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计算机数控
数控是什么?
CNC是"计算机数控"的缩写，是一台计算机怎样控制一台铣床让它运作来切削加工出设计的零件。
它使用的语言被称为"G代码"，它是一系列指令，结合X，Y和Z坐标指示的方向，以及速度还有零件的形状的剪切点。
在过去，例如，即使是最熟练的机械师也存在一个切圆的问题，因为那需要X和Y两个手轮必须同时摇动，而且变化要一致。
但是计算机就可以很容易的做到，而且加工一个复杂的形状都可以像加工一条直线一样简单。
CNC的优势在于一旦程序已经写好，夹紧装置已经设计好，那么无论多么复杂的3D形状都能切削出来。
而且可以快速的批量生产。
数控铣床
数控铣是CNC的最普通的形式。
数控铣床能执行普通的钻功能并且还有镟屑的功能。
CNC铣床是根据他们拥有的轴的数量来分类。
轴可分为x轴y轴和z轴，且前两个上做水平运动，在z轴上做垂直运动，如图所示的手工铣床。
一个标准轻型铣手册（例如一布里奇波特式机床），通常假定有4个坐标系：
1.x轴.
2.y轴.
3.Z轴.
4.铣削头z轴.
铣床轴的数量在"商品交易"中最普遍讨论的主题，并且常常以不同的解释方式。
我们这里提出如图所示为制造商制作的示意图。
一台5轴CNC铣床以铣削头的一个水平的支点形式有一个额外的轴，象如下所示的那样。
这样给予立铣刀额外的灵活性加工一个相对于工作台角度的工件。
六轴联动数控铣床，将有另一次横向轴为铣削头，这个轴垂直第五轴。
CNC铣床传统上编程序使用一套命令作为G代码。
G代码描述具体CNC功能在文字数字的形式。
卧式铣床
铣床有两种主要型式：
卧式与立式。
铣刀安装在由主轴驱动的水平轴上。
在估计一铣削操作中的加工时间t
时，应该记住铣刀的移动距离将大于工件的长度。
这一延长距离可以看出铣刀行程的距离由l
+
给出，这里l
是工件长度,a
是切口深度,d
是铣刀直径。
加工时间由下式给出
t
=[l
+
]/v
v
是工件的进给速度。
金属切削率Z
等于进给速度与去除的金属在进给方向上测量的横截面积的乘积。
如果a
等于工件宽度，则：
Z
=a
a
v
还有一些其他的水平铣削工艺。
在成形切削中，专用铣刀带有成形的切削刃以便于在工件上形成所需要的截面。
这些铣刀一般制造费用高，成形切削只有在产量足够大时才使用。
在开槽工序中，使用一个标准铣刀在工件内加工一个长方形槽。
类似地，在斜面铣削中，用标准铣刀加工一个三角形槽。
跨铣工序仅仅是无数种通过在机床轴上安装多个铣刀可以完成的工序之一。
这样，铣刀组合可以加工各种各样的断面形状。
当组合使用铣刀时，工序常称为组合铣削。
固定工件既可通过栓接于工作台上的台钳也可以直接用提供的T型槽将工件夹持在工作台上。
立式铣床
各种各样的水平面、垂直面和斜面的加工工序都可以在立式铣床完成。
该机床，主轴是垂直的。
升降型铣床上，工件可以以下面任意一种方式进给
1.通过升降升降台，沿垂直轴线进给。
2.通过沿升降台移动滑板，沿水平轴线进给。
3.通过移动工作台穿过滑板，沿水平轴线进给。
在较大型的立式铣床上，滑板直接安装在床身上，刀具与工件间沿垂直轴线的相对运动是通过铣床头顺立柱上下的运动来完成的；这些机床统称为床身立式铣床。
一种加工水平平面的典型端面铣削工序所使用的铣刀为端面铣刀。
为了估算加工时间t
，间隙还应有助于工件和刀具间额外的相对运动。
当刀具轴线运动的路径在工件上通过时，总的运动距离由（l
+d
）给出，因此加工时间由下式给出
t
=（l
+d
）/v
式中l
是工件长度，d
是铣刀直径，v
是工件进给速度。
当刀具轴线的路径没有在工件上通过时，则
t
=[l
+2
]/v
式中a
是立铣中切口的宽度。
两种情况下的金属切削率Z
都由方程
Z
=a
a
v
给出
工件固定也是通过机用台钳或用机用工作台内T型槽来完成。
7000/8000系列铣床
描述：
7000/8000系列造型和生产铣床更适合专业的造型实验室和轻生产机构。
它们紧凑的尺寸使这些机械适合于为中型零部件加工小零件。
它们精密的球状螺纹以及构台形式的轴给你速度，精度，力度和机动性，用广泛的各种原料创造快速，精密的零件，同时它们更小的尺寸允许你在一条长板甚至一个桌面上装配出一个加工中心。
它们四周全都由围栏围着以保证铁削和噪音远离你的操作台。
当然它们全都由强大的数控软件驱动，马达和驱动器根据提供的价格给你高低不同的精密度。
所有的样式在伺服系统中都是有用的。
大量的附件能够满足你的所有需要。
典型应用：
工程造型
工业生产
模具制造
放电加工电极制作
雕刻
印制电路板制作
训练
珠宝制作
重要特征：
数控铣，准备运行
精确的球状螺纹以及所有轴上的线性轴承
进料速率达到每分钟200英寸
全封闭式
精确的T型槽装备桌面
很多有用的附件包括
工具箱
冷却液泵
轮盘
夹具和老虎钳
大范围的主轴可用
第4轴控制和轮盘可用
连同伺服或步进驱动器和电机一起供给
由基于软件和信号发生器的数控视窗来控制
CAD/CAM全兼容
典型原料：
塑胶，金属，蜡，木材
包含成分：
7000或8000系列造型和生产铣床
基于软件的数控视窗
数控信号发生器
伺服系统（3轴）
3轴，平均8安培，最高12安培的伺服电机驱动器箱
（3）尺寸23，10线100瓦特伺服电动机
限位开关
使用手册和硬件指南
所有的必需连接线
免费的技术支持
说明书
7000系列
机械型号
7100
7200
7300
X，Y，Z行程
7.5"x6.5"x3.5"
11.5"x7.5"x5"
15.5"x11.5"x5.5"
工作台尺寸
机器重量
165磅
187磅
195磅
驱动箱
步进
伺服
每电动一圈的驱动电流
3.5微步
平均8轴，最高12轴
输入电压
110伏或220伏
110伏或220伏
驱动器的尺寸大小
W=11",L=7",H=4"
W=12",L=10",H=5.75"
驱动技术
调整电流水平的µ步进双极断路器
自动调整伺服获取值的数字式PID过滤器
信号发生器
PC界面
串行端口（RS-232）
输入电压
用110伏或220伏适配器
尺寸大小
W=8",L=6.25",H=2.5"
I/O线路
8输入，8输出
8000系列
机械型号
8300
X，Y，Z行程
21"x39"x6"
工作台尺寸
29"x53"
机器重量
300磅
驱动箱
步进
伺服
每电动一圈的驱动电流
3.5微步
平均8轴，最高12轴
输入电压
110伏或220伏
110伏或220伏
驱动器的尺寸大小
W=11",L=7",H=4"
W=12",L=10",H=5.75"
驱动技术
调整电流水平的µ步进双极断路器
自动调整伺服获取值的数字式PID过滤器
信号发生器
PC界面
串行端口（RS-232）
输入电压
用110伏或220伏适配器
尺寸大小
W=8",L=6.25",H=2.5"
I/O线路
8输入，8输出
定购号
零件号码
种类
价格
SC-7100-V
7100工作钻台-伺服
$18495
SC-7200-V
7200工作钻台-伺服
$18995
SC-7300-V
7300工作钻台-伺服
$19995
SC-8300-V
8300工作钻台-伺服
$19995
选项，升级和附件
请查阅机械附件中的记载
零件号码
描述
主轴/
NF-PM-148-211
主轴100W；5000-20000转/分；1/8"筒夹；
机械高度补偿
NF-PM-148-275
主轴150W；5000-60000转/分；1/8"筒夹；自动高度补偿
NF-PM-148-952
NF-PM-148-952
NF-PM-239-110
NF-PM-239-120
主轴500W；11.000-22.000转/分
NF-PM-1489914000
主轴500W；300-24000转/分；1/4或1/8英尺筒夹；刀具转换系统有长度测量传感器
其它附件
NF-PM-148-260
冷却/喷雾装置-加工时润滑以及冷却。
包括液体容器，一个压力计和压力控制器
NF-PM-262-100-0000
4.5"x4"x4.5"轮盘
NF-PM-269-060-2065
65mm3爪卡盘
NF-PM-269-060-0080
80mm3爪卡盘
OA-03
夹紧附件工具包包含：
（1）6x5x1.75"老虎钳；（4）夹紧块；
（2）手柄夹紧装置-1mm和10mm厚;（6）125mm-175mm螺母
OR-01
2路线继电器箱6安培/路线
OR-05
1路线继电器箱20安培
需要的计算机条件
●版本1
IBM兼容，奔腾800兆赫或同等速度的处理器
NT/2000/XP
128-256MB内存，据零件的复杂程度
1个可用的串行端口
●版本2
IBM兼容，奔腾或同等速度的处理器
Windows95/98/ME/NT/2000/XP
32-128MB内存，据零件的复杂程度
材料制备机械设计理论中的新趋势和新问题
摘要:
在全面综述材料制备机械技术及设备发展动态的基础上,提出了研究领域的几个新问题和发展方向,如通过集成和融合现代相关前沿科学和技术，生产具有超常和特殊性能的新概念材料等,并进行了简要分析和讨论.
关键词:
界面;超常物理场;制备机械;功能材料
1．机械材料加工的时代背景
在人类进步的一段长时间范围内，许多工具、机械和方法被提出来；不同的原料用不同的工具来加工。
原料及其处理过程已经变成了推动人类进步不可缺的一部份。
在当前世界中日益激烈的竞争和人们追求幸福生活的今天，物质的功能已经远远超出了人类现有的并不断增长的知识及想象。
例如：
神秘原料功能，半导体材料，原料能量有吸力的材料，在航空领域中占有70%份额的强力铝合金4~5um的薄金属片，用各向异性深冲压金属板在1%以下；电子铝箔与强耐热铝合金已经被应用到航空、宇宙及深海领域中，等等；在原料加工加工领域中不同的时间段里，材料重要发展趋势就这样形成了：
（1）在特殊的物理领域里制造原料加工机械，是为了能有特殊的质地结构和辅助性的加工功能。
例如：
运用热能和机械能能够突破科学技术的极限，将一些不常用的能量，例如：
微波、化学能、生物能等等，一个接一个的被引入到材料加工中来，因此一些加工特殊能量原材料的加工设备就被制造出来了。
（2）突破传统的物质限制，将溶化、凝固、造型一体化，然后加热得到具有特殊功能的原料，这样就可以降低加工费用。
例如：
材料加工整形技术，比如像快速翻滚，喷雾处理、塑胶成型、喷射造型法、高能量射束等等被应用。
（3）原料加工处理正在向高速、重载和高精度在线控制方向上迈进。
例如：
轧制速度达到130m/s，压力变形已达到300MPa，尺寸精度达到了0.1um，成型精度已达到0.1i；浓度精度已达到0.1MPa。
由于这些原因，原料加工机械设备设计理论将科学与技术相关联的领域有机的结合起来设计生产一中新概念材料加工设备是可能的。
2．对于新概念材料加工设备的期望功能
（1）要有能力生产具有特殊物质的领域；能传送那些对于新概念材料加工在特定的物质环境下是非常必要的特殊能流。
例如：
在高温环境下能使那些高温波或者脉冲以超过104~106K/s的速度冷却下来；将外表面的凝固、变形合成一体，然后在将超强接触面应力重新组合成新的分界面；融化的大金属薄片的湍流；随机的低频率磁场用于金属末加热的微波、用于大量凝固的超声波等等都已经被应用了。
（2）有能力在临界状态下工作，因此高稳定性和理想性能的处理设备是在加强技术条件和室外操作的保证。
例如：
禁止在润滑状态下边界上的摇晃；在特有的摩擦状态下的抗震能力；有韧性的连接管的合力稳定性和干扰稳定性与轴相比更易驱动系统。
（3）有能力精确的控制原料加工而获得低损耗、高功率、高性能的原料加工。
例如：
精确的在线监测产品成型；在线监测和在线调整产品品质和器具还有在线控制金属、塑胶成型的程序。
产品的精确度指数可以列举如下：
宏观上精确度可达到0.1um，微观上的晶状体结构非常均匀，浓度误差在0.1MPa。
简而言之，拥有特别功能的新概念原料加工设备应该被设计和生产出来。
这样的话，那些特别性能的原料就能被处理加工了。
3．在特殊的物理领域和环境下金属材料加工设备的问题和需要学习的内容
由于这些原因和以上提到的背景，如下的一些新的研究主题应该被改进：
3.1连接传热装置和温度应力场的相界面
当融化金属处于液体和固体的临界状态时通过连续的变形和快速凝固，一种全新的微观结构可以被获得。
在这个非常时刻，高浓度的热流和动态的热阻力在材料加工处理中成了主要事项。
关于设计这个设备的基本理论问题是要学习核心传动系统合能量转化和建立数学模型。
3.2材料加工设备表面粘流摩擦力的抑制
操作装置和工件的连接是相当复杂的因为粘流阻挡了加工表面界面态由周转速度、热力学处理工作量、操作装置的弹性、工件的可塑性、滑性界面的动态行为、局部水力的润滑油等等来决定。
它们影响着材料加工设备抗摩擦装置的成型。
因为它们会会强制其产生很大的非线性，这种强制会在瞬间被损坏或者是失谐，最后会导致动态不稳定性。
因此提出了以下的问题：
机械装置的噪声可能在晃动的界面引起滑动摩擦、不稳定状态；在高速、重载和边界润滑状态下在光滑表面和旋转式喷灌器之间的装置抑制。
润滑油薄膜吸收装置和不断再生的表面的物理化学行为；流变学的特征和操作参数之间的关系。
3.3优化的和创新的设计基于创新的知识
材料加工技术能促进产品的设计质量的提高。
最优化的材料加工技术和材料加工设备意味着实现实质的仿真通过类似的设计和一致的设计是我们学习的主题。
3.4在特殊的领域里机械装置的特殊功能和应用
一些重要的元素和部分在材料加工设备中常常在强力场、温度场、电磁场和流场中工作，有建造特别物理界面的功能；虽然对那些普通单一的物质象金属、陶瓷等拥有单一的高指数和卓越的总质量是很困难的。
因此我们需要在重要部位采用具有新功能的原料；例如：
尺度功能有倾向的材料是想当可贵的。
由于这些原因，学习基本法律和以上提到的具有这些功能的机械装置；例如：
强调分配功能、破坏机理和在特定领域中的设计标准，静态（动态）的硬度和阻尼，模糊设计和明朗设计处理系统构成了有斜度的材料，等等。
今天，材料加工科学和技术正在快速的向前发展；把学习的目标瞄准材料加工设备的技术问题将会为21世纪的制造业提供技术支持。
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