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畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )外文資料翻譯 系 部： 機(jī) 械 工 程 系 專 業(yè)： 機(jī)械工程 及自動(dòng)化 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 外文出處： 附 件： 料翻譯譯文； 指導(dǎo)教師評(píng)語： 簽名： 年 月 日 附件 1：外文資料翻譯譯文 數(shù)控機(jī)床 雖然各種數(shù)控機(jī)床的功能和應(yīng)用各不相同，但它們有著共同的優(yōu)點(diǎn)。這里是數(shù)控設(shè)備提供的比較重要的幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。 各種數(shù)控機(jī)床的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是自動(dòng)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(gè)加工循環(huán)中，很多數(shù)控機(jī)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(jī)床用戶得到的幾個(gè)額外好處是：數(shù)控機(jī)床減小了操作員的疲勞程度，減少了人為誤差，工件加工時(shí)間一致而且可預(yù)測(cè)。由于機(jī)床在程序的控制下運(yùn)行，與操作普通機(jī)床的機(jī)械師要求的技能水平相比，對(duì)數(shù)控操作員的技能水平要求（與基本加工實(shí)踐相關(guān)）也降低了。 運(yùn)動(dòng)控制 — 核心 任何數(shù)控機(jī)床最基本的功能是具有自動(dòng)、精確、一致的運(yùn)動(dòng)控制。大多數(shù)普通機(jī)床完全運(yùn)用機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)其所需的運(yùn)動(dòng)，而數(shù)控機(jī)床是以一種全新的方式控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)。各種數(shù)控設(shè)備有兩個(gè)或多個(gè)運(yùn)動(dòng)方向，稱為軸。這些軸沿著 其長(zhǎng)度方向精確、自動(dòng)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(jī)床需通過旋轉(zhuǎn)搖柄和手輪產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，而數(shù)控機(jī)床通過編程指令產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。通常，幾乎所有的數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)類型（快速定位、直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)）、移動(dòng)軸、移動(dòng)距離以及移動(dòng)速度（進(jìn)給速度）都是可編程的。 數(shù)控系統(tǒng)中的 令命令驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)某一精確的轉(zhuǎn)數(shù)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)隨即使?jié)L珠絲杠旋轉(zhuǎn)，滾珠絲杠將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成直線軸（滑臺(tái)）運(yùn)動(dòng)?；_(tái)上的反饋裝置（直線光柵尺）使數(shù)控系統(tǒng)確認(rèn)指令轉(zhuǎn)數(shù)已完成，參見圖 1。圖 1 數(shù)控 機(jī)床的典型傳動(dòng)系統(tǒng) 普通的臺(tái)虎鉗上有著同樣的基本直線運(yùn)動(dòng)，盡管這是相當(dāng)原始的類比。旋轉(zhuǎn)虎鉗搖柄就是旋轉(zhuǎn)絲杠，絲杠帶動(dòng)虎鉗鉗口移動(dòng)。與臺(tái)虎鉗相比，數(shù)控機(jī)床的直線軸是非常精確的，軸的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)精確控制直線軸的移動(dòng)距離。 軸運(yùn)動(dòng)命令的方式 戶來說，為了達(dá)到給定的直線移動(dòng)量而指令各軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)多少轉(zhuǎn)，從而使坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，這種方法是不可行的。（這就好像為了使鉗口準(zhǔn)確移動(dòng) 1 英寸需要計(jì)算出臺(tái)虎鉗搖柄的轉(zhuǎn)數(shù)?。┦聦?shí)上，所有的數(shù)控系統(tǒng)都能通過采用坐標(biāo)系的形式以一種較為簡(jiǎn)單而且合理的方式來指令軸的運(yùn)動(dòng) 。數(shù)控機(jī)床上使用最廣泛的兩種坐標(biāo)系是直角坐標(biāo)系和極坐標(biāo)系。目前用得較多的是直角坐標(biāo)系。 理解絕對(duì)和相對(duì)運(yùn)動(dòng) 至此，所有的討論都假設(shè)采用的是絕對(duì)編程方式。用于指定絕對(duì)方式的最常用的數(shù)控代碼是 對(duì)方式下，所有運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的指定都是以編程零點(diǎn)為起點(diǎn)。對(duì)初學(xué)者來說，這通常是最好也是最容易的指定軸運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的方法，但還有另外一種指定軸運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的方法。 增量方式（通常用 定）下，運(yùn)動(dòng)終點(diǎn)的指定是以刀具的當(dāng)前位置為起點(diǎn)，而不是編程零點(diǎn)。用這種方法指定軸運(yùn)動(dòng)，編程員往往會(huì)問“ 我該將刀具移動(dòng)多遠(yuǎn)的距離？ ” ，盡管增量方 式多數(shù)時(shí)候很有用，但一般說來，這種方法指定軸運(yùn)動(dòng)較麻煩、困難，初學(xué)者應(yīng)該重點(diǎn)使用絕對(duì)方 式。 圖 2 X、 Y 坐標(biāo)格的俯視圖 圖 3 X、 Y、 Z 軸線 指令軸運(yùn)動(dòng)時(shí)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(duì)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(dòng)到什么位置？ ” ，這個(gè)位置是相對(duì)于編程零點(diǎn)這個(gè)固定位置而言，而不是相對(duì)于刀具當(dāng)前位置。 絕對(duì)工作方式很容易確定指令當(dāng)前位置，除此之外，它的另外一個(gè)好處涉及軸運(yùn)動(dòng)中的錯(cuò)誤。絕對(duì)方式下，如果程序的 一個(gè)軸運(yùn)動(dòng)指令出錯(cuò)，則只有一個(gè)運(yùn)動(dòng)是不正確的。而另一方面，如果在增量運(yùn)動(dòng)過程中出錯(cuò)，則從出錯(cuò)的那一點(diǎn)起，所有的運(yùn)動(dòng)都是不正確的 。 指定編程零點(diǎn) 記住必須以某種方式對(duì)數(shù)控系統(tǒng)指定編程零點(diǎn)的位置。指定編程零點(diǎn)的方式隨數(shù)控機(jī)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(diǎn)。用這種方法，編程員告訴數(shù)控系統(tǒng)從編程零點(diǎn)到機(jī)床起始點(diǎn)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(diǎn)。 另一種較新、更好的指定編程零點(diǎn)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(diǎn)的偏置被稱作夾具偏置，車削中心上用于指定編程零點(diǎn)的偏置被稱作刀具幾何偏置。圖 4 用 置編程坐標(biāo)零點(diǎn) 柔性制造單元 柔性制造單元（ 認(rèn)為是柔性制造子系統(tǒng)。以下是 間的區(qū)別： 1. 受中央計(jì)算機(jī)的直接控制，中央計(jì)算機(jī)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(tái)以上的機(jī)床 ．物流設(shè)備（機(jī)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(jìn)給量下的立銑。例如，以很高的金屬切除率對(duì)鋁合金飛機(jī)翼架的凹處進(jìn)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(duì)于大部分淬火到約為 2鋼零件，當(dāng)前的切削選項(xiàng)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(dá)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(jìn)行的圓柱／平面／凹穴表面的精加工和超精加工。 對(duì)于許多零件，生產(chǎn)過程牽涉到這些選項(xiàng)的組合，在模具制造案例中，它還包括費(fèi)時(shí)的精加工，結(jié)果導(dǎo)致生產(chǎn)成本高和準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)。 在模具制造業(yè)中典型的是僅生產(chǎn)一個(gè)或幾個(gè)同一產(chǎn)品。生產(chǎn)過程中產(chǎn)品的設(shè)計(jì)不斷改變，由于產(chǎn)品改變，模具制造中需要測(cè)量與反求工程。 加工的主要標(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(biāo)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(zhǔn)備時(shí)間 。 高速加工發(fā)展的主要經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素 生存 日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)導(dǎo)致不斷設(shè)立新的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)時(shí)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(duì)切削高硬度的淬火鋼的問題，從粗加工到精加工。 質(zhì)量 對(duì)質(zhì)量的高要求是空前激烈競(jìng)爭(zhēng)所導(dǎo)致的結(jié)果。高速加工如果使用得正確，可以在這個(gè)領(lǐng)域提供一些解決方案。替代手工精加工是一個(gè)例子，這對(duì)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(jiǎn)化物流（后勤）來縮短產(chǎn)品產(chǎn)出時(shí)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(gè)典型目標(biāo)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(fèi)時(shí)、費(fèi)錢的放電加工（ 設(shè)計(jì)與發(fā)展 如今競(jìng)爭(zhēng)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(jì)算機(jī)和配件 1 年半，手機(jī) 3 個(gè)月 ?? 這種快速的產(chǎn)品設(shè)計(jì)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(jì)的渦輪機(jī)葉片有新的、優(yōu)化的功能與特性。早期的設(shè)計(jì)允許用手工或機(jī)器人（機(jī)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(jìn)行精加工的例子越來越多（醫(yī)療設(shè)備、電子、國(guó)防產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)零件） 。 產(chǎn)品設(shè)備 切削材料、刀柄刀具、機(jī)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(xiàng)德國(guó)專利，他認(rèn)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(yàn)證這個(gè)理論。對(duì)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(duì)于鋼和鑄鐵來說，這種溫度降低不大。但是對(duì)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(rèn)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(shí)驗(yàn)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(dāng)前較顯著的趨勢(shì)是采用大直徑刀具 — 這對(duì)刀具的設(shè)計(jì)有著重要的啟發(fā) 。 關(guān)于高速切削的定義，存在許多觀點(diǎn)、許多謎團(tuán)和許多不同的方法。 附件 2：外文原文 （復(fù)印件）