大專數(shù)控畢業(yè)設(shè)計論文

1、畢業(yè)論文（設(shè)計）題 目：典型零件的數(shù)控加工姓 名： 李曉文 學(xué) 號： 2011010402041 入學(xué)時間： 2011年9月 指 導(dǎo) 教 師： 趙偉閣老師 2014 年12月28日 目 錄摘要及關(guān)鍵詞2一、數(shù)控機床的簡介：31數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢31.2 數(shù)控系統(tǒng)的組成3二、數(shù)控機床的應(yīng)用42.1 數(shù)控加工的概念42.2 數(shù)控機床的特點42.3 數(shù)控車床編程中的坐標(biāo)系42.3.1 機床坐標(biāo)系42.3.2 參考點42.3.3 工件坐標(biāo)系52.4 切削用量三要素52.5.1 精度要求高的零件62.5.2 表面粗糙度好的回轉(zhuǎn)體6三、設(shè)計圖及數(shù)控程序631分析零件圖樣63.2加工工藝73.3數(shù)值計算73

2、.4零件加工刀具卡93.5零件加工工序卡103.6零件加工程序單113.7仿真加工出的零件截圖14結(jié) 語15致 謝16參考文獻16摘要及關(guān)鍵詞【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(shù)等多種先進技術(shù)的機電一體化產(chǎn)品，是數(shù)控機床的心臟。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(shù)改造的必由之路，是工廠自動化的基礎(chǔ)。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(shù)裝備。機床數(shù)

3、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(chǔ)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(biāo)控制、主軸控制、刀具控制、輔助功能控制等。cnc系統(tǒng)利用計算機來實現(xiàn)零件程序編輯、坐標(biāo)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(shè)計要求，加工出需要的零件?！娟P(guān)鍵詞】機械加工 制造自動化 計算機數(shù)字控制一、數(shù)控機床的簡介：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

4、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。 1.1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢來看，數(shù)控系統(tǒng)正在向電氣化、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：1.1 性能發(fā)展方面1.1.1 高精高速高效化速度效率、質(zhì)量是先進制造技術(shù)關(guān)鍵的性能指標(biāo)，是先進制造技術(shù)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(shù)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

5、米化發(fā)展，匯合而成的新一代數(shù)控機床。1.1.2 柔性化數(shù)控系統(tǒng)采用新一代模塊化設(shè)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，自動進行信息流動態(tài)調(diào)整，發(fā)揮群控系統(tǒng)的功能。1.1.3 多軸化多軸聯(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(zhuǎn)主軸頭、旋轉(zhuǎn)工作臺等操作，完成多工序、多表面的復(fù)合加工，不僅光潔度高，而且效率也大幅度提高。1.1.4 軟硬件開放化用戶可根據(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。1.1.5 實時智能化在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實時智能控制的研究和應(yīng)用正沿著：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、

6、專家控制、學(xué)習(xí)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(dāng)系統(tǒng)出了故障時，診斷、維修等實現(xiàn)智能化。1.2 數(shù)控系統(tǒng)的組成數(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(shè)備、通信設(shè)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(shù)的不斷發(fā)展，尤其是微處理器和微型計算機應(yīng)用于數(shù)控裝置后，現(xiàn)在nc裝置已逐步被cnc裝置所取代。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

7、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(yīng)的io設(shè)備、外部設(shè)備、機床控制及其io通道組成。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。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(chǔ)。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)

8、軟件來指揮。二、數(shù)控機床的應(yīng)用2.1 數(shù)控加工的概念 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(dāng)零件的加工程序結(jié)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。 機床的受控動作大致包

9、括機床的起動、停止；主軸的啟停、旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速的變換；進給運動的方向、速度、方式；刀具的選擇、長度和半徑的補償；刀具的更換，冷卻液的開起、關(guān)閉等。2.2 數(shù)控機床的特點 (1)具有高度柔性 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(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量工藝設(shè)備的費用。 (2)加工精度高 數(shù)控機床的加工精度，一般可達(dá)到0.0050.1mm，數(shù)控機床是 2.3 數(shù)控車床編程中的坐標(biāo)系2.3.1 機床坐標(biāo)系以機床原點為坐標(biāo)系原點建立起來的、軸直角

10、坐標(biāo)系，成為機床坐標(biāo)系。車床的機床原點為主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面之交點。機床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機床的基礎(chǔ)，也是設(shè)置工件坐標(biāo)系的基礎(chǔ)，一般不允許隨意變動。2.3.2 參考點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(guān)確定。以參考點為原點，坐標(biāo)方向與機床坐標(biāo)方向相同建立的坐標(biāo)系叫做參考坐標(biāo)系。2.3.3 工件坐標(biāo)系數(shù)控編程時應(yīng)該首先確定工件坐標(biāo)系和工件原點。零件在設(shè)計中有設(shè)計基礎(chǔ)，在加工過程中有工藝基準(zhǔn)，同時應(yīng)盡量將工藝基準(zhǔn)和設(shè)計基準(zhǔn)統(tǒng)一，該基準(zhǔn)點通常成為工件原點，以工件原點為坐標(biāo)原點建立起來的、軸直角坐標(biāo)系為工件坐標(biāo)系。在車床上工件原點可以選擇

11、在工件的左或右端面上，即工件坐標(biāo)系是將單靠坐標(biāo)系通過對刀平移得到的。2.4 切削用量三要素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)。它們的定義如下：（一）切削速度v c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v c=( d w n )/1000 (1-1)式中v c 切削速度(m/s) ；dw 工件待加工表面直徑（ mm ）；n 工件轉(zhuǎn)速（ r/s ）。在計算時應(yīng)以最大的切削速度為準(zhǔn)，如車削時以待加工表面直徑的數(shù)值進行計算，因為此處速度最高，刀具磨

12、損最快。（二）進給量f工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時，刀具與工件在進給運動方向上的相對位移量。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。v f=fn （ 1-2 ）式中v f 進給速度（ mm/s ）；n 主軸轉(zhuǎn)速（ r/s ）；f 進給量（ mm ）。（三）背吃刀量a 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：a p = （ d w d m ） /2 （ 1-3 ）式中d w 工件待加工表面直徑（ mm ）；5dm 工件已加工表面直徑（ mm ）。2.5 數(shù)控車床的種類加工范圍、型號2.5.1 精度要求高的零件由于數(shù)

13、控車床的剛性好，制造和對刀 2.5.2 表面粗糙度好的回轉(zhuǎn)體 數(shù)控車床能加工出表面粗糙度小的三、設(shè)計圖及數(shù)控程序31分析零件圖樣零件圖如附圖1所示：零件分析（1）毛坯尺寸為25mmX100mm。（2）為了確保尺寸精度和形位公差的要求，采用精加工G70。（3）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）。3.2加工工藝（1）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25和外圓倒角C2。（2）用精加工循環(huán)G70精車外圓和外圓倒角C2，保證達(dá)到精度要求和表面形位

14、公差的要求。（3）用復(fù)合螺蚊切削循環(huán)G76切削方法加工圖右邊的螺蚊。（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。（5）用端面粗車循環(huán)G72加工圖左邊剩下的位置。（6）切斷工件時分2刀切斷。（7）用試切對刀的方法對刀。（8）編寫程序。（9）檢查程序，切削加工。（10）加工完畢，測量檢查各部位尺寸，交驗。3.3數(shù)值計算坐標(biāo)點ABCDEFGHIJKLX0812122222161622161010Z00-2-12-19-22-28-32-38-41-43-493.4零件加工刀具卡產(chǎn)品名稱零件名稱TU1-1零件圖號程序編號O1062工步號刀具號刀具名稱刀片形式刀尖半徑(mm)

15、備注1T0195°左偏刀2T0260°螺蚊車刀3T033mm切斷刀3.5零件加工工序卡單位名稱陽春廣播電視大學(xué)產(chǎn)品名稱或代號零件名稱零件圖號TU1-1工序號程序編號夾具名稱使用設(shè)備車間三爪卡盤GSK980TD數(shù)控車床數(shù)控實訓(xùn)基地工步工步內(nèi)容刀具號刀具規(guī)格(mm)主軸轉(zhuǎn)速(r/min)進給速度(mm/r)背吃刀量(mm)備注1車削12T0115X15300802自動2車削22T0115X15300802自動3精車削12和22T0115X153005003自動4車削螺蚊12T0215X1530080自動5切16的槽T0315X1530080自動6車削22至16的槽T0315X1

16、530080自動7精車22至16的槽T0315X1530050自動8切10的槽T0315X1530080自動9車削22至10的槽T0315X1530080自動10精車22至10的槽T0315X1530050自動11切斷工件T0315X1530080自動3.6零件加工程序單程序編號O1062產(chǎn)品名稱零件名稱零件圖號TU11程序段號程序段注釋N0010M03 S300 T0101正轉(zhuǎn)主軸，換95°左偏刀N0020G0 X50 Z50快速設(shè)置起刀點N0030X27 Z2快速定位，接近工件N0040G71 U2 R0.5每次進刀量2mm，退刀0.5mmN0050G71 P60 Q110 U0

17、.3 W0.1 F50外形輪廓粗車加工，X、Z方向余量各為0.3、0.1N0060G0 X8外形輪廓精加工程序N0070G01 X8 Z0 F80N0080X12 Z-2N0090X15 Z-12N0100X22 Z-19N0110X22 Z-53N0120G70 P90 Q110精車G71程序段P90 Q110 外形輪廓N0130G0 X50 Z50接近起刀點N0140T0202換螺蚊車刀N0150G0 X14 Z2快速定位，接近工件N0160G76 P040060 Q30 R0.05復(fù)合螺蚊切削循環(huán)N0170G76 X9.73 Z-10 R0 P1137 Q250 F1.75N0180G0

18、 X50 Z50接近起刀點N0190T0303換回切斷刀3mmN0200G0 X25 Z-32快速定位，接近工件N0210G94 X16 Z-32 F80切槽N0220G0 X25 Z-31快速定位，接近工件N0230G94 X16 Z-31 F80切槽N0240G72 W1.5 R0.5每次進刀量1.5mm,退刀0.5mmN0250G72 P260 Q280 U0.1 W0.2 F50外形輪廓粗車加工，X方向余量0.1N0260G0 Z-25外形輪廓精加工程序N0270G01 X22 Z-25 F80N0280X16 Z-31N0290G70 P260 Q280精車G72程序段P260 Q280外形輪廓N0300G72 W1.5 R0.5每次進刀量1.5mm,退刀0.5mmN0310G72 P320 Q350 U0.1 W0.2 F50外形輪廓粗車加工，X方向余量0.1N0320G0 Z-38外形輪廓精加工程序N0330G01 X22 Z-38 F80N0340X16 Z-32N0350X16 Z-31N0360G70 P320 Q350精車G72程序段P320 Q350外形輪廓N0370G0 X25 Z-53快速定位，接近工件N0380G94 X18 Z-53 F80切槽N0390G94 X10