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1、1江苏华瑞技工学校数控专业07届毕业论文 题 目:数控机床的工作原理及其应用姓 名: 王 东系 别: 07届专业班级: 07数控大专班指导教师: 王翠芬完成时间: 2011.5.182目录一 数控机床工作原理41.1 数控机床工作原理.41.2 数控系统的工作过程51.3 数控系统的插补原理简介51.4 数控机床结构.5二 数控车床的运用. 62.1 数控机床优点及重要性.62.2 数控系统运用.62.3 数控机床编制程序.62.4 计算机数控系统.62.5 机床数控系统操作 7三 数控车应用方法技巧 . 73.1 数控车的工艺与工装削 .73.2 程序首句妙用与控制尺寸精度的技巧.83.2.
2、1 程序首句妙用 G00 的技巧.93.2.2 控制尺寸精度的技巧.9四 结束语.10五 致谢词.10六 结束语.,103前言随着我国综合国力的进一步增强以及加投身到社会贸组织。我国经济周全与国际接轨，并逐步成为全球打造中心，我国企业广泛应用现代化数字控制技术参与国际竞争。数字控制技术是打造实现不佣人力化，集成化的基础，是提高产物质量，提高劳动生产率不成少的物资手眼。数控技术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数控领域的不断扩大，它对国际民生的一些重要的行业 IT,汽车，轻工，医疗等的发展起着越来越重要的作用。此业预设让咱们结业生更好的熟悉
3、数字控制车床，确定加工工艺，让咱们更清晰地舆解怎样确定零件的加工方案，学会分析零件为走上事情岗位打下基础。由于水平有限，论文中存在很多不足，敬请老师给予批评纠正。4【摘要】随着科学技术的发展，机电产品日趋精密复杂。产品的精度要求越来越高、更新换代的周期也越来越短，从而促进了现代制造业的发展。尤其是宇航、军工、造船、汽车和模具加工等行业，用普通机床进行加工（精度低、效率低、劳动度大）已无法满足生产要求，从而一种新型的用数字程序控制的机床应运而生。这种机床是一种综合运用了计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等新技术的机电一体化典型产品。数控机床是一种装有程序控制系统（数控系统）的自动化机床。该
4、系统能够逻辑地处理具有使用号码，或其他符号编码指令（刀具移动轨迹信息）规定的程序。具体地讲，把数字化了的刀具移动轨迹的信息输入到数控装置，经过译码、运算，从而实现控制刀具与工件相对运动，加工出所需要的零件的机床，即为数控机床。【关键字】数控 车床 刀具1. 数控机床工作原理1.1数控机床工作原理按照零件加工的技术要求和工艺要求，编写零件的加工程序，然后将加工程序输入到数控装置，通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具，以及工件的夹紧与松开，冷却、润滑泵的开与关，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，从而加工出符合图纸要求的零件。5图1 数控机床的工
5、作原理图2 一段曲线的1.2数控系统的工作过程 1)输入：零件加工程序一般通过 DNC 从上一级计算机输入而来。 2)译码：译码程序将零件加工程序翻译成计算机内部能识别的语言。 3)数据处理：包括刀具半径补偿、速度计算以及辅助功能的处理。 4)插补：是在已知一条曲线的种类、起点、终点以及进给速度后，在起点和终点之间进行数据点的密化。 5)伺服输出：伺服控制程序的功能是完成本次插补周期的位置伺服计算，并将结果发送到伺服驱动接口中去。1.3 数控系统的插补原理简介什么是插补？为什么要进行插补？插补：在实际加工中，用一小段直线或圆弧去逼近(拟合)零件轮廓曲线，即直线或圆弧插补。插补的任务:就是根据进
6、给速度的要求，在轮廓起点和终点之间计算出若干个中间点的坐标值1.4数控机床结构数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成，如图所示。6数控机床的加工过程1）控制介质 控制介质以指令的形式记载各种加工信息，如零件加工的工艺过程、工艺参数和刀具运动等，将这些信息输入到数控装置，控制数控机床对零件切削加工。2）数控装置 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的加工信息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程序指令运动。3）伺服系统 伺服系统由伺服电机和伺服驱动装置组成，通常所说数控系统是指数
7、控装置与伺服系统的集成，因此说伺服系统是数控系统的执行系统。数控装置发出的速度和位移指令控制执行部件按进给速度和进给方向位移。每个进给运动的执行部件都配备一套伺服系统，有的伺服系统还有位置测量装置，直接或间接测量执行部件的实际位移量，并反馈给数控装置，对加工的误差进行补偿。4）机床本体 数控机床的本体与普通机床基本类似，不同之处是数控机床结构简单、刚性好，传动系统采用滚珠丝杠代替普通机床的丝杠和齿条传动，主轴变速系统简化了齿轮箱，普遍采用变频调速和伺服控制。2数控车床的运用2.1数控机床优点及重要性数控机床发展至今已有40多年的历史，它与电子技术、特别是计算机技术的发展密切相关。将在更广泛的领
8、域内应用。在数控机床的早期产品中，数控装置是专用的。近年来，数控装置中的逻辑电路已被计算机所取代，因而实现了控制多样化和多功能化。从复台化技术的观点来看，增强控制功能，使得操作机床自动化，不是最终目的。控制功能应达到晟佳控制和自适应控制，为此应增加诊断功能。通过传感器反馈，实现加工智能化，并保证系统的可靠性。此外数控机床是一种高度自动化的机床。随着社会生产和科学技术的迅速发展，机械产品的性能和质量不断提高，改型频繁。机械加工中，多品种、小批量加工约占80。这样，对机床不仅要求具有高的精度和生产效率，而且还要具备“柔性” ，即灵活通用，能迅速适应加工零件的变更。数控机床较好地解决了形状复杂、精密
9、、小批、多变的零件加工问题，具有适应性强、加工精度高、加工质量稳定和生产效率高等优点，是一种灵活而高效的自动化机床。随着电子、自动化、计算机和精密测试等技术的发展，数控机床在机械制造业中的地位将更加重要。2.2数控系统运用数控系统除用来控制金属切削机床以外还普遍用于控制诸如线切割机、冲床、气割机之类的简单机器直至机器人之类的复杂设备。在要求可靠性高、柔性强和实现机电一体化等方面对之都有广泛的需要。72.3数控机床编制程序数控机床的程序编制应包含以下内容：首先分析零件图样，根据零件的材料、形状尺寸、精度、表面质量、毛坯种类和热处理要求等拟定工艺方案，确定加工路线，进行数值计算得到数控机床所需输人
10、的数据；再加上所需的工艺指令，就可以编写程序单，作为制作数控带的依据。在穿孔机上制成的数控带必须经仔细校对，以防出错。机床数控系统是一种位置控制系统，应首先输人根据加工零件具体要求缩制的零件加工程序：然后，数控系统对输入的零件程序数据段进行相应的处理，把数据段插补出理想的刀具运动轨迹，并将插补结果输出到执行部件，使刀具加工出所需要的零件。机床数控系统主要由几个部分组成：零件加工程序的输入、数据处理、插补计算和伺服机构的控制。2.4计算机数控系统应用计算机的数控机床是综合了现代计算机技术、自动控制技术、传感器和测量技术、机械制造技术等领域的晟新成就发展起来的，它使得机械加工达到了更高的水平。 计
11、算机数控系统主要由硬件和软件两太部分组成。系统控制软件配合系统硬件合理地组织、管理数控系统的输入、数据处理、插补和输出信息与控制执行部件，使数控机床按照操作者的要求，有条不紊地进行加工。2.5机床数控系统操作机床数控系统工作时，操作者根据被加工零件的图样要求，编制零件加工程序。通常零件加工程序通过键盘手动输入，亦可由上级计算机编程器将零件加工程序直接通过输入接口输入到控制系统中。由于数控机床成本较高，目前，多用于形状复杂、精度要求高的中小批量零件加工。随着数控技术的普及及电子器件成本的降低，尤其是计算机数控系统的出现与微型计算机的迅速发展，数控机床的适用范围正在不断地扩展，加工精度不断提高，成
12、本不断降低。3 数控车应用方法技巧3.1 数控车的工艺与工装削数控车床加工工艺与普通车床的加工工艺类似，但由于数控车床是一次装夹，连续自动加工完成所有车削工序，因而应注意以下几个方面。3.1.1 合理选择切削用量对于高效率的金属切削加工来说，被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。切削条件的三要素：切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高，刀尖温度会上升，会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高 20%，刀具寿命会减少 1/2。进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量
13、大，切削温度上升，后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大，但在微小切深切削时，被切削材料产生硬化层，同样会影响刀具的寿命。用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。然而，在实际作业中，刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时，需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢8和耐热合金等难加工材料来说，可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。3.1.2 合理选择刀具1) 粗车时，要
14、选强度高、耐用度好的刀具，以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。2) 精车时，要选精度高、耐用度好的刀具，以保证加工精度的要求。3) 为减少换刀时间和方便对刀，应尽量采用机夹刀和机夹刀片。3.1.3. 合理选择夹具1) 尽量选用通用夹具装夹工件，避免采用专用夹具；2) 零件定位基准重合，以减少定位误差。3.1.4. 确定加工路线加工路线是指数控机床加工过程中，刀具相对零件的运动轨迹和方向。1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求；2) 应尽量缩短加工路线，减少刀具空行程时间。3.1.5. 加工路线与加工余量的联系目前，在数控车床还未达到普及使用的条件下，一般应把毛坯上过多的余量，特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时，则需注意程序的灵活安排。3.1.6. 夹具安装要点目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的，液压卡盘夹紧要点如下：首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽，卸下拉管，并从主轴后端抽出，再用搬手卸下卡盘固定螺钉，即可卸下卡盘。3.2 程序首句妙用与控制尺寸精度的技巧3.2.1 程序首句妙用 G00 的技巧目前我们所接触到的教科书及数控车削方面的技术书籍，程序首句均为建立工件坐标系，即以 G50 X
