数控毕业设计.docx

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数控毕业设计

目录

第一章顶岗企业简介

第二章数控相贯线切割机4

第三章数控相贯线工艺的分析与实践

第四章体会与收获

第五章致谢

摘要:

在机械加工过程中，管材切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及相贯线切割机切割。

手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。

其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。

数控相贯线切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强度。

目前在我国的一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手工切割和半自动切割方式还较为普遍。

1.顶岗企业简介

1.1天津建工总承包钢结构分公司简介

天津市建工总承包有限公司钢结构工程分公司是与天津市建工总承包有限公司特级施工资质相匹配的大型钢结构一级资质加工基地，是从事钢结构工程设计、制造、安装一体化的专业分公司。

主要产品为H型钢结构、箱型钢结构和大跨度空间管结构，以及相匹配的彩钢压型板围护结构的研发和生产。

钢结构公司着力于新型建筑材料的研发、设计和应用，力求以高科技和现代材料相结合，形成钢结构工程设计、制造、安装一体化的服务体系，不断发展成为建工集团现代化的大型公共建筑和大型工业建筑工程的研发生产基地。

公司地处天津市外环线边缘的津南开发区，距外环线2公里，距京沪、京保高速公路10公里，距京津塘高速公路5公里，距天津港35公里，因此交通畅通便捷、四通八达，具备独到的地理环境优势。

公司占地110亩，生产车间共21600m2，其中轻钢车间12000m2，重钢车间6000m2，彩板车间3600m2。

室外作业面和材料、成品储存场地15000m2公司有员工432人，其中管理人员111人，生产人员306人，后勤服务人员15人。

管理人员大专以上学历占88％，有高级职称的9人，一级项目经理（建造师）6人，二级项目经理（建造师）3人。

钢结构年产量为60000吨/年，加工设备的技术含量和工艺流程设计具备国内先进水平。

现我公司拥有27位设计人员，均具有本科以上学历。

先后为多项大规模工程完成设计拆图，如：

空客A320系列飞机中国总装线项目、天津奥林匹克中心体育场工程、天津保税区国际服务中心工程、天津行政审批中心工程、天津大无缝460工程、大无缝实业开发Φ720旋扩管项目、天津天管元通管材制品有限公司出口加工基地管加工工程、中新药业达仁堂制药厂等

天津医科大学总医院神经病学中心

钢结构加工基地的特点：

1工艺先进，设备布置合理。

动力系统：

根据规模生产和安全操作的要求，车间的动力系统全部集中分配，压缩空气、可燃气、氧气三种气路设气站由管道专线输送到各工位，即节省占地，又降低了运作时的倒运价，同时达到安全生产。

配电系统：

在车间适当位置设置电室，通过桥架电缆将动力电输送到各工位。

设备布局：

各种设备通过组合、从车间一端进料，材料经过U字型近400米生产线回到原方向，完成加工过程，最大限度减少生产工艺瓶颈，使构件运行有序，减少构件中途倒运，提高了生产率并保证操作安全。

2加工精度高。

构件关键部位的加工，均采用专用设备和数控设备，缩小构件组合的累计误差，提高构件几何尺寸的精度。

数控钻床的重复定位精度小于0.01mm。

端板拼装机的长度尺寸重复定位精度小于0.1mm，角度尺寸的重复定位精度小于0.01度。

数控锯床的长度尺寸重复定位精度小于0.05mm，角度尺寸的重复定位精度小于0.01度。

构件的加工误差均小于规范要求。

3完善的质量管理体系：

本公司生产组织机构执行GB/T19001-2000和GB/T28001-2001、GB/T24001-1996标准运作。

钢构件的焊接过程采用超声波和磁粉探伤手段进行焊口自检，随时监控焊缝质量，做到不合格的构件不出厂。

天津空客A30系列飞机总装线最终专配库

1.2实习岗位介绍

在本次实习中，我被分配到了下料工序，负责管材料的切割和板材料的切割。

2.数控相贯线切割机

数控相贯线切割机就是用数字程序驱动机床运动，随着机床运动时，随机配带的切割工具对物体进行切割。

这种机电一体化的切割机就称之为数控切割机。

人们都有一个普遍的概念，使用数控设备，可以得到高精度、高效率。

并且，在同类设备中，进口的、高档配置的设备，有更高的精度和更高的生产效率。

然而，数控火焰或等离子切割机，则不完全是这样。

无论数控火焰切割还是等离子切割，由于割口宽度受割嘴等多种因素的影响，无论设备本身的精度有多高，用其切割出的零件的精度，误差一般都在±0.5mm左右,其误差高出设备本身好几个数量级。

即或用上百万的巨资进口的数控切割机，也只能是如此。

这是火焰或等离子的切割工艺方法所决定了的，无论如何都得不到象数控车床等其他数控设备一样的高的加工精度。

也就是说，这种设备本身的精度是6级还是8级，都是不很重要的。

从生产效率来看，切割速度的快慢，以火焰切割为例，完全取决于板材厚度、割嘴型号、氧气纯度、燃气质量等因素，设备的移动速

度应满足和适应切割工艺的要求。

也就是说，切割效率与设备本身并没有直接的关系。

当然，数控切割机仍然体现了相当的高精度和高效率，但这是相对于手工下料切割而言的，与通常所说的机床加工精度和效率的提高，不是一个概念。

因此，我们认为，对这种由于加工工艺的限制，本来只能完成粗加工的设备，也按加工中心等一类精加工设备一样，花昂贵的代价去追求旨在提高加工精度和效率的所谓高档配置，是不科学的。

并不是将最昂贵的东西向设备上使用，该设备就成为了高档设备。

衡量一种设备是否高档，评价的依据应该是使用该设备的可靠性和使用效果（其加工零件的精度、粗糙度、生产效率），而不是在其上所使用的装备的昂贵性，更不是他的价格。

对此类设备，在满足切割各项工艺要求的前提下，系统的追求重点应该是

1．数控下料切割工作环境差，粉尘大、温度变化大、设备运行时有震动，系统的可靠性是重中之重。

2．软硬件性能能很好地满足切割的各种工艺要求。

3．图型输入简便，现场操作性能好，符合中国国情，让现场操作人员易于操作与维护。

4．有更好的操作方便性，如在割炬上方，有各种必要的移动对位和控制

3.数控相贯线工艺的分析与实践

3.1相贯线现状与发展

　1、经过几十年的发展，相贯线切割机在切割能源和数控控制系统两方面取得了长足的发展，切割能源已由单一的火焰能源切割发展为目前的多种能源（火焰、等离子、激光、高压水射流）切割方式；数控相贯线切割机控制系统已由当初的简单功能、复杂编程和输入方式、自动化程度不高发展到具有功能完善、智能化、图形化、网络化的控制方式；驱动系统也从的步进驱动、模拟伺服驱动到今天的全数字式伺服驱动；

　　数控相贯线切割机主要品种包括以下几种：

　　数控火焰相贯线切割机

数控等离子相贯线切割机

　　2、各类型数控相贯线切割机的特点及其应用情况

　　数控火焰相贯线切割机，切割具有大厚度碳钢切割能力，切割费用较低，但存在切割变形大，切割精度不高，而且切割速度较低，切割预热时间、穿孔时间长，较难适应全自动化操作的需要。

它的应用场合主要限于碳钢、大厚度板材切割，在中、薄碳钢板材切割上逐渐会被等离子切割代替。

　　数控等离子相贯线切割机，等离子切割具有切割领域宽，可切割所有金属管材，切割速度快，效率高，切割速度可达10m/min以上。

采用精细等离子切割已使切割质量接近激光切割水平，目前随着大功率等离子切割技术的成熟，切割厚度已超过100mm，拓宽了数控等离子相贯线切割机切割范围。

随着现代机械加工业地发展，对切割的质量、精度要求的不断提高，对提高生产效率、降低生产成本、具有高智能化的自动切割功能的要求也在提升。

数控切割机的发展必须要适应现代机械加工业发展的要求。

　　1、数控相贯线切割机的发展。

从现在几种通用数控切割机应用情况来看，数控火焰相贯线切割机功能及性能已比较完善，其材料切割的局限性（只能切割碳钢管），切割速度慢，生产效率低，其适用范围逐渐在缩小，市场不可能有大的增加。

　　等离子相贯线切割机具有切割范围广（可切割所有金属材料），切割速度快，工作效率高等特点，未来的发展方向在于等离子电源技术的提高、数控系统与等离子切割配合问题，如电源功率的提升可切割更厚的板材；精细等离子技术的完善和提高可提高切割的速度、切面质量和切割精度；数控系统的完善和提高以适应等离子切割，可有效提高工作效率和切割质量。

2、专用数控相贯线切割机的发展。

数控相贯线切割机适用于各种管材上切割圆柱正交、斜交、偏心交等相惯线孔、方孔、椭圆孔，并能在管子端部切割与之相交的相惯线。

这种类型的设备广泛应用于金属结构件生产，电力设备、锅炉业、石油、化工等工业部门。

3.2相贯线切割机的种类介绍

前管网结构专用的数控切割机主要指的是相贯线数控切割机，那么相贯线数控切割机主要分为两类，一种是用于简易的相贯线切割，另一种是指的打坡口用的相贯线数控切割机。

　　数控相贯线切割机主要品种包括以下几种：

　　1.数控火焰相贯线切割机

　　2.数控等离子相贯线切割机

　　上面两种形式指的是相贯线数控切割机的切割方式，下面再来介绍一下两种相贯线切割机的特点及其应用情况：

　　1.数控火焰相贯线切割机，机型代表有武汉拓晟TS系列。

切割具有大厚度碳钢切割能力，切割费用较低，但存在切割变形大，切割精度不高，而且切割速度较低，切割预热时间、穿孔时间长，较难适应全自动化操作的需要。

它的应用场合主要限于碳钢、大厚度板材切割，在中、薄碳钢板材切割上逐渐会被等离子切割代替。

　　2.数控等离子相贯线切割机，，等离子切割具有切割领域宽，可切割所有金属管材，切割速度快，效率高，切割速度可达10m/min以上。

采用精细等离子切割已使切割质量接近激光切割水平，目前随着大功率等离子切割技术的成熟，切割厚度已超过100mm，拓宽了数控等离子相贯线切割机切割范围。

3.3网络数控管相贯线切割机

我公司采用的是北京林克曼公司生产的LMGQ（网络数控管相贯线切割机）

机型特点

　　为满足用户进行圆管的相贯线切割机，武汉拓晟研发生产了专用数控相贯线切割机。

　　其最大特点：

适用于大批量专业相贯线切割；生产效率高，切割稳定，精度好。

　　专用数控相贯线切割机功能：

　　1、能在主管上切割多个不同方向、不同直径的圆柱相贯线孔，满足支管轴线与主管轴线偏心和非偏心的垂直相交的条件。

　　2、能在支管端部切割圆柱相贯线端头，满足支管轴线与主管轴线偏心和非偏心的垂直相交、倾斜相交的条件。

　　3、能在圆管端部切割斜截端面。

　　4、能在圆管上切割焊接弯头，“虾米节”两端斜截断面。

　　5、能切割与环形主管相交的支管相贯线端头。

　　6、能切割变角度坡口面。

　　7、能在圆管上切割方孔、腰形孔。

　　8、能进行钢管截断。

产品特色：

该机为圆管/矩形管在任意相贯形式下，对其相贯端头、相贯孔进行全自动数控火焰/等离子热切割的设备，焊接坡口一次成型，高精度、高效率。

按照数控轴数分为A型（六轴）、B型（五轴）、C型（四轴），其控制、编程软件均基于Windows平台，采用DXF或DWG格式文件，无需任何拆图和辅助计算即可实现“三维节点展开”方式的全自动编程。

辅以简约便捷的参数化编程、全自动优化杆件套排料、多杆件一次连续切割、超长杆件自动分拆、自动计算引切线、Windows平台下的动态三维仿真操作及丰富实用的工艺管理模块，使得该机拥有了核心竞争力和多项技术的国际引领性…

工艺参数：

•切割形式：

数控火焰/等离子（可选）

•火焰切割管壁厚度：

5-50mm

•等离子切割管壁厚：

依据所选机用等离子电源；

•成熟产品管径规格：

ф48-630mm、ф60-800mm、ф500-1200mm、

                             ф600-1600mm、ф800-1850mm

•有效切割长度（X轴）：

12000mm

                             （特殊管径、长度、厚度、规格可订制）

•Y、Z轴有效行程长：

可满足各类管径规格需求 

•W轴                  ：

无限回转（被切管件旋转）

•A轴                   ：

±60° （割炬绕X轴摆角）

•B轴                   ：

±65° （割炬绕Y轴摆角） 

•管间斜交角度     ：

10°—170°

•长度定位精度      ：

0.3/2000mm

•母线定位精度      ：

0.2mm/1000mm

•精度误差            ：

0.2°/360°

•坡口角度            ：

-60°—+60°（火焰）

•切割速度            ：

10～6000mm/min

•空程速度           ：

12000mm/min （可设定）

以上所有误差精度限于钢管符合国标GB/T8162-99标准

硬件标准配置：

•LM-剪刀式（自定心）辅助支撑机构：

（4台小车）

•X轴采用精密行星轮减速器、齿轮/齿条无间隙传动

•Y、Z轴采用机床专用直线圆导轨+精密滚珠丝杠传动

•W轴：

谐波减速器（柔性齿轮）传动

•A轴：

采用机床专用直线圆导轨、精密滚珠丝杠传动

•B轴：

采用回转变位执行机构，角定位精度高

•各运动副采用可靠的限位

相贯线产品

4体会与收获

我国从1958年开始发展数控技术，到现在已经建立了一定的规模体系。

到目前为止我国数控市场大多被国外数控系统占领，本文主要讨论的是国产低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床如何占领国内市场。

关键词：

国产化数控机床；低价位、高速、重型数控机床；售后保障机制我国自从1958年开始研究数控技术以来，到现在已经建立了以中、低档数控机床为主的产业体系。

数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产业化和市场占有率上。

到目前为止，我国数控市场大多被国外数控系统占领，例如日本FANUC系统、德国的SIEMENS系统等一些国外知名品牌在我国占有很大的市场，而国产系统由于各种原因受到冷落。

数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。

这个基础是否牢固将直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。

因此，必须在国内市场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军，才能最终打赢国产数控机床市场翻身仗。

下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题做一简单讨论。

一、大力发展低价位数控机床

低价位数控机床，就是功能满足用户小批量，多品种生产要求（无功能浪费）、技术指标适中、可靠性好、价格便宜，中、小型企业都能接受的普及型数控机床。

这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一，也是国内众多用户渴求的产品，比较适合中国国情，其市场前景相当广阔。

然而，如果采用国外数控系统（包括伺服元件）按照传统思路来发展低价位机床，是很难将价格降至广大用户所能接受的水平。

因此，采用本文提出的新型集成化国产数据系统来发展高性能的低价位数控机床，将是一条最有希望成功的道路。

只要有一定批量，由此构成的国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内，三坐标数控铣床可控制在l5万元左右，加工中心可控制在2O万元左右。

此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力。

二、加速开发高速数控机床

高速、高效是数控机床发展的另一大潮流。

发展高速、高效数控机床的技术途径可有以下几条：

①通过提高切削速度和进给速度的方法，来满足成倍提高生产效率，有效提高零件的表面加工质量和加工精度的加工效果，并且此方法还能解决常规加工难以解决的某些特殊材料（如铝钛合金、模具钢、淬硬钢）和特殊形状零件（如复杂薄壁零件）的高效加工问题。

②通过工艺复合的方法来减少工件的安装次数，这样能有效地缩短搬运和装夹时间。

例如，将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心，可实现一次装卡完成零件的大部分（或全部）加工任务。

③采用高速、高精度圆周铣的方法，能够完成以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新的加工方法，这种方法能够大幅度减少换刀次数，提高加工效率。

④为数控机床开发智能寻位加工功能，消除对精密夹具和人工找正的依赖，有效缩短单件小批量加工的准备时间。

在我国现实条件下，如果沿用传统思路是难以实现上述途径的，因此必须立足国情、结合实际、勇于创新、大胆探索新的道路。

考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案，一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中摩擦阻力较大，使运动部件难以获得高的进给速度；另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大，使之难以获得高的加速度。

此外，传统机床结构是一种串联开链结构，组成环节多、结构复杂，并且由于存在悬臂部分，部件和环节间存在联接间隙，所以不容易获得高的总体刚度，因此难以适应高速高效加工的特殊要求。

为此，开发国产高速高效数控机床时，可采用工件固定，以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动，将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。

采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高，如果在传动与控制上处理得当，还可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量，而且具有机械结构简单，零部件通用化、标准化程度高，制造成本低，易于经济化批量生产等显著优点。

因此，沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。

三、突破重型数控机床的设计制造技术

重型数控机床（特别是多坐标重型数控机床）是国民经济和国防生产中的重大关键设备，属于战略物资，真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的。

因此，在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。

发展重型数控机床必须有过硬的基础，我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验，加强基础技术和关键技术研究，充分发挥我国产、学、研相结合的优势，各部门通力合作、共同努力，争取在短时期取得突破性进展。

四、建立起有力的售后保障机制

数控系统和数控机床做为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务是相当重要的，以前国产数控产品丧失信誉的原因，除可靠性问题外，另一大问题应是缺乏有力的技术支持和服务。

用户花了很多钱买的数控机床或数控系统，一旦出现问题却叫天天不应，叫地地不灵，即便是厂家答应了，维修人员也不能及时到位，而且维修人员的技术水平也是参差不齐的，在这个讲究效率的时代，这样的售后服务是行不通的，长此下去谁还敢买我们的产品呢。

因此，对用户的技术支持和服务应当成为我们重要的日常工作，使我们在市场上向纵深挺进的同时，有一个强大后方做保障。

因此，为了取得数控产品市场竞争的全面胜利，必须建立一个以技术支持和服务为核心的强大的售后服务基础。

结语

　　从各种数控相贯线切割机应用情况来看，国内生产的数控相贯线切割机的技术水平、整机性能等整体水平都取得了可喜的进步，逐步赶上国际先进水平，满足用户的需要，进一步提高了市场竞争力。

国内一些数控等离子相贯线切割产品在许多方面已形成自身独有的特点，实现了“自动化、多功能和高可靠性”。

在某些方面，产品的技术性能甚至超过了国外的产品。

　　从发展趋势来看，数控相贯线切割机市场上数控火焰相贯线切割机将保持其基本市场，而数控等离子相贯线切割机将成为板材切割市场中的主流力量。

5致谢

时光匆匆如白驹过隙，转眼便是大学毕业时节，春梦秋云，聚散真容易。

在这个美好的季节里，我在电脑上敲出了最后一个字，心中涌现的不是想象已久的欢欣，却是难以言喻的失落。

是的，随着论文的终结，意味着我生命中最纯美的学生时代即将结束，尽管百般不舍，这一天终究会在熙熙攘攘的喧嚣中决绝的来临。

三年寒窗，所收获的不仅仅是愈加丰厚的知识，更重要的是在阅读、实践中所培养的思维方式、表达能力和广阔视野。

很庆幸这些年来我遇到了许多恩师益友，无论在学习上、生活上还是工作上都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在诸多方面都有所成长。

感恩之情难以用语言量度，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意。

还要感谢我的父母，给予我生命并竭尽全力给予了我接受教育的机会，养育之恩没齿难忘；他们不仅培养了我对中国传统文化的浓厚的兴趣，让我在漫长的人生旅途中使心灵有了虔敬的归依，而且也为我能够顺利的完成毕业论文提供了巨大的支持与帮助。

在未来的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负父母对我的殷殷期望！

我一定会好好孝敬和报答他们！

，

还有许多人，也许他们只是我生命中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。

在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。

最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！