 度 时 ， 应 该 严 禁 采 用 。 但 当 过 定 位 并 不 影 响 加 工 精度 ， 反 而 对 提 高 加 工 精 度 有 利 时 ， 也 可 以 采 用 ， 要 具 体 情 况 具 体 分 析 。! # $ #$%&! # % $%()*+,-./&） 定 位 与 夹 紧 的 关 系定 位 与 夹 紧 的 任 务 是 不 同 的 ， 两 者 不 能 互 相 取 代 。 若 认 为 工 件 被 夹 紧 后 其 位 置 不 能 动了 ， 所 以 自 由 度 都 已 限 制 了 ， 这 种 理 解 是 错 误 的 。 图 # % 所 示 为 定 位 与 夹 紧 的 关 系 图 ， 工 件在 平 面 支 承 和 两 个 长 圆 柱 销 上 定 位 ， 工 件 放 在 实 线 和 虚 线 位 置 都 可 以 夹 紧 ， 但 是 工 件 在! 方 向 的 位 置 不 能 确 定 ， 钻 出 的 孔 的 位 置 也 不 确 定 （ 出 现 尺 寸 和 ） 。 只 有 在 ! 方 向 设置 一 个 挡 销 时 ， 才 能 保 证 钻 出 的 孔 在 ! 方 向 获 得 确 定 的 位 置 。 另 一 方 面 ， 若 认 为 工 件 在 挡销 的 反 方 向 仍 然 有 移 动 的 可 能 性 ， 因 此 位 置 不 确 定 ， 这 种 理 解 也 是 错 误 的 。 定 位 时 ， 必 须 使工 件 的 定 位 基 准 紧 贴 在 夹 具 的 定 位 元 件 上 ， 否 则 不 能 称 其 为 定 位 ， 而 夹 紧 则 是 使 工 件 不 离 开定 位 元 件 。（ ） 定 位 基 准 的 选 择 原 则） 粗 基 准 的 选 择 原 则(&$第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术!相 互 位 置 要 求 原 则 选 取 与 加 工 表 面 相 互 位 置 精 度 要 求 较 高 的 不 加 工 表 面 作 为 粗 基准 ， 以 保 证 不 加 工 表 面 与 加 工 表 面 的 位 置 要 求 。 如 图 ! # 所 示 的 套 筒 毛 坯 ， 以 不 加 工 的 外圆 ! 作 粗 基 准 ， 不 仅 可 以 保 证 内 孔 $ 加 工 后 壁 厚 均 匀 ， 还 可 以 在 一 次 安 装 中 加 工 出 大 部 分 要加 工 的 表 面 。加 工 余 量 合 理 分 配 原 则 以 余 量 最 小 的 表 面 作 为 粗 基 准 ， 以 保 证 各 加 工 表 面 有 足 够的 加 工 余 量 。 图 ! !% 所 示 的 阶 梯 轴 毛 坯 大 小 端 外 圆 有 & 的 偏 心 ， 应 以 余 量 较 小 的#&( 外 圆 表 面 作 粗 基 准 ； 如 果 选#!) 外 圆 作 粗 基 准 加 工#&( 外 圆 ， 则 无 法 加 工 出#&% 外 圆 。! # #$%&()! !% *+,$%&()$重 要 表 面 原 则 为 保 证 重 要 表 面 的 加 工 余 量 均 匀 ， 应 选 择 重 要 加 工 面 为 粗 基 准 。 图 ! ! 所 示 的 床 身 导 轨 加 工 ， 为 了 保 证 导 轨 面 的 金 相 组 织 均 匀 一 致 并 且 有 较 高 的 耐 磨 性 ， 应 使其 加 工 余 量 小 而 均 匀 。 因 此 ， 应 先 选 择 导 轨 面 为 粗 基 准 ， 加 工 与 床 腿 的 连 接 面 ， 如 图 ! !（ *） 所 示 。 然 后 再 以 连 接 面 为 精 基 准 ， 加 工 导 轨 面 ， 如 图 ! !（ +） 所 示 。 这 样 才 能 保 证 导 轨面 加 工 时 被 切 去 的 金 属 层 尽 可 能 薄 而 且 均 匀 。! ! -./012$%&()%不 重 复 使 用 原 则 粗 基 准 未 经 加 工 ， 表 面 比 较 粗 糙 且 精 度 低 ， 二 次 安 装 时 ， 其 在 机 床上 （ 或 夹 具 中 ） 的 实 际 位 置 可 能 与 第 一 次 安 装 时 不 一 样 ， 从 而 产 生 定 位 误 差 ， 导 致 相 应 加 工 表面 出 现 较 大 的 位 置 误 差 。 因 此 ， 粗 基 准 一 般 不 应 重 复 使 用 。 图 ! !$ 所 示 零 件 ， 若 在 加 工 端面 !、 内 孔 和 钻 孔 # 时 ， 均 使 用 未 经 加 工 的 $ 表 面 定 位 ， 则 钻 孔 的 位 置 精 度 就 会 相 对 于 内孔 和 端 面 产 生 偏 差 。 当 然 ， 若 毛 坯 制 造 精 度 较 高 ， 而 工 件 加 工 精 度 要 求 不 高 时 ， 则 粗 基 准 也可 重 复 使 用 。!,-第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺!便 于 工 件 装 夹 原 则 作 为 粗 基 准 的 表 面 ， 应 尽 量 平 整 光 滑 ， 没 有 飞 边 、 冒 口 、 浇 口 或 其他 缺 陷 ， 以 便 使 工 件 定 位 准 确 、 夹 紧 可 靠 。!） 精 基 准 的 选 择 原 则!# ! #$%&()*+基 准 重 合 原 则 直 接 选 择 加 工 表 面 的 设 计 基 准 为 定 位 基 准 ， 称 为 基 准 重 合 原 则 。 采用 基 准 重 合 原 则 可 以 避 免 由 定 位 基 准 与 设 计 基 准 不 重 合 而 引 起 的 定 位 误 差 （ 基 准 不 重 合 误差 ） 。图 # $（ %） 所 示 零 件 ， 欲 加 工 孔 $， 其 设 计 基 准 是 面 !， 要 求 保 证 尺 寸 !。 在 用 调 整 法 加工 时 ， 若 以 面 为 定 位 基 准 ， 如 图 # $（ &） 所 示 ， 则 直 接 保 证 的 尺 寸 是 ， 尺 寸 ! 是 通 过 控制 尺 寸 # 和 来 间 接 保 证 的 。 因 此 ， 尺 寸 ! 的 公 差 为 ：$( !)%*# !)+,( )%*# #)+,#（ )+,# #)%*） ( $-. $/（ # ）!# $ ,-#$./0#$)12由 此 可 以 看 出 ， 尺 寸 ! 的 加 工 误 差 中 增 加 了 一 个 从 定 位 基 准 （ 面 ） 到 设 计 基 准 （ 面 !） 之间 尺 寸 # 的 误 差 ， 这 个 误 差 就 是 基 准 不 重 合 误 差 。 由 于 基 准 不 重 合 误 差 的 存 在 ， 只 有 提 高本 道 工 序 尺 寸 的 加 工 精 度 ， 才 能 保 证 尺 寸 ! 的 精 度 ； 当 本 道 工 序 的 加 工 精 度 不 能 满 足要 求 时 ， 还 需 提 高 前 道 工 序 尺 寸 # 的 加 工 精 度 ， 这 就 增 加 了 加 工 的 难 度 。若 按 图 # $（ 0） 所 示 用 面 ! 定 位 ， 则 符 合 基 准 重 合 原 则 ， 可 以 直 接 保 证 尺 寸 ! 的 精 度 。应 用 基 准 重 合 原 则 时 ， 要 具 体 情 况 具 体 分 析 。 定 位 过 程 中 产 生 的 基 准 不 重 合 误 差 ， 是 在用 夹 具 装 夹 、 调 整 法 加 工 一 批 工 件 时 产 生 的 。 若 用 试 切 法 加 工 ， 设 计 要 求 的 尺 寸 一 般 可 直 接测 量 ， 不 存 在 基 准 不 重 合 误 差 问 题 。 在 带 有 自 动 测 量 功 能 的 数 控 机 床 上 加 工 时 ， 可 在 工 艺 中安 排 坐 标 系 测 量 检 查 工 步 ， 即 每 个 零 件 加 工 前 由 /1/ 系 统 自 动 控 制 测 量 头 检 测 设 计 基 准 并!$2第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术自 动 计 算 、 修 正 坐 标 值 ， 消 除 基 准 不 重 合 误 差 ， 因 此 ， 不 必 遵 循 基 准 重 合 原 则 。!基 准 统 一 原 则 同 一 零 件 的 多 道 工 序 尽 可 能 选 择 同 一 个 定 位 基 准 ， 称 为 基 准 统 一 原则 。 这 样 既 可 保 证 各 加 工 表 面 间 的 相 互 位 置 精 度 ， 避 免 或 减 少 因 基 准 转 换 而 引 起 的 误 差 ， 而且 简 化 了 夹 具 的 设 计 与 制 造 工 作 ， 降 低 了 成 本 ， 缩 短 了 生 产 准 备 周 期 。 例 如 轴 类 零 件 加 工 ，采 用 两 端 中 心 孔 作 统 一 定 位 基 准 ， 加 工 各 阶 梯 外 圆 表 面 ， 可 保 证 各 阶 梯 外 圆 表 面 的 同 轴 度 误差 。基 准 重 合 和 基 准 统 一 原 则 是 选 择 精 基 准 的 两 个 重 要 原 则 ， 但 实 际 生 产 中 有 时 会 遇 到 两者 相 互 矛 盾 的 情 况 。 此 时 ， 若 采 用 统 一 定 位 基 准 能 够 保 证 加 工 表 面 的 尺 寸 精 度 ， 则 应 遵 循 基准 统 一 原 则 ； 若 不 能 保 证 尺 寸 精 度 ， 则 应 遵 循 基 准 重 合 原 则 ， 以 免 使 工 序 尺 寸 的 实 际 公 差 值减 小 ， 增 加 加 工 难 度 。自 为 基 准 原 则 精 加 工 或 光 整 加 工 工 序 要 求 余 量 小 而 均 匀 ， 选 择 加 工 表 面 本 身 作 为定 位 基 准 ， 称 为 自 为 基 准 原 则 。图 ! !# 所 示 的 床 身 导 轨 面 磨 削 ， 在 磨 床 上 用 百 分 表 找 正 导 轨 面 相 对 于 机 床 运 动 方 向的 正 确 位 置 ， 然 后 磨 去 薄 而 均 匀 的 一 层 磨 削 余 量 ， 以 满 足 对 床 身 导 轨 面 的 质 量 要 求 。 采 用 自为 基 准 原 则 时 ， 只 能 提 高 加 工 表 面 本 身 的 尺 寸 精 度 和 形 状 精 度 ， 而 不 能 提 高 加 工 表 面 的 位 置精 度 ， 加 工 表 面 的 位 置 精 度 应 由 前 道 工 序 保 证 。 此 外 ， 研 磨 、 铰 孔 都 是 自 为 基 准 的 例 子 。! !# #$%&! 磁 力 表 座 ； $ 百 分 表 ； % 床 身 ； # 垫 铁#互 为 基 准 原 则 为 使 各 加 工 表 面 之 间 具 有 较 高 的 位 置 精 度 ， 或 使 加 工 表 面 具 有 均 匀的 加 工 余 量 ， 可 采 取 两 个 加 工 表 面 互 为 基 准 反 复 加 工 的 方 法 ， 称 为 互 为 基 准 原 则 。例 如 ， 图 ! !& 所 示 的 精 密 齿 轮 齿 面 磨 削 ， 因 齿 面 淬 硬 层 磨 削 余 量 小 而 均 匀 ， 为 此 需 先以 齿 面 分 度 圆 为 基 准 磨 内 孔 ， 再 以 内 孔 为 基 准 磨 齿 面 ， 这 样 反 复 加 工 才 能 满 足 要 求 。$便 于 装 夹 原 则 所 选 精 基 准 应 能 保 证 工 件 定 位 准 确 稳 定 ， 装 夹 方 便 可 靠 ， 夹 具 结 构 简单 适 用 ， 操 作 方 便 灵 活 。 同 时 ， 定 位 基 准 应 有 足 够 大 的 接 触 面 积 ， 以 承 受 较 大 的 切 削 力 。%） 辅 助 基 准 的 选 择辅 助 基 准 是 为 了 便 于 装 夹 或 易 于 实 现 基 准 统 一 而 人 为 制 成 的 一 种 定 位 基 准 ， 如 轴 类 零件 加 工 所 用 的 两 个 中 心 孔 ， 它 不 是 零 件 的 工 作 表 面 ， 只 是 出 于 工 艺 上 的 需 要 才 作 出 的 。 又 如图 ! ! 所 示 的 零 件 ， 为 安 装 方 便 ， 毛 坯 上 专 门 铸 出 工 艺 搭 子 ， 也 是 典 型 的 辅 助 基 准 ， 加 工 完%(第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺毕 后 应 将 其 从 零 件 上 切 除 。! !# #$%&! 卡 盘 ； $ 滚 柱 ； % 齿 轮! !& ()$%*+&（ %） 常 见 定 位 方 式 及 定 位 元 件如 表 ! $ 所 示 ， 工 件 的 定 位 是 通 过 工 件 上 的 定 位 基 准 面 和 夹 具 上 定 位 元 件 工 作 表 面 之间 的 配 合 或 接 触 实 现 的 ， 一 般 应 根 据 工 件 上 定 位 基 准 面 的 形 状 来 选 择 相 应 的 定 位 元 件 。!） 工 件 以 平 面 定 位工 件 以 平 面 定 位 时 ， 常 用 定 位 元 件 有 固 定 支 承 、 可 调 支 承 、 浮 动 支 承 、 辅 助 支 承 四 类 。!固 定 支 承 固 定 支 承 有 支 承 钉 和 支 承 板 两 种 形 式 ， 如 图 ! ! 所 示 ， 平 头 支 承 钉 和 支承 板 用 于 已 加 工 平 面 的 定 位 ； 球 头 支 承 钉 主 要 用 于 毛 坯 面 定 位 ； 齿 纹 头 支 承 钉 用 于 侧 面 定位 ， 以 增 大 摩 擦 系 数 。! ! ,-./,-0可 调 支 承 可 调 支承 用 于 工 件 定 位 过 程 中 ， 支承 钉 高 度 需 调 整 的 场 合 ， 如图 ! !( 所 示 ， 高 度 尺 寸 调整 好 后 ， 用 锁 母 $ 固 定 ， 就相 当 于 固 定 支 承 。 可 调 支承 大 多 用 于 毛 坯 尺 寸 、 形 状变 化 较 大 ， 以 及 粗 加 工 时 的定 位 。#浮 动 支 承 工 件 定位 过 程 中 ， 能 随 着 工 件 定 位基 准 位 置 的 变 化 而 自 动 调节 的 支 承 ， 称 为 浮 动 支 承 。 浮 动 支 承 常 用 的 有 三 点 式 图 ! !)（ *） 和 二 点 式 图 ! !)（ +） ， 无 论 哪 种 形 式 的 浮 动 支 承 ， 其 作 用 相 当 于 一 个 固 定 支 承 ， 只 限 制 一 个 自 由 度 ， 主 要 目 的是 提 高 工 件 的 刚 性 和 稳 定 性 。 浮 动 支 承 用 于 毛 坯 面 定 位 或 刚 性 不 足 的 场 合 。$辅 助 支 承 辅 助 支 承 是 指 由 于 工 件 形 状 、 夹 紧 力 、 切 削 力 和 工 件 重 力 等 原 因 ， 可 能 使工 件 在 定 位 后 还 产 生 变 形 或 定 位 不 稳 ， 为 了 提 高 工 件 的 装 夹 刚 性 和 稳 定 性 而 增 设 的 支 承 。因 此 ， 辅 助 支 承 只 能 起 提 高 工 件 支 承 刚 性 的 辅 助 定 位 作 用 ， 而 不 起 限 制 自 由 度 的 作 用 ， 更 不,%第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术! !# #$%! 调 整 钉 ； $ 锁 紧 螺 母! !% &$%能 破 坏 工 件 原 有 定 位 。$） 工 件 以 圆 孔 定 位工 件 以 圆 孔 定 位 时 ， 常 用 的 定 位 元 件 有 定 位 销 、 圆 柱 心 轴 和 圆 锥 销 。!定 位 销 如 表 ! $ 所 示 ， 定 位 削 分 为 短 销 和 长 销 。 短 销 只 能 限 制 两 个 移 动 自 由 度 ，而 长 销 除 限 制 两 个 移 动 自 由 度 外 ， 还 可 限 制 两 个 转 动 自 由 度 。圆 柱 心 轴 圆 柱 心 轴 定 位 有 间 隙 配 合 和 过 盈 配 合 两 种 。 间 隙 配 合 拆 卸 方 便 ， 但 定 心精 度 不 高 ； 过 盈 配 合 定 心 精 度 高 ， 不 用 另 设 夹 紧 装 置 ， 但 装 拆 工 件 不 方 便 。#圆 锥 销 采 用 圆 锥 销 定 位 时 ， 圆 锥 销 与 工 件 圆 孔 的 接 触 线 为 一 个 圆 ， 限 制 工 件 的 三 个移 动 自 由 度 。&(第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺! # #$%&($%)*工 件 定 位 基 准 面 定 位 元 件 定 位 方 式 简 图 定 位 元 件 特 点 限 制 的 自 由 度支 承 钉!、 #、 $ !、 #%、 & 、 ! #支 承 板每 个 支 承 板 也可 设 计 为 两 个 或两 个 以 上 的 小 支承 板!、 # !、 、 #$ 、 !固 定 支 承与浮 动 支 承!、 $ 固 定 支 承# 浮 动 支 承!、 # !、 、 #$ 、 !固 定 支 承与辅 助 支 承!、 #、 $、 % 固 定 支承 & 辅 助 支 承!、 #、 $ !、 、 #% 、 !& 增 加 刚 性 ，不 限 制 自 由 度定 位 销（ 心 轴 ）短 销（ 短 心 轴 ）、 #长 销（ 长 心 轴 ）、 #、 #锥 销单 锥 销 、 #、 ! 固 定 销# 活 动 销、 #、 !、 #$(第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术工 件 定 位 基 准 面 定 位 元 件 定 位 方 式 简 图 定 位 元 件 特 点 限 制 的 自 由 度支 承 板或支 承 钉短 支 承 板 或 支承 钉!（ 或 ）长 支 承 板 或 两个 支 承 钉!、 # 形 块窄 # 形 块 、 !宽 # 形 块 或 两个 窄 # 形 块、 !、 !垂 直 运 动 的 窄活 动 # 形 块（ 或 ）定 位 套短 套 、 !长 套、 !、 !半 圆 孔衬 套短 半 圆 孔 、 !长 半 圆 孔、 !、 !第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺工 件 定 位 基 准 面 定 位 元 件 定 位 方 式 简 图 定 位 元 件 特 点 限 制 的 自 由 度锥 套单 锥 套 !、 、 #! 固 定 锥 套# 活 动 锥 套!、 、 #!、 #$） 工 件 以 外 圆 柱 面 定 位工 件 以 外 圆 柱 面 定 位 时 的 定 位 元 件 有 支 承 板 、 % 形 块 、 定 位 套 、 半 圆 孔 衬 套 、 锥 套 和 三 爪自 动 定 心 卡 盘 等 形 式 ， 最 常 见 的 是 % 形 块 和 三 爪 自 动 定 心 卡 盘 。% 形 块 的 优 点 是 对 中 性 好 ， 可 以 使 工 件 的 定 位 基 准 轴 线 保 持 在 % 形 块 两 斜 面 的 对 称 平面 上 ， 而 且 不 受 工 件 直 径 误 差 的 影 响 ， 安 装 方 便 。 % 形 块 有 窄 % 形 块 、 宽 % 形 块 和 两 个 窄 %形 块 组 合 等 三 种 结 构 形 式 。 窄 % 形 块 定 位 限 制 工 件 的 两 个 自 由 度 ； 宽 % 形 块 或 两 个 窄 % 形块 组 合 定 位 ， 则 限 制 工 件 的 四 个 自 由 度 。三 爪 自 动 定 心 卡 盘 能 够 自 动 地 将 工 件 的 轴 线 确 定 在 要 求 的 位 置 上 。&） 工 件 以 一 面 两 孔 定 位如 图 ! # 所 示 ， 一 面 二 孔 定 位 是 机 械 加 工 过 程 中 最 常 用 的 定 位 方 式 之 一 ， 即 以 工 件 上的 一 个 较 大 平 面 和 平 面 上 相 距 较 远 的 两 个 孔 组 合 定 位 。 平 面 支 承 限 制 !(、 (和 #(三 个 自 由 度 ，一 个 圆 柱 销 限 制 ! 和 两 个 自 由 度 ， 另 一 个 圆 柱 销 限 制 乏 自 由 度 。 为 保 证 工 件 能 够 顺 利 安装 ， 第 二 个 销 通 常 采 用 削 边 结 构 （ 参 考 表 ! $） 。 削 边 销 与 孔 的 最 小 配 合 间 隙 $)*+可 由 下 式计 算 。$)*+,%（ &- &(）（ ! #）式 中 % 削 边 销 的 宽 度 ；& 两 定 位 孔 中 心 距 公 差 ；&( 两 定 位 销 中 心 距 公 差 ； 与 削 边 销 配 合 的 孔 的 直 径 。.$/第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术! #$ #$%&! 圆 柱 销 ； # 削 边 销 ； % 定 位 平 面(! % )*+,-./& % ( ) ( * ) * #$ ) #$ #+ ) #+ %# ) %# ,$ ) ,$ +$! # % , + ( - * # $.+ # ! # # # % # , # +（ ,） 定 位 误 差工 件 在 夹 具 中 的 位 置 是 以 其 定 位 基 面 与 定 位 元 件 的 相 互 接 触 （ 配 合 ） 来 确 定 的 ， 由 于 定位 基 面 、 定 位 元 件 的 工 作 表 面 本 身 存 在 一 定 的 制 造 误 差 ， 导 致 一 批 工 件 在 夹 具 中 的 实 际 位 置不 可 能 完 全 一 样 ， 使 加 工 后 各 工 件 的 加 工 尺 寸 存 在 误 差 。 这 种 因 工 件 在 夹 具 上 定 位 不 准 而造 成 的 加 工 误 差 ， 称 为 定 位 误 差 ， 它 包 括 基 准 位 移 误 差 和 基 准 不 重 合 误 差 两 种 类 型 。!基 准 位 移 误 差 定 位 基 准 相 对 于 其 理 想 位 置 的 最 大 变 动 量 ， 称 为 基 准 位 移 误 差 ， 用/表 示 。#基 准 不 重 合 误 差 定 位 基 准 和 工 序 基 准 不 重 合 而 造 成 的 加 工 误 差 ， 称 为 基 准 不 重 合误 差 ， 用表 示 。定 位 误 差 的 计 算 与 工 件 的 具 体 定 位 方 式 和 定 位 基 准 、 定 位 元 件 的 制 造 精 度 有 关 ， 限 于 篇幅 ， 此 处 不 再 一 一 列 举 。（ +） 工 件 的 夹 紧夹 紧 是 工 件 装 夹 过 程 中 的 重 要 组 成 部 分 。 工 件 定 位 后 必 须 通 过 一 定 的 机 构 产 生 夹 紧力 ， 把 工 件 压 紧 在 定 位 元 件 上 ， 使 其 保 持 准 确 的 定 位 位 置 ， 不 会 由 于 切 削 力 、 工 件 重 力 、 离 心力 或 惯 性 力 等 的 作 用 而 产 生 位 置 变 化 和 振 动 ， 以 保 证 加 工 精 度 和 安 全 操 作 。 这 种 产 生 夹 紧力 的 机 构 称 为 夹 紧 装 置 。0%-第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺!） 夹 紧 装 置 应 具 备 的 基 本 要 求!夹 紧 过 程 可 靠 ， 不 改 变 工 件 定 位 后 所 占 据 的 正 确 位 置 。夹 紧 力 的 大 小 适 当 ， 既 要 保 证 工 件 在 加 工 过 程 中 其 位 置 稳 定 不 变 、 振 动 小 ， 又 要 使 工件 不 会 产 生 过 大 的 夹 紧 变 形 。#操 作 简 单 方 便 、 省 力 、 安 全 。$结 构 性 好 ， 夹 紧 装 置 的 结 构 力 求 简 单 、 紧 凑 ， 便 于 制 造 和 维 修 。） 夹 紧 力 方 向 和 作 用 点 的 选 择!夹 紧 力 应 朝 向 主 要 定 位 基 准 。 如 图 ! # !（ $） 所 示 ， 工 件 被 镗 孔 与 ! 面 有 垂 直 度 要求 ， 因 此 加 工 时 以 ! 面 为 主 要 定 位 基 面 ， 夹 紧 力 %的 方 向 应 朝 向 ! 面 。 如 果 夹 紧 力 改 朝 #面 ， 由 于 工 件 侧 面 ! 与 底 面 # 的 夹 角 误 差 ， 夹 紧 时 工 件 的 定 位 位 置 被 破 坏 图 ! # !（ &） ， 影响 了 孔 与 ! 面 的 垂 直 度 要 求 。! # ! #$%&(夹 紧 力 的 作 用 点 应 落 在 定 位 元 件 的 支 承 范 围 内 ， 并 靠 近 支 承 元 件 的 几 何 中 心 。 如 图! # 所 示 ， 夹 紧 力 作 用 在 支 承 面 之 外 ， 导 致 工 件 产 生 倾 斜 和 移 动 ， 破 坏 了 工 件 的 定 位 。 正确 位 置 应 是 图 中 虚 线 所 示 的 位 置 。#夹 紧 力 的 方 向 应 有 利 于 减 小 夹 紧 力 的 大 小 。 如 图 ! # 所 示 ， 钻 削 ! 孔 时 ， 夹 紧 力%与 轴 向 切 削 力 (、 工 件 重 力 $ 的 方 向 相 同 ， 加 工 过 程 所 需 的 夹 紧 力 为 最 小 。! # #$)*+(! # 夹 具 ； 工 件$夹 紧 力 的 方 向 和 作 用 点 应 施 加 于 工 件 刚 性 较 好 的 方 向 和 部 位 ， 如 图 ! # )（ $） 所 示 ，薄 壁 套 筒 工 件 的 轴 向 刚 性 比 径 向 刚 性 好 ， 应 沿 轴 向 施 加 夹 紧 力 ； 图 ! # )（ &） 所 示 薄 壁 箱 体夹 紧 时 ， 应 作 用 于 刚 性 较 好 的 凸 边 上 ； 箱 体 没 有 凸 边 时 ， 可 以 将 单 点 夹 紧 改 为 三 点 夹 紧 图 !# )（ *） 。+),第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术! #$ #$%&$()$*+,!夹 紧 力 作 用 点 应 尽 量 靠 近 工 件 加 工 表 面 。 为 提 高 工 件 加 工 部 位 的 刚 性 ， 防 止 或 减 少工 件 产 生 振 动 ， 应 将 夹 紧 力 的 作 用 点 尽 量 靠 近 加 工 表 面 。 如 图 ! #% 所 示 ， 拨 叉 装 夹 时 ， 主要 夹 紧 力 !垂 直 作 用 于 主 要 定 位 基 面 ， 在 靠 近 加 工 面 处 设 辅 助 支 承 ， 再 施 加 适 当 的 辅 助 夹紧 力 !#可 提 高 工 件 的 安 装 刚 度 。! #& #$%-.! #% #$/01234-56$） 夹 紧 力 大 小 的 估 算!&第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺夹 紧 力 的 大 小 ， 对 工 件 安 装 的 可 靠 性 、 工 件 和 夹 具 的 变 形 、 夹 紧 机 构 的 复 杂 程 度 等 有 很大 关 系 。加 工 过 程 中 ， 工 件 受 到 切 削 力 、 离 心 力 、 惯 性 力 和 工 件 自 身 重 力 等 的 作 用 。 一 般 情 况 下加 工 中 小 工 件 时 ， 切 削 力 （ 矩 ） 起 决 定 性 作 用 ； 加 工 重 、 大 型 工 件 时 ， 必 须 考 虑 工 件 重 力 的 作用 ； 工 件 高 速 运 动 条 件 下 加 工 时 ， 则 不 能 忽 略 离 心 力 或 惯 性 力 对 夹 紧 作 用 的 影 响 。 此 外 ， 切削 力 本 身 是 一 个 动 态 载 荷 ， 在 加 工 过 程 中 也 是 变 化 的 。 夹 紧 力 的 大 小 还 与 工 艺 系 统 刚 度 、 夹紧 机 构 的 传 动 效 率 等 因 素 有 关 。 因 此 ， 夹 紧 力 大 小 的 计 算 是 一 个 很 复 杂 的 问 题 ， 一 般 只 能 作粗 略 的 估 算 。 为 简 化 起 见 ， 在 确 定 夹 紧 力 大 小 时 ， 可 只 考 虑 切 削 力 （ 矩 ） 对 夹 紧 的 影 响 ， 并 假设 工 艺 系 统 是 刚 性 的 ， 切 削 过 程 是 平 稳 的 ， 根 据 加 工 过 程 中 对 夹 紧 最 不 利 的 瞬 时 状 态 ， 按 静力 平 衡 原 理 求 出 夹 紧 力 的 大 小 ， 再 乘 以 安 全 系 数 作 为 实 际 所 需 的 夹 紧 力 ， 即 ：! ! （ # $ %）式 中 ! 实 际 所 需 夹 紧 力 ；! 确 定 条 件 下 ， 按 静 力 平 衡 计 算 出 的 夹 紧 力 ； 安 全 系 数 ， 考 虑 切 削 力 的 变 化 和 工 艺 系 统 变 形 等 因 素 ， 一 般 取 #& ( %。实 际 应 用 中 并 非 所 有 情 况 下 都 需 要 计 算 夹 紧 力 ， 手 动 夹 紧 机 构 一 般 根 据 经 验 或 类 比 法确 定 夹 紧 力 。 若 确 实 需 要 比 较 准 确 地 计 算 夹 紧 力 ， 可 采 用 上 述 方 法 计 算 夹 紧 力 的 大 小 。%&) !#$%&(为 保 证 加 工 精 度 ， 在 数 控 机 床 上 加 工 零 件 时 ， 必 须 先 使 工 件 在 机 床 上 占 据 一 个 正 确 的 位置 ， 即 定 位 ， 然 后 将 其 夹 紧 。 这 种 定 位 与 夹 紧 的 过 程 称 为 工 件 的 装 夹 。 用 于 装 夹 工 件 的 工 艺装 备 就 是 机 床 夹 具 。（ #） 机 床 夹 具 的 分 类机 床 夹 具 的 种 类 很 多 ， 按 使 用 机 床 类 型 分 类 ， 可 分 为 车 床 夹 具 、 铣 床 夹 具 、 钻 床 夹 具 、 镗床 夹 具 、 加 工 中 心 夹 具 和 其 他 机 床 夹 具 等 。 按 驱 动 夹 具 工 作 的 动 力 源 分 类 ， 可 分 为 手 动 夹具 、 气 动 夹 具 、 液 压 夹 具 、 电 动 夹 具 、 磁 力 夹 具 、 真 空 夹 具 和 自 夹 紧 夹 具 等 。 按 专 门 化 程 度 可分 为 以 下 几 种 类 型 的 夹 具 。#） 通 用 夹 具通 用 夹 具 是 指 已 经 标 准 化 、 无 需 调 整 或 稍 加 调 整 就 可 以 用 来 装 夹 不 同 工 件 的 夹 具 。 如三 爪 卡 盘 、 四 爪 卡 盘 、 平 口 虎 钳 和 万 能 分 度 头 等 。 这 类 夹 具 主 要 用 于 单 件 小 批 生 产 。)） 专 用 夹 具指 专 为 某 一 工 件 的 某 一 加 工 工 序 而 设 计 制 造 的 夹 具 。 其 结 构 紧 凑 ， 操 作 方 便 ， 主 要 用 于固 定 产 品 的 大 批 量 生 产 。%） 组 合 夹 具是 指 按 一 定 的 工 艺 要 求 ， 由 一 套 预 先 制 造 好 的 通 用 标 准 元 件 和 部 件 组 装 而 成 的 夹 具 。使 用 完 毕 后 ， 可 方 便 地 拆 散 成 元 件 或 部 件 ， 待 需 要 时 重 新 组 合 成 其 他 加 工 过 程 的 夹 具 。 适 用于 数 控 加 工 、 新 产 品 的 试 制 和 中 、 小 批 量 的 生 产 。*） 可 调 夹 具包 括 通 用 可 调 夹 具 和 成 组 夹 具 ， 它 们 都 是 通 过 调 整 或 更 换 少 量 元 件 就 能 加 工 一 定 范 围)*+第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术内 的 工 件 ， 兼 有 通 用 夹 具 和 专 用 夹 具 的 优 点 。 通 用 可 调 夹 具 适 用 范 围 较 宽 ， 加 工 对 象 并 不 十分 明 确 ； 成 组 夹 具 是 根 据 成 组 工 艺 要 求 ， 针 对 一 组 形 状 及 尺 寸 相 似 、 加 工 工 艺 相 近 的 工 件 加工 而 设 计 的 ， 其 加 工 对 象 和 范 围 很 明 确 ， 又 称 为 专 用 可 调 夹 具 。数 控 机 床 夹 具 常 用 通 用 可 调 夹 具 、 组 合 夹 具 。（ !） 机 床 夹 具 的 组 成机 床 夹 具 的 种 类 虽 然 很 多 ， 但 其 基 本 组 成 是 相 同 的 。 下 面 以 一 个 数 控 铣 床 夹 具 为 例 ， 说明 机 床 夹 具 的 组 成 。图 # !$ 所 示 为 连 杆 铣 槽 夹 具 结 构 简 图 ， 该 夹 具 靠 工 作 台 % 形 槽 和 夹 具 体 上 定 位 键 &确 定 其 在 数 控 铣 床 上 的 位 置 ， 并 用 % 形 螺 栓 紧 固 。加 工 时 ， 工 件 在 夹 具 中 的 正 确 位 置 靠 夹 具 体 的 上 平 面 、 圆 柱 销 和 菱 形 销 保 证 。夹 紧 时 ， 转 动 螺 母 (， 压 下 压 板 !， 压 板 ! 一 端 压 着 夹 具 体 ， 另 一 端 压 紧 工 件 ， 保 证 工 件 的 正 确位 置 不 变 。从 该 例 子 可 以 看 出 ， 数 控 机 床 夹 具 一 般 由 以 下 几 部 分 组 成 。） 定 位 装 置定 位 装 置 是 由 定 位 元 件 及 其 组 合 而 构 成 ， 用 于 确 定 工 件 在 夹 具 中 的 正 确 位 置 ， 常 见 定 位方 式 是 以 平 面 、 圆 孔 和 外 圆 定 位 。 图 # !$ 中 的 圆 柱 销 、 菱 形 销 等 都 是 定 位 元 件 。!） 夹 紧 装 置夹 紧 装 置 用 于 保 持 工 件 在 夹 具 中 的 既 定 位 置 ， 保 证 定 位 可 靠 ， 使 其 在 外 力 作 用 下 不 致 产生 移 动 ， 包 括 夹 紧 元 件 、 传 动 装 置 及 动 力 装 置 等 。 图 # !$ 中 的 压 板 !、 螺 母 ) 和 (、 垫 圈 * 和+、 螺 栓 $ 及 弹 簧 , 等 元 件 组 成 的 装 置 就 是 夹 紧 装 置 。!） 夹 具 体用 于 连 接 夹 具 各 元 件 及 装 置 ， 使 其 成 为 一 个 整 体 的 基 础 件 ， 以 保 证 夹 具 的 精 度 、 强 度 和刚 度 。*） 其 他 元 件 及 装 置如 定 位 键 、 操 作 件 、 分 度 装 置 及 连 接 元 件 。（ )） 典 型 夹 紧 机 构 简 介以 数 控 铣 床 为 例 ， 铣 床 夹 具 中 使 用 最 普 遍 的 是 机 械 夹 紧 机 构 ， 这 类 机 构 大 多 数 是 利 用 机械 摩 擦 的 原 理 来 夹 紧 工 件 的 。 斜 楔 夹 紧 是 其 中 最 基 本 的 形 式 ， 螺 旋 、 偏 心 等 机 构 是 斜 楔 夹 紧机 构 的 演 变 形 式 。!斜 楔 夹 紧 机 构 采 用 斜 楔 作 为 传 力 元 件 或 夹 紧 元 件 的 夹 紧 机 构 ， 称 为 斜 楔 夹 紧 机 构 。图 # !(（ -） 所 示 为 斜 楔 夹 紧 机 构 的 应 用 示 例 ， 敲 入 斜 楔 的 大 头 ， 使 滑 柱 ! 下 降 ， 装 在 滑 柱上 的 浮 动 压 板 ) 可 同 时 夹 紧 两 个 工 件 *。 加 工 完 后 ， 敲 斜 楔 的 小 头 ， 即 可 松 开 工 件 。 采 用斜 楔 直 接 夹 紧 工 件 的 夹 紧 力 较 小 ， 操 作 不 方 便 ， 因 此 实 际 生 产 中 一 般 与 其 他 机 构 联 合 使 用 。图 # !(（ .） 所 示 为 斜 楔 与 螺 旋 夹 紧 机 构 的 组 合 形 式 ， 当 拧 紧 螺 旋 时 楔 块 向 左 移 动 ， 使 杠 杆压 板 转 动 夹 紧 工 件 ； 当 反 向 转 动 螺 旋 时 ， 楔 块 向 右 移 动 ， 杠 杆 压 板 在 弹 簧 力 的 作 用 下 松 开 工件 。螺 旋 夹 紧 机 构 采 用 螺 旋 直 接 夹 紧 或 采 用 螺 旋 与 其 他 元 件 组 合 实 现 夹 紧 的 机 构 ， 称为 螺 旋 夹 紧 机 构 。 螺 旋 夹 紧 机 构 具 有 结 构 简 单 、 夹 紧 力 大 、 自 锁 性 好 和 制 造 方 便 等 优 点 ， 很)*(第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺! #$ #$%&()! 夹 具 体 ； # 压 板 ； %， & 螺 母 ； ， ( 垫 圈 ； $ 螺 栓 ； ) 弹 簧 ；* 定 位 键 ； !+ 菱 形 销 ； ! 圆 柱 销! #& *+&,-)! 斜 楔 ； # 滑 柱 ； % 浮 动 压 板 ； 工 件适 合 于 手 动 夹 紧 ， 因 而 在 机 床 夹 具 中 得 到 了 广 泛 的 应 用 。 其 缺 点 是 夹 紧 动 作 较 慢 ， 因 此 在 机动 夹 紧 机 构 中 应 用 较 少 。 螺 旋 夹 紧 机 构 分 为 简 单 螺 旋 夹 紧 机 构 和 螺 旋 压 板 夹 紧 机 构 。图 ! #) 所 示 为 最 简 单 的 螺 旋 夹 紧 机 构 。 图 ! #)（ ,） 螺 栓 头 部 直 接 对 工 件 表 面 施 加 夹紧 力 ， 螺 栓 转 动 时 ， 容 易 损 伤 工 件 表 面 或 使 工 件 转 动 ， 解 决 这 一 问 题 的 办 法 是 在 螺 栓 头 部 套上 一 个 摆 动 压 块 ， 如 图 ! #)（ -） 所 示 ， 这 样 既 能 保 证 与 工 件 表 面 有 良 好 的 接 触 ， 防 止 夹 紧 时螺 栓 带 动 工 件 转 动 ， 并 可 避 免 螺 栓 头 部 直 接 与 工 件 接 触 而 造 成 压 痕 。 摆 动 压 块 的 结 构 已 经标 准 化 ， 可 根 据 夹 紧 表 面 来 选 择 。实 际 生 产 中 使 用 较 多 的 是 图 ! #* 所 示 的 螺 旋 压 板 夹 紧 机 构 ， 利 用 杠 杆 原 理 实 现 对 工件 的 夹 紧 ， 杠 杆 比 不 同 ， 夹 紧 力 也 不 同 。 其 结 构 形 式 变 化 很 多 ， 图 ! #*（ ,） 、（ -） 为 移 动 压板 ， 图 ! #*（ .） 、（ /） 为 转 动 压 板 。 其 中 图 ! %+（ /） 的 增 力 倍 数 最 大 。!偏 心 夹 紧 机 构 用 偏 心 件 直 接 或 间 接 夹 紧 工 件 的 机 构 ， 称 为 偏 心 夹 紧 机 构 。 常 用 的偏 心 件 有 圆 偏 心 轮 图 ! %+（ ,） 、 （ -） 、 偏 心 轴 图 ! %+（ .） 和 偏 心 叉 图 ! %+（ /） 。&第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术! #$ #$%&()! 手 柄 ； # 螺 母 ； % 夹 具 体 ； & 丝 杠 ； 压 块 ； ( 工 件! #) $%*+&()偏 心 夹 紧 机 构 操 作 简 单 、 夹 紧 动 作 快 ， 但 夹 紧 行 程 和 夹 紧 力 较 小 ， 一 般 用 于 没 有 振 动 或振 动 较 小 、 夹 紧 力 要 求 不 大 的 场 合 。%*% ,-&./由 于 近 代 科 学 技 术 的 高 速 发 展 ， 机 械 工 业 产 品 不 仅 品 种 日 益 繁 多 ， 而 且 产 品 更 新 改 进 很快 ， 因 此 在 机 械 加 工 中 缩 短 ： 工 艺 装 备 生 产 周 期 ， 保 证 加 工 质 量 、 提 高 生 产 率 、 降 低 加 工 成 本 ，&+第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺! #$ #$%&便 成 为 一 个 突 出 的 问 题 。 于 是 在 夹 具 零 部 件 标 准 化 的 基 础 上 ， 出 现 了 组 合 夹 具 。 组 合 夹 具的 出 现 和 发 展 ， 为 数 控 机 床 在 机 械 工 业 中 单 件 小 批 生 产 和 新 产 品 试 制 工 作 ， 创 造 了 极 为 有 利的 条 件 。（ !） 组 合 夹 具 的 工 作 原 理 、 特 点 及 应 用!） 组 合 夹 具 的 工 作 原 理 与 特 点组 合 夹 具 是 机 床 夹 具 中 一 种 标 准 化 、 系 列 化 、 通 用 化 程 度 很 高 的 新 型 工 艺 装 备 。 它 是 由一 套 预 先 制 造 好 的 标 准 元 件 组 合 而 成 的 。 这 些 元 件 具 有 各 种 不 同 形 状 、 尺 寸 和 规 格 ， 并 且 有较 好 的 互 换 性 、 耐 磨 性 和 较 高 的 精 度 。 根 据 工 件 的 工 艺 要 求 ， 采 用 搭 积 木 的 方 式 组 装 成 各 种专 用 夹 具 。 使 用 完 毕 后 ， 可 方 便 地 拆 开 元 件 ， 洗 净 后 存 放 起 来 ， 待 重 新 组 装 时 重 复 使 用 。 图! #! 所 示 为 一 套 组 合 成 的 回 转 式 钻 床 夹 具 及 该 夹 具 的 元 件 组 成 。 组 合 夹 具 有 以 下 特 点 ：!灵 活 多 变 ， 为 生 产 迅 速 提 供 夹 具 ， 缩 短 生 产 准 备 周 期 ；保 证 加 工 质 量 ， 提 高 生 产 效 率 ；#节 约 人 力 、 物 力 和 财 力 ；$减 少 夹 具 存 放 面 积 ， 改 善 管 理 工 作 。组 合 夹 具 也 存 在 一 些 不 足 之 处 ， 如 比 较 笨 重 ， 刚 性 也 不 如 专 用 夹 具 好 ， 但 随 着 组 合 夹 具元 件 品 种 的 不 断 发 展 和 组 装 技 术 的 不 断 提 高 ， 其 性 能 必 将 逐 步 得 到 改 善 。 此 外 ， 组 装 成 套 的组 合 夹 具 ， 必 须 有 大 量 元 件 储 备 ， 因 此 开 始 投 资 费 用 较 大 。%） 组 合 夹 具 的 应 用组 合 夹 具 应 用 范 围 很 广 ， 它 不 仅 成 熟 地 应 用 于 机 床 、 汽 车 、 农 机 、 仪 表 等 行 业 ， 而 且 在 重型 、 矿 山 等 机 械 行 业 也 进 行 了 推 广 使 用 。!从 生 产 类 型 方 面 看 ， 组 合 夹 具 的 特 点 决 定 了 它 最 适 用 于 产 品 经 常 变 换 的 生 产 ， 如 单 件小 批 生 产 （ 包 括 工 具 和 机 修 零 件 制 造 ） 、 新 产 品 试 制 和 临 时 突 击 性 的 生 产 任 务 等 。 对 于 成 批&(第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术! #! #$%&(! 长 方 形 基 础 板 ； $ 方 形 支 撑 件 ； # 菱 形 定 位 盘 ； %快 换 钻 套 ； & 叉 形 压 板 ； 螺 栓 ； ( 手 柄 杆 ； ) 分 度 合 件生 产 的 产 品 ， 也 可 利 用 组 合 夹 具 以 补 充专 用 夹 具 数 量 之 不 足 ， 或 者 用 于 当 专 用夹 具 损 坏 以 及 生 产 工 艺 变 更 时 。 对 于 大批 量 生 产 的 产 品 ， 有 时 也 可 适 当 考 虑 采用 组 合 夹 具 。!从 加 工 工 种 方 面 看 ， 组 合 夹 具 可用 于 钻 、 车 、 铣 、 刨 、 磨 、 镗 、 检 验 等 工 种 ，其 中 以 钻 床 夹 具 应 用 量 为 最 大 。 若 与 气动 、 液 压 等 传 动 装 置 相 结 合 ， 还 能 组 成 高效 率 的 夹 具 。从 加 工 工 件 的 几 何 形 状 和 尺 寸 方面 看 ， 组 合 夹 具 一 般 可 不 受 工 件 形 状 复杂 程 度 的 限 制 ， 很 少 遇 到 因 工 件 形 状 特殊 而 不 能 组 装 夹 具 的 情 况 。 目 前 我 国 大量 采 用 的 中 型 系 列 组 合 夹 具 ， 一 般 适 用于 外 形 尺 寸 在 $* + *, 的 工 件 ， 有 时根 据 生 产 需 要 ， 也 能 组 装 出 更 大 的 组 合夹 具 。#从 加 工 工 件 的 公 差 等 级 方 面 看 ，由 于 组 合 夹 具 元 件 本 身 为 -.$ 公 差 等 级 ，因 此 在 一 般 情 况 下 ， 通 过 各 组 装 环 节 的累 积 误 差 ， 工 件 加 工 公 差 等 级 可 达 -.#级 ， 如 果 经 过 精 心 选 配 与 调 整 ， 也 能 使 工 件 加 工 公 差 等 级 达 -.$ 级 或 更 高 。（ $） 组 合 夹 具 的 系 列 和 基 本 要 素组 合 夹 具 按 其 尺 寸 大 小 有 小 型 、 中 型 和 大 型 等 三 种 系 列 ， 其 区 别 主 要 在 于 元 件 的 基 本 要素 。 组 合 夹 具 的 基 本 要 素 为 外 形 尺 寸 、 . 形 槽 宽 度 和 螺 栓 及 其 螺 孔 的 直 径 。小 型 系 列 组 合 夹 具 主 要 适 用 于 仪 器 、 仪 表 、 电 讯 和 电 子 工 业 ， 该 系 列 元 件 的 螺 栓 直 径 为/) 0 !1$&， 定 位 键 与 键 槽 宽 的 配 合 为 )2(3 45， . 形 槽 之 间 的 距 离 为 #*,。 中 型 系 列 组 合 夹具 主 要 适 用 于 机 械 制 造 工 业 ， 该 系 列 元 件 的 螺 栓 直 径 为 /!$ 0 !1&， 定 位 键 与 键 槽 宽 的 配 合尺 寸 为 !$2(36， . 形 槽 之 间 的 距 离 为 *,。 大 型 系 列 组 合 夹 具 主 要 适 用 于 重 型 机 械 制 造工 业 ， 该 系 列 元 件 的 螺 栓 直 径 为 /! 0 $， 定 位 键 与 键 槽 宽 的 配 合 尺 寸 为 !2(36， . 形 槽 之间 的 距 离 为 *,。（ #） 组 合 夹 具 元 件 的 分 类组 合 夹 具 的 元 件 ， 按 其 用 途 不 同 ， 可 分 为 八 大 类 。!） 基 础 件包 括 各 种 规 格 尺 寸 的 方 形 、 矩 形 、 圆 形 基 础 板 和 基 础 角 铁 等 ， 如 图 ! #$ 所 示 。 基 础 件主 要 用 作 夹 具 体 ， 但 也 有 其 他 用 途 ， 例 如 用 方 块 形 或 矩 形 基 础 板 可 组 成 一 个 角 度 ， 作 为 角 度支 承 使 用 。 基 础 件 上 的 . 形 槽 、 键 槽 、 光 孔 和 螺 孔 起 定 位 和 紧 固 其 他 元 件 的 作 用 。(%(第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺! #$ #$） 支 承 件! # %&$包 括 各 种 规 格 尺 寸 的 垫 片 、 垫 板 、 方 形 和 矩 形 支 承 、 角 度 支 承 、 角 铁 、 菱 形 板 、 % 形 块 、 螺孔 板 、 伸 长 板 等 ， 如 图 ! # 所 示 。 支 承 件 主 要 用 作 不 同 高 度 的 支 承 和 各 种 定 位 支 承 平 面 ，是 夹 具 体 的 骨 架 。 另 外 ， 也 可 把 尺 寸 大 的 支 承 件 用 作 基 础 件 。 支 承 件 在 组 合 夹 具 元 件 中 型多 、 用 途 广 ， 组 装 时 应 充 分 发 挥 其 作 用 。 支 承 件 上 一 般 也 有 & 形 槽 、 键 槽 、 光 孔 和 螺 孔 ， 以 便将 各 支 承 件 与 基 础 件 和 其 他 元 件 连 成 整 体 。()第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术!） 定 位 件包 括 各 种 定 位 销 、 定 位 盘 、 定 位 键 、 对 位 轴 、 各 种 定 位 支 座 、 定 位 支 承 、 镗 孔 支 承 、 顶 尖 等 ，如 图 # !$ 所 示 。 定 位 件 主 要 用 于 确 定 元 件 与 元 件 、 元 件 与 工 件 之 间 的 相 对 位 置 尺 寸 ， 以 保证 夹 具 的 装 配 精 度 和 工 件 的 加 工 精 度 ， 另 外 还 用 于 增 强 元 件 之 间 的 连 接 强 度 和 整 个 夹 具 的刚 度 。! # !$ #$） 导 向 件包 括 各 种 钻 模 板 、 钻 套 、铰 套 和 导 向 支 承 等 ， 如 图 #!% 所 示 。 导 向 件 主 要 用 来 确定 刀 具 与 工 件 的 相 对 位 置 ， 并在 加 工 时 起 到 引 导 刀 具 的 作用 ， 有 时 也 可 用 作 定 位 件 。%） 夹 紧 件包 括 各 种 形 状 尺 寸 的 压板 ， 如 图 # !& 所 示 。 夹 紧 件主 要 用 来 将 工 件 夹 紧 在 夹 具上 ， 保 证 工 件 定 位 后 的 正 确 位置 在 外 力 作 用 下 不 变 动 。 由于 各 种 压 板 的 主 要 表 面 都 经过 磨 光 ， 因 此 也 常 作 定 位 挡 板 、 连 接 板 或 其 他 用 。&） 紧 固 件! # !% %&$包 括 各 种 螺 栓 、 螺 钉 、 螺 母 和 垫 圈 等 。 紧 固 件 主 要 用 来 把 夹 具 上 各 种 元 件 连 接 紧 固 成 一整 体 ， 并 可 通 过 压 板 把 工 件 夹 紧 在 夹 具 上 。 组 合 夹 具 上 使 用 的 紧 固 件 要 求 强 度 高 、 寿 命 长 、体 积 小 ， 因 此 所 用 的 材 料 比 一 般 标 准 紧 固 件 的 要 好 ， 且 有 较 高 的 加 工 要 求 。） 其 他 件包 括 除 了 上 述 六 类 以 外 的 各 种 用 途 的 单 一 元 件 ， 例 如 连 接 板 、 回 转 压 板 、 浮 动 块 、 各 种 支承 钉 、 支 承 帽 、 二 爪 支 承 、 三 爪 支 承 、 平 衡 块 等 ， 如 图 # ! 所 示 。 其 中 有 些 有 比 较 明 显 的 用途 ， 而 有 些 常 无 固 定 用 途 ， 但 只 要 用 得 合 适 ， 在 组 装 中 常 能 起 到 极 为 有 利 的 辅 助 作 用 。(） 组 合 件指 在 组 装 过 程 中 不 拆 散 使 用 的 独 立 部 件 。 按 其 用 途 可 分 为 定 位 合 件 、 导 向 合 件 、 夹 紧 合)$第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺! #$ #$件 和 分 度 合 件 等 ， 图 ! #% 所 示 为 分 度 合 件 。 在 合 件 中 ， 使 用 最 多 的 是 导 向 合 件 和 分 度 合件 。! #& %&$! #% ()$#( *+,-（ !） 对 夹 具 的 要 求数 控 加 工 的 特 点 对 夹 具 提 出 了 两 个 基 本 要 求 ： 一 是 保 证 夹 具 的 坐 标 方 向 与 机 床 的 坐 标)*&第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术方 向 相 对 固 定 ； 二 是 要 能 协 调 零 件 与 机 床 坐 标 系 的 尺 寸 。 除 此 之 外 ， 重 点 考 虑 以 下 几 点 。!单 件 小 批 量 生 产 时 ， 优 先 选 用 组 合 夹 具 、 可 调 夹 具 和 其 他 通 用 夹 具 ， 以 缩 短 生 产 准 备时 间 和 节 省 生 产 费 用 。在 成 批 生 产 时 ， 才 考 虑 采 用 专 用 夹 具 ， 并 力 求 结 构 简 单 。#零 件 的 装 卸 要 快 速 、 方 便 、 可 靠 ， 以 缩 短 机 床 的 停 顿 时 间 。$夹 具 上 各 零 部 件 应 不 妨 碍 机 床 对 零 件 各 表 面 的 加 工 ， 即 夹 具 要 敞 开 ， 其 定 位 、 夹 紧 机构 元 件 不 能 影 响 加 工 中 的 走 刀 （ 如 产 生 碰 撞 等 ） 。%为 提 高 数 控 加 工 的 效 率 ， 批 量 较 大 的 零 件 加 工 可 以 采 用 多 工 位 、 气 动 或 液 压 夹 具 。（ !） 选 择 举 例铣 削 加 工 图 # $% 所 示 零 件 ， 毛 坯 尺 寸 为 & ( )* ( &， 其 装 夹 方 式 及 夹 具 选 择 如 下 。!# $% #$%&()*+!铣 削 内 轮 廓 时 ， 以 毛 坯 底 面 为 主 要 定 位 基 面 ， 侧 面 用 三 个 定 位 销 定 位 ， 按 图 # )* 所示 方 式 装 夹 工 件 ， 选 用 螺 旋 压 板 机 构 夹 紧 。铣 削 外 轮 廓 时 ， 按 图 # ) 所 示 方 式 装 夹 工 件 ， 采 用 螺 旋 压 板 机 构 夹 紧 工 件 。!# )* $%,-./012 # 压 板 ； ! # 定 位 销!# ) $%3-./012+,第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺!加 工 中 心 工 艺 规 程本 节 结 合 加 工 实 例 ， 分 析 加 工 中 心 加 工 工 艺 的 制 定 过 程 。试 分 析 图 # !$ 所 示 泵 体 零 件 的 加 工 工 艺 。!# !$ #（ ） 工 艺 分 析加 工 一 个 零 件 首 先 遇 到 的 问 题 就 是 采 取 什 么 样 的 工 艺 方 案 ， 工 艺 方 案 不 仅 影 响 机 床 的效 率 发 挥 ， 而 且 直 接 影 响 零 件 的 加 工 质 量 。 普 通 机 床 用 的 加 工 工 艺 ， 实 际 上 只 是 一 个 工 艺 过程 卡 ， 机 床 的 切 削 用 量 、 走 刀 路 线 、 工 序 、 工 步 等 往 往 都 由 操 作 工 人 自 行 选 定 ， 而 在 加 工 中 心上 所 用 的 零 件 加 工 程 序 ， 不 仅 包 括 零 件 的 工 艺 过 程 ， 而 且 还 包 括 切 削 用 量 、 走 刀 路 线 、 刀 具 尺寸 以 及 机 床 的 运 动 过 程 。 因 此 ， 要 求 编 程 人 员 对 加 工 中 心 的 性 能 、 特 点 、 以 及 工 件 的 装 卡 、 定位 等 都 非 常 熟 悉 ， 一 个 好 的 编 程 人 员 应 该 是 一 个 好 的 工 艺 人 员 和 机 床 操 作 者 。 为 了 了 解 零件 加 工 的 全 过 程 ， 以 及 正 确 、 合 理 地 确 定 零 件 的 加 工 程 序 ， 在 编 制 零 件 的 加 工 程 序 之 前 ， 编 程人 员 要 根 据 零 件 图 纸 及 技 术 要 求 和 机 床 说 明 书 ， 对 零 件 进 行 工 艺 分 析 ， 确 定 合 理 的 工 艺 方案 。 在 保 证 零 件 质 量 的 前 提 下 ， 选 择 最 佳 的 走 刀 路 线 、 切 削 要 素 ， 以 充 分 发 挥 加 工 中 心 的 效率 。） 图 纸 分 析图 纸 分 析 主 要 包 括 零 件 轮 廓 形 状 、 尺 寸 精 度 和 技 术 要 求 、 定 位 基 准 等 。从 零 件 图 可 以 看 出 ， 零 件 轮 廓 形 状 与 凸 轮 相 似 。 图 中 尺 寸 精 度 和 表 面 粗 糙 度 要 求 较 高的 是 两 个 轴 孔 ， 位 置 精 度 要 求 较 高 的 是 孔 与 端 面 的 垂 直 度 和 两 孔 之 间 的 平 行 度 ， 在 加 工 过 程中 ， 这 几 项 在 加 工 过 程 中 应 重 点 保 证 。$） 确 定 定 位 基 准$%&第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术根 据 定 位 基 准 原 则 和 图 纸 分 析 ， 首 先 以 ! 面 为 基 准 加 工 底 面 和!# 外 圆 ， 然 后 ， 以 底 面和!# 外 圆 定 位 ， 一 次 装 卡 ， 将 所 有 表 面 和 轮 廓 全 部 加 工 完 成 ， 这 样 就 可 以 保 证 图 纸 要 求 的尺 寸 精 度 和 位 置 精 度 。（ $） 工 件 的 装 夹此 零 件 外 形 简 单 ， 可 用 平 口 虎 钳 来 装 夹 工 件 。 在 安 装 工 件 时 ， 注 意 工 件 安 装 要 放 在 钳 口中 间 部 位 。 安 装 虎 钳 时 ， 要 对 它 的 固 定 钳 口 找 正 ， 工 件 被 加 工 部 分 要 高 出 钳 口 ， 避 免 刀 具 与钳 口 发 生 干 涉 。 夹 紧 工 件 时 ， 注 意 工 件 上 浮 。（ %） 选 择 刀 具应 根 据 零 件 材 料 、 形 状 和 尺 寸 来 选 择 刀 具 。 粗 加 工 时 ， 铣 削 外 轮 廓 应 尽 可 能 地 选 择 直 径大 一 些 的 刀 具 ， 这 样 可 以 提 高 效 率 ， 可 以 用!%& 或!& 的 立 铣 刀 ； 铣 削 内 轮 廓 时 要 注 意 内 轮廓 的 圆 弧 的 大 小 ， 也 就 是 说 刀 具 的 半 径 要 小 于 或 等 于 内 圆 弧 的 半 径 ， 此 处 选 用!($ 立 铣 刀 ；精 加 工 时 ， 应 更 换 精 加 工 刀 具 。 刀 具 材 料 可 根 据 具 体 零 件 材 料 选 择 ， 如 果 是 铸 铁 材 料 可 以 选择 )* 类 硬 质 合 金 ， 如 果 是 钢 件 应 选 择 )+ 类 硬 质 合 金 。 当 然 也 可 以 选 择 高 速 钢 或 其 他 材 料的 刀 具 。（ ） 确 定 加 工 所 用 各 种 工 艺 参 数切 削 条 件 的 好 坏 直 接 影 响 加 工 的 效 率 和 经 济 性 ， 这 主 要 取 决 于 编 程 人 员 的 经 验 、 工 件 的材 料 及 性 质 、 刀 具 的 材 料 及 形 状 、 刀 柄 的 刚 性 、 切 削 深 度 及 余 量 、 加 工 位 置 、 工 件 的 刚 性 、 工 件安 装 及 夹 具 的 刚 性 、 刀 具 寿 命 的 估 计 、 加 工 精 度 、 表 面 质 量 、 冷 却 等 。（ ,） 数 值 计 算根 据 零 件 图 样 ， 按 已 确 定 的 加 工 路 线 和 允 许 的 程 序 ， 保 证 误 差 ， 计 算 出 数 控 系 统 所 需 数值 ， 数 值 计 算 内 容 有 以 下 几 个 方 面 。基 点 和 节 点 的 计 算 。#刀 位 点 轨 迹 的 计 算 。由 于 以 上 计 算 工 作 量 比 较 大 ， 现 在 主 要 由 计 算 机 来 完 成 。（ #） 确 定 加 工 顺 序（ -） 编 写 加 工 程 序（ .） 零 件 加 工（ ） 检 验%,-第 一 章 数 控 加 工 中 心 加 工 工 艺第 二 章 数 控 加 工 中 心 编 程 技 术!数 控 编 程 基 础数 控 编 程 是 数 控 加 工 的 重 要 步 骤 。 用 数 控 机 床 对 零 件 进 行 加 工 时 ， 首 先 对 零 件 进 行 加工 工 艺 分 析 ， 以 确 定 加 工 方 法 、 加 工 工 艺 路 线 ； 正 确 地 选 择 数 控 机 床 刀 具 和 装 卡 方 法 ； 然 后 ，按 照 加 工 工 艺 要 求 ， 根 据 所 用 数 控 机 床 规 定 的 指 令 代 码 及 程 序 格 式 ， 将 刀 具 的 运 动 轨 迹 、 位移 量 、 切 削 参 数 （ 主 轴 转 速 、 进 给 量 、 吃 刀 深 度 等 ） 以 及 辅 助 功 能 （ 换 刀 、 主 轴 正 转 反 转 、 切 削液 开 关 等 ） 编 写 成 加 工 程 序 单 ， 传 送 或 输 入 到 数 控 装 置 中 ， 从 而 指 挥 机 床 加 工 零 件 。!#! !#$%&()*一 般 来 讲 ， 程 序 编 制 包 括 以 下 几 个 方 面 的 工 作 。（ !） 加 工 工 艺 分 析编 程 人 员 首 先 要 根 据 零 件 图 纸 ， 对 零 件 的 材 料 、 形 状 、 尺 寸 、 精 度 和 热 处 理 要 求 等 ， 进 行加 工 工 艺 分 析 。 合 理 地 选 择 加 工 方 案 ， 确 定 加 工 顺 序 、 加 工 路 线 、 装 卡 方 式 、 刀 具 及 切 削 参 数等 ； 同 时 还 要 考 虑 所 用 数 控 机 床 的 指 令 功 能 ， 充 分 发 挥 机 床 的 效 能 ； 加 工 路 线 要 短 ， 正 确 地 选择 对 刀 点 、 换 刀 点 ， 减 少 换 刀 次 数 。（ $） 数 值 计 算根 据 零 件 图 的 几 何 尺 寸 确 定 工 艺 路 线 并 设 定 坐 标 系 ， 计 算 零 件 粗 、 精 加 工 运 动 的 轨 迹 ，得 到 刀 位 数 据 。 对 于 形 状 比 较 简 单 的 零 件 （ 如 直 线 和 圆 弧 组 成 的 零 件 ） 的 轮 廓 加 工 ， 要 计 算出 几 何 元 素 的 起 点 、 终 点 、 圆 弧 的 圆 心 、 两 几 何 元 素 的 交 点 或 切 点 的 坐 标 值 ， 有 的 还 要 计 算 刀具 中 心 的 运 动 轨 迹 坐 标 值 。 对 于 形 状 比 较 复 杂 的 零 件 （ 如 非 圆 曲 线 、 曲 面 组 成 的 零 件 ） ， 需 要用 直 线 段 或 圆 弧 段 逼 近 ， 根 据 加 工 精 度 的 要 求 计 算 出 节 点 坐 标 值 ， 这 种 数 值 计 算 一 般 要 用 计算 机 来 完 成 。（ %） 编 写 零 件 加 工 程 序 单加 工 路 线 、 工 艺 参 数 及 刀 位 数 据 确 定 以 后 ， 编 程 人 员 根 据 数 控 系 统 规 定 的 功 能 指 令 代 码及 程 序 段 格 式 ， 逐 段 编 写 加 工 程 序 单 。 此 外 ， 还 应 附 上 必 要 的 加 工 示 意 图 、 刀 具 布 置 图 、 机 床调 整 卡 、 工 序 卡 以 及 必 要 的 说 明 。（ &） 制 备 控 制 介 质把 编 制 好 的 程 序 单 上 的 内 容 记 录 在 控 制 介 质 上 ， 作 为 数 控 装 置 的 输 入 信 息 ， 通 过 程 序 的&(第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术手 工 输 入 或 通 信 传 输 送 入 数 控 系 统 。（ !） 程 序 校 对 与 首 件 试 切编 写 的 程 序 单 和 制 备 好 的 控 制 介 质 ， 必 须 经 过 校 验 和 试 切 才 能 正 式 使 用 。 校 验 的 方 法是 直 接 将 控 制 介 质 上 的 内 容 输 入 到 数 控 装 置 中 ， 让 机 床 空 运 转 ， 以 检 查 机 床 的 运 动 轨 迹 是 否正 确 。 在 有 #$ 图 形 显 示 的 数 控 机 床 上 ， 用 模 拟 刀 具 与 工 件 切 削 过 程 的 方 法 进 行 检 验 更 为方 便 ， 但 这 些 方 法 只 能 检 验 运 动 是 否 正 确 ， 不 能 检 验 被 加 工 零 件 的 加 工 精 度 。 因 此 ， 必 须 进行 零 件 的 首 件 试 切 。 当 发 现 有 加 工 误 差 时 ， 要 分 析 误 差 产 生 的 原 因 ， 找 出 问 题 所 在 ， 并 加 以修 正 。整 个 数 控 编 程 的 内 容 及 步 骤 ， 可 用 图 % & 的 框 图 表 示 。!% & #$%&(&(% #$%&)*数 控 编 程 一 般 分 为 手 工 编 程 和 自 动 编 程 两 种 。（ &） 手 工 编 程手 工 编 程 就 是 从 分 析 零 件 图 样 、 确 定 加 工 工 艺 过 程 、 数 值 计 算 、 编 写 零 件 加 工 程 序 单 、 制备 控 制 介 质 到 程 序 校 验 都 是 由 人 工 完 成 。 对 于 加 工 形 状 简 单 、 计 算 量 小 、 程 序 不 多 的 零 件 ，采 用 手 工 编 程 较 容 易 ， 而 且 经 济 、 及 时 。 因 此 ， 在 点 位 加 工 或 由 直 线 与 圆 弧 组 成 的 轮 廓 加 工中 ， 手 工 编 程 的 应 用 仍 较 广 泛 。 对 于 形 状 复 杂 的 零 件 ， 特 别 是 具 有 非 圆 曲 线 、 列 表 曲 线 及 曲面 组 成 的 零 件 ， 用 手 工 编 程 就 有 一 定 困 难 ， 出 错 的 概 率 增 大 ， 有 时 甚 至 无 法 编 出 程 序 ， 必 须 用自 动 编 程 的 方 法 编 制 程 序 。（ %） 自 动 编 程自 动 编 程 是 利 用 计 算 机 专 用 软 件 编 制 数 控 加 工 程 序 的 过 程 。 编 程 人 员 只 需 根 据 零 件 图样 的 要 求 ， 使 用 数 控 语 言 ， 由 计 算 机 自 动 地 进 行 数 值 计 算 及 后 置 处 理 ， 编 写 出 零 件 加 工 程 序单 ， 加 工 程 序 通 过 直 接 通 信 的 方 式 送 入 数 控 机 床 ， 指 挥 机 床 工 作 。 自 动 编 程 使 得 一 些 计 算 繁琐 、 手 工 编 程 困 难 或 无 法 编 出 的 程 序 能 够 顺 利 地 完 成 。 有 关 自 动 编 程 的 内 容 ， 下 一 章 将 作 详细 介 绍 。&() %+,-./0（ &） 加 工 程 序 的 组 成 结 构数 控 加 工 中 零 件 加 工 程 序 的 组 成 形 式 ， 随 数 控 系 统 功 能 的 强 弱 而 略 有 不 同 。 对 于 功 能较 强 的 数 控 系 统 ， 其 加 工 程 序 可 分 为 主 程 序 和 子 程 序 ， 结 构 见 表 % &。不 论 是 主 程 序 还 是 子 程 序 ， 每 一 个 程 序 都 是 由 程 序 号 、 程 序 内 容 和 程 序 结 束 三 部 分 组!*第 二 章 数 控 加 工 中 心 编 程 技 术成 。 程 序 的 内 容 则 由 若 干 程 序 段 组 成 ， 程 序 段 由 若 干 字 组 成 ， 每 个 字 又 由 字 母 和 数 字 组 成 。即 字 母 和 数 字 组 成 字 ， 字 组 成 程 序 段 ， 程 序 段 组 成 程 序 。!程 序 号 程 序 号 为 程 序 的 开 始 部 分 ， 为 了 区 别 存 储 器 中 的 程 序 ， 每 个 程 序 都 要 有 程 序编 号 ， 在 编 号 前 采 用 程 序 编 号 地 址 码 。 如 在 !#$% 系 统 中 ， 采 用 英 文 字 母 “ &” 作 为 程 序 编号 地 址 ， 而 其 他 系 统 有 的 采 用 “ ” 、“ (” 以 及 “ ： ” 等 。!)* + #$%&#$()*+主 程 序 子 程 序&,-+ 主 程 序 号#+- ./- .)+ .0- .1-#)- ./+ .)1 2- 3- 4-#,- 5)- 6-, 7-+-+#8- 6/1 0-+ 9,#1- .1-#+- 6-/#+- ./+ .)- 2- 3- 4-程 序 内 容#+)- 6,- 程 序 结 束&0-+ 子 程 序 号#+- ./+ .1, 3+) 4* +):- ；,:- !?!；!A!%!5!7!6!9!注 意 ： 上 述 程 序 段 中 包 括 的 各 种 指 令 并 非 在 加 工 程 序 的 每 个 程 序 段 中 都 必 须 有 ， 而 是 根B=8第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术据 各 程 序 段 的 具 体 功 能 来 编 入 相 应 的 指 令 。例 如 ： !# $#% &# ()*+, -%.#；（ ,） 程 序 段 内 各 字 的 说 明!语 句 号 字 用 以 识 别 程 序 段 的 编 号 ， 由 地 址 码 ! 和 后 面 的 若 干 位 数 字 组 成 。 例 如 ：!# 表 示 该 语 句 的 句 号 为 #。 表 示 地 址 的 英 文 字 母 的 含 义 见 表 )。!) #$%&()*+,地 址 功 能 含 义/ 坐 标 字 绕 ! 轴 旋 转0 坐 标 字 绕 轴 旋 转1 坐 标 字 绕 # 轴 旋 转2 补 偿 号 刀 具 半 径 补 偿 指 令3 第 二 进 给 功 能- 进 给 速 度 进 给 速 度 的 指 令$ 准 备 功 能 指 令 动 作 方 式4 补 偿 号 补 偿 号 的 指 定5 坐 标 字 圆 弧 中 心 ! 轴 向 坐 标6 坐 标 字 圆 弧 中 心 轴 向 坐 标7 坐 标 字 圆 弧 中 心 # 轴 向 坐 标8 重 复 次 数 固 定 循 环 及 子 程 序 的 重 复 次 数9 辅 助 功 能 机 床 开 :关 指 令! 顺 序 号 程 序 段 顺 序 号； 程 序 号 程 序 号 、 子 程 序 号 的 指 定 坐 标 字 固 定 循 环 中 定 距 离 或 圆 弧 半 径 的 指 定? 主 轴 功 能 主 轴 转 速 的 指 令 刀 具 功 能 刀 具 编 号 的 指 令A 坐 标 字 与 ! 轴 平 行 的 附 加 轴 的 增 量 坐 标 值 或 暂 停 时 间B 坐 标 字 与 轴 平 行 的 附 加 轴 的 增 量 坐 标 值C 坐 标 字 与 # 轴 平 行 的 附 加 轴 的 增 量 坐 标 值& 坐 标 字 ! 轴 的 绝 对 坐 标 值 或 暂 停 时 间( 坐 标 字 轴 的 绝 对 坐 标D 坐 标 字 # 轴 的 绝 对 坐 标E.E第 二 章 数 控 加 工 中 心 编 程 技 术!准 备 功 能 字 ! ! 功 能 是 使 数 控 机 床 作 好 某 种 操 作 准 备 的 指 令 ， 用 地 址 ! 和 两 位 数字 表 示 ， 从 ! # !$ 共 % 种 。 目 前 ， 有 的 数 控 系 统 也 用 到 # $ 之 外 的 数 字 。! 代 码 分 为 模 态 代 码 （ 又 称 续 效 代 码 ） 和 非 模 态 代 码 。 代 码 表 中 按 代 码 的 功 能 进 行 了 分组 ， 标 有 字 母 所 对 应 的 ! 代 码 为 模 态 代 码 ， 字 母 相 同 的 为 一 组 ， 其 中 组 （ 或 没 标 字 母 ） 的 !代 码 为 非 模 态 代 码 。 模 态 代 表 该 代 码 已 经 在 一 个 程 序 段 中 指 定 （ 如 % 组 中 的 !%） ， 直 到 出现 同 组 （ % 组 ） 的 另 一 个 代 码 （ 如 !&、 !） 时 才 失 效 ； 没 有 字 母 的 表 示 ! 代 码 为 非 模 态 代码 ， 只 在 写 有 该 代 码 的 程 序 段 中 才 有 效 。尺 寸 字 尺 寸 字 由 地 址 码 、 ( ) * 符 号 和 绝 对 （ 或 增 量 ） 数 值 构 成 。 例 如 +& , * -。尺 寸 字 的 “ ( ” 可 省 略 。#进 给 功 能 字 . 表 示 刀 具 中 心 运 动 时 的 进 给 速 度 ， 由 地 址 码 . 和 后 面 若 干 位 数 字 构成 。$主 轴 转 速 功 能 字 / 由 地 址 码 / 和 在 其 后 面 的 若 干 位 数 字 组 成 。%刀 具 功 能 字 0 由 地 址 功 能 码 0 和 其 后 面 的 若 干 位 数 字 组 成 。 刀 具 功 能 的 数 字 是 指定 的 刀 号 ， 数 字 的 位 数 由 所 用 的 系 统 决 定 。&辅 助 功 能 字 辅 助 功 能 也 叫 1 功 能 或 1 代 码 ， 它 是 控 制 机 床 或 系 统 的 开 关 功 能 的 一种 命 令 。 由 地 址 码 1 和 后 面 的 两 位 数 字 组 成 ， 从 1 # 1$ 共 % 种 。 各 种 机 床 的 1 代 码规 定 有 差 异 ， 必 须 根 据 说 明 书 的 规 定 进 行 编 程 。程 序 段 结 束 写 在 每 一 程 序 段 之 后 ， 表 示 程 序 结 束 。 当 用 “ 234” 标 准 代 码 时 ， 结 束 符为 “ 56” ； 用 “ 3/7” 标 准 代 码 时 为 “ 89” 或 “ 9.” ； 有 的 用 符 号 “ ： ” 或 “!” 表 示 ； 有 的 直 接 回 车 即可 。%:- !#$%&()*+,数 控 系 统 是 数 控 机 床 的 核 心 。 数 控 机 床 根 据 功 能 和 性 能 要 求 ， 配 置 不 同 的 数 控 系 统 。系 统 不 同 ， 其 指 令 代 码 也 有 差 别 ， 因 此 ， 编 程 时 应 按 所 使 用 数 控 系 统 代 码 的 编 程 规 则 进 行 编程 。（ %） 常 用 的 数 控 系 统 介 绍.48；5（ 日 本 ） 、 /32128/（ 德 国 ） 、 .4!76（ 西 班 牙 ） 、 23=283/)14 用 于 加 工 中 心 和 铣 床 ， - 轴 - 联 动 ； F* 0)04 用 于 车 床 ， - 轴 & 联 动 ； F* GDEB 14 用HIJ第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术于 铣 床 ， ! 轴 ! 联 动 ； #$ %&( )* 用 于 车 床 ， + 轴 + 联 动 。!具 有 网 络 功 能 的 超 小 型 、 超 薄 型 ,-, ./#0.1#0+.#“ 系 列 ： 控 制 单 元 与 2,3 集 成 于 一体 ， 具 有 网 络 功 能 ， 超 高 速 串 行 数 据 通 信 。 其 中 45 ./#$ 67 的 插 补 、 位 置 检 测 和 伺 服 控 制 以纳 米 为 单 位 。 ./# 最 大 可 控 1 轴 ， / 轴 联 动 ； .1# 最 大 可 控 / 轴 ， 8 轴 联 动 ； +.# 最 大 可 控 8 轴 ， 8轴 联 动 。除 此 之 外 ， 还 有 实 现 机 床 个 性 化 的 ,-, ./0.10./0.1 系 列 。+） 59:6:-5 公 司 的 主 要 数 控 系 统59-；6: 接 口 。#59-；6: 模 块 ， 具 有 图 形 式 循 环 编程 ， 车 削 、 铣 削 0钻 削 工 艺 循 环 ， 4*6:（ 包 括 移 动 、 旋 转 和 缩 放 ） 等 功 能 ， 为 复 杂 加 工 任 务 提供 智 能 控 制 。$59-；6:9= 1.3： 用 于 数 字 闭 环 驱 动 控 制 ， 最 多 可 控 / 轴 （ 包 括 . 个 主 轴 和 . 个 辅 助主 轴 ） ， 紧 凑 型 可 编 程 输 入 0输 出 。%59-；6:D5 和 65$ 35。可 控 制 ./ 轴 E ! 电 子 手 轮 E + 主 轴 ， 可 运 行 F95；*2 7*59,， F95；*2 , E E ， 程 序 段 处 理 时 间G.%H， ?2, 可 达 .+8 输 入 点 0.+8 输 出 点 ， 具 有 以 太 网 、 ,*-、 5:5 通 信 接 口 ， 可 选 用 土.F 模 拟 量 接 口 。#1II 系 列 数 控 系 统 是 4* 高 档 数 控 系 统 ， 可 实 现 A 轴 A 联 动 E 主 轴 E 手 轮 控 制 。按 其 处 理 速 度 不 同 分 为 1II0*、 1II07、 1II0, 三 种 档 次 。 适 用 于 车 床 、 车 削 中 心 、 铣 床 、 加工 中 心 及 其 他 数 控 设 备 。 具 有 连 续 数 字 化 仿 形 、 ),? 补 偿 、 内 部 逻 辑 分 析 仪 、 5:5 接 口 、远 程 诊 断 等 许 多 高 级 功 能 。$1801II$ # 标 准 系 列 属 中 高 档 数 控 系 统 ， 采 用 中 央 单 元 与 显 示 单 元 合 为 一 体 的 结构 ， 18 可 控 8 轴 8 联 动 E 主 轴 E + 个 手 轮 。 1II$ # 可 实 现 A 轴 A 联 动 E 主 轴 E + 个 手 轮 ，两 者 用 户 内 存 均 可 达 到 .67 字 节 且 具 有 J .F 模 拟 量 接 口 及 数 字 化 5:5 光 缆 接 口 ， 可配 置 带 ,*- 接 口 的 分 布 式 ?2,。%1801II$ #01II ),06, 系 列 是 一 种 开 放 式 的 数 控 系 统 ， 可 供 :6 二 次 开 发 成为 专 用 数 控 系 统 ， 适 用 于 任 何 机 床 设 备 。!1801II$ #01II ),06, 系 列 是 人 机 对 话 式 数 控 系 统 ， 其 主 要 特 点 是 无 须 采 用 95代 码 编 程 ， 可 将 零 件 图 中 的 数 据 通 过 人 机 交 互 图 形 界 面 直 接 输 入 系 统 ， 从 而 实 现 编 程 （ 俗 称傻 瓜 式 数 控 系 统 ） 。&1+I01!I 系 列 。 1+I 系 列 是 4* 公 司 的 中 档 数 控 系 统 ， 适 用 于 铣 床 、 加 工 中 心 、车 床 及 其 他 数 控 设 备 。 可 控 +K I 轴 不 等 ， 该 数 控 系 统 是 操 作 面 板 、 显 示 器 、 中 央 单 元 合 一 的紧 凑 结 构 。 1!I 是 1801II$ #01II 的 简 化 型 ， 采 用 !+ 位 ,?；， 同 时 也 是 1+I 的 更 新 换 代LIA第 二 章 数 控 加 工 中 心 编 程 技 术产 品 。!） 华 中 数 控 系 统华 中 数 控 以 “ 世 纪 星 ” 系 列 数 控 单 元 为 典 型 产 品 ， #$%&(&) 为 车 削 系 统 ， 最 大 联 动 轴数 为 ! 轴 ， #$%&(&* 为 铣 削 系 统 ， 最 大 联 动 轴 数 为 ! 轴 ， 采 用 开 放 式 体 系 结 构 ， 内 置 嵌入 式 工 业 +$。伺 服 系 统 的 主 要 产 品 包 括 ： ,-% 系 列 交 流 伺 服 驱 动 装 置 ， ,-%. 系 列 全 数 字 交 流伺 服 驱 动 装 置 ， 步 进 电 机 驱 动 装 置 ， 交 流 伺 服 主 轴 驱 动 装 置 与 电 机 ， 永 磁 同 步 交 流 伺 服 电 机等 。/） 北 京 航 天 数 控 系 统主 要 产 品 为 $0,#1$ &22 数 控 系 统 ， 是 以 +$ 机 为 硬 件 基 础 的 模 块 化 、 开 放 式 的 数 控 系统 ， 可 用 于 车 床 、 铣 床 、 加 工 中 心 等 3 轴 以 下 机 械 设 备 的 控 制 ， 具 有 & 轴 、 4 轴 、 ! 轴 联 动 功 能 。（ &） 数 控 系 统 的 功 能 与 代 码数 控 机 床 常 用 的 功 能 指 令 有 准 备 功 能 5、 辅 助 功 能 *、 刀 具 功 能 )、 主 轴 转 速 功 能 , 和 进给 功 能 6。 表 &%4、 表 &%! 和 表 &%/ 给 出 了 几 种 常 用 的 典 型 数 控 铣 削 系 统 的 功 能 代 码 ， 供读 者 学 习 参 考 。!&% 4 ,7*8#, 32&,($!#$%&!功 能 指 令 功 能 指 令路 径 数 据 暂 停 时 间!5!绝 对 (增 量 尺 寸 592， 59 程 序 结 束!*2&公 制 (英 制 尺 寸 5:， 5:2!主 轴 运 动半 径 (直 径 尺 寸 5&， 5&4 主 轴 速 度!,可 编 程 零 点 偏 置 5/3 旋 转 方 向!*24(*2!可 设 定 零 点 偏 置 5/!； 5/:， 5/22， 5/4 主 轴 速 度 限 制 5&/，!5&.轴 运 动 主 轴 定 位!,+,快 速 直 线 运 动 5中 间 点 的 圆 弧 插 补 5/!刀 具 及 刀 具 偏 置定 螺 距 螺 纹 加 工 544 刀 具!)接 近 固 定 点 5:/ 刀 具 偏 置!回 参 考 点 5:! 刀 具 半 径 补 偿 选 择 5!，!5!&进 给 率 6 转 角 处 加 工 5!/2，!5!/准 确 停 (连 续 路 径 加 59， 5.2， 5.! 取 消 刀 具 半 径 补 偿!5!2在 准 确 停 时 的 段 转 换 5.2(5.2& 辅 助 功 能 *2.:第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术! # $%&( )*#$%+!&+ 代 码 功 能 +!代 码 功 能+) 快 速 定 位 +,-!极 坐 标 指 令+), 直 线 插 补 +,. 主 平 面 ! 纵 轴 为!#+)! 顺 时 针 圆 弧 插 补 +,/ 主 平 面 # ! 纵 轴 为!+)0 逆 时 针 圆 弧 插 补 +,1 主 平 面 # 纵 轴 为!+)# 停 顿 2程 序 段 准 备 停 止 +!)!英 制 输 入+)3 预 读 控 制 +!,!公 制 输 入+). 圆 柱 插 补 +!存 储 行 程 检 查+)/ 预 读 控 制 +!.!返 回 参 考 点 检 测+)1 准 确 停 止 +!/!返 回 参 考 点+,) 程 序 变 更 偏 置 量 +!1!从 参 考 点 返 回 到 起 始 点+,3 极 坐 标 指 令 +0)!返 回 第 二 参 考 点+0, 跳 转 功 能 +-1!坐 标 系 旋 转+00 螺 纹 切 削 +.0!固 定 循 环+#) 取 消 刀 具 半 径 补 偿 +.#!固 定 循 环+#, 刀 具 半 径 左 补 偿 +.3!固 定 循 环+#! 刀 具 半 径 右 补 偿 +.-!固 定 循 环+#0 刀 具 长 度 正 补 偿 +.!固 定 循 环+# 刀 具 长 度 负 补 偿 +./!固 定 循 环+#1 取 消 刀 具 长 度 补 偿 +.1!固 定 循 环+3) 比 例 缩 放 +/)!取 消 固 定 循 环+3, 比 例 缩 放 +/,!固 定 循 环+3! 局 部 坐 标 系 设 定 +/!固 定 循 环+30 机 床 坐 标 系 选 择 +/0!固 定 循 环+3# 工 件 坐 标 系 选 择 +/#!固 定 循 环+33 工 件 坐 标 系 选 择 +/3!固 定 循 环+3- 工 坐 标 系 选 择 +/-!固 定 循 环+3. 工 件 坐 标 系 选 择 +/.!固 定 循 环+3/ 工 件 坐 标 系 选 择 +/!固 定 循 环+31 工 件 坐 标 系 选 择 +/1!固 定 循 环+-) 单 向 定 位 +1)!绝 对 坐 标 编 程+-, 准 确 停 止 +1,!增 量 坐 标 编 程+-! 自 动 拐 角 +1! 坐 标 预 置 2!主 轴 速 度 限 制+-0 攻 丝 方 式 +10!极 坐 标 原 点+-3 用 户 宏 程 序 +1# 直 线 进 给 率 ， 44（ *5）!24*5+- 用 户 宏 程 序 +13 旋 转 进 给 率 ， 44（ *5）!26+-. 用 户 宏 程 序 +1-!恒 速 切 削+-/ 坐 标 系 旋 转 +1. 主 轴 转 速 ， 624*5,-.第 二 章 数 控 加 工 中 心 编 程 技 术! # $%&( )*#+#$%&!& 代 码 功 能 &!代 码 功 能&* 快 速 定 位 &*,!绝 对 圆 心 坐 标&*- 直 线 插 补 &*.!方 角 过 渡&*! 顺 时 针 圆 弧 插 补 &*)!圆 弧 切 于 前 一 路 径&*/ 逆 时 针 圆 弧 插 补 &*0!三 点 定 义 圆 弧&*1 停 顿 2程 序 段 准 备 停 止 &-*!图 像 镜 像 取 消&*# 圆 角 过 渡 &- 图 像 相 对 于 !轴 镜 像&-! 图 像 相 对 于 轴 镜 像 &,/!固 定 循 环&-/ 图 像 相 对 于 # 轴 镜 像 &,1!固 定 循 环&-1 图 像 相 对 于 编 程 的 方 向 镜 像 &,)!固 定 循 环&-# 纵 向 轴 的 选 择 &,0!固 定 循 环&-, 用 ! 个 方 向 选 择 主 平 面 &.*!以 英 寸 为 单 位 编 程&-. 主 平 面 ! 纵 轴 为 # &.-!以 毫 米 为 单 位 编 程&-) 主 平 面 # ! 纵 轴 为 &.!通 用 和 特 定 缩 放 比 例&-0 主 平 面 # 纵 轴 为 ! &.1!机 床 参 考 点 搜 索&!* 定 义 工 作 区 下 限 &.#!探 针 运 动 直 到 接 触&!- 定 义 工 作 区 上 限 &.,!探 针 接 触&! 激 活 2取 消 工 作 区 &.!从 动 轴&!) 第 二 主 轴 选 择 &.)!主 轴 速 度 同 步&!0 主 轴 选 择 &.0!从 动 轴 取 消&/* 主 轴 同 步 （ 偏 移 ） &)*!取 消 固 定 循 环&/! 进 给 率 “ $” 用 作 时 间 的 反 函 数 &)-!固 定 循 环&/ 螺 纹 切 削 &)!固 定 循 环&/, 自 动 半 径 过 渡 &)/!固 定 循 环&/. 切 向 入 口 &)1!固 定 循 环&/) 切 向 出 口 &)#!固 定 循 环&/0 自 动 倒 角 连 接 &),!固 定 循 环&1* 取 消 刀 具 半 径 补 偿 &).!固 定 循 环&1- 左 手 刀 具 半 径 补 偿 &)!固 定 循 环&1! 右 手 刀 具 半 径 补 偿 &)0!固 定 循 环&1# 切 向 控 制 &0*!绝 对 坐 标 编 程&#* 受 控 圆 角 &0-!增 量 坐 标 编 程 &#. 绝 对 零 点 偏 置 &0! 坐 标 预 置 2!主 轴 速 度 限 制&#) 附 加 零 点 偏 置 &0/!极 坐 标 原 点� 附 加 零 点 偏 置 &01 直 线 进 给 率 ， 44（ 56）!2456&,* 固 定 循 环 &0# 旋 转 进 给 率 ， 44（ 56）!27&,- 固 定 循 环 &0,!恒 速 切 削&,! 固 定 循 环 &0. 主 轴 转 速 ， 72456从 这 几 种 代 码 表 可 以 看 出 ： 对 于 同 一 & 代 码 而 言 ， 不 同 的 数 控 系 统 所 代 表 的 含 义 不 完全 一 样 ； 同 样 ， 实 现 同 一 功 能 ， 不 同 数 控 系 统 所 采 用 的 代 码 有 听 差 异 。 读 者 在 编 写 加 工 程 序时 ， 应 注 意 仔 细 阅 读 所 使 用 机 床 的 编 程 手 册 。!,.第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术!加 工 中 心 坐 标 系 统（ ） 机 床 坐 标 系机 床 坐 标 系 是 用 来 确 定 工 件 位 置 和 机 床 运 动 的 基 本 坐 标 系 ， 其 坐 标 和 运 动 方 向 视 机 床的 种 类 和 结 构 而 定 。 如 数 控 车 床 、 数 控 铣 床 、 数 控 镗 床 都 有 自 己 的 坐 标 系 。 为 了 使 用 户 在 编程 时 方 便 ， 国 际 标 准 统 一 规 定 ： 数 控 机 床 的 坐 标 系 为 刀 具 相 对 于 工 件 的 进 给 运 动 坐 标 系 。标 准 坐 标 系 定 义 为 右 手 笛 卡 尔 坐 标 系 。 机 床 直 线 坐 标 轴 命 名 为 !、 、 #， 使 用 右 手 定 则判 定 方 向 ， 如 图 ! # ! 所 示 ， 右 手 的 大 拇 指 、 食 指 和 中 指 相 互 垂 直 时 ， 则 拇 指 的 方 向 为 ! 坐 标轴 的 正 方 向 ， 食 指 为 坐 标 轴 的 正 方 向 ， 中 指 为 # 坐 标 轴 的 正 方 向 。 以 !、 、 # 坐 标 轴 线或 与 !、 、 # 坐 标 轴 平 行 的 坐 标 轴 为 中 心 旋 转 的 坐 标 轴 ， 分 别 称 为 $、 %、 & 旋 转 轴 。 $、 %、 &坐 标 轴 的 正 方 向 按 右 手 螺 旋 定 则 确 定 ， 如 图 ! # $ 所 示 ， 当 右 手 握 紧 坐 标 轴 时 ， 拇 指 指 向 !、 # 轴 正 向 ， 则 其 余 四 指 方 向 为 % $、 % %、 % & 轴 的 旋 转 方 向 。 确 定 机 床 坐 标 时 ， 通 常 先 确定 # 轴 ， 再 确 定 !、 轴 。 坐 标 的 正 方 向 为 刀 具 远 离 工 件 的 方 向 。 以 加 工 中 心 为 例 ， 凡 是 钻入 、 镗 入 的 方 向 均 为 负 方 向 。 目 前 常 见 到 的 加 工 中 心 有 三 种 运 动 方 式 。 第 一 种 是 工 件 静 止 ，刀 具 相 对 于 工 件 运 动 ； 第 二 种 是 工 件 沿 各 坐 标 轴 方 向 运 动 ， 刀 具 不 动 （ 只 回 转 ， 不 进 给 ） ； 第 三种 是 刀 具 和 工 件 各 做 部 分 进 给 运 动 。 但 无 论 哪 一 种 ， 编 程 时 都 统 一 认 为 是 刀 具 相 对 于 静 止的 工 件 运 动 。! # ! #$%&()（ !） 机 床 坐 标 系 的 原 点机 床 坐 标 系 的 原 点 也 称 机 械原 点 或 零 点 ， 这 个 原 点 是 机 床 固 有的 点 ， 在 机 床 制 造 出 来 时 就 已 经 确定 ， 不 能 随 意 改 变 。机 床 启 动 前 ， 通 常 要 进 行 机 动或 手 动 回 零 。 所 谓 回 零 ， 就 是 指 运动 部 件 回 到 正 向 极 限 位 置 ， 这 个 极限 位 置 就 是 机 械 原 点 （ 零 点 ） 。 数控 机 床 在 接 通 电 源 后 要 进 行 回 零 操 作 ， 这 是 因 为 数 控 机 床 断 电 后 ， 就 失 去 了 对 各 坐 标 位 置 的记 忆 ， 所 以 在 接 通 电 源 后 ， 要 让 各 坐 标 轴 回 到 机 械 原 点 ， 并 记 住 这 一 初 始 化 位 置 ， 从 而 使 机 床恢 复 位 置 记 忆 。（ $） 工 件 坐 标 系 和 程 序 原 点编 程 时 一 般 是 选 择 工 件 上 的 某 一 点 作 为 程 序 原 点 （ 或 程 序 零 点 ） ， 并 以 这 个 原 点 作 为 坐标 系 的 原 点 ， 建 立 一 个 新 的 坐 标 系 ， 该 坐 标 系 称 为 工 件 坐 标 系 。 工 件 坐 标 系 一 旦 建 立 便 一 直有 效 ， 直 到 被 新 的 工 件 坐 标 系 所 取 代 。 加 工 开 始 时 要 设 置 工 件 坐 标 系 ， 关 于 工 件 坐 标 系 的 建立 和 选 择 请 参 阅 本 章 $&$ 节 （ ） 的 ()! 指 令 和 $&$ 节 （ *） 、（ +） 的 (, - () 指 令 。$*+第 二 章 数 控 加 工 中 心 编 程 技 术! # #$%&()（ $） 局 部 坐 标 系为 进 一 步 方 便 编 程 ， 有 时 需 要 在 不 改 变 工 件 坐 标 系 的 情 况 下 ， 在 某 几 个 程 序 段 中 临 时 变动 一 下 坐 标 系 。 这 个 坐 标 系 就 称 为 局 部 坐 标 系 。 用 户 可 以 通 过 指 令 代 码 将 选 定 的 工 件 坐 标平 移 或 旋 转 形 成 局 部 坐 标 系 ， 这 样 做 不 会 改 变 原 来 设 定 的 各 工 件 坐 标 系 。（ %） 绝 对 坐 标 系 与 增 量 （ 相 对 ） 坐 标 系 （ &(、 &)）在 坐 标 系 中 ， 描 述 运 动 点 位 置 常 采 用 绝 对 坐 标 方 式 （ &(） 和 增 量 方 式 （ &)） 。 绝 对 坐 标方 式 描 述 所 有 点 的 坐 标 值 均 以 某 一 固 定 坐 标 原 点 作 为 计 算 起 点 ， 这 个 坐 标 系 称 为 绝 对 坐 标系 。 增 量 坐 标 方 式 描 述 运 动 轨 迹 的 终 点 坐 标 是 以 起 点 坐 标 开 始 计 算 的 ， 这 样 的 坐 标 系 称 为增 量 坐 标 系 。 采 用 绝 对 坐 标 系 可 以 避 免 尺 寸 计 算 的 积 累 误 差 ； 采 用 相 对 坐 标 系 可 以 减 少 坐标 点 的 计 算 。#加 工 中 心 常 用 指 令 的 编 程 方 法#*) *+,-+./0,-,12&3,-（ )） 选 择 刀 具 与 刀 具 偏 置选 择 刀 具 和 确 定 刀 具 参 数 是 数 控 编 程 的 重 要 步 骤 ， 其 编 程 格 式 因 数 控 系 统 不 同 而 异 ， 主要 格 式 有 以 下 几 种 。)） 采 用 “ +” 指 令 编 程由 地 址 功 能 码 + 和 其 后 面 的 若 干 位 数 字 组 成 。 刀 具 功 能 的 数 字 是 指 定 的 刀 号 ， 数 字 的位 数 由 所 用 的 系 统 决 定 。 例 如 ：+(#(# 表 示 选 择 第 # 号 刀 ， # 号 偏 置 量 ；+(#( 表 示 选 择 第 # 号 刀 ， 刀 具 偏 置 取 消 。!） 采 用 “ +、 .” 指 令 编 程$/0第 五 篇 数 控 加 工 中 心 安 全 操 作 技 术利 用 “ !” 功 能 可 以 选 择 刀 具 ， 利 用 “ ” 功 能 可 以 选 择 相 关 的 刀 偏 。在 定 义 这 两 个 参 数 时 ， 其 编 程 的 顺 序 为 !、 。 “ !” 和 “ ” 可 以 编 写 在 一 起 ， 也 可 以 单 独编 写 ， 例 如 ：!# $% 表 示 选 择 # 号 刀 ， 采 用 刀 具 偏 置 表 $% 号 的 偏 置 尺 寸 ；& 表 示 仍 用 # 号 刀 ， 采 用 刀 具 偏 置 表 & 号 的 偏 置 尺 寸 ；! 表 示 选 择 号 刀 ， 采 用 刀 具 与 该 刀 相 关 的 刀 具 偏 置 尺 寸 。（ &） 进 给 功 能 (进 给 功 能 ( 表 示 刀 具 中 心 运 动 时 的 进 给 速 度 。 由 地 址 码 ( 和 后 面 若 干 位 数 字 构 成 。 这个 数 字 的 单 位 取 决 于 每 个 系 统 所 采 用 的 进 给 速 度 的 指 定 方 法 。 具 体 内 容 见 所 用 机 床 的 编 程说 明 书 。注 意 事 项 如 下 。!进 给 率 的 单 位 是 直 线 进 给 率 )*)+,（ 或 +,*)+,） ， 还 是 旋 转 进 给 率 )*-（ 或 +,*-） ， 取决 于 每 个 系 统 所 采 用 的 进 给 速 度 的 指 定 方 法 。当 编 写 程 序 时 ，