數控技術畢業(yè)論文數控加工工藝

1、畢業(yè)設計題目 數控加工工藝 學生姓名 學號 班 級 專 業(yè) 數控技術 分 院 工程分院 指導教師 2010 年 11 月 1 日長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 摘要 裝備工業(yè)的技術水平和現(xiàn)代程度決定著整個國民經濟的水平和現(xiàn)代化程度，數控技術及裝備是新興高新技術產業(yè)和尖端工業(yè)（如信息經濟技術及其產業(yè)、生物技術及其產業(yè)、航空、航天等國防工業(yè)產業(yè)）的使能技術和最基本的裝備就是人類生活的最基本的生產資料，而數控又是當今先進制造技術和裝備核心和技術。當今世界各國制造業(yè)廣泛采用數控技術，以提高制造業(yè)能力和水平，提高對動態(tài)多變市場和適應能力和競爭能力。此外世界上各工業(yè)發(fā)達國家還將數控技術及數控裝備列為國家戰(zhàn)

2、略物資，不僅采取重大措施來發(fā)展自己的數控技術及產業(yè)，而且在“高精尖”數控鍵技術和裝備方面對我國實行封鎖和限制政策?？傊?，大力發(fā)展以數控技術為核心的先進制造業(yè)技術已成為世界各國加速經濟發(fā)展、提高綜合國力和國家地位的重要途徑。 關鍵詞： 數控技術 提高 經濟發(fā)展 綜合國力長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 目錄摘要前言第一章：數控技術和數控機床的發(fā)展趨勢 1.1數控技術 1.11數控機床的發(fā)展趨勢 1.2 fanuc數控系統(tǒng)數控加工中心機床基礎知識 1.21坐標系/對刀點/換刀點 1.22常用基本指令 1.23編程方式 1.24對刀第二章：加工中心工藝方案的制定 2.1計算生產綱領，確定生產類型 2.

3、2分析加工零件的工藝性 2.21分析圖樣 2.22零件的結構工藝性 2.3零件毛坯的種類、形狀、加工方法和尺寸偏差的確定 2.4零件的擬定工藝過程 2.41定位基準的選擇 2.42零件的加工安排順序 2.5機床的選用和工藝裝備 2.51零件切削用量的確定 2.52定裝夾方案、夾具的選擇和刀具的選擇第三章：零件的加工卡片長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 3.1零件圖 3.2 零件的工藝過程卡片 3.3 零件的工序卡片 3.4零件的刀具、量具、工具表第四章：零件的數控程序設計總結參考文獻致謝長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 前言 科學技術的發(fā)展，對機械產品提出了高精度、高復雜性的要求，而且產品的更新?lián)Q

4、代也在加快，這對機床設備不僅提出了精度和效率的要求，而且也對其提出了通用性和靈活性的要求。數控機床就是針對這種要求而產生的一種新型自動化機床。數控機床集微電子技術、計算機技術、自動控制技術及伺服驅動技術、精密機械技術于一體，是高度機電一體化的典型產品。它本身又是機電一體化的重要組成部分，是現(xiàn)代機床技術水平的重要標志。數控機床體現(xiàn)了當前世界機床技術進步的主流，是衡量機械制造工藝水平的重要指標，在柔性生產和計算機集成制造等先進制造技術中起著重要的核心作用。 進入21世紀高職高專的改革和發(fā)展呈現(xiàn)出前所未有的發(fā)展勢頭，學生規(guī)模已占我國教育的半壁江山，成為我國高等教育的一支重要的生力軍。 所以我們做為高

5、職高專的學生一定要把握機會，讓自己能夠在當今社會上有自己的立足之地。下面就是典型的孔及螺紋類加工零件，結合了數控加工特點，用數控車床把該零件進行分析、設計加工方案、加工等，最終形成完整的零件，并且能夠指導實際生產。長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 第一章：數控技術和數控機床的發(fā)展趨勢1.1數控技術數控技術的定義：是利用數字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。用數控技術實施加工控制的機床，或者說裝備了數控系統(tǒng)的機床成為（nc）機床。數控系統(tǒng)包括:數控裝置、可編程控制器、主軸驅動器及進給裝置等部分。1.11數控機床的發(fā)展趨勢 隨著科學技術不斷發(fā)展，數控機床的發(fā)展越來越快，數控機床也正朝著

6、高性能、高精度、高速高柔性化和模塊化方向發(fā)展。高性能：隨著數控系統(tǒng)集成度的增強，數控機床實現(xiàn)多臺集中制，甚至遠距離遙控。高精度：數控機床本身的精度和加工的精度越來越高，而精度保持性要好。高速度:數控機床各軸運行的速度將大大加快。 高柔性：數控機床的柔性化將向自動化程度更高的發(fā)展方向，將管理、物流及各相應輔機集成柔性制造系統(tǒng)。 模塊化：數控機床要縮短周期和降低成本，就必然向模塊化方向發(fā)展，這既有利于制造商又有利于各戶。我國近幾年數控機床雖然發(fā)展較快，但與國際先進水平還有一定的差距，主要表現(xiàn)在：可靠性差，外長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 觀質量差，產品開發(fā)周期長，應變能力差。為了縮短與世界水平的差

7、距，有關專家建議機床企業(yè)應在一下6個方面著力研究：1加大力度實施質量工程，提高數控機床無故障率。2跟蹤國際水平，是數控機床向高效高精方面發(fā)展。3加大成套設計開發(fā)能力上求突破。4發(fā)揮服務優(yōu)勢，擴大市場占有率。5多品種制造，滿足不同層次的用戶。6模塊化設計，縮短開發(fā)周期，快速響應市場。數控機床使用范圍越來越大，國際市場容量也越來越大，但競爭也會加劇，我們之緊跟先進技術進步的大方向，并不斷創(chuàng)新，才能趕超世界先進水平。1.2 fanuc數控加工基礎知識在這一節(jié)中我們了解fanuc數控加工中心作的一些基礎知識。由于內容的要求，我們只作簡要的講解。 1.21坐標系/對刀點/換刀點 坐標系：主要坐標系分為機

8、床坐標系和工件坐標系，前者由廠家設定，工件坐標系：又叫編程坐標系，用來確定工件各要素的位置。 長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 刀點：主要分為對刀點和換刀點，前者刀具相對工件運動的起點（又叫程序起點或起刀點）。后者是換刀的位置點，在加工中心有換刀的程序，在加工零件的時候，我們只要調刀就可以執(zhí)行。 1.22常用基本指令 在?；盏募庸み^程中，我們要用到這些基本指令：進給功能字f用于指定切削的進給速度。主軸轉速功能字s用于指定主軸轉速。 刀具功能字t用于指定加工時所用刀具的編號。輔助功能字m用于指定數控機床輔助裝置的開關動作。準備功能g指令，用于刀具的運動路線 。如下表1.1是g代碼表。 表1.1 g

9、功能字含義表（fanucom系統(tǒng)） g00 快速移動點定位 g70 粗加工循環(huán) g01 直線插補 g71 外圓粗切循環(huán) g02 順時針圓弧插補 g72 端面粗切循環(huán) g03 逆時針圓弧插補 g73 封閉切削循環(huán) g04 暫停 g74 深孔鉆循環(huán) g17 xy平面選擇 g75 外徑切槽循環(huán) g18 zx平面選擇 g76 復合螺紋切削循環(huán) g19 yz平面選擇 g80 撤消固定循環(huán) 長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 g32 螺紋切削 g81 定點鉆孔循環(huán) g40 刀具補償注銷 g90 絕對值編程 g41 刀具半徑補償左 g91 增量值編程 g42 刀具半徑補償右 g92 螺紋切削循環(huán) g43 刀具長

10、度補償正 g94 每分鐘進給量 g44 刀具長度補償負 g95 每轉進給量 g49 刀具長度補償注銷 g96 恒線速控制 g50 主軸最高轉速限制 g97 恒線速取消 g54g59 加工坐標系設定 g98 返回起始平面 gg65 用戶宏指令 g99 返回r平面 1.23編程方式 在編程的過程中，有兩種編程方式：一種是手工編程；另一種是數控自動編程，自動數控編程又分為：圖形數控自動變成、語言數控自動編程和語音數控自動編程三種。手工編程的特點是耗費時間長，容易出現(xiàn)錯誤，無法勝任復雜形狀零件的編程。國外資料統(tǒng)計，手工編程時間與機床實際加工時間平均比是30/1。20%30%機床不能開動的原因是由于手工

11、編程的時間較長引起的。在這節(jié)我們以fanuc系統(tǒng)的編程知識來講解，在這個設計中，我們是以圖形數控自動編程來展開的。 長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 手工編程過程總結：程序的輸入：打開程序保護鎖，按下prog鍵 ，方式開關選擇到編輯狀態(tài) ，dir檢查內存占用情況，輸入oxxxx，按insert鍵（報警的話，說明該文件名存），按reset復位，重新輸入文件名。當我們建立了文件名后，文件名要單獨占一行，每行的結束要用“；”（按eob，在按insert插入），如果順序號沒有出來，我們可以把順序號的功能打開（按offset setting鍵，選擇setting，移動光標鍵，下面有個順序號，參數是“0”，

12、說明沒有順序號，所以我們將它改為“1”，打如input，注意只有在mdi方式下才能改參數，否則要報警），進行程序的輸入。程序比較長的時候，我們可以將程序號的間隔調小，操作如下：mdi方式下按offset setting鍵，按page，找到“10”所在的參數號，將“10”改為“5”，按input鍵。程序輸入完后，我們可以進行程序的修改：替換（在鍵盤緩沖區(qū)輸入要替換的字符，按下alter鍵），刪除（刪除單個字符，光標移動到要刪除的字符按delete；刪除一段，將光標移動到要刪除的那一段上），程序輸入完了后鎖上。程序的檢索，例如檢索o313按下面步驟進行操作方式在編輯狀態(tài)下按prgrm（進入程序畫面

13、）輸入查找的程序號o313按箭頭向下的光標鍵找o313程序號。程序的刪除，例如刪除o313按下面步驟進行：操作方式在編輯狀態(tài)下打開程序保護鎖按prgrm（進入程序畫面）輸入刪除的程序號o313按箭頭向下的光標鍵找o313程序號鍵入刪除的程序號o313長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 按delet操作完畢、鎖上程序保護鎖按功能軟件上的lid查看o313程序是否在程序例表中。124對刀 對刀的方法直接影響工件的加工精度。所以對于不同的加工零件，我們要選擇不同的對刀方法。 x和y向對刀，對于圓柱孔（或圓柱面）零件時： （1）我們采用杠桿百分表（或千分表）對刀，這種對刀方法精度高，但是比較麻煩。 （2）

14、采用尋邊器對刀，對于精度不太高，比較直觀。 x和y向對刀，當對刀點為互相垂直直線的交點時： （1）采用刀具試切對刀。（2）采用尋邊器對刀，精度高。 在z向對刀，z向對刀數據與刀具在刀柄上的裝夾長度及工件坐標系的z向零點位置有關，它確定工件坐標系的零點在機床坐標系中的位置。加工中心采用長度補償來做。為了損傷工件表面，在本設計中我們采用采用對刀桿對刀。移動機床將刀桿分別從x、y慢慢靠近工件，若x方向顯示的是x1，y方向顯示的是y1。再反方向得到x2，y2則分別記下此數據。我們采用g54坐標系，記下x、y的值，按pos鍵，輸入到g54坐標系中。程序原點x、y的計算方法如下：長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專

15、用紙 x=（x1x2）/2 y=（y1y2）/2 z軸偏值：將株洲移動到工件的上表面，并與工件有微量的切削，紀錄此值。按systemsff/set偏值，把z軸的工件坐標值輸入到對應的刀號的刀偏表長度補償中。把計算的結果輸入工件偏置畫面中的g54中。 長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 第二章：加工中心工藝方案的制定2.1計算生產綱領，確定生產類型生產綱領的定義:生產綱領是指企業(yè)在計劃期間應當生產的產品產量和進度計劃。計劃期常為一年，所以生產綱領常稱為年產量。 生產綱領的公式: 對于零件而言，產品的產量除了制造機器所需要的數量之外，還要包括一定的備品和廢品，因此零件的生產綱領應按下式計算： nqn（

16、1+a）（1+b）（1） 式中： n零件的年產量（件/年）； q產品的年產量（臺/年）； n每臺產品中該零件的數量（件/臺）； a該零件的備品率（備品百分率）； b該零件的廢品率（廢品百分率）。長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 按產量策略劃分的生產類型根據產品生產的重復程度和工作的專業(yè)化程度，可以 把生產過程分為大量生產、單件生產和成批生產類型。 零件的生產綱領n則由下式計算： n =qn（1+a）（1+b） 式中： q 產品的年產量n 單臺產品中該零件的數量 a 備品率，以百分數計 本零件為單件生產2.2分析加工零件的工藝性2.21分析圖樣（1）尺寸標注方法分析 （2）零件圖的完整性與正確性分

17、析 （3）零件技術要求分析（4）零件材料分析長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 2.22零件的結構工藝性 此零件為一個軸類的配合件，件一零件：有錐度，倒角，有球，盲孔，因為孔里有內螺紋，所以在螺紋后面有內溝內槽 件二：外螺紋，倒角，因為有外螺紋所以要有外退刀槽，有半球2.3零件毛坯的種類、形狀、加工方法和尺寸偏差的確定 零件的種類：軸類零件 形狀：長方形 加工方法：件一和件二采用螺紋配合的裝夾方式進行加工 尺寸偏差：0和-0.025、0和-0.03、0和-0.052.4零件的擬定工藝過程1、表面加工方法的選擇（1）要保證加表面的加工精度和表面粗糙度的要求 ra：3.2um 6.3um (2)應考慮

18、生產率和經濟性的要求 例如大批量生產時，盡量采用高效率的先進加工方法，如拉削內孔與平面等。但在年產量不大的情況下，應采用一般的加工方法，如鏜孔或長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 鉆、擴、鉸孔以及銑或刨平面等。2、應考慮工件的材料該零件用的是45號鋼：45號鋼：是gb中的叫法,jis中稱為:s45c,astm中稱為1045,080m46,din稱為:c45 。國內常叫45號鋼，也有叫“油鋼”。一般，市場現(xiàn)貨熱軋居多。冷軋規(guī)格1.04.0mm之間?；瘜W成分含碳（c）量是0.420.50%，si含量為0.170.37%，mn含量0.500.80%，cr含量=0.25%。45鋼是軸類零件的常用材料，它價

19、格便宜經過調質（或正火）后，可得到較好的切削性能，而且能獲得較高的強度和韌性等綜合機械性能，淬火后表面硬度可達4552hrc3、加工階段的劃分（1）粗加工階段高效的切除個加工表面上的大部分余量，是毛坯在形狀和尺寸上接近零件成品（2）半精加工階段減小粗加工后留下的誤差，使被加工工件達到一定精度，為精加工作準備，并完成一些次要表面的加工（如鉆孔、攻螺紋、銑鍵槽）。（3）精加工階段保證各主要表面達到圖樣規(guī)定的質量要求（4）光整加工階段對于精度很高的零件需要安排2.41定位基準的選擇我們采用六點定位原理進行工件的定位，要使工件沿某個方向的位置確定，即要限制該方向上的自由度，當工件的六個自由度被夾具限制

20、即確定了工件的正確位置。 該零件的精基準選互為基準的原則，為了使加工面獲得均勻的加工余量和加工面間有較高的位置精度，可保證零件的同軸度2.42零件的加工安排順序（1）加工件二左端的外螺紋（2）以毛坯一外圓表面作為裝夾面，手動車削毛坯一的端面并對刀（3）車削件一的左端達到要求（4）調頭裝夾38mm的外圓處，加工件一得內輪廓、內溝槽及內螺紋達到要求。保證配合精度(5) 件一和件二處采用螺紋配合，加工件二的端面，保證總長（6）組合加工球面s48mm及32mm的外圓柱長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 2.5機床的選用和工藝裝備華中數控車床，設備型號：cka6140工藝裝備：有刀具、量具、工具、卡具2.5

21、1零件切削用量的確定切削用量是切削時各運動參數的總稱，包括切削速度、進給量和背吃刀量（切削深度）。 切削用量與某一工序的切削用量有密切關系的刀具壽命（見金屬切削原理），一般分為該工序單件成本最低的經濟壽命和最大生產率壽命兩類。按前者選擇的切削用量稱為最低成本切削用量，這是通常使用的；按后者選擇的切削用量稱為最大生產率切削用量，一般在生產任務緊迫時使用。 長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 相關參數1切削速度vc 是指刀具切削刃上選定點相對于工件待加工表面在主運動方的瞬時速度單位為m/min。 2進給量f 在主運動每轉一轉或每一行程時（或單位時間內），刀具與工件之間沿進給運動方向的相對位移，單位mm

22、/s。 3背吃刀量（切削深度）ap 待加工表面與已加工表面之間的垂直距離，單位mm。 數控機床加工工件時，其切削用量都預先編入程序中，在正常情況下人工不予改變。只是在試切削或出現(xiàn)異常情況時，才通過改變刀具偏置、通過倍率輪改變進給轉速或重新編寫程序來調節(jié)切削用量。 影響數控加工切削用量主要有下列因素： （1） 機床 （2） 刀具 （3） 工件 （4） 切削液工步1a. 確定背吃刀量ap。單邊加工余量為1.5mm，粗車取ap12mm，精車取ap0.5mm。邊長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 b. 確定進給量f。根據工件材料、刀桿截面尺寸、工件直徑及背吃刀量粗車進給量查機械加工工藝師手冊表27-2得f

23、0.4mm/r，為了確保表面粗糙度精車進給量取f0.1mm/r。c. 確定切削速度vc。查機械加工工藝師手冊表27-22得粗車切削速度vc122m/min，精車切削速度vc146m/min。粗車時機床主軸轉速為n1214/min精車為了保證工件表面粗糙度，采用恒線速切削。工步2a. 粗車工步 單邊最大余量為9，粗車背吃刀量選為ap2mm，精車粗車取ap0.4mm，進給量查機械加工工藝師手冊表27-2得f0.4mm/r。切削速度vc。查機械加工工藝師手冊表27-22粗車切削速度vc109m/min。計算機床主軸轉速為12141946 r/min。其中最高轉速計算為：n1946（r/min）取機床

24、轉速為1200r/min，則切削速度vc90.4109m/minb. 精車工步 精車背吃刀量選為ap0.4mm，精車進給量取f0.1mm/r，精車切削速度vc146m/min。精車用恒線速切削。c. 切槽工步 進給量查機械加工工藝師手冊表27-8取f0.08mm/r長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 結合刀具推薦值切削速度為vc100m/min，計算機床主軸轉速為1446-1592r/min。其中最高轉速計算為：n2123r/mind. 車螺紋工步 徑向進給選為0.10mm/刀、切削速度vc 110m/min，機床主軸轉速為：n1946（r/min）2.52定裝夾方案、夾具的選擇和刀具的選擇該零件

25、是一個兩件組合件，為了保證件一和件二的配合精度，件一和件二采用螺紋配合的裝夾方式進行加工 夾具：三爪夾盤 刀具：盲孔刀、槽刀、螺紋刀、外圓車刀長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 第三章：零件的加工卡片3.1零件圖技術要求：保證零件的表面粗糙度，如圖 保證零件的配合精度 零件的尺寸誤差要在公差范圍內長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 3.2零件的工藝過程卡片長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 3.3零件的工序卡片長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 3.4零件的刀具、量具、工具表長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 第四章：零件的加工程序程序：6541 ozhou;n10 m03 s600;n20 t0101;n30

26、m08;n40 g00 x52 z2;n50 g71 u1.5 r1 p110 q150 x0.3 z0.1 f150;n60 g00 x100 z100;n70 m05;n80 m00;n90 m03 s1200 t0101;n100 g00 x52 z2;n110 g01 x19.8 f80;n120 z0;n130 x23.8 z-2;n140 z-20;n150 x52;n160 g00 x100 z100;長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 n170 t0202;n180 m03 s500;n190 g00 x26;n200 z-20;n210 g01 x20 f80;n220 x26;

27、n230 z-19;n240 x20;n250 x26;n260 g00 x100 z100;n270 t0303;n280 m03 s400;n290 g00 x24 z3;n300 g82 x23.2 z-16 c1 f1.5;n310 x22.6 z-16 f1.5;n320 x22.2 z-16 f1.5;n330 x22.05 z-16 f1.5;n340 x21.05 z-16 f1.5;n350 g00 x100 z100;長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 n360 m09;n370 m30;件一左端加工程序6542;n10 m03 s600;n20 t0101 m08;n30 g

28、00 x52 z2;n40 g71 u1.5 r1 p110 q230 x0.3 z0.1 f150;n50 g00 x100 z100;n60 m05;n70 m00;n80 m03 s1200;n90 g00 x52 z2;n100 t0101;n110 g42 g01 x18 f80;n120 z0;n130 x20 z-1;長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 n140 z-13;n150 x26;n160 x29 z-28n170 x36;n180 x38 z-29;n190 z-43;n200 x46 z-44;n210 x46 z-44;n220 z-60;n230 x52;n240

29、g00 g40 x100 z100;n250 m09;n260 m30;加工件一的右端內輪廓及螺紋6543;n10 m03 s600;n20 t0404 m08;長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 n30 g00 x52 z2;n40 g71 u1 r1 p110 q150 x-0.3 z0.1 f120;n50 g00 x100 z100;n60 m05;n70 m00;n80 m03 s1000;n90 t0101;n100 g00 x18 z2;n110 g01 x27 f60;n120 z0;n130 x22.5 z-1.5;n140 z-28;n150 g01 x18;n160 g00 z100;n170 x100;n180 m03 s400;n190 t0505;n200 g00 x22;n210 z-25;長春職業(yè)技術學院畢業(yè)設計專用紙 n220 g01 x25 f100;n230 x22;n240 z-23;n250 x25;n260 x22;n270 g00 z100;n280 x100;n290 t0606;n300 g00 x20 z2;n310 g82 x2302 z-22 c1 f1.5;n320 x23.6 z-22