數(shù)控畢業(yè)論文--典型零件的數(shù)控加工

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設計）</b></p><p>　　題 目：典型零件的數(shù)控加工</p><p>　　姓 　 　　名：　 　 　</p><p>　　學 　號：　　 　　　</p><p>　　入　學　時　間：　

2、2011年9月　 　 　</p><p>　　指 導 教 師：　　 　　　　</p><p>　　2014 年12月28日 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘要及關鍵詞2</b></p>&

3、lt;p>　　一、數(shù)控機床的簡介：3</p><p>　　1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.2 數(shù)控系統(tǒng)的組成3</p><p>　　二、數(shù)控機床的應用4</p><p>　　2.1 數(shù)控加工的概念4</p><p>　　2.2 數(shù)控機床的特點4</p><p>

4、　　2.3 數(shù)控車床編程中的坐標系4</p><p>　　2.3.1 機床坐標系4</p><p>　　2.3.2 參考點4</p><p>　　2.3.3 工件坐標系5</p><p>　　2.4 切削用量三要素5</p><p>　　2.5.1 精度要求高的零件6</p><p>

5、;　　2.5.2 表面粗糙度好的回轉體6</p><p>　　三、設計圖及數(shù)控程序6</p><p>　　3．1　分析零件圖樣6</p><p>　　3.2　加工工藝7</p><p>　　3.3　數(shù)值計算7</p><p>　　3.4　零件加工刀具卡9</p><p>　　3.5　

6、零件加工工序卡10</p><p>　　3.6　零件加工程序單11</p><p>　　3.7　仿真加工出的零件截圖14</p><p><b>　　結 語15</b></p><p><b>　　致 謝16</b></p><p><b>　　參

7、考文獻16</b></p><p><b>　　摘要及關鍵詞</b></p><p>　　【內(nèi)容摘要】近幾年來，機械加工業(yè)大量采用數(shù)控機床取代傳統(tǒng)的普通機床進行機械加工，普通機械逐漸被數(shù)控機械所代替。數(shù)控機床綜合了微電子、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制、電機與拖動，電子和電力、精密測量、氣液壓及現(xiàn)代機械制造技術等多種先進技術的機電一體化產(chǎn)品，是數(shù)控

8、機床的心臟。具有高精度，高效率，柔性自動化等特點決定了今后發(fā)展數(shù)控機床是我國機械制造業(yè)技術改造的必由之路，是工廠自動化的基礎。數(shù)控機床在各個機械制造企業(yè)已成為大、中型企業(yè)的主要技術裝備。</p><p>　　機床數(shù)控系統(tǒng)，即計算機數(shù)字控制(cnc)系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的硬件數(shù)控(nc)的基礎上發(fā)展起來的。它主要由硬件和軟件兩大部分組成。通過系統(tǒng)控制軟件與硬件的配合，完成對進給坐標控制、主軸控制、刀具控制、輔助功能控制等。

9、cnc系統(tǒng)利用計算機來實現(xiàn)零件程序編輯、坐標系偏移、刀具補償、插補運算、公英制變換、圖形顯示和固定循環(huán)等。使數(shù)控機床按照操作設計要求，加工出需要的零件。</p><p><b>　　【關鍵詞】</b></p><p>　　機械加工 制造自動化 計算機數(shù)字控制</p><p>　　一、數(shù)控機床的簡介：</p><p>

10、　　數(shù)控機床是數(shù)字控制機床（Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作數(shù)控折彎機并加工零件。</p><p>　　1.1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢</p><p>　　從目前世界上數(shù)控技術及其裝備發(fā)展的趨勢來看，數(shù)控系統(tǒng)正在向電

11、氣化、電子化、高速化、精密化等方面高速發(fā)展，其主要研究熱點有以下幾個方面：</p><p>　　1.1 性能發(fā)展方面</p><p>　　1.1.1 高精高速高效化速度</p><p>　　效率、質(zhì)量是先進制造技術關鍵的性能指標，是先進制造技術的主體。若采用高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系統(tǒng)、高分辨率檢測元件、交流數(shù)字伺服系統(tǒng)、配套電主軸、直線電機等技術

12、可極大地提高效率，提高產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，縮短生產(chǎn)周期和提高市場競爭能力。在今后的幾年，超精密數(shù)控機床正在向精密化、高速化、智能化和納米化發(fā)展，匯合而成的新一代數(shù)控機床。</p><p><b>　　1.1.2 柔性化</b></p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)采用新一代模塊化設計，功能覆蓋面更寬，可靠性更強，可滿足不同用戶的需求。同一群控系統(tǒng)能根據(jù)不同生產(chǎn)流程，自動進行信息

13、流動態(tài)調(diào)整，發(fā)揮群控系統(tǒng)的功能。</p><p><b>　　1.1.3 多軸化</b></p><p>　　多軸聯(lián)動加工，零件在一臺數(shù)控機床上一次裝夾后，可進行自動換刀、旋轉主軸頭、旋轉工作臺等操作，完成多工序、多表面的復合加工，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。</p><p>　　1.1.4 軟硬件開放化</p><

14、p>　　用戶可根據(jù)自己的需要，對數(shù)控系統(tǒng)軟件進行二次開發(fā)，用戶的使用范圍不再受生產(chǎn)商的制約。</p><p>　　1.1.5 實時智能化</p><p>　　在數(shù)控技術領域，實時智能控制的研究和應用正沿著：自適應控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制、專家控制、學習控制、前饋控制等方面發(fā)展。如編程專家系統(tǒng)故障診斷專家系統(tǒng)，當系統(tǒng)出了故障時，診斷、維修等實現(xiàn)智能化。</p><

15、;p>　　1.2 數(shù)控系統(tǒng)的組成</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心是由系統(tǒng)程序、輸入輸出設備、通信設備、數(shù)控裝置、可編程控制器、伺服驅(qū)動裝置和測量裝置等組成。數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，數(shù)控裝置有兩種類型：一是完全由硬件邏輯電路的專用硬件組成的數(shù)控裝置即nc裝置；二是由計算機硬件和軟件組成的計算機數(shù)控裝置即cnc裝置。由于計算機技術的不斷發(fā)展，尤其是微處理器和微型計算機應用于數(shù)控裝置后，現(xiàn)在nc裝

16、置已逐步被cnc裝置所取代。</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)的硬件除了一般計算機具有的cpu、eprom、ram接口外，還具有數(shù)控位置控制器、手動數(shù)據(jù)輸入(mda)接口、視頻顯示(crt或lcd)接口和plc接口等。所以cnc裝置是一種專用計算機。目前cnc系統(tǒng)大都采用體積小，成本低，功能強的微處理機。系統(tǒng)主要由微機及其相應的i／o設備、外部設備、機床控制及其i／o通道組成。</p><p>

17、;　　數(shù)控系統(tǒng)的軟件分為管理軟件和控制軟件兩種。管理軟件用來管理零件程序的輸入、輸出、刀具位置、系統(tǒng)參數(shù)、零件程序顯示、機床狀態(tài)及報警，故障診斷等?？刂栖浖勺g碼、插補運算、刀具補償、速度控制、位置控制等軟件組成。</p><p>　　系統(tǒng)程序存于計算機內(nèi)存儲器。所有的數(shù)控功能基本上都依靠該程序來實現(xiàn)。硬件是軟件活動的物理基礎。而軟件則是整個系統(tǒng)的靈魂，整個cnc裝置的活動均依靠系統(tǒng)軟件來指揮。</p>

18、;<p><b>　　二、數(shù)控機床的應用</b></p><p>　　2.1 數(shù)控加工的概念 </p><p>　　數(shù)控加工，就是泛指在數(shù)控機床上進行零件加工的工藝過程。數(shù)控機床是一種用計算機來控制的機床，用來控制機床的計算機，不管是專用計算機、還是通用計算機都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機床的運動和輔助動作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由 程序

19、員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式(數(shù)控語言或符號)編制的。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運行或終斷信息來控制機床的各種運動。當零件的加工程序結束時，機床便會自動停止。任何一種數(shù)控機床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機床就不能工作。 </p><p>　　機床的受控動作大致包括機床的起動、停止；主軸的啟停、旋轉方向和轉速的變換；進給運動的方向、速度、方式；刀具的

20、選擇、長度和半徑的補償；刀具的更換，冷卻液的開起、關閉等。</p><p>　　2.2 數(shù)控機床的特點 </p><p>　　(1)具有高度柔性 </p><p>　　在保證工件表面精度，主要取決于加工程序，它與普通機床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經(jīng)常調(diào)整機床。因此，數(shù)控機床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短了生產(chǎn)準

21、備周期，節(jié)省了大量工藝設備的費用。 </p><p><b>　　(2)加工精度高 </b></p><p>　　數(shù)控機床的加工精度，一般可達到0.005～0.1mm，數(shù)控機床是 </p><p>　　2.3 數(shù)控車床編程中的坐標系</p><p>　　2.3.1 機床坐標系</p><p>　　

22、以機床原點為坐標系原點建立起來的Ｘ、Ｚ軸直角坐標系，成為機床坐標系。車床的機床原點為主軸旋轉中心與卡盤后端面之交點。機床坐標系是制造和調(diào)整機床的基礎，也是設置工件坐標系的基礎，一般不允許隨意變動。</p><p><b>　　2.3.2 參考點</b></p><p>　　參考點是機床上的一個固定點。該點是刀具退離到一個固定不便的極限點。、，其位置由機械擋塊或行程開關

23、確定。以參考點為原點，坐標方向與機床坐標方向相同建立的坐標系叫做參考坐標系?！?lt;/p><p>　　2.3.3 工件坐標系</p><p>　　數(shù)控編程時應該首先確定工件坐標系和工件原點。零件在設計中有設計基礎，在加工過程中有工藝基準，同時應盡量將工藝基準和設計基準統(tǒng)一，該基準點通常成為工件原點，以工件原點為坐標原點建立起來的Ｘ、Ｚ軸直角坐標系為工件坐標系。在車床上工件原點可以選擇在工件的

24、左或右端面上，即工件坐標系是將單靠坐標系通過對刀平移得到的。</p><p>　　2.4 切削用量三要素</p><p>　　切切削用量是指切削速度v c 、進給量f （或進給速度v f ）、背吃刀量a p 三者的總稱，也稱</p><p>　　為切削用量三要素。它是調(diào)整刀具與工件間相對運動速度和相對位置所需的工藝參數(shù)。它們的定義如</p><p

25、><b>　　下：</b></p><p>　?。ㄒ唬┣邢魉俣葀 c</p><p>　　切削刃上選定點相對于工件的主運動的瞬時速度。計算公式如下</p><p>　　v c=( π d w n )/1000 (1-1)</p><p>　　式中v c ——切削速度(m/s) ；</p><p&

26、gt;　　dw ——工件待加工表面直徑（ mm ）；</p><p>　　n ——工件轉速（ r/s ）。</p><p>　　在計算時應以最大的切削速度為準，如車削時以待加工表面直徑的數(shù)值進行計算，因為此處速度</p><p>　　最高，刀具磨損最快。</p><p><b>　?。ǘ┻M給量f</b></p&g

27、t;<p>　　工件或刀具每轉一周時，刀具與工件在進給運動方向上的相對位移量。</p><p>　　進給速度v f 是指切削刃上選定點相對工件進給運動的瞬時速度。</p><p>　　v f=fn （ 1-2 ）</p><p>　　式中v f ——進給速度（ mm/s ）；</p><p>　　n ——主軸轉速（ r/s ）；

28、</p><p>　　f ——進給量（ mm ）。</p><p>　?。ㄈ┍吵缘读縜 p</p><p>　　通過切削刃基點并垂直于工作平面的方向上測量的吃刀量。根據(jù)此定義，如在縱向車外圓時，其背吃刀量可按下式計算：</p><p>　　a p = （ d w — d m ） /2 （ 1-3 ）</p><p>

29、　　式中d w ——工件待加工表面直徑（ mm ）；</p><p><b>　　5</b></p><p>　　dm ——工件已加工表面直徑（ mm ）。</p><p>　　2.5 數(shù)控車床的種類加工范圍、型號</p><p>　　2.5.1 精度要求高的零件</p><p>　　由于數(shù)控車床

30、的剛性好，制造和對刀 </p><p>　　2.5.2 表面粗糙度好的回轉體 </p><p>　　數(shù)控車床能加工出表面粗糙度小的</p><p>　　三、設計圖及數(shù)控程序</p><p>　　3．1　分析零件圖樣</p><p>　　零件圖如附圖1所示：</p><p><b>　　

31、零件分析</b></p><p>　?。?）毛坯尺寸為φ25mmX100mm。</p><p>　　（2）為了確保尺寸精度和形位公差的要求，采用精加工G70。</p><p>　?。?）根據(jù)圖樣要求，使用3把刀加工：切外圓用95°合金左偏刀（T0100），60°合金螺蚊車刀（T0200）和3mm切斷刀（T0300）。</p>

32、;<p><b>　　3.2　加工工藝</b></p><p>　?。?）裝夾毛坯件：用三爪卡盤夾住毛坯外圓，長度為30mm。用外圓粗車循環(huán)G71粗車φ25和外圓倒角C2。</p><p>　?。?）用精加工循環(huán)G70精車外圓和外圓倒角C2，保證達到精度要求和表面形位公差的要求。</p><p>　?。?）用復合螺蚊切削循環(huán)G76

33、切削方法加工圖右邊的螺蚊。</p><p>　　（4）用端面車削循環(huán)G94粗車切槽，保證用端面粗車循環(huán)G72的退刀位置。</p><p>　?。?）用端面粗車循環(huán)G72加工圖左邊剩下的位置。</p><p>　?。?）切斷工件時分2刀切斷。</p><p>　?。?）用試切對刀的方法對刀。</p><p><b&

34、gt;　　（8）編寫程序。</b></p><p>　?。?）檢查程序，切削加工。</p><p>　?。?0）加工完畢，測量檢查各部位尺寸，交驗。</p><p><b>　　3.3　數(shù)值計算</b></p><p>　　3.4　零件加工刀具卡</p><p>　　3.5　零件加工工

35、序卡</p><p>　　3.6　零件加工程序單</p><p>　　3.7　仿真加工出的零件截圖</p><p><b>　　結 語</b></p><p>　　本次課題貫穿本專業(yè)所學到的理論知識與實踐操作技能，從分析設計到計算、加工。致 謝</p><p>　　時光匆匆如流水，轉眼便是

36、大學畢業(yè)時節(jié) </p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　張超英 《數(shù)控編程技術》 北京 中央廣播電視大學出版社 2008</p><p>　　齊宏 《機械制造基礎》 中央電大公學院</p><p>　　孫蘭鳳 《機械制圖》 北京 中央廣播電視大學出版社 2006</p><p