10数控张斌典型零件数控加工工艺毕业设计.docx

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10数控张斌典型零件数控加工工艺毕业设计

底职业技术学院

毕业论文设计

题目：

典型零件的数控加工工艺设计

专业：

数控技术

姓名：

张斌

系部：

机电工程系

学号：

201004050139

班级：

10数控大一班

指导老师：

张翠娟老师

日期：

2013年1月2日

前言

目前，市场急需数控技术人才，而现代高新技术企业在数控方面既需要有扎实的基础理论知识研发型人才，更需要有较强动手能力的技能型人才。

根据市场的需求，必须加强实践的学习，以培养自己解决实际问题的基本技能。

数控加工工艺在数控技术应用专业中占有极其重要的位置，学习数控加工工艺的目的之一就是具备中等复杂程度零件的数控加工工艺能力。

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、医疗、轻工等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需要装备的数字化已是现代发展的大趋势。

总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。

本人以严谨务实的认真态度进行了此次设计，但由于知识水平与实际经验有限。

在设计中会出现一些错误、缺点和疏漏，诚请评审老师提出批评和指正。

关键词：

数控技术；数控加工；数控加工工艺；数控编程。

1.4数控技术发展趋势8

1.4.3体系结构的发展方向…....................................................................10

2.1零件图的技术要求…...........................................................................11

2.4数控加工工艺的基本特点….................................................................13

4.3数控加工工艺规程的制订…................................................................19

4.4工艺路线的拟定…...............................................................................21

4.4.1加工方法的选择…............................................................................21

4.4.2加工顺序的安排…............................................................................22

4.4.3划分方法….......................................................................................23

6.6程序的编写…..................................................................................27

第七章典型轴类零件加工工艺…..............................................................31

7.1零件图分析…...................................................................................32

7.2制订加工工艺…..............................................................................32

7.2.1确定装夹方案…............................................................................32

7.2.2确定加工顺序及进给路线…..........................................................32

7.2.3选择刀具…...................................................................................33

7.2.4选择切削用…................................................................................33

7.3编制数控加工程序….........................................................................34

第八章套类零件的工艺分析…................................................................36

8.1零件图的分析…...............................................................................37

8.2工序的划分…..................................................................................37

8.3制定加工工艺…..............................................................................37

8.3.1确定装夹方案…............................................................................37

8.3.2确定加工顺序及进给路线…..........................................................37

8.4切削用量的选择…............................................................................39

8.5编制数控加工程序…........................................................................40

第九章螺纹车削加工工艺分析…............................................................42

9.1零件图的分析…...............................................................................43

9.2加工方案及加工路线的确定…..........................................................44

9.2.1零件的装夹及夹具的选择…..........................................................44

9.2.2刀具和切削用量的选择…..............................................................44

9.2.3尺寸计算…...................................................................................44

9.3程序编程…......................................................................................45

第十章结束语…....................................................................................47

第十一章致谢词…................................................................................48

参考文献…...............................................................................................49

Abstract

̥

numericalcontroltechnologyistousedigitalinformationtomechanicalmotionandworkingprocesscontroltechnology,numericalcontrolequipmentinthenumericalcontroltechnology,asarepresentativeofthenewtechnologytothetraditionalmanufacturingindustryandemergingmanufacturingthepenetrationoftheformationoftheelectromechanicalintegrationproducts,theso-calleddigitalequipment,notonlythenumericalcontroltechnologyapplicationforthetraditionalmanufacturingindustryhasbroughttherevolutionarychange,makethemanufacturingindustrytobecomethesymbolofindustrialization,andalongwithnumericalcontroltechnologyunceasingdevelopmentandapplicationdomainexpansion,andthepeople'slivelihoodofsomeimportantindustry（IT,automobile,medical,lightindustry,thedevelopmentofplayingamoreandmoreimportantrole,becausetheseindustryneedtoequipthedigitizationalreadyisthemoderndevelopmenttrends.Andthenumericalcontrolprocessingtechnologyiswiththegenerationanddevelopmentofnumericalcontrolmachineandimprovedstepbystepupanapplicationofthetechnology,isthemechanicalmanufacturingpersonnelengagedinthenumericalcontrolprocessingtimeofexperience.Ncmachiningtechnologyistousethemethodofnumericalcontrolmachinetoolprocessingcomponents.Inthenumericalcontrolprocessing,theuseoftherotarymotionofthestraight-linemovementandthecuttingtoolorcurvemotiontochangethesizeandshapeoftheblank,theblankprocessingincompliancewiththerequirementofaccuracyparts.Thenumericalcontrolturningprocessingistousetherotarymotionofthecuttingtoolrelativetotheworkpiececuttingprocessingmethod.Turningbackformachiningparts,internalandexternalconesurfaceandface,circulararcsurface,groove,threadandrotaryshapeface,theuseofthecuttingtoolsismainlylathetool.Thenumericalcontrolturningprocessingisthetypicalrepresentativeofmodernmanufacturingtechnology,manufacturingineveryfieldofthewidelyapplicationsuchasaerospace,automotive,precisionmachinery,etc.Inshort,itisfromdrawingstogetthewholeprocessofncmachiningprocess.Theindustryhasbecomeanindispensableprocessingmethod.

Keywords:

thenumericalcontroltechnology;Turningprocessing;Numericalcontrolprocessingtechnology;CNCprogramming

概述

通过这次设计可以使我们学会对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高综合分析问题和解决问题的能力，以及培养科学的研究和创造能力。

随着社会经济的快速发展，人们对生活用品的要求也越来越高，企业对生产效率也有相应的提高。

数控机床的出现实现了广大人们的这一愿望。

数控车削加工工艺是实现产品设计、保证产品的质量、保证零件的精度，节约能源、降低消耗的重要手段。

是企业进行生产准备、计划调度、加工操作、安全生产、技术检测和健全劳动组织的重要依据。

也是企业对高品质、高品种、高水平，加速产品更新，提高经济效益的技术保证。

这不但满足了广大消费者的目的，即实现了产品多样化、产品高质量、更新速度快的要求，同时推动了企业的快速发展，提高了企业的生产效率。

机械工业是国民经济各部门的装备军，而数控加工在机械行业占有领头羊的地位，因此国民经济各部门的生产技术水平和所取得的经济效益，在很大程度上取决于机械行业和数控行业中所能提供的机械装备的技术性能、指令和可靠性。

因此数控加工技术水平和生产规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。

数控工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造工艺过程和操作方法的工艺文件，它将直接影响企业产品质量、效益、竞争能力。

本文通过对典型轴类零件数控加工工艺的分析，对零件进行编程加工，给出了对于典型零件数控加工工艺分析的方法，对于提高制造质量、实际生产具有一定的意义。

第一章、选择本课题的目的及意义

1.1数控技术

数控技术（NumericalControl）是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信息实现机床控制的一种方法。

数字控制机床（NmericallyControlMachineTool）是采用数控技术的机床，简称数控机床。

数控机床是一种装有数控系统的机床，该系统能逻辑地处理具有使用数字号码或其他符号编码指令规定的程序。

数控系统是一种控制系统，它能自动完成信息的输入、译码、运算，从而控制机床的运动和加工过程。

1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。

数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。

1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。

它是采用计算机实现数字程序控制的技术。

这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。

由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。

1.2数控编程

数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。

在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。

由于生产实际的强烈需求，国内外都对数控编程技术进行了广泛的研究，并取得了丰硕成果。

数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。

它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点（cutterlocationpoint简称CL点）。

刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点，多轴加工中还要给出刀轴矢量。

1.3数控仿真技术

从工程的角度来看，仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个已有的或设计中的系统。

分析复杂的动态对象，仿真是一种有效的方法，可以减少风险，缩短设计和制造的周期，并节约投资。

计算机仿真就是借助计算机，利用系统模型对实际系统进行实验研究的过程。

它随着计算机技术的发展而迅速地发展，在仿真中占有越来越重要的地位。

数控机床加工零件是靠数控指令程序控制完成的。

为确保数控程序的正确性，防止加工过程中干涉和碰撞的发生，在实际生产中，常采用试切的方法进行检验。

但这种方法费工费料，代价昂贵，使生产成本上升，增加了产品加工时间和生产周期。

后来又采用轨迹显示法，即以划针或笔代替刀具，以着色板或纸代替工件来仿真刀具运动轨迹的二维图形（也可以显示二维半的加工轨迹），有相当大的局限性。

对于工件的三维和多维加工，也有用易切削的材料代替工件（如，石蜡、木料、改性树脂和塑料等）来检验加工的切削轨迹。

但是，试切要占用数控机床和加工现场。

为此，人们一直在研究能逐步代替试切的计算机仿真方法，并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展，目前正向提高模型的精确度、仿真计算实时化和改善图形显示的真实感等方向发展。

1.4数控技术发展趋势

1.4.1性能发展方向

机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能。

不但可大幅度提高加工效率，降低加工成本，而且还提高零件的表面加工质量和精度；要提高加工效率，首先必须提高切削和进给速度，同时，还要缩短加工时间；要确保加工质量，必须提高机床部件运动轨迹的精度，对数控系统的可靠性而言，一般要高于被控设备的可靠性在一个数量级以上，它是高速、高效、高精度的基本保证。

高速、精密是机床发展永恒的目标。

随着科学技术突飞猛进的发展，机电产品更新换代速度加快，对零件加工的精度和表面质量的要求也愈来愈高。

为满足这个复杂多变市场的需求，当前机床正向高速切削、干切削和准干切削方向发展，加工精度也在不断地提高。

另一方面，电主轴和直线电机的成功应用，陶瓷滚珠轴承、高精度大导程空心内冷和滚珠螺母强冷的低温高速滚珠丝杠副及带滚珠保持器的直线导轨副等机床功能部件的面市，也为机床向高速、精密发展创造了条件。

数控机床的可靠性是数控机床产品质量的一项关键性指标。

数控机床能否发挥其高性能、高精度和高效率，并获得良好的效益，关键取决于其可靠性的高低。

数控机床与传统机床相比，增加了数控系统和相应的监控装置等，应用了大量的电气、液压和机电装置，易于导致出现失效的概率增大；工业电网电压的波动和干扰对数控机床的可靠性极为不利，而数控机床加工的零件型面较为复杂，加工周期长，要求平均无故障时间在2万小时以上。

为了保证数控机床有高的可靠性，就要精心设计系统、严格制造和明确可靠性目标以及通过维修分析故障模式并找出薄弱环节。

国外数控系统平均无故障时间在7-10万小时以上，国产数控系统平均无故障时间仅为10000小时左右，国外整机平均无故障时间达800小时以上，而国内最高只有300小时。

科学技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的应用发展，由此产生了实时智能化控制这一新的领域。

在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展，如自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等。

1.4.2功能发展方向

1、数控车床设计CAD化

随着计算机应用的普及及软件技术的发展，CAD技术得到了广泛发展。

CAD不仅可以替代人工完成繁琐的绘图工作，更重要的是可以进行设计方案选择和大件整机的静、动态特性分析、计算、预测及优化设计，可以对整机各工作部件进行动态模拟仿真。

在模块化的基础上在设计阶段就可以看出产品的三维几何模型和逼真的色彩。

采用CAD，还可以大大提高工作效率，提高设计的一次成功率，从而缩短试制周期，降低设计成本，提高市场竞争能力。

通过对机床部件进行模块化设计，不仅能减少重复性劳动，而且可以快速响应市场，缩短产品开发设计周期。

2、科学计算可视化

科学计算可视化可用于高效处理和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。

在数控技术领域，

可视化技术用于CAD\CAM，如自动编程设计、参数自动设定、刀具补偿和刀具管理数据的动态和显示以及加工过程的可视化仿真演示等。

3、插补和补偿方式多样化

插补方式有多种多样，如直线式插补、圆弧插补、圆柱插补、极坐标插补、螺旋插补、NANO插补、NURBS插补等。

补偿方式有间隙补偿、垂直度补偿、象限误差补偿、螺距和测量系统误差补偿等。

4、内装高性能PLC

在CNC系统内装高性能PLC控制模块，可直接用梯形图或高级语言编程，具有直观的在线调试和在线帮助功能。

用户可在标准PLC用户程序基础上进行编辑修改，从而方便地建立自己的应用程序。

5、多媒体技术应用

多媒体技术是集计算机、声像和通信技术与一体，使计算机具有综合处理声音、文字、图像和视频信息的能力，在数控领域，应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、智能化，在实时监控系统和现场设备的故障诊断、生产过程参数监测等方面有着重大的应用