數(shù)控技術與數(shù)控機床畢業(yè)論文

1、江蘇省徐州機電工程高等職業(yè)學校畢 業(yè) 論 文（2012屆）題 目： 數(shù)控機床的運用詳解 姓 名： 學 號： 系 部： 數(shù)控技術系 班 級： 指導教師： 2012年4月 日現(xiàn)代的cad/cam、fms、cims、敏捷制造和智能制造技術，都是建立在數(shù)控技術之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術知識是現(xiàn)代機電類專業(yè)學生必不可少的。本次設計內(nèi)容介紹了數(shù)控加工的特點、加工工藝分析以及故障排除。同時指出維修中的注意點。關鍵詞 數(shù)控技術 加工工藝 故障 排除目 錄第一章 數(shù)控機床的產(chǎn)生第二章 國內(nèi)外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展 2.1 我國數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展2.2 國外數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展2.4.1 數(shù)控車的工藝與工裝削注意點4.1.1 合理選

2、擇切削用量4.1.2 合理選擇刀具4.1.3 合理選擇夾具4.1.4 確定加工路線4.1.5 加工路線與加工余量的聯(lián)系4.2 零件的合理加工工藝4.3 工藝流程中考慮下列因素第三章 數(shù)控機床的分類3.1 按加工工藝方法分類 1.金屬切削類數(shù)控機床點位控制數(shù)控機床的數(shù)控裝置稱為點位數(shù)控裝置。 2直線控制數(shù)控機床 直線控制數(shù)控機床可控制刀具或工作臺以適當?shù)倪M給速度，沿著平行于坐標軸的方向進行直線移動和切削加工，進給速度根據(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，只有兩個坐標軸，可加工階梯軸。直線控制的數(shù)控銑床，有三個坐標軸，可用于平面的銑削加工?，F(xiàn)代組合機床采用數(shù)控進給伺服系統(tǒng)，驅(qū)動

3、動力頭帶有多軸箱的軸向進給進行鉆鏜加工，它也可算是一種直線控制數(shù)控機床。 數(shù)控鏜銑床、加工中心等機床，它的各個坐標方向的進給運動的速度能在一定范圍內(nèi)進行調(diào)整，兼有點位和直線控制加工的功能，這類機床應該稱為點位/直線控制的數(shù)控機床。 3輪廓控制數(shù)控機床 輪廓控制數(shù)控機床能夠?qū)蓚€或兩個以上運動的位移及速度進行連續(xù)相關的控制，使合成的平面或空間的運動軌跡能滿足零件輪廓的要求。它不僅能控制機床移動部件的起點與終點坐標，而且能控制整個加工輪廓每一點的速度和位移，將工件加工成要求的輪廓形狀。 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)控機床。數(shù)控火焰切割機、電火花加工機床以及數(shù)控繪圖機等也采

4、用了輪廓控制系統(tǒng)。輪廓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 第四章 數(shù)控車的工藝與工裝削4.1 數(shù)控車的工藝與工裝削注意點數(shù)控車床加工的工藝與普通車床的加工工藝類似，但由于數(shù)控車床是一次裝夾，連續(xù)自動加工完成所有車削工序，因而應注意以下幾個方面。 4.1.1 合理選擇切削用量 對于高效率的金屬切削加工來說，被加工材料、切削工具、切削條件是三大要素。這些決定著加工時間、刀具壽命和加工質(zhì)量。經(jīng)濟有效的加工方式必然是合理的選擇了切削條件。 切削條件的三要素：切削速度、進給量和切深直接引起刀具的損傷。伴隨著切削速度的提高，刀尖溫度會上升，會產(chǎn)生機械的、化學的、熱的磨損。切削速度提高20%，刀具壽命會減少1/2。 進給條件與

5、刀具后面磨損關系在極小的范圍內(nèi)產(chǎn)生。但進給量大，切削溫度上升，后面磨損大。它比切削速度對刀具的影響小。切深對刀具的影響雖然沒有切削速度和進給量大，但在微小切深切削時，被切削材料產(chǎn)生硬化層，同樣會影響刀具的壽命。 用戶要根據(jù)被加工的材料、硬度、切削狀態(tài)、材料種類、進給量、切深等選擇使用的切削速度。 最適合的加工條件的選定是在這些因素的基礎上選定的。有規(guī)則的、穩(wěn)定的磨損達到壽命才是理想的條件。 然而，在實際作業(yè)中，刀具壽命的選擇與刀具磨損、被加工尺寸變化、表面質(zhì)量、切削噪聲、加工熱量等有關。在確定加工條件時，需要根據(jù)實際情況進行研究。對于不銹鋼和耐熱合金等難加工材料來說，可以采用冷卻劑或選用剛性好

6、的刀刃。 合理選擇切削用量的原則是，粗加工時，一般以提高生產(chǎn)率為主，但也應考慮經(jīng)濟性和加工成本；半精加工和精加工時，應在保證加工質(zhì)量的前提下，兼顧切削效率、經(jīng)濟性和加工成本。具體數(shù)值應根據(jù)機床說明書、切削用量手冊，并結(jié)合經(jīng)驗而定。 切削深度t。在機床、工件和刀具剛度允許的情況下，t就等于加工余量，這是提高生產(chǎn)率的一個有效措施。為了保證零件的加工精度和表面粗糙度，一般應留一定的余量進行精加工。數(shù)控機床的精加工余量可略小于普通機床。 切削寬度l。一般l與刀具直徑d成正比，與切削深度成反比。經(jīng)濟型數(shù)控加工中，一般l的取值范圍為：l=（0.60.9）d。 切削速度v。提高v也是提高生產(chǎn)率的一個措施，但

7、v與刀具耐用度的關系比較密切。隨著v的增大，刀具耐用度急劇下降，故v的選擇主要取決于刀具耐用度。另外，切削速度與加工材料也有很大關系，例如用立銑刀銑削合金剛30crni2mova時，v可采用8m/min左右；而用同樣的立銑刀銑削鋁合金時，v可選200m/min以上。 主軸轉(zhuǎn)速n(r/min)。主軸轉(zhuǎn)速一般根據(jù)切削速度v來選定。計算公式為：式中，d為刀具或工件直徑（mm）。數(shù)控機床的控制面板上一般備有主軸轉(zhuǎn)速修調(diào)（倍率）開關，可在加工過程中對主軸轉(zhuǎn)速進行整倍數(shù)調(diào)整。 進給速度vf 。vf應根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具和工件材料來選擇。vf的增加也可以提高生產(chǎn)效率。加工表面粗糙度要求

8、低時，vf可選擇得大些。在加工過程中，vf也可通過機床控制面板上的修調(diào)開關進行人工調(diào)整，但是最大進給速度要受到設備剛度和進給系統(tǒng)性能等的限制。隨著數(shù)控機床在生產(chǎn)實際中的廣泛應用，數(shù)控編程已經(jīng)成為數(shù)控加工中的關鍵問題之一。在數(shù)控程序的編制過程中，要在人機交互狀態(tài)下即時選擇刀具和確定切削用量。因此，編程人員必須熟悉刀具的選擇方法和切削用量的確定原則，從而保證零件的加工質(zhì)量和加工效率，充分發(fā)揮數(shù)控機床的優(yōu)點，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和生產(chǎn)水平。4.1.2 合理選擇刀具 1) 粗車時，要選強度高、耐用度好的刀具，以便滿足粗車時大背吃刀量、大進給量的要求。 2) 精車時，要選精度高、耐用度好的刀具，以保證加工

9、精度的要求。 3) 為減少換刀時間和方便對刀，應盡量采用機夾刀和機夾刀片。4.1.3 合理選擇夾具 1) 盡量選用通用夾具裝夾工件，避免采用專用夾具； 2) 零件定位基準重合，以減少定位誤差。 4.1.4 確定加工路線 加工路線是指數(shù)控機床加工過程中，刀具相對零件的運動軌跡和方向。 1) 應能保證加工精度和表面粗糙要求； 2) 應盡量縮短加工路線，減少刀具空行程時間。4.1.5 加工路線與加工余量的聯(lián)系 目前，在數(shù)控車床還未達到普及使用的條件下，一般應把毛坯上過多的余量，特別是含有鍛、鑄硬皮層的余量安排在普通車床上加工。如必須用數(shù)控車床加工時，則需注意程序的靈活安排。4.2 典型類零件的合理加

10、工工藝。 軸類零件：銑端面打中心孔數(shù)控車床（粗加工）數(shù)控磨床（精加工）； 法蘭和盤類件：數(shù)控車床（粗加工）車削中心（精加工）； 腔模具零件：普通機床加工外形及基面數(shù)控銑床加工型面高速數(shù)控銑精加工拋光或電腐蝕型面； 板類零件：雙軸銑床或龍門銑床加工大平面立式加工中心上加工各類孔； 箱體零件：立式加工中心上加工底面臥式加工中心上加工四周面各工藝面。 4.3 在安排工藝流程中考慮下列因素： (1) 選擇最短的加工工藝流程。 (2) 數(shù)控機床有相當大適應性，但也不是萬能的，從經(jīng)濟觀點考慮，典型工件族中每一種零件都有一個經(jīng)濟批量，應在經(jīng)濟批量基礎上使用比較先進的工藝手段。 (3) 盡量發(fā)揮機床的各種工藝

11、特點，追求最大限度地發(fā)揮數(shù)控機床的綜合加工能力特長(多工序集中的工藝特點)，應在生產(chǎn)流程中配置最少的機床數(shù)量、最少的工藝裝備和夾具。 (4) 要考慮生產(chǎn)線或生產(chǎn)車間的各種設備能力的平衡。作為單臺數(shù)控機床的選擇或一條生產(chǎn)線的配置，單一的設備不可能完全包下一個工件的全部加工工序，必然有和其他設備的工序轉(zhuǎn)接，各設備之間的生產(chǎn)能力要平衡，滿足生產(chǎn)節(jié)拍的綜合要求，所以安排每臺設備上的工序數(shù)量、加工工序順序等既要發(fā)揮各臺數(shù)控機床的特長、滿足精度要求，還要進一步應考慮各臺機床上工件轉(zhuǎn)序時工藝基準的合理使用。 (5) 在安排數(shù)控加工工藝中經(jīng)常碰到的問題是工序集中與工藝加工漸精原則的矛盾。在數(shù)控機床的使用上，人

12、們普遍采用將多工序集中在一臺機床上完成的工藝集中原則，以此來追求提高生產(chǎn)率，縮短零件加工周期，甚至希望工件在一次裝卡中全部加工完畢。但實際上對一些復雜的、精度要求較高的工件，由于在加工過程中的熱變形、內(nèi)應力引起的工件變形、工夾具夾緊變形、熱處理要求時效等工藝因素和程編者操作因素等，很難一次裝卡完成全部加工?；竟に嚋蕜t中對加工零件的逐步精化要求制約著工序集中的數(shù)量，妥善處理這兩者矛盾是數(shù)控加工工藝的重要內(nèi)容。 (6) 在對典型工件族工藝流程的安排中，應妥善安排各臺機床和生產(chǎn)線的手工調(diào)整和檢測等工作，即人工干預的影響。企業(yè)要根據(jù)自身的技術裝備能力、技術水平和技術改造投入的力度，確定在工藝流程中人

13、工干預的程度，這決定了對選擇數(shù)控機床的自動化水平和功能要求。應客觀考慮適當采用手工調(diào)整來補充企業(yè)要達到完全自動化的能力，對企業(yè)的工藝能力和設備水平確切定位。 第五章 故障排除方法（1）初始化復位法：一般情況下，由于瞬時故障引起的系統(tǒng)報警，可用硬件復位或開關系統(tǒng)電源依次來清除故障，若系統(tǒng)工作存貯區(qū)由于掉電，拔插線路板或電池欠壓造成混亂，則必須對系統(tǒng)進行初始化清除，清除前應注意作好數(shù)據(jù)拷貝記錄，若初始化后故障仍無法排除，則進行硬件診斷。 （2）參數(shù)更改，程序更正法：系統(tǒng)參數(shù)是確定系統(tǒng)功能的依據(jù)，參數(shù)設定錯誤就可能造成系統(tǒng)的故障或某功能無效。有時由于用戶程序錯誤亦可造成故障停機，對此可以采用系統(tǒng)的塊

14、搜索功能進行檢查，改正所有錯誤，以確保其正常運行。 （3）調(diào)節(jié)，最佳化調(diào)整法：調(diào)節(jié)是一種最簡單易行的辦法。通過對電位計的調(diào)節(jié)，修正系統(tǒng)故障。如某廠維修中，其系統(tǒng)顯示器畫面混亂，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。如在某廠，其主軸在啟動和制動時發(fā)生皮帶打滑，原因是其主軸負載轉(zhuǎn)矩大，而驅(qū)動裝置的斜升時間設定過小，經(jīng)調(diào)節(jié)后正常。 最佳化調(diào)整是系統(tǒng)地對伺服驅(qū)動系統(tǒng)與被拖動的機械系統(tǒng)實現(xiàn)最佳匹配的綜合調(diào)節(jié)方法，其辦法很簡單，用一臺多線記錄儀或具有存貯功能的雙蹤示波器，分別觀察指令和速度反饋或電流反饋的響應關系。通過調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)器的比例系數(shù)和積分時間，來使伺服系統(tǒng)達到即有較高的動態(tài)響應特性，而又不振蕩的最佳工作狀態(tài)。在現(xiàn)場沒有

15、示波器或記錄儀的情況下，根據(jù)經(jīng)驗，即調(diào)節(jié)使電機起振，然后向反向慢慢調(diào)節(jié)，直到消除震蕩即可。 （4）備件替換法：用好的備件替換診斷出壞的線路板，并做相應的初始化啟動，使機床迅速投入正常運轉(zhuǎn)，然后將壞板修理或返修，這是目前最常用的排故辦法。 （5）改善電源質(zhì)量法：目前一般采用穩(wěn)壓電源，來改善電源波動。對于高頻干擾可以采用電容濾波法，通過這些預防性措施來減少電源板的故障。 （6）維修信息跟蹤法：一些大的制造公司根據(jù)實際工作中由于設計缺陷造成的偶然故障，不斷修改和完善系統(tǒng)軟件或硬件。這些修改以維修信息的形式不斷提供給維修人員。以此做為故障排除的依據(jù)，可正確徹底地排除故障。 第六章 維修中應注意的事項（

16、1）從整機上取出某塊線路板時，應注意記錄其相對應的位置，連接的電纜號，對于固定安裝的線路板，還應按前后取下相應的壓接部件及螺釘作記錄。拆卸下的壓件及螺釘應放在專門的盒內(nèi)，以免丟失，裝配后，盒內(nèi)的東西應全部用上，否則裝配不完整。 （2）電烙鐵應放在順手的前方，遠離維修線路板。烙鐵頭應作適當?shù)男拚赃m應集成電路的焊接，并避免焊接時碰傷別的元器件。 （3）測量線路間的阻值時，應斷電源，測阻值時應紅黑表筆互換測量兩次，以阻值大的為參考值。 （4）線路板上大多刷有阻焊膜，因此測量時應找到相應的焊點作為測試點，不要鏟除焊膜，有的板子全部刷有絕緣層，則只有在焊點處用刀片刮開絕緣層。 （5）不應隨意切斷印刷

17、線路。有的維修人員具有一定的家電維修經(jīng)驗，習慣斷線檢查，但數(shù)控設備上的線路板大多是雙面金屬孔板或多層孔化板，印刷線路細而密，一旦切斷不易焊接，且切線時易切斷相鄰的線，再則有的點，在切斷某一根線時，并不能使其和線路脫離，需要同時切斷幾根線才行。 （6）不應隨意拆換元器件。有的維修人員在沒有確定故障元件的情況下只是憑感覺那一個元件壞了，就立即拆換，這樣誤判率較高，拆下的元件人為損壞率也較高。 （7）拆卸元件時應使用吸錫器及吸錫繩，切忌硬取。同一焊盤不應長時間加熱及重復拆卸，以免損壞焊盤。 （8）更換新的器件，其引腳應作適當?shù)奶幚?，焊接中不應使用酸性焊油?（9）記錄線路上的開關，跳線位置，不應隨意

18、改變。進行兩極以上的對照檢查時，或互換元器件時注意標記各板上的元件，以免錯亂，致使好板亦不能工作。 （10）查清線路板的電源配置及種類，根據(jù)檢查的需要，可分別供電或全部供電。應注意高壓，有的線路板直接接入高壓，或板內(nèi)有高壓發(fā)生器，需適當絕緣，操作時應特別注意。 最后，我覺得：維修不可墨守陳規(guī)，生搬理論的東西，一定要結(jié)合當時當?shù)氐膶嶋H情況，開闊思路，逐步分析，逐個排除，直至找到真正的故障原因。 第七章 數(shù)控加工的優(yōu)點大量減少工裝數(shù)量，加工形狀復雜的零件不需要復雜的工裝。如要改變零件的形狀和尺寸，只需要修改零件加工程序，適用于新產(chǎn)品研制和改型。加工質(zhì)量穩(wěn)定，加工精度高，重復精度高，適應飛行器的加工要求。多品種、小批量生產(chǎn)情況下生產(chǎn)效率較高，能減少生產(chǎn)準備、機床調(diào)整和工序檢驗的時間，而且由于使用最佳切削量而減少了切削時間。可加工常規(guī)方法難于加工的復雜型面，甚至能加工一些無法觀測的加工部位。數(shù)控加工的缺點是機床設備費用昂貴，要求維修人員具有較高水平?？?結(jié)本論文在各位老師的悉心指導和嚴格要求下已完成。在學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深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