數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)

1、數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)學(xué)院：貴州大學(xué)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化班級(jí)：機(jī)自11152學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：摘要2一、課程設(shè)計(jì)的目的2二、數(shù)控技術(shù)的介紹2三、工藝分析4四、加工路線的確定6五、計(jì)算編程尺寸7六、加工參數(shù)的設(shè)定7七、編寫加工程序8八、總結(jié)13摘要當(dāng)前數(shù)控技術(shù)的發(fā)展速度很快，作為一個(gè)學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化的學(xué)生來說做好一份設(shè)計(jì)是非常重要的。根據(jù)零件圖紙的要求，從材料的選擇，刀具的選用，裝夾方案的確定，加工路線的設(shè)計(jì)，數(shù)值的計(jì)算，加工參數(shù)的設(shè)定，程序的編寫，仿真加工，最后加工出符合零件圖紙尺寸要求和形狀要求的產(chǎn)品。一、課程設(shè)計(jì)的目的課程設(shè)計(jì)是在學(xué)完本專業(yè)所設(shè)的相關(guān)課程，并進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)的

2、基礎(chǔ)上檢查學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識(shí)與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合的能力。它要求學(xué)生較全面地綜合運(yùn)用本專業(yè)及其有關(guān)課程的理論和實(shí)踐知識(shí)，進(jìn)行相應(yīng)科目的課程設(shè)計(jì)。本課程設(shè)計(jì)是數(shù)控加工工藝與編程課程設(shè)計(jì)，具體設(shè)計(jì)內(nèi)容為：根據(jù)給定工件圖紙，編寫加工工藝規(guī)程，并說明工藝裝備儀器和各項(xiàng)參數(shù)的計(jì)算和選取方法。其設(shè)計(jì)目的在于：1、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用機(jī)械制造工藝學(xué)與所涉及的有關(guān)課程（機(jī)械制造基礎(chǔ)與實(shí)踐、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)、互換性與檢測(cè)技術(shù)、機(jī)械制圖、AutoCAD、數(shù)控機(jī)床等）的知識(shí)，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)習(xí)中掌握的實(shí)踐技能，獨(dú)立地分析和解決工藝問題，編寫工藝規(guī)程的能力。2、培養(yǎng)學(xué)生熟悉并運(yùn)用有關(guān)手冊(cè)、規(guī)范、圖表等技術(shù)資料的能力。3、進(jìn)一步鞏固和

3、加深學(xué)生識(shí)圖、計(jì)算機(jī)繪圖、參數(shù)計(jì)算、數(shù)控編程和編寫技術(shù)文件等基本技能。二、數(shù)控機(jī)床的介紹隨著電子技術(shù)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛。以微處理器為基礎(chǔ)，以大規(guī)模集成電路為標(biāo)志的數(shù)控設(shè)備，已在我國(guó)批量生產(chǎn)、大量引進(jìn)和推廣應(yīng)用，它們給機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造了條件，并帶來很大的效益。但同時(shí)，由于它們的先進(jìn)性、復(fù)雜性和智能化高的特點(diǎn)，在維修理論、技術(shù)和手段上都發(fā)生了飛躍的變化。數(shù)控維修技術(shù)不僅是保障正常運(yùn)行的前提，對(duì)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和完善也起到了巨大的推動(dòng)作用，因此，目前它已經(jīng)成為一門專門的學(xué)科。另外任何一臺(tái)數(shù)控設(shè)備都是一種過程控制設(shè)備，這就要求它在實(shí)時(shí)控制的每一時(shí)刻都準(zhǔn)確無誤地工作。任何部分

4、的故障與失效，都會(huì)使機(jī)床停機(jī)，從而造成生產(chǎn)停頓。因而對(duì)數(shù)控系統(tǒng)這樣原理復(fù)雜、結(jié)構(gòu)精密的裝置進(jìn)行維修就顯得十分必要了。尤其對(duì)引進(jìn)的CNCL床，大多花費(fèi)了幾十萬到上千萬美元。在許多行業(yè)中，這些設(shè)備均處于關(guān)鍵的工作崗位，若在出現(xiàn)故障后不及時(shí)維修排除故障，就會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。我們現(xiàn)有的維修狀況和水平，與國(guó)外進(jìn)口設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平還存在很大的差距。造成差距的原因在于：人員素質(zhì)較差，缺乏數(shù)字測(cè)試分析手段，數(shù)域和數(shù)域與頻域綜合方面的測(cè)試分析技術(shù)等有待提高等等。下面我們從現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)的基本構(gòu)成入手，探討數(shù)控系統(tǒng)的診斷與維修。1、數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)目前世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都

5、有各自的特點(diǎn)。這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來源于系統(tǒng)初始設(shè)計(jì)的基本要求和工程設(shè)計(jì)的思路。例如對(duì)點(diǎn)位控制系統(tǒng)和連續(xù)軌跡控制系統(tǒng)就有截然不同的要求。對(duì)于T系統(tǒng)和M系統(tǒng)，同樣也有很大的區(qū)別，前者適用于回轉(zhuǎn)體零件加工，后者適合于異形非回轉(zhuǎn)體的零件加工。對(duì)于不同的生產(chǎn)廠家來說，基于歷史發(fā)展因素以及各自因地而異的復(fù)雜因素的影響，在設(shè)計(jì)思想上也可能各有千秋。例如，美國(guó)Dynapath系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu)，便于板子更換和靈活結(jié)合，而日本FANUC（統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu)，使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性，促使系統(tǒng)的平均無故障率不斷提高。然而無論哪種系統(tǒng)，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。一般整個(gè)數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成，即控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)和

6、位置測(cè)量系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)按加工工件程序進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械按要求運(yùn)動(dòng)；測(cè)量系統(tǒng)檢測(cè)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)位置或速度，并反饋到控制系統(tǒng)，來修正控制指令。這三部分有機(jī)結(jié)合，組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。控制系統(tǒng)主要由總線、CPU電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數(shù)據(jù)輸入/輸出接口等組成。最新一代的數(shù)控系統(tǒng)還包括一個(gè)通訊單元，它可完成CNCPLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊和外部高次網(wǎng)絡(luò)的連接。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動(dòng)裝置和電機(jī)。位置測(cè)量系統(tǒng)主要是采用長(zhǎng)光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。數(shù)控系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是：可靠性要求高

7、：因?yàn)橐坏?shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障，即造成巨大經(jīng)濟(jì)損失；有較高的環(huán)境適應(yīng)能力，因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)一般為工業(yè)控制機(jī)，其工作環(huán)境為車間環(huán)境，要求它具有在震動(dòng)，高溫，潮濕以及各種工業(yè)干擾源的環(huán)境條件下工作的能力；接口電路復(fù)雜，數(shù)控系統(tǒng)要與各種數(shù)控設(shè)備及外部設(shè)備相配套，要隨時(shí)處理生產(chǎn)過程中的各種情況，適應(yīng)設(shè)備的各種工藝要求，因而接口電路復(fù)雜，而且工作頻繁。2、在維修手段方面應(yīng)具備的條件（1）、準(zhǔn)備好常用備品、配件；（2）、隨時(shí)可以得到微電子元器件的實(shí)際支援或供應(yīng)；（3）、必要的維修工具、儀器、儀表、接線、微機(jī)。最好有小型編程系統(tǒng)或編程器，用以支援設(shè)備調(diào)試；（4）、完整資料、手冊(cè)、線路圖、維修說明書（包括CNCM乍說

8、明書）以及接口、調(diào)整與診斷、驅(qū)動(dòng)說明書，PLC說明書（包括PLC用戶程序單），元器件表格等。三、工藝分析1、毛坯料的選擇加工尺寸為下圖尺寸的兩倍。毛坯直徑50mm,長(zhǎng)度150mm。2毛坯尺寸80*56*22mm,銃削凸臺(tái)，鉆孔It)1323i!iVEZ7ITI14303、刀具的選擇T01為D形刀片R方向的93度外圓車刀，T02為刀寬為3的外切槽刀，T03為D形刀片L方向的93度外圓車刀，T04為外螺紋車刀，具體見表1。表1:數(shù)控加工刀具卡片產(chǎn)品名稱數(shù)控車床課程設(shè)計(jì)零件名稱在舁廳P刀具號(hào)刀具規(guī)格名稱數(shù)量加工表面刀尖半徑1T01D型刀片R方向93度外圓車刀1外圓輪廓及端面2T02槽寬為3的外切槽力

9、1槽3T03D型93度L方向外圓車刀1外圓輪廓4T04外螺紋布刀1M30X螺紋編制貴州大學(xué)明德學(xué)院機(jī)自111513、夾具及裝夾方案的確定(1)夾具三爪自動(dòng)定心卡盤(2)裝夾方案圓柱毛坯外圓規(guī)整，用三爪自動(dòng)定心卡盤夾緊毛坯外圓，限制四個(gè)自由度，零件處于不完全定位狀態(tài)，其軸向移動(dòng)和繞自身軸心線轉(zhuǎn)動(dòng)2個(gè)自由度未被限制，但不影響加工要求。為保證軸向和徑向的尺寸公差要求，使加工、切斷零件不干涉，毛坯應(yīng)露出長(zhǎng)度133mm完成之后再掉頭裝夾。由于R18圓弧兩測(cè)又連接R4R8的圓弧，為使刀具在走刀過程中不產(chǎn)生干涉，應(yīng)該用左、右偏刀分別加工這三段圓弧。四、加工路線的確定該零件分九個(gè)工步來完成，T01切斷面、加工

10、R18圓弧的右半部分、掉頭后的整個(gè)外圓，先粗車后精車；T02切槽，先切螺紋的退刀槽，槽深？26,然后再在Z-90和Z-65處切兩個(gè)深為2-4mm的槽，用來掉頭后的對(duì)刀和加工圓弧時(shí)的進(jìn)刀;T03加工R18圓弧的左半部分，先粗車后精車；T04精車M30X的螺紋，具體數(shù)據(jù)見表2。表2:數(shù)控加工工序卡片單位名稱貴州大學(xué)明德學(xué)院產(chǎn)品名稱零件名稱數(shù)控車床課程設(shè)計(jì)數(shù)控車圖15工序號(hào)程序編號(hào)夾具名稱使用設(shè)備001O0015三爪卡盤數(shù)控機(jī)床工步號(hào)工步內(nèi)容刀具號(hào)刀具規(guī)格主軸轉(zhuǎn)速（r/min）進(jìn)給量(r/min)背吃力量（mm）1車端面T01D型93度R方向外圓車刀10002車槽T02槽寬為3的外切槽力5003粗加

11、工右外輪廓（右圓）T01D型93度R方向外圓車刀10004精加工右外輪廓（右圓）T01D型93度R方向外圓車刀10005粗加工右外輪廓（左圓）T03D型93度L方向外圓1000車刀6精加工右外輪廓（左圓）T03D型93度L方向外圓車刀10007精車M30X螺紋T04外螺紋車刀10008粗加工左外輪廓（掉頭后）T01D型93度R方向外圓車刀10009精加工左外輪廓（掉頭后）T01D型93度R方向外圓車刀1000五、計(jì)算編程尺寸各節(jié)點(diǎn)或基點(diǎn)坐標(biāo)通過CAD或CA版圖軟件進(jìn)行捕捉而得到。螺紋的尺寸計(jì)算如下：牙深=x=導(dǎo)程=螺距二總吃刀量=X2X=螺紋深度：X六、加工參數(shù)的設(shè)定1、切削用量粗車：主軸轉(zhuǎn)速

12、1000r/min,進(jìn)給速度r,背吃刀量精車：主軸轉(zhuǎn)速1000r/min,進(jìn)給速度r,背吃刀量切斷：主軸轉(zhuǎn)速500r/min,進(jìn)給速度r,背吃刀量2、工件坐標(biāo)系的設(shè)定選取工件的右端面的中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)七、編寫加工程序O0015;5M03S1000;T0101;（循環(huán)的起點(diǎn)）（精加工的起點(diǎn)）（精加工）;T0202;（仿形循環(huán)）;T0101;（掉頭加工）（結(jié)束）加工程序仿真：LAWS|mJCfSKl,工*W3N，gAZngIZbaHI乙908N!HZmZ.98ZNZ9X00M9NT-WSN02T0MN00T200TX06MCNWWL0SNOTOOONeoooo河二HFllnn回八、總結(jié)數(shù)控技術(shù)課程設(shè)計(jì)是很注重實(shí)際操作應(yīng)用的一次設(shè)計(jì)，在做課程設(shè)計(jì)的工程中我遇到了許許多多的一系列的問題，有些問題通過與同學(xué)討論以及詢問得到了答案，但還有些一直也沒有找到答案，一直徘徊在我的心頭。課程設(shè)計(jì)不僅暴露了我對(duì)于實(shí)際操作的缺乏經(jīng)驗(yàn)，讓我在設(shè)計(jì)過程中一次又一次的出現(xiàn)問題單總是找不到解決的方法。但同樣也增加了我各方面的知識(shí)。為了完成設(shè)計(jì)，我一次又一次的編程，剛開始我以為會(huì)很容易。一開始程序很快就編寫出來了，我很直還檢查了還幾次，沒想到一放