外文翻譯--數(shù)控機床 中文版

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畢業(yè)設(shè)計 (論文 )外文資料翻譯 系 部： 機 械 工 程 系 專 業(yè)： 機械工程 及自動化 姓 名： 學(xué) 號： 外文出處： 附 件： 料翻譯譯文； 指導(dǎo)教師評語： 簽名： 年 月 日 附件 1：外文資料翻譯譯文 數(shù)控機床 雖然各種數(shù)控機床的功能和應(yīng)用各不相同，但它們有著共同的優(yōu)點。這里是數(shù)控設(shè)備提供的比較重要的幾個優(yōu)點。 各種數(shù)控機床的第一個優(yōu)點是自動化程度提高了。零件制造過程中的人為干預(yù)減少或者免除了。整個加工循環(huán)中，很多數(shù)控機床處于無人照 看狀態(tài)，這使操作員被解放出來，可以干別的工作。數(shù)控機床用戶得到的幾個額外好處是：數(shù)控機床減小了操作員的疲勞程度，減少了人為誤差，工件加工時間一致而且可預(yù)測。由于機床在程序的控制下運行，與操作普通機床的機械師要求的技能水平相比，對數(shù)控操作員的技能水平要求（與基本加工實踐相關(guān)）也降低了。 運動控制 — 核心 任何數(shù)控機床最基本的功能是具有自動、精確、一致的運動控制。大多數(shù)普通機床完全運用機械裝置實現(xiàn)其所需的運動，而數(shù)控機床是以一種全新的方式控制機床的運動。各種數(shù)控設(shè)備有兩個或多個運動方向，稱為軸。這些軸沿著 其長度方向精確、自動定位。最常用的兩類軸是直線軸（沿直線軌跡）和旋轉(zhuǎn)軸（沿圓形軌跡） 。 普通機床需通過旋轉(zhuǎn)搖柄和手輪產(chǎn)生運動，而數(shù)控機床通過編程指令產(chǎn)生運動。通常，幾乎所有的數(shù)控機床的運動類型（快速定位、直線插補和圓弧插補）、移動軸、移動距離以及移動速度（進給速度）都是可編程的。 數(shù)控系統(tǒng)中的 令命令驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)某一精確的轉(zhuǎn)數(shù)，驅(qū)動電機的旋轉(zhuǎn)隨即使?jié)L珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線軸（滑臺）運動?；_上的反饋裝置（直線光柵尺）使數(shù)控系統(tǒng)確認指令轉(zhuǎn)數(shù)已完成，參見圖 1。圖 1 數(shù)控 機床的典型傳動系統(tǒng) 普通的臺虎鉗上有著同樣的基本直線運動，盡管這是相當原始的類比。旋轉(zhuǎn)虎鉗搖柄就是旋轉(zhuǎn)絲杠，絲杠帶動虎鉗鉗口移動。與臺虎鉗相比，數(shù)控機床的直線軸是非常精確的，軸的驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)數(shù)精確控制直線軸的移動距離。 軸運動命令的方式 戶來說，為了達到給定的直線移動量而指令各軸驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)，從而使坐標軸運動，這種方法是不可行的。（這就好像為了使鉗口準確移動 1 英寸需要計算出臺虎鉗搖柄的轉(zhuǎn)數(shù)！）事實上，所有的數(shù)控系統(tǒng)都能通過采用坐標系的形式以一種較為簡單而且合理的方式來指令軸的運動 。數(shù)控機床上使用最廣泛的兩種坐標系是直角坐標系和極坐標系。目前用得較多的是直角坐標系。 理解絕對和相對運動 至此，所有的討論都假設(shè)采用的是絕對編程方式。用于指定絕對方式的最常用的數(shù)控代碼是 對方式下，所有運動終點的指定都是以編程零點為起點。對初學(xué)者來說，這通常是最好也是最容易的指定軸運動終點的方法，但還有另外一種指定軸運動終點的方法。 增量方式（通常用 定）下，運動終點的指定是以刀具的當前位置為起點，而不是編程零點。用這種方法指定軸運動，編程員往往會問“ 我該將刀具移動多遠的距離？ ” ，盡管增量方 式多數(shù)時候很有用，但一般說來，這種方法指定軸運動較麻煩、困難，初學(xué)者應(yīng)該重點使用絕對方 式。 圖 2 X、 Y 坐標格的俯視圖 圖 3 X、 Y、 Z 軸線 指令軸運動時一定要小心。初學(xué)者往往以增量方式思考問題。如果工作在絕對方式（初學(xué)者應(yīng)該如此），編程員應(yīng)始終在問 “ 刀具應(yīng)該移動到什么位置？ ” ，這個位置是相對于編程零點這個固定位置而言，而不是相對于刀具當前位置。 絕對工作方式很容易確定指令當前位置，除此之外，它的另外一個好處涉及軸運動中的錯誤。絕對方式下，如果程序的 一個軸運動指令出錯，則只有一個運動是不正確的。而另一方面，如果在增量運動過程中出錯，則從出錯的那一點起，所有的運動都是不正確的 。 指定編程零點 記住必須以某種方式對數(shù)控系統(tǒng)指定編程零點的位置。指定編程零點的方式隨數(shù)控機床和數(shù)控系統(tǒng)的不同而很不相同。（較老的）一種方法是在程序中指定編程零點。用這種方法，編程員告訴數(shù)控系統(tǒng)從編程零點到機床起始點的距離。通常用 程序的一開始指定，很可能在各把刀具的開頭指定編程零點。 另一種較新、更好的指定編程零點的方法是通過偏置的形式，見圖4。通常，加工中心上用 于指定編程零點的偏置被稱作夾具偏置，車削中心上用于指定編程零點的偏置被稱作刀具幾何偏置。圖 4 用 置編程坐標零點 柔性制造單元 柔性制造單元（ 認為是柔性制造子系統(tǒng)。以下是 間的區(qū)別： 1. 受中央計算機的直接控制，中央計算機發(fā)出的指令被傳送到單元控制器。 2. 制造的零件族的數(shù)目有限。 般由下列部分組成： ．單元控制器 ．可編程邏輯控制器（ ．一臺以上的機床 ．物流設(shè)備（機器人或托盤 ） 順序?qū)α慵鲌?zhí)行固定的加工操作。 高速加工 術(shù)語 “ 高速加工 ( 一般是指在高轉(zhuǎn)速和大進給量下的立銑。例如，以很高的金屬切除率對鋁合金飛機翼架的凹處進行切削。切削用量定義和公式見圖 5。在過去的 60 年中，高速加工己經(jīng)廣泛應(yīng)用于金屬與非金屬材料，包括有特定表面形狀要求的零件生產(chǎn)和硬度高于或等于 0 的材料切削。對于大部分淬火到約為 2鋼零件，當前的切削選項包括： 圖 5 切割數(shù)據(jù) ．在軟（退火）工況下材料的粗加工和半精加工 ．達到最終硬度要求為 3的熱處理 ．模具行業(yè)的某些零件的電極加工和放電加工 (特別是金屬切削刀具難以加工的小半徑圓弧和深凹穴） ．用適合的硬質(zhì)合金、金屬陶瓷、整體硬質(zhì)合金、混合陶瓷或多晶立方氮化硼（ 具進行的圓柱／平面／凹穴表面的精加工和超精加工。 對于許多零件，生產(chǎn)過程牽涉到這些選項的組合，在模具制造案例中，它還包括費時的精加工，結(jié)果導(dǎo)致生產(chǎn)成本高和準備時間長。 在模具制造業(yè)中典型的是僅生產(chǎn)一個或幾個同一產(chǎn)品。生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的設(shè)計不斷改變，由于產(chǎn)品改變，模具制造中需要測量與反求工程。 加工的主要標準是模具的尺寸和表面粗糙度方面的質(zhì)量水平。如果加工后的質(zhì)量水平低，不能 滿足要求，就需手工精加工。手工精加工可產(chǎn)生令人滿意的表面粗糙度，但是對尺寸和幾何精度總是產(chǎn)生不好的影響。 模具制造業(yè)的主要目標之一，一直是并且仍然是減少或免除手工拋光，從而提高質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本和縮短準備時間 。 高速加工發(fā)展的主要經(jīng)濟和技術(shù)因素 生存 日益激烈的市場競爭導(dǎo)致不斷設(shè)立新的標準，對時間和成本效率的要求越來越高，這就迫使新工藝和生產(chǎn)技術(shù)不斷發(fā)展。高速加工提供了希望和解決方案 材料 新型難加工材料的開發(fā)迫切需要尋找新的切削解決方案。航空航天業(yè)使用耐熱合金鋼和不銹鋼，汽車工業(yè)使用了不同的雙金屬材料、小 石墨鑄鐵，并增加了鋁的用量。模具制造業(yè)必須面對切削高硬度的淬火鋼的問題，從粗加工到精加工。 質(zhì)量 對質(zhì)量的高要求是空前激烈競爭所導(dǎo)致的結(jié)果。高速加工如果使用得正確，可以在這個領(lǐng)域提供一些解決方案。替代手工精加工是一個例子，這對有復(fù)雜 3D 幾何形狀的模具尤為重要。 工藝 通過減少裝卡次數(shù)和簡化物流（后勤）來縮短產(chǎn)品產(chǎn)出時間的要求在大部分情況下可由高速加工解決。模具制造業(yè)內(nèi)的一個典型目標是在一次裝卡中完成所有完全淬火小零件的切削。使用高速切削，可以減少和免除費時、費錢的放電加工（ 設(shè)計與發(fā)展 如今競爭中 的主要方法之一是銷售新奇的產(chǎn)品?，F(xiàn)在小汽車的平均生命周期是4 年，計算機和配件 1 年半，手機 3 個月 ?? 這種快速的產(chǎn)品設(shè)計周期和開發(fā)周期的先決條件是高速切削技術(shù)。 復(fù)雜產(chǎn)品 零件多功能表面增加了，例如新設(shè)計的渦輪機葉片有新的、優(yōu)化的功能與特性。早期的設(shè)計允許用手工或機器人（機械手）來拋光。新型、形狀復(fù)雜的渦輪葉片必須通過切削來完成精加工，最好是用高速切削完成。薄壁工件必須用切削進行精加工的例子越來越多（醫(yī)療設(shè)備、電子、國防產(chǎn)品、計算機零件） 。 產(chǎn)品設(shè)備 切削材料、刀柄刀具、機床、數(shù)控系統(tǒng)，特別是 能 和設(shè)備的巨大發(fā)展己經(jīng)使采用新的生產(chǎn)方法和技術(shù)成為可能和必須 。 高速加工的原始定義 1931 年 高速加工理論獲得了一項德國專利，他認為 “ 在高于常規(guī)切削速度 5～ 10 倍的切削速度下，刀刃的切削溫度將開始下降 ??” 。見圖 6。 圖 6 刀刃的切削溫度與切削速度關(guān)系圖 由以上得出結(jié)論： “?? 用常規(guī)刀具以高切削速度加工，從而提高生產(chǎn)率，這是可能的 ??” 可惜，現(xiàn)代研究還沒能全面驗證這個理論。對于不同的材料，從某一切削速度開始切削刃上的溫度有所降低 。 對于鋼和鑄鐵來說，這種溫度降低不大。但是對鋁和其他非金 屬來說則是大的。高速切削的定義必須依據(jù)其他因素。 按照現(xiàn)在的技術(shù)，普遍認為 “ 高速 ” ，是指表面速度在 1 km/10km/者約 3300 ft/ 33000 ft/10 千米／分鐘以上的速度屬于超高速范疇，還在實驗室金屬切削范圍。顯然，獲得這些表面切削速度所要求的主軸轉(zhuǎn)速直接與使用的刀具直徑有關(guān)。當前較顯著的趨勢是采用大直徑刀具 — 這對刀具的設(shè)計有著重要的啟發(fā) 。 關(guān)于高速切削的定義，存在許多觀點、許多謎團和許多不同的方法。 附件 2：外文原文 （復(fù)印件）