數(shù)控車床加工工藝設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p>　　遼寧廣播電視大學(xué)專料畢業(yè)論文</p><p>　　題目：數(shù)控車床加工工藝設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)習(xí)中心： 專 業(yè)：數(shù)控 </p><p>　　學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： </p><p>　　評定成績：

2、 評閱教師：</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動(dòng)化水平的高低已成為衡量一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。世界制造業(yè)轉(zhuǎn)移，中國正在逐步成為世界加工廠。我國目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展已經(jīng)過了發(fā)展初期，正處于重化工業(yè)發(fā)展中期。 </p><p>

3、;　　當(dāng)今機(jī)床行業(yè)的計(jì)算機(jī)數(shù)控化已成為技術(shù)進(jìn)步的大趨勢,是當(dāng)代機(jī)械制造業(yè)的主流裝備。數(shù)控機(jī)床大大提高了機(jī)械加工的性能,有效提高了加工質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)了柔性自動(dòng)化（相對于傳統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)上的大批量生產(chǎn)的剛性自動(dòng)化），并向智能化、集成化方向發(fā)展。所以，可以毫不夸張地說，（計(jì)算機(jī)）數(shù)控技術(shù)，是現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)和核心。</p><p>　　數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用（美國的數(shù)控機(jī)床已占機(jī)床總數(shù)的80% 以

4、上），是因?yàn)樗行У亟鉀Q了復(fù)雜、精密、小批多變的零件加工問題，能滿足高質(zhì)量、高效益和多品種、小批量的柔性生產(chǎn)方式的要求，適應(yīng)各種機(jī)械產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的需要，經(jīng)濟(jì)效益顯著，代表著當(dāng)今機(jī)械加工技術(shù)的趨勢與潮流，也是現(xiàn)代機(jī)械制造企業(yè)在市場競爭激烈的條件下生存與發(fā)展的必然要求。</p><p>　　隨著社會(huì)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，數(shù)控技術(shù)不僅應(yīng)用于機(jī)床的控制，還用于控制其他的設(shè)備，諸如數(shù)控線切割機(jī)、數(shù)控繪圖機(jī)、數(shù)控測量機(jī)、

5、數(shù)控沖剪機(jī)等，僅數(shù)控機(jī)床就有數(shù)控車床、數(shù)控銑床、數(shù)控鉆床、數(shù)控磨床、數(shù)控鏜床以及數(shù)控加工中心等。</p><p>　　因此，在學(xué)習(xí)完數(shù)控技術(shù)這門課的同時(shí)，應(yīng)進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的數(shù)控技術(shù)實(shí)踐操作能力，以便能夠系統(tǒng)、完整地掌握數(shù)控機(jī)床技術(shù)，更快更好地適應(yīng)機(jī)械行業(yè)發(fā)展的需要。</p><p>　　第1章 數(shù)控加工概述</p><p><b>　　1.1數(shù)控加工

6、原理</b></p><p>　　當(dāng)我們使用機(jī)床加工零件時(shí)，通常都需要對機(jī)床的各種動(dòng)作進(jìn)行控制，一是控制動(dòng)作的先后次序，二是控制機(jī)床各運(yùn)動(dòng)部件的位移量。采用普通機(jī)床加工時(shí)，這種開車、停車、走刀、換向、主軸變速和開關(guān)切削液等操作都是由人工直接控制的。采用自動(dòng)機(jī)床和仿形機(jī)床加工時(shí)，上述操作和運(yùn)動(dòng)參數(shù)則是通過設(shè)計(jì)好的凸輪、靠模和擋塊等裝置以模擬量的形式來控制的，它們雖能加工比較復(fù)雜的零件，且有一定的靈活性和

7、通用性，但是零件的加工精度受凸輪、靠模制造精度的影響，而且工序準(zhǔn)備時(shí)間也很長。</p><p><b>　　2數(shù)控加工的特點(diǎn)</b></p><p>　　總的來說，數(shù)控加工有如下特點(diǎn)：</p><p>　　(1) 自動(dòng)化程度高，具有很高的生產(chǎn)效率。除手工裝夾毛坯外，其余全部加工過程都可由數(shù)控機(jī)床自動(dòng)完成。若配合自動(dòng)裝卸手段，則是無人控制工廠的基

8、本組成環(huán)節(jié)。數(shù)控加工減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件；省去了劃線、多次裝夾定位、檢測等工序及其輔助操作，有效地提高了生產(chǎn)效率。</p><p>　　(2) 對加工對象的適應(yīng)性強(qiáng)。改變加工對象時(shí)，除了更換刀具和解決毛坯裝夾方式外，只需重新編程即可，不需要作其他任何復(fù)雜的調(diào)整，從而縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。</p><p>　　(3) 加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。加工尺寸精度在0.005～0.01

9、mm之間，不受零件復(fù)雜程度的影響。由于大部分操作都由機(jī)器自動(dòng)完成，因而消除了人為誤差，提高了批量零件尺寸的一致性，同時(shí)精密控制的機(jī)床上還采用了位置檢測裝置，更加提高了數(shù)控加工的精度。</p><p>　　(4) 易于建立與計(jì)算機(jī)間的通信聯(lián)絡(luò)，容易實(shí)現(xiàn)群控。由于機(jī)床采用數(shù)字信息控制，易于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)連接，形成CAD/CAM一體化系統(tǒng)，并且可以建立各機(jī)床間的聯(lián)系，容易實(shí)現(xiàn)群控。</p><

10、p>　　（5） 在可靠性方面，國外數(shù)控裝置的MTBF值已達(dá)6 000h以上，伺服系統(tǒng)的MTBF值達(dá)到30000h以上，表現(xiàn)出非常高的可靠性。</p><p>　　第2章 數(shù)控加工工藝分析</p><p>　　2.1機(jī)床的合理選用</p><p>　　數(shù)控機(jī)床通常最適合加工具有以下特點(diǎn)的零件：</p><p>　　(1)多品種、小批量

11、生產(chǎn)的零件或新產(chǎn)品試制中的零件。</p><p>　　(2）輪廓形狀復(fù)雜，或?qū)庸ぞ纫筝^高的零件。</p><p>　　(3）用普通機(jī)床加工時(shí)需用昂貴工藝裝備（工具、夾具和模具）的零件。</p><p>　　(4）需要多次改型的零件。</p><p>　　(5）價(jià)值昂貴，加工中不允許報(bào)廢的關(guān)鍵零件。</p><p>

12、;　　(6）需要最短生產(chǎn)周期的急需零件。</p><p>　　2.2數(shù)控加工零件的工藝性分析</p><p>　?。?）零件圖上尺寸數(shù)據(jù)的給出，應(yīng)符合程序編制方便的原則</p><p>　?。?）零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)</p><p>　　2.3加工方法的選擇與加工方案的確定</p><p>　

13、?。?）加工方法的選擇</p><p>　　加工方法的選擇原則是：同時(shí)保證加工精度和表面粗糙度的要求。此外，還應(yīng)考慮生產(chǎn)率和經(jīng)濟(jì)性的要求，以及現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備等實(shí)際情況。</p><p>　?。?）確定加工方案的原則</p><p>　　零件上精度要求較高的表面加工，常常是通過粗加工、半精加工和精加工逐步達(dá)到的。對于這些表面，要根據(jù)質(zhì)量要求、機(jī)床情況和毛坯條件來確定最終

14、的加工方案。</p><p>　　確定加工方案時(shí)，首先應(yīng)該根據(jù)主要表面的精度和表面粗糙度的要求，初步確定為達(dá)到這些要求所需要的加工方法。此時(shí)要考慮到數(shù)控機(jī)床使用的合理性和經(jīng)濟(jì)性，并充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能。原則上數(shù)控機(jī)床僅進(jìn)行較復(fù)雜零件重要基準(zhǔn)的加工和零件的精加工。</p><p>　　2.4工藝與工步的劃分</p><p><b>　?。?）工序的劃分&l

15、t;/b></p><p>　　1）以零件的裝夾定位方式劃分工序</p><p>　　2）按粗、精工序劃分加工</p><p><b>　?。?）工步的劃分</b></p><p>　　1）同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成，或全部加工表面按先粗加工后精加工分開進(jìn)行。</p><p>

16、;　　2）對于既有銑削平面又有鏜孔加工表面的零件，可按先銑削平面后鏜孔進(jìn)行加工。因?yàn)榘创朔椒▌澐止げ剑梢蕴崽岣呖椎募庸ぞ?。因?yàn)殂娤髌矫鏁r(shí)切削力較大，零件易發(fā)生變形。先銑平面后鏜孔，可以使其有一段時(shí)間恢復(fù)變形，并減少由此變形引起對孔的精度的影響。</p><p>　　3）按使用刀具來劃分工步。某些機(jī)床工作臺(tái)的回轉(zhuǎn)時(shí)間比換刀時(shí)間短，可以采用按使用刀具劃分工步，以減少換刀次數(shù)，提高加工效率。</p>

17、<p>　　2.5零件的安裝與夾具的選擇</p><p>　?。?）定位安裝的基本原則</p><p>　　1）力求設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和編程計(jì)算基準(zhǔn)統(tǒng)一。</p><p>　　2）盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。</p><p>　　3）避免采用占機(jī)人工調(diào)整加工方案，以便能充分發(fā)揮出數(shù)控機(jī)床的效能。&

18、lt;/p><p>　?。?）選擇夾具的基本原則</p><p>　　數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩點(diǎn)要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向要與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定不變；二是要協(xié)調(diào)零件的和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還應(yīng)該考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　1）當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)該盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具或其它通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間，節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。</

19、p><p>　　2）在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮使用專用夾具。</p><p>　　3）零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短數(shù)控機(jī)床的停頓時(shí)間。</p><p>　　4）夾具上各零部件應(yīng)該以不妨礙機(jī)床對零件各表面的加工。夾具要敞開，其定位夾緊機(jī)構(gòu)的元件不能影響加工中的走刀運(yùn)行。</p><p>　　2.6刀具的選擇與切削用量的確定</p>&

20、lt;p><b>　?。?）刀具的選擇</b></p><p>　　數(shù)控加工的刀具材料，要求采用新型優(yōu)質(zhì)材料，一般原則是盡可能選用硬質(zhì)合金；精密加工時(shí)，還可選擇性能更好更耐磨的陶瓷、立方氮化硼和金剛石刀具，并應(yīng)優(yōu)選刀具參數(shù)。</p><p>　?。?）切削用量的確定</p><p>　　合理選擇切削用量的原則是：粗加工時(shí)，一般以提高生產(chǎn)率

21、為主，但也應(yīng)該考慮加工成本。半精加工和精加工時(shí)，一般應(yīng)在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率和經(jīng)濟(jì)性和加工成本。</p><p>　　2.7對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)的確定</p><p>　　選擇對刀點(diǎn)的原則是：</p><p>　　（1）選擇的對刀點(diǎn)便與數(shù)學(xué)處理和簡化程序編制。</p><p>　　（2）對刀點(diǎn)在機(jī)床上容易校準(zhǔn)。</p>

22、<p>　　（3）加工過程中便于檢查。</p><p>　?。?）引起的加工誤差小。</p><p>　　2.8工藝加工路線的確定</p><p>　　確定工藝加工路線的原則是：</p><p>　　（1）保證零件的加工精度和表面粗糙度。</p><p>　?。?）方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。</p&

23、gt;<p>　?。?）縮短加工運(yùn)行路線，減少空運(yùn)行行程。</p><p>　　在確定工藝加工路線時(shí)，還要考慮零件的加工余量和機(jī)床、刀具的剛度，需要確定是一次走刀，還是多次走刀來完成切削加工，并確定在數(shù)控銑削加工中是采用逆銑加工還是順銑加工等。</p><p>　　第3章．?dāng)?shù)控車床的加工程序編制</p><p>　　數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)床之

24、一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)類零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)行，可自動(dòng)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)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔以及鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。</p><p>　　1. 數(shù)控程序編制的基本方法：</p><p>　?、?分析零件圖樣和制定工藝方案&l

25、t;/p><p><b>　?、?數(shù)學(xué)處理</b></p><p>　?、?編寫零件加工程序</p><p><b>　?、?程序檢驗(yàn)</b></p><p>　　2. 數(shù)控程序編制的方法：</p><p>　　手工編程; 計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程</p><p>

26、　　3.車床的工藝裝備：</p><p>　　由于數(shù)控車床的加工對象多為回轉(zhuǎn)體，一般使用三爪卡盤夾具。</p><p>　　4. 控車床刀具的選刀過程：</p><p>　　第一條路線為：零件圖樣、機(jī)床影響因素、選擇刀桿、刀片夾緊系統(tǒng)和選擇刀片形狀，主要考慮機(jī)床和刀具的情況；第二條路線為：工件影響因素、選擇工件材料代碼、確定刀片的斷屑槽形代碼，這條路線主要考慮工件的

27、情況。</p><p>　　數(shù)控車床的編程特點(diǎn)：⑴ 加工坐標(biāo)系：機(jī)床坐標(biāo)系是以機(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)。加工坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系方向一致；⑵ 直徑編程方式：在車削加工的數(shù)控程序中，X軸的坐標(biāo)值為零件圖樣上的直徑值；⑶進(jìn)刀與退刀方式：快速走刀。<

28、/p><p><b>　　數(shù)控加工程序單</b></p><p><b>　　FL5</b></p><p>　　N10 G40 G28 U0. W0.</p><p>　　N20 G50 S800 M3</p><p>　　N30 G96 S800 T0909 M08(PDJN

29、R-2525-M15)</p><p>　　N035 G0 Z3.0</p><p>　　N40 G0 X55.0 Z1.0</p><p>　　N50 G71 U1.0 R0.2</p><p>　　N60 G71 P70 Q130 U.0 W.1 F0.1</p><p>　　N70 G0 X17.35</p

30、><p>　　N80 G1 Z0.0 F0.1</p><p>　　N90 X19.35 Z-1.0</p><p>　　N100 Z-136.373</p><p>　　N110 G2 X22.35 Z-138.971 R3.0</p><p>　　N120 G1 X42.37 Z-144.751</p>

31、<p>　　N130 G3 X50.36 Z-151.4 R8.0</p><p>　　N140 G0 X22.179 Z1.0</p><p>　　N150 G40 X17.35 Z0.0</p><p>　　N170 X19.35 Z-1.0</p><p>　　N180 Z-136.373</p><p&g

32、t;　　N190 G2 X22.35 Z-138.971 R3.0</p><p>　　N200 G1 X42.37 Z-144.751</p><p>　　N210 G3 X50.36 Z-151.4 R8.0</p><p>　　N220 G40 G1 X53.187 Z-151.35</p><p>　　N230 G0 Z-20.0&l

33、t;/p><p>　　N240 X21.0</p><p>　　N250 G1 X18.8</p><p>　　N260 G0 X21.0</p><p>　　N270 Z-30.0</p><p>　　N280 G1 X18.8</p><p>　　N290 G0 X100.0</p>

34、<p>　　N300 G28 U0. W0. T0900</p><p><b>　　N310 M05</b></p><p><b>　　N320 M00</b></p><p>　　第4章 數(shù)控車加工操作流程</p><p><b>　　4.1、開機(jī)</b>

35、</p><p>　　(1)打開電源開關(guān)。</p><p>　　(2)打開數(shù)控機(jī)床開關(guān)。</p><p>　　(3)按機(jī)床操作面板上[NC啟動(dòng)]按鈕。</p><p>　　(4)稍等一點(diǎn)時(shí)間，再按[NC準(zhǔn)備好]按鈕。</p><p><b>　　(5)回零。</b></p><

36、p>　　4.2、參考工藝分析</p><p><b>　　4.3、編程</b></p><p>　　注意：編程時(shí)，如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，把光標(biāo)移到出錯(cuò)的程序段處，用[CAN]擦除，再重新編程；如果對程序段的某個(gè)內(nèi)容要進(jìn)行修改，則可在下面編上某個(gè)正確的內(nèi)容，然后按[替代]鍵，修改編程；按[OEB]鍵出現(xiàn)（；）；按[INPUT]按鈕把整個(gè)程序段輸入編程處。</p>

37、;<p><b>　　4.4、模擬</b></p><p>　　模擬主要檢驗(yàn)編程的正確與否。操作步驟：</p><p>　　(1)按[CSTM/GR]按鈕，出現(xiàn)模擬框圖形；</p><p>　　(2)按[機(jī)床鎖]按鈕，再按[自動(dòng)方式]以及[循環(huán)啟動(dòng)]按鈕。</p><p>　　（注：模擬以后，要求重新回零，

38、如果自己能確定編程的正確與否，可不用模擬，以節(jié)省加工時(shí)間，提高加工效率。）</p><p>　　4.5、用試刀法對刀</p><p>　　(1)用三爪卡盤把毛坯的右端夾緊。</p><p><b>　　(2)裝刀。</b></p><p>　　(3)試切法對外圓車刀</p><p><b&g

39、t;　　(4)輸入磨耗值。</b></p><p>　　按[磨損/外形]的磨損下邊的鍵，出現(xiàn)[偏置/磨損]時(shí)，先用光標(biāo)移動(dòng)在W01的U值上，輸入磨耗值0.5mm。</p><p>　　4.6、自動(dòng)循環(huán)加工</p><p>　　(1)粗加工及半精加工</p><p>　　1）按[編輯方式]，再按[PROG]編程按鈕，出現(xiàn)O0001程

40、序；</p><p>　　2）按[自動(dòng)加工]，再按[單段]，把[進(jìn)給倍率]打到[×60]處，再按[加工循環(huán)]，機(jī)床開始單段循環(huán)加工，當(dāng)車刀走完一段程序段后，[加工循環(huán)]指示燈滅，需再按[加工循環(huán)]，使程序繼續(xù)往下運(yùn)行。</p><p>　　3）當(dāng)程序一次運(yùn)行結(jié)束后，可把[進(jìn)給倍率]打到[×80]或[×100]處，并取消[單段]，使工件連續(xù)循環(huán)加；當(dāng)粗加工循環(huán)結(jié)

41、束后，進(jìn)入半精加工循環(huán)時(shí)，可按[轉(zhuǎn)速升]，并把[進(jìn)給倍率]打到處。</p><p>　　4）加工完畢，用千分尺進(jìn)行測量，如果尺寸沒達(dá)到要求，則需進(jìn)行精加工。</p><p><b>　　(2)精加工</b></p><p>　　1）如果用千分尺測量尺寸還大0.3mm，則修改磨耗值（0.5—0.3）為0.2mm，在[偏置/磨損]時(shí)，先用光標(biāo)移動(dòng)在

42、W01的U值上，輸入磨耗值0.2mm。</p><p>　　2）按[自動(dòng)加工]，再按[加工循環(huán)]，機(jī)床開始循環(huán)精加工。如果尺寸還大一點(diǎn)，只要再修改磨耗值即可。</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　時(shí)光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是畢業(yè)時(shí)節(jié)，這次設(shè)計(jì)在老師指導(dǎo)和同學(xué)的幫助下，使我對數(shù)控加工工藝對刀的整個(gè)工作有了進(jìn)一步的了解，

43、知道數(shù)控加工工藝對刀的設(shè)計(jì)的基本步驟。選擇數(shù)控加工工藝對刀設(shè)計(jì)時(shí)要注意的基本問題，而且對CAD的操作有了進(jìn)一步的了解，鞏固了我以前所學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)。通過這段時(shí)間的努力，我終于完成了這次設(shè)計(jì)，在這個(gè)短暫的日子里，我學(xué)會(huì)了很多以前沒有學(xué)到的知識(shí)，同時(shí)也看到了我的不足。在設(shè)計(jì)中，有很多東西是我在平時(shí)學(xué)習(xí)中學(xué)不到的，因?yàn)樗e聚了以前所學(xué)的知識(shí)。雖然在這次設(shè)計(jì)中困難重重，但通過老師和同學(xué)的指導(dǎo)和支持，我終于走過來了。它讓我看到了團(tuán)結(jié)的力量，體會(huì)到了

44、勝利的喜悅。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]張超英,數(shù)控機(jī)床加工工藝、編程及操作實(shí)訓(xùn)[M]．高等教育出版社，2003，9</p><p>　　[2]倪森壽，機(jī)械制造基礎(chǔ)[M]．高等教育出版社，2005，1 </p><p>　　[3]陳立德，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M]．高等華教育出版社，