数控技术专业毕业设计Word下载.docx

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2、电气故障9

三、数控加工工艺11

（一）、工艺路线的确定11

（二）、加工工序的划分11

1、保证精度的原则11

2、提高生产效率的原则11

（三）、刀具的合理选择12

四、加工零件工艺分析12

（一）、加工注意事项12

（二）、工艺过程卡13

（三）、工序卡片15

（四）、工件的编程16

五、设计总结18

六、致谢19

七、参考文献20

一、摘要

数控技术发展飞速的今天，数控技术越来越重要的作用，数控机床是数控制造业的核心，本文主要介绍数控车床的加工工艺和机床的一些基本工作原理。

数控车床对其加工工艺尤为重要其内容包括工艺你点过程，工序的划分方法，工序顺序的安排和进给路线的确定。

机床的工作原理按照加工的技术要求和工艺要求将加工程序输入到数控装置中通过数控装置控制机床的运动，使刀具.工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序.轨迹和参数进行工作。

通过本设计说明书可以基本上掌握数控车床的加工工艺和工作原理、使读者无论是从整体上还是各模块中都能够了解到数控车床相关的加工工艺和工作原理的知识。

关键词：

数控系统、数控车床、加工编程、加工工艺

二、数控概述

（一）数控车床

1、数控车床的组成

数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CNC单元）伺服单元、驱动装置（或称执行机构）及电气控制装置、辅助装置、机床本体、测量反馈装置等组成。

数控机床主要有三大部分组成机床主体、数控装置、伺服机构。

（1）机床本体

数控车床由于切削用量大、连续加工发热量大等因素对加工精度有一定影响，加工中又是自动控制，不能像在普通车床那样由人工进行调整、补偿，所以其设计要求比普通机床更严格，制造要求更精密，采用了许多新结构，以加强刚性、减小热变形、提高加工精度。

（2）数控装置

数控装置是数控系统的核心，主要包括微处理器CPU、存储器、局部总线、外围逻辑电路以及与数控系统的其他组成部分联系的各种接口等。

数控机床的数控系统完全由软件处理输入信息，可处理逻辑电路难以处理的复杂信息，使数字控制系统的性能大大提高。

输入/输出设备键盘、磁盘机等是数控机床的典型输入设备。

除此以外，还可以用串行通信的方式输入。

（3）伺服单元

伺服单元是数控装置和机床本体的联系环节，它将来自数控装置的微弱指令信号放大成控制驱动装置的大功率信号。

根据接收指令的不同，伺服单元有数字式和模拟式之分，而模拟式伺服单元按电源种类又可分为直流伺服单元和交流伺服单元。

（4）驱动装置

驱动装置把经放大的指令信号转变为机械运动，通过机械传动部件驱动机床主轴、刀架、工作台等精确定位或按规定的轨迹作严格的相对运动，最后加工出图纸所要求的零件。

和伺服单元相对应，驱动装置有步进电机、直流伺服电机和交流伺服电机等。

伺服单元和驱动装置合称为伺服驱动系统，它是机床工作的动力装置，数控装置的指令要靠伺服驱动系统付诸实施。

所以，伺服驱动系统是数控机床的重要组成部分。

从某种意义上说，数控机床功能的强弱主要取决于数控装置，而数控机床性能的好坏主要取决于伺服驱动系统。

（二）、工作原理

现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前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。

数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密...加工精度高,质量容易保证,发展前景十分广阔,因此掌握数控车床的加工编程技术尤为重要

（三）、数控车床基本操作.

1、开机

（1）启动气泵（利用气压紧固刀具的数控机床）；

（2）等气压到达规定值后，打开机床总电源；

（3）按下系统面板上POWER<

ON>

按钮，将进入系统启动状态；

（4）系统启动完成后，观察显示器上是否有报警，如有报警，按下MESSAGE按钮进入此页面看报警信息，并解除报警，方可对机床进行下一步操作。

比如显示的报警为Emergencystop，顺时针旋转急停按钮，即可解除报警。

机床开机出现的报警不仅仅有急停，有时

还会出现冷却液液面低报警，润滑油液面低报警等等，需要采取相应的措施接触报警。

2、返回参考点

这是开机后，为了使数控机床找到机床坐标的基准所进行必须操作。

其操作步骤如下：

（1）按POS按钮，选择综合，观察机械坐标值，看机械坐标值是否在小于-100，如果不是，需要选择JOG手动移动坐标轴，使其数值达到要求，方可进行下一步操作；

如果符合要求则直接进行下一步操作即可；

（2）选择档位，按下+X、+Y、+Z，然后按进行回零启动，回到零点后，在显示界面，显示零点灯亮，即完成回零动作；

（3）回到零点后，要及时退出零点，以避免长时间压住行程开关而影响其寿命，按JOG选择各个轴与零点反方向移动离开零点即可；

注意：

有时因紧急情况按下<

紧急停止按钮>

、<

机床锁住>

Z轴锁>

空运行>

等按钮后，都要重新进行机床返回参考点操作，否则数控机床系统会对机床零点失去记忆而造成事故。

3、显示坐标方式

数控车床面板显示界面有三种坐标，分别是综合、绝对、相对。

下面分别对各个坐标形式进行讲解：

（1）相对坐标的作用，一是它可以在机床任意位置进行清零或进行坐标值预定，在对刀操作程坐标点的预定上起到很大的作用；

二是相对坐标也给我们在操作机床时，使机床停留的任意一点都可以做清零，方便我们计算移动轴移动的距离。

清零的操作步骤如下：

①按POS键显示坐标；

②选择相对坐标显示方式；

③选择X轴清零，

④按下“起源”，此时X轴清零完成，同理进行Y、Z轴的清零；

（2）综合坐标的作用，能够同时显示相对、绝对、机械坐标的变化。

这里重点解释“机械坐标”：

即为“机床坐标”，也就是机床相对于机床原点的坐标值。

它的作用一是在进行回零操作时需要看“机械坐标”是否为零，如果在零点说明机床回零没有问题；

二是移动各个轴将其移动机床的最大行程位置，能够直接显示机床的行程。

（3）绝对坐标用来确定刀具相对于工件的坐标原点，主要在对刀时用来记忆坐标值，将对刀的工件原点记录在G54—G59任意一个即可。

绝对坐标系的使用步骤如下：

①在刀具相对于工件三轴都在零点位置时，原点第一应记录在相对坐标，即此时将相对坐标三轴清零即可。

②按键选择坐标系，进入绝对值坐标G54—G59，在这里我们选择G54坐标系。

4、轴移动操作

这里主要说手动对数控车床各个轴的移动操作，有两种方式：

第一JOG方式下；

第二在HANDLE方式下。

（1）JOG方式移动坐标轴

①选择JOG档位，进入JOG方式；

b、在-X、+X、-Y、+Y、-Z、+Z中选择一个移动轴及移动方向；

②手动控制旋转按钮，能够改变轴移动的快慢（此时的速度为G01的F速度大小调节）；

③在确定两个非常远的距离之下，尽可能快的到达目的地，此时调节c也不能达到我们想要的速度，在这里就需要选用快速移动调节速度：

F0、25%、50%、100%，一般刚学习数控铣床的情况下，选择25%，然后再选择轴及移动方向按住加速键，轴即会快速移动。

（2）手轮方式移动坐标轴

①选择HANDLE档位，进入HANDLE方式；

②选择想要移动的轴的档位（OFF、X、Y、Z、A），再选择进给速度（X1、X10、X100）；

③不同厂家生产出机床手轮一般有两种，一种是有手轮开关，一种没有手轮开关。

有手轮开关的在使用时要按下开关，没有则直接使用即可；

④然后顺时针旋转就向轴正向移动，逆时针为轴的负向移动。

5、主轴正反转操作

主轴正反转有两种方式，一是MDI方式下；

另一种是手动方式下。

但发那科系统的数控

机床在刚开机后手动方式不能使主轴正反转，必须在MDI方式下让给主轴一个基准速度后，手动方式才能使得主轴正反转。

（1）MDI方式

①选择MDI方式；

②按PROG按钮；

③输入主轴正转指令及转速，比如“MO3S800

④按INSERT按键，将其输入；

⑤按下CYCLESTART按钮，主轴正转；

⑥调节主轴速度大小旋转按钮，使其旋转指针为100%，即当前转速为800r/min，若果旋转指针在50%，则当前主轴转速为400r/min；

⑦在PROG界面中在输入M05指令，主轴停转。

同上步骤可以进行主轴反转操作（主轴反转一般用在数控机床攻螺纹时）。

⑧也可以选择JOG方式，按下主轴停止按钮，主轴也同样停止（这种方式常用）。

（2）JOG方式此操作方式的前提条件是：

开机后已经通过第一种方式给定转速。

①选择JOG档位，进入JOG操作环境下

②按主轴正/反转按钮（任选其一），主轴即实现正转或者反转；

③通过主轴转速调节按钮调节主轴转速（调节范围在给定主轴转速的50%-120%）；

d、按主轴反转按钮，主轴停转

6、装刀操作

（1）车刀的刀头部分伸出的长度是刀杆长度的两倍。

（2）刀具必须夹紧，但不能使用夹力棒（杠管）。

（3）刀具的刀尖必须严格对准工件的轴心。

（4）垫片的厚度：

垫片的长度，必须与刀架的长度一致，垫片的前端部分必须对齐。

（5）垫片不能采用过多。

7、对刀操作

（1）、“方式选择”为“MDI”方式，显示屏将显示MDI程序编辑页面。

如果没有显示此页面，则按功能键中的“PROG”键，进入该页面。

在键盘上按“T0101；

M03S600”；

→“INSERT”→“START”，换上1号刀，并使主轴转动。

（2）、“方式选择”变为“JOG”方式，利用“方向”键并结合“进给倍率”旋钮移动1号刀，切削端面。

切削完端面后，不要移动Z轴，按“+X”键以原进给速度退出。

退出后，按下“主轴停止”按钮，使主轴停止转动。

（3）、按功能键中的OFSETSET”键以及该页面下“形状”对应的软键盘进入下图所示页面，利用键盘上的光标键使光标移动到“G01”，在键盘上按“Z0”→“测量”软键，完成1号刀Z向的对刀

（4）、“方式选择”为“MDI”方式，重新使主轴转动；

再变为“JOG”方式，利用方向键移动1号刀，试切外圆。

车一段外圆后，不要移动X轴，按“+Z”键以原进给速度退出。

用外径千分尺测量试切部分的外圆直径。

（5）、再次进入如上图页面，在“G01”下，在键盘上输入刚才测量的外径植→“测量”，完成1号刀X向对刀。

（6）、完成1号刀的对刀后，利用“方向”键使刀架离开工件，退回到换刀位置附近。

（7）、采用同样方式继续完成各种刀具的对刀

8、对刀具进行补偿

（1）刀具位置补偿

刀具磨损或重新安装刀具引起的刀具位置变化，建立、执行刀具位置补偿后，其加工程序不需要重新编制。

（2）刀具圆弧半径补偿

编制数控车床加工程序时，车刀刀尖被看作是一个点（假想刀尖P点），但实际上为了提高刀具的使用寿面和降低工件表面粗糙度，车刀刀尖被磨成半径不大的圆弧（刀尖AB圆弧），这必将产生加工工件的形状误差，这些可采用刀具圆弧半径补偿来解决。

（3）刀具参数

每一个刀具补偿号对应刀具位置补偿和刀具圆弧半径补偿共4个参数在加工之前输入到对应的存储器，在自动执行过程中，数控系统按该存储器中的数值