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(shè)計(jì)）</b></p><p>　　題 目：典型零件的數(shù)控加工</p><p>　　姓 　 　　名：　 　 　</p><p>　　學(xué) 　號(hào)：　　 　　　</p><p>　　入　學(xué)　時(shí)　間：　

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

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

4、　　2.3 數(shù)控車床編程中的坐標(biāo)系4</p><p>　　2.3.1 機(jī)床坐標(biāo)系4</p><p>　　2.3.2 參考點(diǎn)4</p><p>　　2.3.3 工件坐標(biāo)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(zhuǎn)體6</p><p>　　三、設(shè)計(jì)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(jì)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(jié) 語15</b></p><p><b>　　致 謝16</b></p><p><b>　　參

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

8、機(jī)床的心臟。具有高精度，高效率，柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)決定了今后發(fā)展數(shù)控機(jī)床是我國(guó)機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是工廠自動(dòng)化的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床在各個(gè)機(jī)械制造企業(yè)已成為大、中型企業(yè)的主要技術(shù)裝備。</p><p>　　機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)，即計(jì)算機(jī)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(duì)進(jìn)給坐標(biāo)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(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)零件程序編輯、坐標(biāo)系偏移、刀具補(bǔ)償、插補(bǔ)運(yùn)算、公英制變換、圖形顯示和固定循環(huán)等。使數(shù)控機(jī)床按照操作設(shè)計(jì)要求，加工出需要的零件。</p><p><b>　　【關(guān)鍵詞】</b></p><p>　　機(jī)械加工 制造自動(dòng)化 計(jì)算機(jī)數(shù)字控制</p><p>　　一、數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介：</p><p>

10、　　數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（Computer numerical control machine tools）的簡(jiǎn)稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)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(hào)指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機(jī)床動(dòng)作數(shù)控折彎?rùn)C(jī)并加工零件。</p><p>　　1.1數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　從目前世界上數(shù)控技術(shù)及其裝備發(fā)展的趨勢(shì)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(diǎn)有以下幾個(gè)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(jìn)制造技術(shù)關(guān)鍵的性能指標(biāo)，是先進(jìn)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(cè)元件、交流數(shù)字伺服系統(tǒng)、配套電主軸、直線電機(jī)等技術(shù)

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(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。在今后的幾年，超精密數(shù)控機(jī)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(jī)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(shè)計(jì)，功能覆蓋面更寬，可靠性更強(qiáng)，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(dòng)進(jìn)行信息

13、流動(dòng)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(dòng)加工，零件在一臺(tái)數(shù)控機(jī)床上一次裝夾后，可進(jìn)行自動(dòng)換刀、旋轉(zhuǎn)主軸頭、旋轉(zhuǎn)工作臺(tái)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。</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(duì)數(shù)控系統(tǒng)軟件進(jìn)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(shí)時(shí)智能化</p><p>　　在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)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、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(shí)，診斷、維修等實(shí)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(jī)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(dòng)裝置和測(cè)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(jì)算機(jī)硬件和軟件組成的計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置即cnc裝置。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)應(yīng)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(jì)算機(jī)具有的cpu、eprom、ram接口外，還具有數(shù)控位置控制器、手動(dòng)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(jì)算機(jī)。目前cnc系統(tǒng)大都采用體積小，成本低，功能強(qiáng)的微處理機(jī)。系統(tǒng)主要由微機(jī)及其相應(yīng)的i／o設(shè)備、外部設(shè)備、機(jī)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(jī)床狀態(tài)及報(bào)警，故障診斷等。控制軟件由譯碼、插補(bǔ)運(yùn)算、刀具補(bǔ)償、速度控制、位置控制等軟件組成。</p><p>　　系統(tǒng)程序存于計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)器。所有的數(shù)控功能基本上都依靠該程序來實(shí)現(xiàn)。硬件是軟件活動(dòng)的物理基礎(chǔ)。而軟件則是整個(gè)系統(tǒng)的靈魂，整個(gè)cnc裝置的活動(dòng)均依靠系統(tǒng)軟件來指揮。</p>

18、;<p><b>　　二、數(shù)控機(jī)床的應(yīng)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(jī)床上進(jìn)行零件加工的工藝過程。數(shù)控機(jī)床是一種用計(jì)算機(jī)來控制的機(jī)床，用來控制機(jī)床的計(jì)算機(jī)，不管是專用計(jì)算機(jī)、還是通用計(jì)算機(jī)都統(tǒng)稱為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)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(jī)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(hào))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(yùn)行或終斷信息來控制機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)。當(dāng)零件的加工程序結(jié)束時(shí)，機(jī)床便會(huì)自動(dòng)停止。任何一種數(shù)控機(jī)床，在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒有輸入程序指令，數(shù)控機(jī)床就不能工作。 </p><p>　　機(jī)床的受控動(dòng)作大致包括機(jī)床的起動(dòng)、停止；主軸的啟停、旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速的變換；進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向、速度、方式；刀具的

20、選擇、長(zhǎng)度和半徑的補(bǔ)償；刀具的更換，冷卻液的開起、關(guān)閉等。</p><p>　　2.2 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn) </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(jī)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(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床適用于零件頻繁更換的場(chǎng)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)

21、備周期，節(jié)省了大量工藝設(shè)備的費(fèi)用。 </p><p><b>　　(2)加工精度高 </b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床的加工精度，一般可達(dá)到0.005～0.1mm，數(shù)控機(jī)床是 </p><p>　　2.3 數(shù)控車床編程中的坐標(biāo)系</p><p>　　2.3.1 機(jī)床坐標(biāo)系</p><p>　　

22、以機(jī)床原點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn)建立起來的Ｘ、Ｚ軸直角坐標(biāo)系，成為機(jī)床坐標(biāo)系。車床的機(jī)床原點(diǎn)為主軸旋轉(zhuǎn)中心與卡盤后端面之交點(diǎn)。機(jī)床坐標(biāo)系是制造和調(diào)整機(jī)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(dòng)。</p><p><b>　　2.3.2 參考點(diǎn)</b></p><p>　　參考點(diǎn)是機(jī)床上的一個(gè)固定點(diǎn)。該點(diǎn)是刀具退離到一個(gè)固定不便的極限點(diǎn)。、，其位置由機(jī)械擋塊或行程開關(guān)

23、確定。以參考點(diǎn)為原點(diǎn)，坐標(biāo)方向與機(jī)床坐標(biāo)方向相同建立的坐標(biāo)系叫做參考坐標(biāo)系?！?lt;/p><p>　　2.3.3 工件坐標(biāo)系</p><p>　　數(shù)控編程時(shí)應(yīng)該首先確定工件坐標(biāo)系和工件原點(diǎn)。零件在設(shè)計(jì)中有設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，在加工過程中有工藝基準(zhǔn)，同時(shí)應(yīng)盡量將工藝基準(zhǔn)和設(shè)計(jì)基準(zhǔn)統(tǒng)一，該基準(zhǔn)點(diǎn)通常成為工件原點(diǎn)，以工件原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)建立起來的Ｘ、Ｚ軸直角坐標(biāo)系為工件坐標(biāo)系。在車床上工件原點(diǎn)可以選擇在工件的

24、左或右端面上，即工件坐標(biāo)系是將單靠坐標(biāo)系通過對(duì)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(jìn)給量f （或進(jìn)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(duì)運(yùn)動(dòng)速度和相對(duì)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(diǎn)相對(duì)于工件的主運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。計(jì)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(zhuǎn)速（ r/s ）。</p><p>　　在計(jì)算時(shí)應(yīng)以最大的切削速度為準(zhǔn)，如車削時(shí)以待加工表面直徑的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算，因?yàn)榇颂幩俣?lt;/p><p>　　最高，刀具磨損最快。</p><p><b>　?。ǘ┻M(jìn)給量f</b></p&g

27、t;<p>　　工件或刀具每轉(zhuǎn)一周時(shí)，刀具與工件在進(jìn)給運(yùn)動(dòng)方向上的相對(duì)位移量。</p><p>　　進(jìn)給速度v f 是指切削刃上選定點(diǎn)相對(duì)工件進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度。</p><p>　　v f=fn （ 1-2 ）</p><p>　　式中v f ——進(jìn)給速度（ mm/s ）；</p><p>　　n ——主軸轉(zhuǎn)速（ r/s ）；

28、</p><p>　　f ——進(jìn)給量（ mm ）。</p><p>　?。ㄈ┍吵缘读縜 p</p><p>　　通過切削刃基點(diǎn)并垂直于工作平面的方向上測(cè)量的吃刀量。根據(jù)此定義，如在縱向車外圓時(shí)，其背吃刀量可按下式計(jì)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(hào)</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(duì)刀 </p><p>　　2.5.2 表面粗糙度好的回轉(zhuǎn)體 </p><p>　　數(shù)控車床能加工出表面粗糙度小的</p><p>　　三、設(shè)計(jì)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>　　（1）毛坯尺寸為φ25mmX100mm。</p><p>　?。?）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>　　（1）裝夾毛坯件：用三爪卡盤夾住毛坯外圓，長(zhǎng)度為30mm。用外圓粗車循環(huán)G71粗車φ25和外圓倒角C2。</p><p>　　（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公差的要求。</p><p>　?。?）用復(fù)合螺蚊切削循環(huán)G76

33、切削方法加工圖右邊的螺蚊。</p><p>　?。?）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(shí)分2刀切斷。</p><p>　?。?）用試切對(duì)刀的方法對(duì)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(cè)量檢查各部位尺寸，交驗(yàn)。</p><p><b>　　3.3　數(shù)值計(jì)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(jié) 語</b></p><p>　　本次課題貫穿本專業(yè)所學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)踐操作技能，從分析設(shè)計(jì)到計(jì)算、加工。致 謝</p><p>　　時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是

36、大學(xué)畢業(yè)時(shí)節(jié) </p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　張超英 《數(shù)控編程技術(shù)》 北京 中央廣播電視大學(xué)出版社 2008</p><p>　　齊宏 《機(jī)械制造基礎(chǔ)》 中央電大公學(xué)院</p><p>　　孫蘭鳳 《機(jī)械制圖》 北京 中央廣播電視大學(xué)出版社 2006</p><p