机械制造与自动化专业毕业论文.docx

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1、摘要:数控（英文名字：NUmeriCalControl简称:NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或者多台机械设备动作控制的技术。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形外表、罗纹和端面等工序的切削加工，并能发展车槽、钻孔、扩孔、较孔等工作。数控车床种类较多，但主体结构都是由：车床主体、数控装置、伺服系统三大局部组成。NC编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以与辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等

2、）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。数控机床程序编制过程主要包括：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。机床夹具的种类不少，按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铳床夹具、钻床夹具、镶床夹具、加工中心夹具和其他夹具等。按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和自夹紧夹具等。关键词：数控，车床，编程，加工摘要：12一、引言3二、数控概述3三、数控加工工艺分析53.1 数控加工工艺概念53.2 数控加工工艺内容53.3 工序与工布的划分6四、数控编程方法74.1 数控编程的根本概念74.2 数控编程步

3、骤74.3 数控车床程序的编制8五、数控刀具的选用95.1 数控机床的刀具特点95.2 刀具材料105.3 数控刀具的选择105.4 切屑用量的选择115.5 具选择和装夹126.1 夹具的分类：126.2 工件在数控车的装夹：12七、零件加工编程实例137.1 零件的工艺分析137.2 确定加工路线147.3 制定加工方案147.4 选择刀具与对刀147.5确定工件坐标系、对刀点和换刀点15八、结论15参考文献16实用标准文案一、引言数控技术是先进创造技术的根抵，它是综合应用了计算机、自动控制、电气传动、自动检测、精细机械创造和管理信息等技术而开展起来的高新科技。作为数控加工的主体设备，数控

4、机床是典型的机电一体化产品。数控机床代表一个民族创造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速开展，创造技术和自动化水平的上下已成为衡量一个国家或者地区经济开展水平的重要标志。本文主要讨论数控车床的零件加工工艺以与程序编制，主要以FANUC数控系统为例，结合典型零件对数控车零件发展讲解。主要内容有关于数控车床的编程方法、编程的须知事项、加工工艺分析、刀具的选用、刀位轨迹计算二、数控概述（一）数控机床简介数控机床是数字控制机床（PUternumericalcontrolmachinetools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或者其他符号指令规定的

5、程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。数控机床种类繁多，由数控系统通过伺服驱动系统去控制各运动部件的动作，主要用于轴类和盘类回转体零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等综合特点，适合中小批量形状复杂零件的多品种、多规格生产。（二）数控机床特点数控机床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控机床的大脑。与普通机床相比，数控机床有如下特点：1、加工精度高，具有稳定的加工质量；2、可发展多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；3、加工零件改变时，普通只需要更改数控程序，可节省生产准备时间；4、机床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高（普通为普通机床的35倍）；5、机

6、床自动化程度高，可以减轻劳动强度；6、对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高。（三）数控机床的组成数控机床普通由如下几个局部组成：1、主机，他是数控机床的主题，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。他是用于完成各种切削加工的机械部件。数控机床2、数控装置，是数控机床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以与相应的软件，用于输入数字化的零件程序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以与实现各种控制功能。3、驱动装置，他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴机电与进给机电等。他在数控装置的控制下通过电气或者电液伺服系统实现主

7、轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。4、辅助装置，指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压温和动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，还包括刀具与监控检测装置等。5、编程与其他附属设备，可用来在机外发展零件的程序编制、存储等。（四）数控机床开展趋势高速、精细、复合、智能和绿色是数控机床技术开展的总趋势，近几年来，在实用化和产业化等方面取得可喜成绩。主要表现在以下方面。1、机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日益成熟，包括铳-车复合、车铳复合、车-键-钻-齿轮加工

8、等复合，车磨复合，成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“一台机床就是一个加工厂、“一次装卡，彻底加工等理念正在被更多人承受，复合加工机床开展正呈现多样化的态势。2、智能化技术有新突破数控机床的智能化技术有新的突破，在数控系统的性能上得到了较多表现。如：自动调整干预防碰撞功能、断电后工件自动退出安全区断电保护功能、加工零件检测和自动补偿学习功能、高精度加工零件智能化参数选用功能、加工过程自动消除机床震动等功能进入了实用化阶段，智能化提升了机床的功能和品质。3、机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应用，使得柔性线更加灵便、功能进一步扩展、柔性线进一步缩

9、短、效率更高。机器人与加工中心、车铳复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线已经开始应用。4、精细加工技术有了新发展数控金切机床的加工精度已从原来的丝级(0.01mm)提升到目前的微米级QOOlmm),有些品种已达到0.05m摆布。超精细数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达O到.05m摆布，形状精度可达0.01m摆布。采用光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级(0.001m),通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精细装配、采用高精度的全闭环控制与温度、振动等动态误差补偿技术，提高机床加工

10、的几何精度，降低形位误差、外表粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。5、功能部件性能不断提高功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向开展，并取得成熟的应用。全数字交流伺服机电和驱动装置，高技术含量的电主轴、力矩机电、直线机电，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功能部件推广应用，极大的提高数控机床的技术水平。三、数控加工工艺分析3.1 数控加工工艺概念数控加工工艺是采用数控机床加工零件时所运用各种方法和技术的总和，应用于整个数控加工工艺过程中。数控加工工艺是伴有着数控机床的产生、开展而逐步完善起来的一种应用技术，它是人们大量数控加工实践的经验总结。数控加工工艺过程，是利用切削

11、工具在数控机直接改变加工对象的形状、尺寸、外表位置、外表状态等，使其成为成品或者半成品的过程。3.2 数控加工工艺内容选择并确定发展数控加工的内容。1、对零件图样发展数控加工工艺分析。2、零件图形的数学处理与编程尺寸设定值确实定。3、数控加工工艺方案的制定。4、工步、进给路线确实定。5、选择数控机床的类型。6、刀具、夹具、量具的选择和设计。7、切削参数确实定。8、加工程序的编写、校验与修改。9、首件试切加工与现场问题处理。3.3工序与工布的划分工序的划分：在数控机加工零件，工序可以比拟集中，在一次装夹中尽可能完成大局部或者全部工序。首先应根据图样，考虑是否可以在一台机完成整个零件的加工工作。假

12、如不能，如此应决定其中那一局部在数控机加工，那一局部在其他机完成。普通工序划分有以下几种方式：1、按零件装卡定位方式划分工序由于每一个零件结构形状不同，各加工外表的技术要求也有所不同，故加工时，其定位方式如此各有差异。普通加工外形时，以内形定位；加工内形时又以外形定位。于是可根据定位方式的不同来划分工序。2、按粗、精加工划分工序根据零件的加工精度、刚度和变形等因素来划分工序时，可按粗、精加工分开的原如此来划分工序，即先粗加工再精加工。此时可用不同的机床或者不同的刀具发展加工。通常在一次安装中，不允许将零件某一局部外表加工完毕后，再加工零件的其他外表。3、按所用刀具划分工序为了减少换刀次数，压缩

13、空程时间，减少不必要的定位误差，可按刀具集中工序的方法加工零件，即在一次装夹中，尽可能用同一把刀具加工出可能加工的所有部位，然后再换另一把刀加工其他部位。在专用数控机床和加工中心中常采用这种方法。工步的划分：主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量，对不同的外表发展加工。为了便于分析和描述较复杂的工序，在工序内又细分为工步。1、同一外表按粗加工、半精加工、精加工挨次完成，或者全部加工外表按先粗后精加工分开发展。2、对于既有铳面又有镇孔的零件，可先铳面后镇孔，使其有一段时间恢复，可减少由变形引起的对孔的精度的影响。3、按刀具划分工步。某些机床工作台回转时间比换

14、刀时间短，可采用按刀具划分工步，以减少换刀次数，提高加工生产率。总之，工序与工步的划分要根据具体零件的结构特点、技术要求等情况综合考虑。四、数控编程方法4.1 数控编程的根本概念编程就是将加工零件的加工顺序、刀具运动轨迹的尺寸数据、工艺参数（主运动和进给运动速度、切削深度）以与辅助操作（换刀、主轴正反转、冷却液开关、刀具夹紧、松开等）加工信息，用规定的文字、数字、符号组成的代码，按一定格式编写成加工程序。数控机床程序编制过程主要包括：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验。4.2 数控编程步骤数控编程是指从零件图纸到获得数控加工程序的全部工作过程。1、分析零件图样和工艺处理根

15、据图样对零件的几何形状尺寸，技术要求发展分析，明确加工的内容与要求，决定加工方案、确定加工顺序、设计夹具、选择刀具、确定合理的走刀路线与选择合理的切削用量等。同时还应发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力，正确选择对刀点，切入方式，尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。2、数学处理编程前，根据零件的几何特征，先建立一个工件坐标系，根据零件图纸的要求，制定加工路线，在建立的工件坐标系上，首先计算出刀具的运动轨迹。对于形状比拟简单的零件（如直线和圆弧组成的零件），只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或者切点的坐标值。3、编写零件程序清单加工路线和工艺参数确定以后，根据数控系统规定的指定代码与程序段格式，编写零件程序清单。4、程序输入5、程序校验与首件试切如图1所示，编程工作主要包括：图1数控程序编制的内容与步骤4.3 数控车床程序的编制数控车削加工包括内外圆柱面的车削加工、端面车削加工、钻孔加工、螺纹加工、复杂外形轮廓回转面的车削加工等。1、F功能：F功能指令用于控制切削进给量。在程序中，有两种使用方法：F后面的数字表示的是主轴每转进给量，单位为mm/r；F后面的数字表示的是每分钟进给量，单位为mmmin02、S功能：S后面的数字表示主轴转速，单位为r/min。S后面的数字表示的是最高转速：rminoS