组合件的加工毕业设计Word格式文档下载.docx
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一、程序编制及程序载体
数控程序是数控机床自动加工零件的工作指令。
在对加工零件进行工艺分析的基础上，确定零件坐标系在机床坐标系上的相对位置，即零件在机床上的安装位置；
刀具与零件相对运动的尺寸参数；
零件加工的工艺路线、切削加工的工艺参数以及辅助装置的动作等。
得到零件的所有运动、尺寸、工艺参数等加工信息后，用由文字、数字和符号组成的标准数控代码，按规定的方法和格式，编制零件加工的数控程序单。
编制程序的工作可由人工进行；
对于形状复杂的零件，则要在专用的编程机或通用计算机上进行自动编程（APT）或CAD/CAM设计。
编好的数控程序，存放在便于输入到数控装置的一种存储载体上，它可以是穿孔纸带、磁带和磁盘等，采用哪一种存储载体，取决于数控装置的设计类型。
二、输入装置
输入装置的作用是将程序载体（信息载体）上的数控代码传递并存入数控系统内。
根据控制存储介质的不同，输入装置可以是光电阅读机、磁带机或软盘驱动器等。
数控机床加工程序也可通过键盘用手工方式直接输入数控系统；
数控加工程序还可由编程计算机用RS232C或采用网络通信方式传送到数控系统中。
零件加工程序输入过程有两种不同的方式：
一种是边读入边加工（数控系统内存较小时），另一种是一次将零件加工程序全部读入数控装置内部的存储器，加工时再从內部存储器中逐段逐段调出进行加工。
三、数控装置
数控装置是数控机床的核心。
数控装置从内部存储器中取出或接受输入装置送来的一段或几段数控加工程序，经过数控装置的逻辑电路或系统软件进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种控制信息和指令，控制机床各部分的工作，使其进行规定的有序运动和动作。
零件的轮廓图形往往由直线、圆弧或其他非圆弧曲线组成，刀具在加工过程中必须按零件形状和尺寸的要求进行运动，即按图形轨迹移动。
但输入的零件加工程序只能是各线段轨迹的起点和终点坐标值等数据，不能满足要求，因此要进行轨迹插补，也就是在线段的起点和终点坐标值之间进行“数据点的密化”，求出一系列中间点的坐标值，并向相应坐标输出脉冲信号，控制各坐标轴（即进给运动的各执行元件）的进给速度、进给方向和进给位移量等。
四、驱动装置和位置检测装置
驱动装置接受来自数控装置的指令信息，经功率放大后，严格按照指令信息的要求驱动机床移动部件，以加工出符合图样要求的零件。
因此，它的伺服精度和动态响应性能是影响数控机床加工精度、表面质量和生产率的重要因素之一。
驱动装置包括控制器（含功率放大器）和执行机构两大部分。
目前大都采用直流或交流伺服电动机作为执行机构。
位置检测装置将数控机床各坐标轴的实际位移量检测出来，经反馈系统输入到机床的数控装置之后，数控装置将反馈回来的实际位移量值与设定值进行比较，控制驱动装置按照指令设定值运动。
五、辅助控制装置
辅助控制装置的主要作用是接收数控装置输出的开关量指令信号，经过编译、逻辑判别和运动，再经功率放大后驱动相应的电器，带动机床的机械、液压、气动等辅助装置完成指令规定的开关量动作。
这些控制包括主轴运动部件的变速、换向和启停指令，刀具的选择和交换指令，冷却、润滑装置的启动停止，工件和机床部件的松开、夹紧，分度工作台转位分度等开关辅助动作。
由于可编程逻辑控制器（PLC）具有响应快，性能可靠，易于使用、编程和修改程序并可直接启动机床开关等特点，现已广泛用作数控机床的辅助控制装置。
六、机床本体
数控机床的机床本体与传统机床相似，由主轴传动装置、进给传动装置、床身、工作台以及辅助运动装置、液压气动系统、润滑系统、冷却装置等组成。
但数控机床在整体布局、外观造型、传动系统、刀具系统的结构以及操作机构等方面都已发生了很大的变化。
这种变化的目的是为了满足数控机床的要求和充分发挥数控机床的特点。
数控机床的组成部分包括测量系统、控制系统、伺服系统及开环或闭环系统，在对数控零件进行实际程序设计之前，了解各组成部分是重要的。
数控中，测量系统这一术语指的是机床将一个零件从基准点移动到目标点的方法。
目标点可以是钻一个孔、铣一个槽或其它加工操作的一个确定的位置。
用于数控机床的两种测量系统是绝对测量系统和增量测量系统。
绝对测量系统（亦称坐标测量系统）采用固定基准点（原点），所有位置信息正是以这一点基准。
换句话说，必须给出一个零件运动的所有位置相对于原始固定基准点的尺寸关系。
X和Y两维绝对测量系统，每维都以原点为基准。
增量测量系统有一个移动的坐标系统。
运用增量系统时，零件每移动一次，机床就建立一个新的原点（基准点）。
使用增量测量系统时的X和Y值。
注意，使用这个系统时，每个新的位置在X和Y轴上的值都是建立在前一个位置之上的。
这种系统的缺陷是，如果产生的任何错误没有被发现与校正，则错误会在整个过程中反复存在。
用于数控设备的控制系统通常有两类，即点位控制系统和连续控制系统。
点位控制数控系统机床（有时称为位置控制系统数控机床）只有沿直线运动的能力。
然而，当沿两轴线以等值（X2.000,Y2.000）同时编程时，会形成45度斜线。
点位控制系统常用于需确定孔位的钻床和需进行直线铣削加工的简单铣床上，以一系列小步运动形成弧形和斜线。
然而，用这种方法时，实际加工轨迹与规定的切削轨迹略有不同。
具有在两个或多个坐标轴方向上同时运动的能力的机床，归属连续轨迹控制或轮廓控制类机床。
这些机床用于加工两维或三维空间中各种不同大小的弧形，圆角，圆及斜角。
连续轨迹控制的数控机床比点位控制的机床贵得多，在加工复杂轮廓时，一般需要计算机辅助程序设计。
数控伺服机构是使工作台或滑座沿坐标轴准确运动的装置。
用于数控设备的伺服机构常有两种：
步进电机和液压马达。
步进电机伺服机构常用于不太贵重的数控设备上。
这些电机通常是大转矩的伺服机构，直接安装在工作台或刀座的丝杠上。
大多数步进电机是由来自定子和转子组件的磁力脉冲驱动的，这种作用的结果是电机轴转一转产生200步距。
把电机轴接在10扣/英寸的丝杠上，每步能产生0.0005英寸的移动（1/200X1/10=0.0005英寸）。
液压伺服马达使压力液体流过齿轮或柱塞，从而使轴转动。
丝杠和滑座的机械运动是通过各种阀和液压马达的控制来实现的。
液压伺服马达产生比步进电机更大的转矩，但比步进电机贵，且噪声很大。
大多数大型数控机床使用液压伺服机构。
使用开环系统的数控机床，没有反馈信号来确保机床的坐标轴是否运动了所需的距离。
即，如果接受的输入信号是使一特定工作台坐标轴移动1.000英寸，伺服装置通常使工作台运动1.000英寸，但无法将共子台的实际运动与输入信号加以比较。
使工作台实际移动了1.000英寸的唯一保证是所用的伺服机构的准确性。
当然，开环系统比闭环系统便宜。
闭环系统能将实际输出（工作台一英寸的运动量）与输入信号加以比较，并对任何误差进行了比较。
用于闭环系统的一些反馈装置是传感器，电尺或磁尺以及同步器等。
闭环系统大大增加了数控机床的准确性。
（1）零件图工艺分析
该零件由圆柱面、螺纹及中心孔组成，该零件的尺寸的尺寸精度和表面粗糙度要求很高，该图尺寸标注完整，轮廓描述清楚。
材料为45钢，有热处理和硬度要求。
通过以上描述，可以采取以下几点工艺措施：
（一）对图样上给定的有精度要求的尺寸，因为公差数值很小，所以编程时不可以取平均值，或者不能省去小数点后面的，要对好刀。
（二）在轮廓曲线上，没有要进行间隙补偿的。
但也要保证轮廓曲线的准确性。
（三）为便于装夹，采用三角卡盘，先车左端面。
然后掉头，车右端面，打中心孔，再进行精车。
（2）确定装夹方案
确定坯件轴线和右端大端面（设计基准）为定位基准。
左端采用三角自定心卡盘夹紧。
（3）确定加工顺序及走刀路线
加工顺序的确定按由左到右、由粗到精、由近到远的原则确定，在一次装夹中尽可能加工出较多的工作表面。
结合本零件的结构特征，可以加工外轮廓表面，然后加工内孔各表面，由于该零件为中批量生产，走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线，外轮廓表面车削走刀路线可沿零件轮廓顺序进行。
（4）刀具的选择
将所选定的刀具参数填入表所示的数控加工刀具卡片中，以便于编程和操作管理。
注意：
在车削外轮廓时，为防止副刀面与工件表面发生干涉，应选择较大的副偏角，必要时可作图检验。
（5）切削用量选择
根据被加工表面质量要求、刀具材料和工件材料，参考切削用量手册或有关资料选取切削速度与每转进给量，然后公式计算主轴转速与进给速度，计算结果填入
背吃刀量的选择因粗、精加工而有所不同。
粗加工时，在工艺系统刚性和机床功率允许的情况下，尽可能取较大的背吃刀量，以减少进给次数；
精加工时，根据材料以保证零件表面粗糙度要求，一般要多次加工。
（6）数控加工工艺卡片拟定
将前面分析的各项内容综合成表所示的数控加工工艺卡片，此表是编制加工程序的主要依据和操作人员配合数控加工的指导性文件，主要内容包括：
工步顺序、工步内容、各工步所用的刀具及切削用量等。
零件2左端
O0581（前手动平端面）
N1
T0101
G99M03S600
G00X62Z2
G71U1.5R0.5F0.2粗加工
G71P10Q50U1.1W0
N10G01X27.2Z0F0.15S800
X30.2W1.5
Z11.5
X34.2
W-10.5
N50X55.2W-14
G70P10Q50半精加工
G00X100Z100
N2
T0202
G99M03S1000
G00X27Z2
G01Z0F0.1
X30W-1.5
Z-11.5
X34
X55W-14
N3
T0303切槽
G99M03S300
G00X35Z-15
G01X26F0.05
G04X4
G01X35
N4
T0404车螺纹
G00X32Z4
G76P020560Q150R0.1
G76X28.05Z-13.5P975Q300F1.5
M05
M30
%
零件2右端
O0582（前手动平端面取总长打中心孔）
N1
T0101
G99M03S600
G00X62Z2
G71U1.5R0.5F0.2粗加工
G71P10Q50U1.1W0
N10G01X22.2Z1F0.15S800
Z0
X24.2W-1
W-6
X32.2
X40.2Z-22
N50X55
G70P10Q50半精加工
T0202精加工
G00X22Z2
G01Z0F0.1
X24W-1
W-6
X32
X40Z-22
X55
%
零件1左端
O0583前手动平端
T0101车外圆
G00X100Z100
X62Z2
G73U1.58W0R3F0.2
G73P10Q50U1.1W0
N10G01X55.2Z1F0.15S800
Z-10
G02X55.2Z-30R20
N50G01Z-78
G70P10Q50半精车
T0303镗孔
G71U-1.5R0.5F0.2
G71P60Q100U1.1W0粗镗孔
N60G01X41.06F0.15S800
X38.76W-2
X31.8W-13
X23.8
W-15
N100X18
G70P60Q100半精镗孔
T0404精镗孔
G00X41.26Z2
X28.96W-2
X32W-13
X24
X18
G00Z2
X100Z100
T0101精车外圆
G00X55Z2
G01Z-10F0.1
G02X55Z-30R20
G01Z-78
N5
T0202切槽一
G00Z-48
X56
G01X44F0.05
G01X56F0.1
G00Z-50
G00Z-64切槽二
G00Z-62
G01Z-77.86切槽三
G01X40F0.05
G00Z-76
G00X100
Z100
零件1右端
O0584
T0101镗孔
X18Z2
G71U-1.5R0.5F0.2粗镗孔
G71P10Q50U1.1W0
N10G01X36.1F0.15S800
Z0
X33.8W-2
X30.85
X37.85W-1.5
Z-30
X24.8
Z-50
N50X18
G70P10Q50半精镗孔
G00Z100
X100
T0202精镗孔
X36.3Z2
X34W-2
X31.05
X28.05W-1.5
X25
N3切内槽
T0303
G00X18Z2
G01Z-30F0.2
G01X34F0.05
G01X18F0.1
N4车内螺纹
T0404
G00X25Z2
G01Z-4F0.2
G76X28.05Z-28P975Q300F1.5
G01Z2F0.2
组合车
O0585
T0101车外圆弧
X72Z2
G73U13.9W0R16F0.2粗车
G73P10Q50U1.1W0
N10G01X55.2Z1F0.15S800
Z-4
G02X49.68Z-25.191R20
G03X40.2Z-54.138R27
N50G01X58
G70NS10NF50半精车
T0202精车外圆弧
G01Z-4F0.1
G02X49.48Z-25.191R20
G03X40Z-54.138R27
G01X58
G00X58
数控车床是目前使用较广泛的数控机床之一，主要用在加工轴类和盘类回转体零件的内外圆柱面、锥面、圆弧、螺纹面，并能进行切槽、钻、扩、铰等工作，特别适用于形状复杂的零件加工。
一般数控车床的主轴由直流或交流调速电动机驱动，主轴作主运动，刀架的纵、横向分别由伺服电动机驱动。
为了车削螺纹，在主传动系统里装有主轴脉冲发生器，以检测主轴的转速，保证车削螺纹时，主轴（工件）每转一转，Z轴（刀具）移动一个加工螺纹的导程。
普通数控车床的主轴不是卧式的，刀架运动的纵方向即为Z方向，刀架的横向即为X方向，当刀架沿Z向和X向协调运动时，可形成各种复杂的平面曲线，以这条曲线绕轴线回转时，可形成各种复杂的回转体。
一般数控车床只需要两坐标联动。
同样数控立式车床也是刀架沿着工件的轴向和径向运动实现两坐标联动
数控车床又称为CNC（ComputerNumericalControl）车床，既用计算机数字控制的车床。
普通卧式车床是靠手工操作机床来完成各种切削加工，而数控车床是将编制好的加工程序输入到数控系统中，由数控系统通过车床X、Z坐标轴的伺服电动机去控制车床进给运动部件的动作顺序、移动量和进给速度，再配以主轴转速的转向，和自动换刀系统，使能加工出各种形状不同的轴类或盘类回转体零件。
因此，数控车床是目前使用较为广泛的机床。
数控车床、车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。
它具有广泛的加工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹。
具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。
合理选用数控车床，应遵循如下原则：
1.选用原则
1）前期准备
确定典型零件的工艺要求、加工工件的批量，拟定数控车床应具有的功能是做好前期准备，合理选用数控车床的前提条件
满足典型零件的工艺要求
典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。
根据精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度的要求来选择数控车床的控制精度。
根据可靠性来选择
可靠性是提高产品质量和生产效率的保证。
数控机床的可靠性是指机床在规定条件下执行其功能时，长时间稳定运行而不出故障。
即平均无故障时间长，即使出了故障，短时间内能恢复，重新投入使用。
选择结构合理、制造精良，并已批量生产的机床。
一般，用户越多，数控系统的可靠性越高。
2）机床附件及刀具选购
机床随机附件、备件及其供应能力、刀具，对已投产数控车床、车削中心来说是十分重要的。
选择机床，需仔细考虑刀具和附件的配套性。
3）注重控制系统的同一性
生产厂家一般选择同一厂商的产品，至少应选购同一厂商的控制系统，这给维修工作带来极大的便利。
教学单位，由于需要学生见多识广，选用不同的系统，配备各种仿真软件是明智的选择。
4）根据性能价格比来选择
做到功能、精度不闲置、不浪费，不要选择和自已需要无关的功能。
5）机床的防护
需要时，机床可配备全封闭或半封闭的防护装置、自动排屑装置。
在选择数控车床、车削中心时，应综合考虑上述各项原则。
2.安装方法
1）起吊和运输
机床的起吊和就位，应使用制造厂提供的专用起吊工具，不允许采用其他方法进行。
不需要专用起吊工具，应采用钢丝绳按照说明书规定部位起吊和就位。
2）基础及位置
机床应安装在牢固的基础上，位置应远离振源；
避免阳光照射和热幅射；
放置在干燥的地方，避免潮湿和气流的影响。
机床附近若有振源，在基础四周必须设置防振沟。
3）机床的安装
机床放置于基础上，应在自由状态下找平，然后将地脚螺栓均匀地锁紧。
对于普通机床，水平仪读数不超过0.04/1000mm，对于高精度的机床，水平仪超过0.02／1000mm。
在测量安装精度时，应在恒定温度下进行，测量工具需经一段定温时间后再使用。
机床安装时应竭力避免使机床产生强迫变形的安装方法。
机床安装时不应随便拆下机床的某些部件，部件的拆卸可能导致机床内应力的重要新分配，从而影响机床精度。
3.试运转前的准备
机床几何精度检验合格后，需要对整机进行清理。
用浸有清洗剂的棉布或绸布，不得用棉纱或纱布。
清洗掉机床出厂时为保护导轨面和加工面而涂的防锈油或防锈漆。
清洗机床外表面上的灰尘。
在各滑动面及工作面涂以机床规定使滑油。
仔细检查机床各部位是否按要求加了油，冷却箱中是否加足冷却液。
机床液压站、自动间润滑装置的油是否到油位批示器规定的部位。
检查电气控制箱中各开关及元器件是否正常，各插装集成电路板是否到位。
通电启动集中润滑装轩，使各润滑部位及润滑油路中充满润滑油。
做好机床各部件动作前的一切准备。
数控车床调试与验收
数控车床的验收应按国家颁布实行的《数控卧式车床制造与验收技术要求》进行，在验收过程中，如发生争执，应以国家有关标准为依据，通过协商解决。
1）开箱验收
按随机装箱单和合同中特定附件清单对箱内物品逐一核对检查。
并做检查记录。
有如下内容：
包装箱是否完好，机床外观有无明显损坏，是锈蚀、脱漆；
有无技术资料，是否齐全；
附件品种、规格、数量；
备件品种、规格、数量；
工具品种、规格、数量；
刀具〈刀片〉品种、规格、数量；
安装附件；
电气元器件品种、规格、数量；
2）开机试验
机床安装调试完成后，即通知制造厂派人调试机床。
试验主要有如下：
3）各种手动试验
a.手动操作试验试验手动操作的准确性。
b.点动试验
c.主轴变档试验
d.超程试验
2）功能试验
a.用按键、开关、人工操纵对机床进行功能试验。
试验动作的灵活性、平稳性及功能的可靠性。
b.任选一种主轴转速做主轴启动、正转
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