畢業(yè)設(shè)計(jì)--錐形零件加工及編程

1、<p>　　機(jī)電一體化技術(shù)專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　設(shè)計(jì)題目 錐形零件加工及編程</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床是綜合應(yīng)用計(jì)算機(jī)、自動控制、自動檢測及精密機(jī)械等高新技術(shù)的產(chǎn)物。它的出現(xiàn)以及所帶來的巨大效益，引起世界各國科技界和工業(yè)界的普遍重視。隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)控機(jī)床

2、的運(yùn)用已是衡量一個國家機(jī)械制造工業(yè)水平的重要標(biāo)志。發(fā)展數(shù)控機(jī)床是當(dāng)前我們國家機(jī)械制造業(yè)技術(shù)改造的必由之路，是未來工廠自動化的基礎(chǔ)。數(shù)控機(jī)床的大量使用，需要大批能熟練掌握現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床編程、操作、維護(hù)的人員和工程技術(shù)人員。而其中數(shù)控車削加工方案的擬訂是制訂車削工藝規(guī)程的重要內(nèi)容之一。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是采用數(shù)控車削加工的工藝方法，在數(shù)控加工條件下，學(xué)會安排工序的先后順序，懂得刀具的選擇和切削用量的選擇。</p><p>　　

3、通過畢業(yè)設(shè)計(jì)的全過程 ，能夠全面了解數(shù)控車削加工工藝規(guī)程的制定原則。本文結(jié)合球形配合件軸類零件的編程與加工，闡述數(shù)控加工的工藝方法，通過這次綜合練習(xí)，使自己從中學(xué)到更多的知識。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控車削加工工藝；車削工藝的設(shè)計(jì)；刀具的選擇</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 前言 …………………

4、………………………………………………………………1</p><p>　　2 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生 ……………………………………………………………………2 </p><p>　　3 數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢 ………………………………………………………………3</p><p>　　4 數(shù)控機(jī)床的分類 ……………………………………………………………………5</p>&l

5、t;p>　　5 典型零件……………………………………………………………………………10</p><p>　　5．1零件圖分析 ……………………………………………………………………10</p><p>　　5．2裝夾定位方式 …………………………………………………………………10</p><p>　　5．3刀具的選擇和切削用量的確定 ……………………………………

6、…………10</p><p>　　5．4程序 ……………………………………………………………………………12</p><p>　　6 結(jié)論 ………………………………………………………………………………14</p><p>　　7 致謝 ………………………………………………………………………………15</p><p>　　8 參考文獻(xiàn)………

7、……………………………………………………………………16</p><p><b>　　1前 言</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床是一種高效率的自動化設(shè)備，它的效率高于普通機(jī)床的2～3倍，要充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的這一特點(diǎn)，必須在編程之前對工件進(jìn)行工藝分析，根據(jù)具體條件，選擇最經(jīng)濟(jì)、最合理的工藝方案。數(shù)控加工工藝選擇不當(dāng)，將影響零件加工質(zhì)量、生產(chǎn)效率及加工成本等許多重要因

8、素。本文從生產(chǎn)實(shí)踐出發(fā)，探討和總結(jié)一些數(shù)控車削過程中的工藝問題。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，說明其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。</p><p>　　數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床在當(dāng)今機(jī)械制造業(yè)中的重要地位和

9、巨大效益，顯示了其在國家基礎(chǔ)工業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機(jī)械制造工業(yè)提升改造和實(shí)現(xiàn)自動化，柔性化，集成化生產(chǎn)的重要手段和標(biāo)志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機(jī)床的廣泛應(yīng)用，給機(jī)械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)（IT）與制造技術(shù)（MT）結(jié)合發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)代的CAD/CAM，F(xiàn)MS，CIMS，敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。</p>

10、;<p>　　在數(shù)控加工中，從零件的設(shè)計(jì)圖紙到零件成品合格交付，不僅要考慮到數(shù)控程序的編制，還要考慮到諸如零件加工工藝路線的安排，加工機(jī)床的選擇，切削刀具的選擇，零件加工中的定位裝夾等一系列因素的影響，在開始編程前，必須要對零件設(shè)計(jì)圖紙和技術(shù)要求進(jìn)行詳細(xì)的數(shù)控加工工藝分析，以最終確定哪些是零件的技術(shù)關(guān)鍵，哪些是數(shù)控加工的難點(diǎn)，以及數(shù)控程序編制的難易程度。</p><p>　　零件的數(shù)控加工工藝分析是

11、編程數(shù)控程序中最重要而又及其復(fù)雜的環(huán)節(jié)，也是數(shù)控加工工藝方案設(shè)計(jì)的核心工作，必須在數(shù)控加工方案制定前完成。一個合格的編程人員對數(shù)控機(jī)床及其控制系統(tǒng)的功能及特點(diǎn)，以及影響數(shù)控加工的每個環(huán)節(jié)都要有一個清晰。全面的了解，這樣才能避免由于工藝方案考慮不周而可能出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問題，造成無謂的人力，物力等資源的浪費(fèi)。全面合理的數(shù)控加工工藝分析是提高數(shù)控編程質(zhì)量的重要保障。</p><p>　　數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)

12、床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類。盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動完成內(nèi)外圓柱面，圓錐面，成形表面，螺紋和端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車糟，鉆孔。擴(kuò)孔，較孔等工作。</p><p><b>　　2 數(shù)控的機(jī)床產(chǎn)生</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床(Numerical Control Machine Tools)是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，

13、控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動速度和軌跡進(jìn)行自動加工的機(jī)床，簡稱數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床是在機(jī)械制造技術(shù)和控制技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其過程大致如下：</p><p>　　1948年，美國帕森斯公司接受美國空軍委托，研制直升飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓檢驗(yàn)用樣板的加工設(shè)備。由于樣板形狀復(fù)雜多樣，精度要求高，一般加工設(shè)備難以適應(yīng)，于是提出采用數(shù)字脈沖控制機(jī)床的設(shè)想。</p>

14、<p>　　1949年，該公司與美國麻省理工學(xué)院(MIT)開始共同研究，并于1952年試制成功第一臺三坐標(biāo)數(shù)控銑床，當(dāng)時的數(shù)控裝置采用電子管元件。</p><p>　　1959年，數(shù)控裝置采用了晶體管元件和印刷電路板，出現(xiàn)帶自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床，稱為加工中心( MC Machining Center)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了第二代。</p><p>　　1965年，出現(xiàn)了第三代的

15、集成電路數(shù)控裝置，不僅體積小，功率消耗少，且可靠性提高，價格進(jìn)一步下降，促進(jìn)了數(shù)控機(jī)床品種和產(chǎn)量的發(fā)展。</p><p>　　60年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計(jì)算機(jī)直接控制多臺機(jī)床的直接數(shù)控系統(tǒng)(簡稱 DNC)，又稱群控系統(tǒng)；采用小型計(jì)算機(jī)控制的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)(簡稱 CNC)，使數(shù)控裝置進(jìn)入了以小型計(jì)算機(jī)化為特征的第四代。</p><p>　　1974年，研制成功使用微處理器和半導(dǎo)體存貯器的微

16、型計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置(簡稱 MNC)，這是第五代數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　20世紀(jì)80年代初，隨著計(jì)算機(jī)軟、硬件技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了能進(jìn)行人機(jī)對話式自動編制程序的數(shù)控裝置；數(shù)控裝置愈趨小型化，可以直接安裝在機(jī)床上；數(shù)控機(jī)床的自動化程度進(jìn)一步提高，具有自動監(jiān)控刀具破損和自動檢測工件等功能。</p><p>　　20世紀(jì)90年代后期，出現(xiàn)了PC+CNC智能數(shù)控系統(tǒng)，即以PC機(jī)為控制系統(tǒng)的硬件部

17、分，在PC機(jī)上安裝NC軟件系統(tǒng)，此種方式系統(tǒng)維護(hù)方便，易于實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造。</p><p>　　3數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨勢</p><p>　　3.1高速度高精度化</p><p>　　速度和精度是數(shù)控機(jī)床的兩個重要技術(shù)指標(biāo)，它直接關(guān)系到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量。對于數(shù)控機(jī)床，高速度化首先是要求計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)在讀入加工指令數(shù)據(jù)后，能高速度處理并計(jì)算出伺服電機(jī)的位移量，并要求伺服

18、電機(jī)高速度地做出反應(yīng)。此外，要實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)系統(tǒng)的高速度化，還必須謀求主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給率、刀具交換、托盤交換等各種關(guān)鍵部件也要實(shí)現(xiàn)高速度化。</p><p>　　提高數(shù)控機(jī)床的加工精度，一般是通過減少數(shù)控系統(tǒng)的誤差和采用補(bǔ)償技術(shù)來達(dá)到。在減少數(shù)控系統(tǒng)誤差方面，一般采取三種方法：①提高數(shù)控系統(tǒng)的分辨率、以微小程序段實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)給；②提高位置檢測精度；③位置伺服系統(tǒng)采用前饋控制與非線性控制。在采用補(bǔ)償技術(shù)方面，除采用間隙補(bǔ)償、

19、絲杠螺距補(bǔ)償和刀具補(bǔ)償?shù)燃夹g(shù)外，還采用了熱變形補(bǔ)償技術(shù)。</p><p><b>　　3.2多功能化</b></p><p>　　一機(jī)多能的數(shù)控機(jī)床，可以最大限度地提高設(shè)備的利用率。如數(shù)控加工中心（Machining Center——MC）配有機(jī)械手和刀具庫，工件一經(jīng)裝夾，數(shù)控系統(tǒng)就能控制機(jī)床自動地更換刀具，連續(xù)對工件的各個加工面自動地完成銑削、鏜削、鉸孔、擴(kuò)孔及攻螺

20、紋等多工序加工，從而避免多次裝夾所造成的定位誤差。這樣減少了設(shè)備臺數(shù)、工夾具和操作人員，節(jié)省了占地面積和輔助時間。為了提高效率，新型數(shù)控機(jī)床在控制系統(tǒng)和機(jī)床結(jié)構(gòu)上也有所改革。例如，采取多系統(tǒng)混合控制方式，用不同的切削方式（車、鉆、銑、攻螺紋等）同時加工零件的不同部位等?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)控制軸數(shù)多達(dá)15軸，同時聯(lián)動的軸數(shù)已達(dá)到6軸。</p><p><b>　　3.3智能化</b></p&g

21、t;<p>　　數(shù)控機(jī)床應(yīng)用高技術(shù)的重要目標(biāo)是智能化。智能化技術(shù)主要體現(xiàn)在以下幾個方面：</p><p>　?、僖M(jìn)自適應(yīng)控制技術(shù)</p><p>　　自適應(yīng)控制技術(shù)（Adaptive Control——AC）的目的是要求在隨機(jī)的加工過程中，通過自動調(diào)節(jié)加工過程中所測得的工作狀態(tài)、特性，按照給定的評價指標(biāo)自動校正自身的工作參數(shù)，以達(dá)到或接近最佳工作狀態(tài)。通常數(shù)控機(jī)床是按照預(yù)先

22、編好的程序進(jìn)行控制，但隨機(jī)因素，如毛坯余量和硬度的不均勻、刀具的磨損等難以預(yù)測。為了確保質(zhì)量，勢必在編程時采用較保守的切削用量，從而降低了加工效率。AC系統(tǒng)可對機(jī)床主軸轉(zhuǎn)矩、切削力、切削溫度、刀具磨損等參數(shù)值進(jìn)行自動測量，并由CPU進(jìn)行比較運(yùn)算后發(fā)出修改主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量大小的信號，確保AC處于最佳的切削用量狀態(tài)，從而在保證質(zhì)量條件下使加工成本最低或生產(chǎn)率最高。AC系統(tǒng)主要在宇航等工業(yè)部門用于特種材料的加工。</p><

23、;p>　?、诟郊尤藱C(jī)會話自動編程功能</p><p>　　建立切削用量專家系統(tǒng)和示教系統(tǒng)，從而達(dá)到提高編程效率和降低對編程人員技術(shù)水平的要求。</p><p>　　③具有設(shè)備故障自診斷功能</p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)出了故障，控制系統(tǒng)能夠進(jìn)行自診斷，并自動采取排除故障的措施，以適應(yīng)長時間無人操作環(huán)境的要求。</p><p><b

24、>　　3.4小型化</b></p><p>　　蓬勃發(fā)展的機(jī)電一體化設(shè)備，對數(shù)控系統(tǒng)提出了小型化的要求，體積小型化便于將機(jī)、電裝置揉合為一體。日本新開發(fā)的FS16和FS18都采用了三維安裝方法，使電子元器件得以高密度地安裝，大大地縮小了系統(tǒng)的占有空間。此外，它們還采用了新型TFT彩色液晶薄型顯示器，使數(shù)控系統(tǒng)進(jìn)一步小型化，這樣可更方便地將它們裝到機(jī)械設(shè)備上。</p><p&g

25、t;<b>　　3.5高可靠性</b></p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)比較貴重，用戶期望發(fā)揮投資效益，因此要求設(shè)備具有高可靠性。特別是對在長時間無人操作環(huán)境下運(yùn)行的數(shù)控系統(tǒng)，可靠性成為人們最為關(guān)注的問題。提高可靠性，通?？刹扇∪缦乱恍┐胧?lt;/p><p><b>　?、偬岣呔€路集成度</b></p><p>　　采用大規(guī)模

26、或超大規(guī)模的集成電路、專用芯片及混合式集成電路，以減少元器件的數(shù)量，精簡外部連線和減低功耗。</p><p>　?、诮⒂稍O(shè)計(jì)、試制到生產(chǎn)的一整套質(zhì)量保證體系</p><p>　　例如，采取防電源干擾，輸入/輸出光電隔離；使數(shù)控系統(tǒng)模塊化、通用化及標(biāo)準(zhǔn)化，以便于組織批量生產(chǎn)及維修；在安裝制造時注意嚴(yán)格篩選元器件；對系統(tǒng)可靠性進(jìn)行全面的檢查考核等。通過這些手段，保證產(chǎn)品質(zhì)量。</p&g

27、t;<p>　?、墼鰪?qiáng)故障自診斷功能和保護(hù)功能</p><p>　　由于元器件失效、編程及人為操作錯誤等原因，數(shù)控機(jī)床完全可能出現(xiàn)故障。數(shù)控機(jī)床一般具有故障自診斷功能，能夠?qū)τ布蛙浖M(jìn)行故障診斷，自動顯示出故障的部位及類型，以便快速排除故障。新型數(shù)控機(jī)床還具有故障預(yù)報(bào)、自恢復(fù)功能、監(jiān)控與保護(hù)功能。例如，有的系統(tǒng)設(shè)有刀具破損檢測、行程范圍保護(hù)和斷電保護(hù)等功能，以避免損壞機(jī)床及報(bào)廢工件。由于采取了各種

28、有效的可靠性措施，現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的平均無故障時間（MTBF）可達(dá)到10000～36000h。</p><p><b>　　4數(shù)控機(jī)床的分類</b></p><p>　　4．1加工工藝方法分類</p><p>　　4．1．1金屬切削類數(shù)控機(jī)床</p><p>　　與傳統(tǒng)的車、銑、鉆、磨、齒輪加工相對應(yīng)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車床、數(shù)

29、控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控齒輪加工機(jī)床等。盡管這些數(shù)控機(jī)床在加工工藝方法上存在很大差別，具體的控制方式也各不相同，但機(jī)床的動作和運(yùn)動都是數(shù)字化控制的，具有較高的生產(chǎn)率和自動化程度。 在普通數(shù)控機(jī)床加裝一個刀庫和換刀裝置就成為數(shù)控加工中心機(jī)床。加工中心機(jī)床進(jìn)一步提高了普通數(shù)控機(jī)床的自動化程度和生產(chǎn)效率。例如銑、鏜、鉆加工中心，它是在數(shù)控銑床基礎(chǔ)上增加了一個容量較大的刀庫和自動換刀裝置形成的，工件一次裝夾后，可以對箱體零件的四面甚至五

30、面大部分加工工序進(jìn)行銑、鏜、鉆、擴(kuò)、鉸以及攻螺紋等多工序加工，特別適合箱體類零件的加工。加工中心機(jī)床可以有效地避免由于工件多次安裝造成的定位誤差，減少了機(jī)床的臺數(shù)和占地面積，縮短了輔助時間，大大提高了生產(chǎn)效率和加工質(zhì)量。</p><p>　　CK6140數(shù)控車床參數(shù)：</p><p>　　4．1．2特種加工類數(shù)控機(jī)床</p><p>　　除了切削加工數(shù)控機(jī)床以外，數(shù)

31、控技術(shù)也大量用于數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控等離子弧切割機(jī)床、數(shù)控火焰切割機(jī)床以及數(shù)控激光加工機(jī)床等。</p><p>　　4．1．3板材加工類數(shù)控機(jī)床</p><p>　　常見的應(yīng)用于金屬板材加工的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控壓力機(jī)、數(shù)控剪板機(jī)和數(shù)控折彎機(jī)等。近年來，其它機(jī)械設(shè)備中也大量采用了數(shù)控技術(shù)，如數(shù)控多坐標(biāo)測量機(jī)、自動繪圖機(jī)及工業(yè)機(jī)器人等。</p><p&

32、gt;　　4．2控制運(yùn)動軌跡分類</p><p>　　4．2．1點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　位置的精確定位，在移動和定位過程中不進(jìn)行任何加工。機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)只控制行程終點(diǎn)的坐標(biāo)值，不控制點(diǎn)與點(diǎn)之間的運(yùn)動軌跡，因此幾個坐標(biāo)軸之間的運(yùn)動無任何聯(lián)系?？梢詭讉€坐標(biāo)同時向目標(biāo)點(diǎn)運(yùn)動，也可以各個坐標(biāo)單獨(dú)依次運(yùn)動。</p><p>　　這類數(shù)控機(jī)床主要有數(shù)控坐標(biāo)鏜床、數(shù)控

33、鉆床、數(shù)控沖床、數(shù)控點(diǎn)焊機(jī)等。點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置稱為點(diǎn)位數(shù)控裝置。</p><p>　　4．2．2直線控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　直線控制數(shù)控機(jī)床可控制刀具或工作臺以適當(dāng)?shù)倪M(jìn)給速度，沿著平行于坐標(biāo)軸的方向進(jìn)行直線移動和切削加工，進(jìn)給速度根據(jù)切削條件可在一定范圍內(nèi)變化。 直線控制的簡易數(shù)控車床，只有兩個坐標(biāo)軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標(biāo)軸，可用于平面的銑削加工

34、。代組合機(jī)床采用數(shù)控進(jìn)給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動動力頭帶有多軸箱的軸向進(jìn)給進(jìn)行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　數(shù)控鏜銑床、加工中心等機(jī)床，它的各個坐標(biāo)方向的進(jìn)給運(yùn)動的速度能在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，兼有點(diǎn)位和直線控制加工的功能，這類機(jī)床應(yīng)該稱為點(diǎn)位/直線控制的數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　4．2．3輪廓控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　輪廓控制數(shù)

35、控機(jī)床能夠?qū)蓚€或兩個以上運(yùn)動的位移及速度進(jìn)行連續(xù)相關(guān)的控制，使合成的平面或空間的運(yùn)動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機(jī)床移動部件的起點(diǎn)與終點(diǎn)坐標(biāo)，而且能控制整個加工輪廓每一點(diǎn)的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。</p><p>　　常用的數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控磨床就是典型的輪廓控制數(shù)控機(jī)床。數(shù)控火焰切割機(jī)、電火花加工機(jī)床以及數(shù)控繪圖機(jī)等也采用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)要比點(diǎn)位/直線控系統(tǒng)更

36、為復(fù)雜，在加工過程中需要不斷進(jìn)行插補(bǔ)運(yùn)算，然后進(jìn)行相應(yīng)的速度與位移控制。</p><p>　　現(xiàn)在計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置的控制功能均由軟件實(shí)現(xiàn)，增加輪廓控制功能不會帶來成本的增加。因此，除少數(shù)專用控制系統(tǒng)外，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)控裝置都具有輪廓控制功能。</p><p>　　4．3驅(qū)動裝置的特點(diǎn)分類</p><p>　　4．3．1開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床</p><p&

37、gt;　　這類控制的數(shù)控機(jī)床是其控制系統(tǒng)沒有位置檢測元件，伺服驅(qū)動部件通常為反應(yīng)式步進(jìn)電動機(jī)或混合式伺服步進(jìn)電動機(jī)。數(shù)控系統(tǒng)每發(fā)出一個進(jìn)給指令，經(jīng)驅(qū)動電路功率放大后，驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一個角度，再經(jīng)過齒輪減速裝置帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，通過絲杠螺母機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換為移動部件的直線位移。移動部件的移動速度與位移量是由輸入脈沖的頻率與脈沖數(shù)所決定的。此類數(shù)控機(jī)床的信息流是單向的，即進(jìn)給脈沖發(fā)出去后，實(shí)際移動值不再反饋回來，所以稱為開環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。</p

38、><p>　　開環(huán)控制系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。但是，系統(tǒng)對移動部件的實(shí)際位移量不進(jìn)行監(jiān)測，也不能進(jìn)行誤差校正。因此，步進(jìn)電動機(jī)的失步、步距角誤差、齒輪與絲杠等傳動誤差都將影響被加工零件的精度。開環(huán)控制系統(tǒng)僅適用于加工精度要求不很高的中小型數(shù)控機(jī)床，特別是簡易經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　4．3．2閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　接對工作臺的實(shí)際位

39、移進(jìn)行檢測，將測量的實(shí)際位移值反饋到數(shù)控裝置中，與輸入的指令位移值進(jìn)行比較，用差值對機(jī)床進(jìn)行控制，使移動部件按照實(shí)際需要的位移量運(yùn)動，最終實(shí)現(xiàn)移動部件的精確運(yùn)動和定位。從理論上講，閉環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)動精度主要取決于檢測裝置的檢測精度，也與傳動鏈的誤差無關(guān)，因此其控制精度高。圖1-3所示的為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的系統(tǒng)框圖。圖中A為速度傳感器、C為直線位移傳感器。當(dāng)位移指令值發(fā)送到位置比較電路時，若工作臺沒有移動，則沒有反饋量，指令值使得伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)

40、動，通過A將速度反饋信號送到速度控制電路，通過C將工作臺實(shí)際位移量反饋回去，在位置比較電路中與位移指令值相比較，用比較后得到的差值進(jìn)行位置控制，直至差值為零時為止。這類控制的數(shù)控機(jī)床，因把機(jī)床工作臺納入了控制環(huán)節(jié)，故稱為閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床的定位精度高，但調(diào)試和維修都較困難，系統(tǒng)復(fù)雜，成本高。</p><p>　　4．3．3半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　半閉環(huán)控制數(shù)

41、控機(jī)床是在伺服電動機(jī)的軸或數(shù)控機(jī)床的傳動絲杠上裝有角位移電流檢測裝置（如光電編碼器等），通過檢測絲杠的轉(zhuǎn)角間接地檢測移動部件的實(shí)際位移，然后反饋到數(shù)控裝置中去，并對誤差進(jìn)行修正。通過測速元件A和光電編碼盤B可間接檢測出伺服電動機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而推算出工作臺的實(shí)際位移量，將此值與指令值進(jìn)行比較，用差值來實(shí)現(xiàn)控制。由于工作臺沒有包括在控制回路中，因而稱為半閉環(huán)控制數(shù)控機(jī)床。</p><p>　　半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)的調(diào)試比

42、較方便，并且具有很好的穩(wěn)定性。目前大多將角度檢測裝置和伺服電動機(jī)設(shè)計(jì)成一體，這樣，使結(jié)構(gòu)更加緊湊。</p><p>　　4．3．4混合控制數(shù)控機(jī)床</p><p>　　將以上三類數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)結(jié)合起來，就形成了混合控制數(shù)控機(jī)床?；旌峡刂茢?shù)控機(jī)床特別適用于大型或重型數(shù)控機(jī)床，因?yàn)榇笮突蛑匦蛿?shù)控機(jī)床需要較高的進(jìn)給速度與相當(dāng)高的精度，其傳動鏈慣量與力矩大，如果只采用全閉環(huán)控制，機(jī)床傳動鏈和工作臺

43、全部置于控制閉環(huán)中，閉環(huán)調(diào)試比較復(fù)雜?；旌峡刂葡到y(tǒng)又分為兩種形式：</p><p>　　（1）開環(huán)補(bǔ)償型。它的基本控制選用步進(jìn)電動機(jī)的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)，另外附加一個校正電路。用裝在工作臺的直線位移測量元件的反饋信號校正機(jī)械系統(tǒng)的誤差。</p><p>　?。?）半閉環(huán)補(bǔ)償型。它是用半閉環(huán)控制方式取得高精度控制，再用裝在工作臺上的直線位移測量元件實(shí)現(xiàn)全閉環(huán)修正，以獲得高速度與高精度的統(tǒng)一。其中A

44、是速度測量元件（如測速發(fā)電機(jī)），B是角度測量元件，C是直線位移測量元件。</p><p><b>　　5典型零件</b></p><p><b>　　圖5.1</b></p><p><b>　　5.1零件圖分析</b></p><p>　　零件如圖5.1所示，該材料為45號鋼

45、，無熱處理和硬度要求，選用毛坯Φ35mm*85mm棒料。</p><p>　　根據(jù)被加工零件的外形和材料等條件，選用CKA6140 型數(shù)控車床。</p><p>　　1、零件加工包括車端面，內(nèi)錐面，外錐面，切槽，螺紋等組成。</p><p>　　2、該零件在加工中需要二次掉頭裝夾加工，從圖紙上進(jìn)行尺寸標(biāo)注分析，需建立二個工件坐標(biāo)系，均為裝夾后的右端面。</p&

46、gt;<p><b>　　5.2裝夾定位方式</b></p><p>　　此工件必須分二次裝夾完成加工，第一次裝夾工件右端，加工工件左端；第二次裝夾工件左邊部分，加工工件右端</p><p>　　5.3刀具的選擇和切削用量的確定</p><p>　　依據(jù)加工內(nèi)容確定所用刀具如下：</p><p>　　加工外

47、圓，用正偏刀（T01）</p><p>　　車內(nèi)孔，用內(nèi)孔車刀（T02）</p><p><b>　　割槽刀 （T03）</b></p><p><b>　　車螺紋 （T04）</b></p><p>　　建立刀具卡如表5.2所示。</p><p><b>　　表5

48、.2刀具卡</b></p><p>　　建立工藝卡如表5.3所示。</p><p>　　表5.3典型套類零件數(shù)控加工工藝卡片</p><p><b>　　5.4程序</b></p><p><b>　　第一次裝夾右端程序</b></p><p>　　O0001

49、 加工左端外輪廓</p><p>　　G99 G21 G40 程序初始化</p><p>　　T0101 換1號外圓車刀</p><p>　　M03 S600 主軸正轉(zhuǎn)，600r/min</p>

50、<p>　　G00 X37.0 Z2.0 M08 刀具直目測安全位置</p><p>　　X36 Z2.0 毛坯直徑36MM </p><p>　　G71 U1 R1</p><p>　　G71 P20 Q30 U0.4 W0.0 F100 毛坯切削循環(huán)</p><p>

51、　　N20 G00 X24 快速定點(diǎn)</p><p>　　G01 Z0 F80</p><p>　　X26 Z-1. 切左外端圓</p><p><b>　　Z-30</b></p><p><b>　　X30</b></p>&

52、lt;p>　　N30 z-42 精加工輪廓描述</p><p>　　G70 P20 Q30 S1000</p><p>　　G00 X100.0 Z100.0 退到安全點(diǎn)</p><p>　　T0202 S300 換內(nèi)孔車刀</p><p>　　G00 X1

53、6 Z2.0 快速定點(diǎn)</p><p>　　G71 U1.0 R1 毛坯切削循環(huán)</p><p>　　G71 P20 Q30 U-0.4 W0.0 F80 </p><p>　　N20 G00 X22</p><p>　　G01 Z0.0 F50</p>&

54、lt;p>　　N30 X22 Z-15 切削直徑22MM內(nèi)圓</p><p>　　G70 P20 Q30 S1000</p><p>　　GOO X100.0 Z100.0 退到安全點(diǎn)</p><p>　　T0101 S600 換1號外圓車刀</p><

55、;p>　　G00 X37.0 Z2.0</p><p>　　G71 R1 U1 毛坯切削循環(huán)</p><p>　　G71 P20 Q30 U0.4 F100</p><p>　　N20 G00 X16</p><p>　　G01 Z0 F80</p><p>　　X19.8

56、Z-2 切右外端圓</p><p><b>　　Z-20</b></p><p>　　N30 X30 Z-40</p><p>　　G70 P20 Q30 S1000</p><p>　　G00 X100 Z100 退到安全點(diǎn)</p><p&

57、gt;　　T0303 S350 換3號切槽刀</p><p>　　G00 X22 Z-20</p><p><b>　　G75 R0.5</b></p><p>　　G75 X16 Z-20 P800 F20 切槽循環(huán)</p><p>　　G00 X100.0 Z100.

58、0 退到安全點(diǎn)</p><p><b>　　M03</b></p><p>　　T00404 S600 換4號螺紋刀</p><p>　　G00 X22 Z2</p><p>　　G92 X19.5 Z-18 F1.5 切螺紋</p>

59、<p><b>　　X19</b></p><p><b>　　X18.5</b></p><p><b>　　X18.3</b></p><p><b>　　X18.05</b></p><p>　　G00 X100 Z100</p&g

60、t;<p>　　M05 程序結(jié)束</p><p><b>　　M30</b></p><p><b>　　6 結(jié)論</b></p><p>　　數(shù)字控制機(jī)床是用數(shù)字代碼形式的信息(程序指令)，控制刀具按給定的工作程序、運(yùn)動速度和軌跡進(jìn)行自動加工的機(jī)床，簡稱數(shù)

61、控機(jī)床。對于數(shù)控加工,無論是手工編程還是自動編程，在編程前都要對所加工的零件進(jìn)行工藝分析，擬定加工方案，選擇合適的刀具，確定切削用量，對一些工藝問題(如對刀點(diǎn)、加工路線等)也需做一些處理。并在加工過程掌握控制精度的方法,才能加工出合格的產(chǎn)品為了更好的運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，合理編程，現(xiàn)將數(shù)控車床編程指令中意思相近，功能相似，格式參數(shù)較多，軌跡復(fù)雜的指令加以分析。</p><p>　　論文使我懂得了它們的異同點(diǎn)，難點(diǎn)，以便于

62、合理運(yùn)用我不僅學(xué)到了許多加工工藝方面的知識，更學(xué)到了課本上沒有的知識。在實(shí)訓(xùn)的過程中遇到了不少問題，而犯的錯誤也不少，通過實(shí)訓(xùn)讓我學(xué)會虛心求教，細(xì)心體察，大膽實(shí)踐。任何能力都是在實(shí)踐中積累起來的，都會有一個從不會到會，從不熟練到熟練的過程，人常說“生活是最好的老師”就是說只有在生活實(shí)踐中不斷磨練，才能提高獨(dú)立思考和解決問題的能力；同時也培養(yǎng)了自己優(yōu)良的學(xué)風(fēng)、高尚的人生、團(tuán)結(jié)和合作的精神；學(xué)會了勤奮、求實(shí)的學(xué)習(xí)態(tài)度。 勤奮就是要發(fā)奮努力、

63、不畏艱難。唐代思想家韓愈有句名言：業(yè)精于勤，荒于嬉；行成于思，毀于隨。優(yōu)良的學(xué)業(yè)是辛勤汗水的結(jié)晶，成就只有通過刻苦的學(xué)習(xí)和拼搏才能獲得。馬克思說過：“在科學(xué)上沒有平坦的大道，只有不畏勞苦沿著陡峭山路攀登的人，才有希望達(dá)到光輝的頂點(diǎn)?！鼻髮?shí)就是腳踏實(shí)地，求真務(wù)實(shí)，謙虛謹(jǐn)慎、介驕介躁、對知識的掌握要弄通弄懂，對技術(shù)的掌握要嚴(yán)守規(guī)范、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、精益求精。一個人的力量是有限的，團(tuán)結(jié)合作的力量是無窮的，通過對各個項(xiàng)目的加工讓我明白：一粒沙雖小，但

64、無數(shù)粒卻能匯成無限的沙漠；水滴雖小，卻你匯成遼闊的海洋；你的一個思想、一個方法，</p><p><b>　　7 致謝</b></p><p>　　本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的畢業(yè)論文的，同窗之間的友誼永遠(yuǎn)長存，在學(xué)習(xí)和生活期間，也始終感受著導(dǎo)師的精心指導(dǎo)和無私的關(guān)懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深

65、深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本論文能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認(rèn)真負(fù)責(zé)，使我能夠很好的掌握和運(yùn)用專業(yè)知識，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)。同時我在網(wǎng)上也搜集了不少資料，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成。在此向?qū)W院全體老師表示由衷的謝意。</p><p><b>　　8 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]徐元昌，陳嬋娟.數(shù)控技術(shù).中國輕工業(yè)出版社，20

66、04.4 </p><p>　　[2]劉雄偉編，《數(shù)控機(jī)床操作與編程培訓(xùn)教程》，機(jī)械工業(yè)出版社，2003.6。</p><p>　　[3]陳蔚芳，王宏濤. 機(jī)床數(shù)控技術(shù)及應(yīng)用. 科學(xué)出版社，2005.3</p><p>　　[4]王道宏主編.數(shù)控編程技術(shù).北京：人民郵電出版社,2005.2</p><p>　　[5]晏初宏主編.數(shù)控加工工藝與