數(shù)字控制和車削加工-中文翻譯

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附件 1：外文資 料翻譯譯文數(shù)字控制和車削加工1、車床車床是一種主要被用來車削，車端面，鉆孔等工作而設(shè)計(jì)的機(jī)床，車削很少在其他類型的車床上工作，在其他種類的機(jī)床上進(jìn)行車削都不像在車床上那么方面。由于車床也能夠用來鉆孔和鉸孔，車床的多功能特性允許工件在一次裝夾中進(jìn)行多種操作。因此，在生產(chǎn)中使用的各種類型的車床比其他任何種類機(jī)床都要多。車床的基本組成部分有：床身、主軸箱部件、尾架部件、絲杠和光杠。床身是車床的主要組成部分。它通常是經(jīng)過正火處理或者球墨鑄鐵制成，其他所有基本部件都安裝在床身上。在床身上通常有兩組平行的導(dǎo)軌，有些制造廠全部四條導(dǎo)軌采用三角形導(dǎo)軌，而有些制造廠在一組或兩組中采用一個(gè)三角形導(dǎo)軌和一個(gè)矩形導(dǎo)軌，導(dǎo)軌經(jīng)過精密加工以保證其精度。大多數(shù)現(xiàn)代機(jī)床的導(dǎo)軌是經(jīng)過表面淬硬的，但在操作時(shí)還是應(yīng)該小心，以避免導(dǎo)軌受到損壞。導(dǎo)軌的任何誤差通常意味著整個(gè)機(jī)床的精度收到破壞。主軸箱安裝在內(nèi)導(dǎo)軌的固定位置上，通常在床身的左側(cè)。它提供動(dòng)力并可以使工件以不同速度旋轉(zhuǎn)。大多數(shù)機(jī)床有 8～18 種轉(zhuǎn)速，通常以等比數(shù)列排列，而且現(xiàn)代車床只需移動(dòng) 2～4 個(gè)手柄就能得到全部轉(zhuǎn)速。一種不斷增長的趨勢是通過電氣或者機(jī)械裝置來進(jìn)行無級變速。由于機(jī)床的精度很大依賴于主軸，所以主軸的尺寸比較大，通常安裝在圓錐滾子軸承和球軸承中，主軸中有一個(gè)穿過整個(gè)主軸的長孔，通過這個(gè)孔長棒料可以送料，當(dāng)工件必須通過主軸孔送料時(shí)，確定了能夠被加工的棒料的最大尺寸。尾架部件主要有三部分組成，底板與床身的內(nèi)導(dǎo)軌配合著，并可以在導(dǎo)軌上做縱向移動(dòng)，底板上有一個(gè)可以是整個(gè)尾架加緊在任何位置的裝置。尾架固定在底板上可以在某種類型鍵槽的底板上橫向移動(dòng)，可以允許尾架與主軸箱中的主軸對正。這是一個(gè)直徑通常大約在 51～76mm（2～3 英寸）之間的空心鋼制圓柱體，通過手輪和螺桿，尾架套筒可以在尾架中移入和移出幾英寸。車床的規(guī)格被設(shè)計(jì)成兩個(gè)尺寸，第一個(gè)被稱為車床床面上最大加工直徑。這是在車床上所能旋轉(zhuǎn)的工件的最大直徑，它大約是兩項(xiàng)頂尖連線和導(dǎo)軌上最近點(diǎn)之間距離的兩倍，第二個(gè)規(guī)格尺寸是兩頂尖之間的最大距離，車床床面的最大加工直徑表示在車床上能夠車削的最大工件直徑，而兩頂尖之間的最大距離表示的是兩頂尖之間能夠安裝的工件的最大長度。普通車床是最經(jīng)常使用到的車床種類。它們具有前面介紹的所有那些部件的重型機(jī)床，并且除了小刀架之外，全部刀具的運(yùn)動(dòng)都有機(jī)會(huì)進(jìn)給。它們通常的尺寸：車床床面上的最大加工直徑為 305～610mm（12～24 英寸） ；兩頂尖之間的距離為 610～1219mm（24～48 英寸） 。但是，車床床面上最大加工直徑達(dá)到1270mm（50 英寸）和兩頂尖距離達(dá)到 3658mm（12 英尺）的車床也并不少見。這些車床大多數(shù)都有切削盤和一個(gè)內(nèi)置冷卻循環(huán)系統(tǒng)。較小的普通車床，車床床面的最大加工直徑一般不超過 330mm（13 英寸） ，其中一些也能夠被設(shè)計(jì)成臺(tái)式車床，即床身可安裝在工作臺(tái)或者柜子上。雖然普通車床功能很強(qiáng)大，有很多用途，由于更改和設(shè)置調(diào)整刀具及對工件進(jìn)行測量需要花費(fèi)大量時(shí)間，所以它們不適合批量生產(chǎn)。通常情況下，它們的實(shí)際加工時(shí)間要少于總時(shí)間的 30%。此外，需要熟練的操作工人來操作所需要的所有操作，這種人工資很高而且往往供不應(yīng)求。然而操作工人的大部分時(shí)間卻花費(fèi)在簡單的重復(fù)勞動(dòng)和觀察切削過程中。因此，為了減少或者完全不顧用這類熟練操作工人，轉(zhuǎn)塔車床、螺紋加工車床和其他類型的自動(dòng)或半自動(dòng)車床已經(jīng)很好的研制了出來并在生產(chǎn)制造中得到了廣泛的應(yīng)用。2、數(shù)字控制先進(jìn)制造技術(shù)中一個(gè)最基本的概念就是數(shù)字控制。在數(shù)控技術(shù)出現(xiàn)之前，所有的機(jī)床都是由人工操縱和控制的。在人工操縱機(jī)床的很多限制中，操作者技能的限制是一個(gè)最突出的問題。采用人空控制時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量直接和操作者的技能有關(guān)，數(shù)字控制代表了從人工控制走出來的第一步。數(shù)字控制意味著采用預(yù)先錄制和存儲(chǔ)的指令來控制機(jī)床和其他制造系統(tǒng)。一個(gè)數(shù)控工程師的不是去操作一臺(tái)機(jī)床而是編寫出能夠發(fā)出機(jī)器操作指令的程序。對于一臺(tái)數(shù)控機(jī)床，上面必須安裝有一個(gè)叫做閱讀機(jī)的裝置，用于接收和解碼編程指令。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展是為了克服人工操作的局限性，并且它已經(jīng)很好地這么做了。數(shù)字控制的機(jī)器比人工操縱的機(jī)器有更高的精度，生產(chǎn)出的零件一致性更好，生產(chǎn)速度更快，而且長期工藝成本更低。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展導(dǎo)致了制造技術(shù)中其他幾項(xiàng)發(fā)明創(chuàng)新的產(chǎn)生：電火花加工技術(shù)，激光切割，電子束焊接。數(shù)字控制還使得機(jī)床比它們?nèi)丝詹倏v的前輩們的用途更為廣泛。一臺(tái)數(shù)控機(jī)床能夠自動(dòng)生成很多種零件，每一個(gè)零件都有各種不同的復(fù)雜的加工過程。數(shù)字可以使生產(chǎn)廠家承擔(dān)那些對于采用人工控制的機(jī)床和工藝來說，在經(jīng)濟(jì)上是不劃算的產(chǎn)品生產(chǎn)任務(wù)。同很多先進(jìn)技術(shù)一樣，數(shù)控技術(shù)誕生于麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室里。數(shù)控這個(gè)概念是在 20 世紀(jì) 50 年代初在美國空軍的資助下提出的。在最初階段，數(shù)控機(jī)床只能夠做出有效的直線切割。然而，曲線加工在機(jī)床加工中是一個(gè)難題，在編程時(shí)應(yīng)該采用橫向與豎向的一系列步驟來生成一個(gè)曲線，構(gòu)成步驟的直線越短，曲線就越光滑。步驟中的每一個(gè)線段都必須經(jīng)過計(jì)算。這個(gè)問題導(dǎo)致了 1959 年自動(dòng)編程（APT）語言的誕生。這是一門專門用于數(shù)控的編程語言，它使用一種特殊的類似英文符號的語言來定義幾何零件，描述切削是刀具的形狀和規(guī)定必要的運(yùn)動(dòng)。APT 編程語言的發(fā)展是在數(shù)控技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展中的一大進(jìn)步。那時(shí)候的機(jī)床只有硬線邏輯電路，指令程序被寫在穿孔紙帶上，后來它被塑料帶所取代。帶閱讀機(jī)被用來把寫在紙帶上的的指令給機(jī)器翻譯出來，所有的這一切都代表了機(jī)床數(shù)控的巨大進(jìn)步。然而，在數(shù)控發(fā)展的這個(gè)階段還是有很多問題。一個(gè)主要問題就是打孔紙帶的易碎壞性。在機(jī)械加工過程中，載有程序指令的紙帶斷裂或者被撕裂是一件很常見的事情。在機(jī)床上每加工一個(gè)零件，都需要將載有程序指令的紙帶放入閱讀機(jī)中重新運(yùn)行一次，因此，這個(gè)問題變得更加嚴(yán)重。如果需要制造 100 個(gè)某種零件，則要將紙帶通過閱讀機(jī) 100 次。脆弱的紙帶根本無法承受這樣殘酷的車間環(huán)境和這種重復(fù)使用。這就導(dǎo)致了一種磁性膠帶的發(fā)展，在紙帶上通過一系列的小孔來載有編程指令，在塑料膠帶上通過采用一系列的磁點(diǎn)來載有編程指令。塑料紙帶的強(qiáng)度要比紙質(zhì)紙帶的強(qiáng)度要強(qiáng)很多，這就解決了常見的斷裂和撕裂問題。然而，仍然有兩個(gè)問題。其中最重要的一個(gè)問題是很難或者說幾乎不可能修改磁帶上輸入的指令。即使對指令程序進(jìn)行很輕微的調(diào)整，也有必要中斷加工并制作一條新帶。而且?guī)ㄟ^閱讀器的速度必須要和加工的零件個(gè)數(shù)相同。幸運(yùn)的是，計(jì)算機(jī)技術(shù)已經(jīng)變成現(xiàn)實(shí)，并且很快地解決了數(shù)控加工與穿孔紙帶和塑料紙帶相關(guān)的問題。在形成了直接數(shù)字控制（DNC）這個(gè)概念之后，可以不再采用紙帶或塑料帶作為編程指令的載體，這樣就解決了與之有關(guān)的問題。在直接數(shù)字控制中，機(jī)床通過數(shù)據(jù)傳輸線路連接到一臺(tái)主計(jì)算機(jī)上。操縱這臺(tái)機(jī)床所需要的程序都存儲(chǔ)在主計(jì)算機(jī)中，當(dāng)需要時(shí)，通過數(shù)據(jù)傳輸線路提供給每臺(tái)機(jī)床。直接數(shù)字控制在穿孔紙帶和塑料紙帶的基礎(chǔ)上邁出了一大步。然而，它有著同其他依賴于主計(jì)算機(jī)技術(shù)一樣的限制性。當(dāng)主計(jì)算機(jī)發(fā)生故障時(shí)，由其控制的所有機(jī)床也會(huì)停止工作。這個(gè)問題導(dǎo)致了計(jì)算機(jī)數(shù)控的發(fā)展。3、車削加工普通車床作為最古老的切削車床之一，目前仍然有很多有用的和重要的特性。現(xiàn)在，這些機(jī)床主要用于一些小規(guī)模的工廠中，進(jìn)行小批量的生產(chǎn)而不是進(jìn)行大規(guī)模的量產(chǎn)。在現(xiàn)在的生產(chǎn)車間中普通車床已經(jīng)被種類繁多的自動(dòng)車床所代替，比如自動(dòng)仿形車床?，F(xiàn)在，實(shí)用這種加工方法的生產(chǎn)速度和工廠中使用的最快的加工設(shè)備的速度相等。普通車床的公差主要依賴于操作工人的熟練程度。設(shè)計(jì)工程師應(yīng)該認(rèn)真地確定由熟練工人在普通車床上加工的試驗(yàn)件的公差。在把試驗(yàn)件重新設(shè)計(jì)成生產(chǎn)零件時(shí)，應(yīng)選用經(jīng)歷的公差。六角車床 對生產(chǎn)加工設(shè)備來說，目前比過去更注重評價(jià)其是否具有精確的快速的重復(fù)加工能力。應(yīng)用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來評價(jià)具體加工方法，六角車床可以獲得較高的質(zhì)量評定。在為小批量的零件（100～200 件）設(shè)計(jì)加工方法時(shí)，采用六角車床是最經(jīng)濟(jì)的。為了在六角車床上獲得盡可能小的公差，設(shè)計(jì)人員應(yīng)盡量將加工工序的數(shù)量減到最小。自動(dòng)螺絲車床 一般來說，自動(dòng)螺絲車床分為以下幾種：單軸自動(dòng)、多軸自動(dòng)和自動(dòng)加緊車床。自動(dòng)螺絲車床最初被用來對螺釘和類似的帶有螺紋的零件進(jìn)行自動(dòng)化和快速加工的。但是，這種車床的用途早就超過了這個(gè)狹窄的范圍?，F(xiàn)在，它在許多種類的精密零件的大批量生產(chǎn)中起著重要的作用。工件的數(shù)量對采用自動(dòng)螺絲車床所加工的零件的經(jīng)濟(jì)性有較大的影響。如果工件的數(shù)量少于 1000 件，在六角車床上進(jìn)行加工比在自動(dòng)螺絲車床上加工要經(jīng)濟(jì)得多。如果計(jì)算出最小經(jīng)濟(jì)批量，并且針對工件批量正確地選擇機(jī)床，就會(huì)降低零件的加工成本。自動(dòng)仿形車床 因?yàn)榱慵谋砻娲植诙仍诤艽蟪潭壬先Q于工件材料、刀具、進(jìn)給量和切削速度，采用自動(dòng)仿形車床加工所得到的最小公差一定是最經(jīng)濟(jì)的公差。在某些情況下，在連續(xù)生產(chǎn)過程中，只進(jìn)行一次切削加工時(shí)的公差可以達(dá)到 0.05mm。對于某些零件，槽寬的公差可以達(dá)到 0.125mm。鏜孔和休用單刃刀具進(jìn)行精加工時(shí)，公差可達(dá)到 0.0125mm。在希望獲得最大主量的大批量生產(chǎn)中，進(jìn)行直徑和長度的車削時(shí)的最小公差值為 0.125mm 是經(jīng)濟(jì)的。