数控技术毕业设计论文

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1、安徽国防科技职业学院 1目 录前 言第一章 数控技术的发展状况和发展趋势1.1 数控技术发展状况 3 1.2 数控技术的发展趋势 5第二章 数控编程基础知识2.1 数控编程的内容82.2 数控编程的方法92.3 数控专业基本编程指令102.4 数控编程的应用14第三章 数控车加工工艺3.1 数控加工工艺分析主要内容153.2 数控加工内容及加工方法的选择163.3 数控加工中刀具选择与切削用量的确定18第四章 切削用量的选择和选择原则4.1 切削用量的选择204.2 切削用量的选择原则21第五章 典型零件加工5.1 零件图加工工艺235.2 编程255.3 机床的操作26结论 27致谢 28参

2、考文献28安徽国防科技职业学院 2前 言数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术（IT）与制造技术（MT）结合发展的结果。现代的 CAD/CMD、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术是现代机械类专业学生必不可少的。中国数控技术和产业经过 40 多年的发展

3、，从无到有，从引进消化到拥有自己独立的自主版权，取得了相当大的进步。但回顾这几十年的发展，可以看到我们在数控领域的进步主要还是按国外一些模式，按部就班地发展，真正创新的成分不多。这种局面在发展初期的起步阶段，是无可非议的。但到了世界数控强手如林的今天和知识经济即将登上舞台的新世纪，这一常规途径就很难行通了。例如，在国外模拟伺服快过时时，我们开始搞模拟伺服，还没等我们占稳市场，技术上就已经落后了；在国外将脉冲驱动的数字式伺服打入我国市场时，我们就跟着搞这类的数字伺服，我们老是跟在别人后面走，按国外已有控制和驱动模式来开发国产数控系统，在技术上难免要滞后，再加上国外公司在我国境内设立研究所和生产力

4、，实行就地开发、就地生产和就地销售，使我们的产品在性能价格比上已越来越无多大优势，因此要进一步扩大市场占有率，难度自然就很大了。为改变这种现状，我们必须深刻理解和认真落实“科学技术是第一生产力”的伟大论断，大力加强数控领域的科技创新，努力研究具有中国特色的实用先进数控技术，逐步建立自己独立的、先进的技术体系。在此基础上大力发展符合中国国情的数控产品，从而形成从数控系统、数控功能部件到种类齐全的数控机床整机的完整的产业体系。这样，才不会被国外牵着鼻子，永远受别人的制约，才有可能用先进、实用的数控产品去收复国内市场，打开国际市场，使中国的数控技术和数控产业在 21 世纪走在世界的前列。安徽国防科技

5、职业学院 3第一章 数控技术的发展状况和发展趋势1.1 国内外数控技术发展状况世界制造业在 20 世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90 年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从 90 年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从 2000 年至今已接受 3 个月以后的订货合同，生产任务饱满。20 世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步。自从 1952 年美国第 1 台

6、数控铣床问世至今已经历了 50 个年头。数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有 1020 万台，产值上百亿美元。 世界制造业在 20 世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。90 年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组。如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从 90年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮。如德国机床行业从 2000 年至今已接受 3 个月以后的订货合同，生产任务饱满。我国数控机床制造业在 80 年代曾有过高速发展的阶段，许

7、多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在 90 年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到 50，库存超过 4 个月。从 1995 年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在 1999 年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。从 2000 年 8 月份的上海数控机床展览会和 2001 年 4 月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁

8、荣景象。但也反映了下列问题： （1） 低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销； （2） 高技术水平、全功能产品主要靠进口； （3） 配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口； （4） 应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用； （5） 自行开发能力较差，相对有较高技术水平的产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。 当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力。目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近 300 万台），但我们的机床数控化率仅达到 19左右，这与西方工业国家一般能达到 20的差距太大。安徽国防科技职业学院 4日本不到 80 万台的机床却有近 10 倍

9、于我国的制造能力。数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国 21 世纪制造业必须首先解决的最主要问题。每年我们国产全功能数控机床 30004000 台，日本 1 年产 5 万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口 70009000 台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去。因此，国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研。当时提出数控化改造的设备可达 810 万台，需投入 80100 亿资金，但得到的经济效益将是投入的 510 倍以上。因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现，甚至还有美国公司加入。

10、“十五”刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入 68 亿元，用于对 1218 万台机床的数控化改造。数控技术经过 50 年的 2 个阶段和 6 代的发展： 第 1 阶段：硬件数控（NC） 第 1 代：1952 年的电子管 第 2 代：1959 年晶体管分离元件 第 3 代：1965 年的小规模集成电路 第 2 阶段：软件数控（CNC） 第 4 代：1970 年的小型计算机 第 5 代：1974 年的微处理器 第 6 代：1990 年基于个人 PC 机（PCBASEO） 第 6 代的系统优点主要有： （1） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到 5 万小时以上； （2） 基

11、于 PC 平台，技术进步快，升级换代容易； （3） 提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如 CAD、CAM、CAPP，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）； （4） 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。 目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本 FANUC 公司，1 年生产 5 万套以上系统，占世界市场约 40左右，其次是德国的西门子公司约占 15以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的 NUM，日本的三菱、安川。国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都

12、广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过 300400 套。 近 10 年数控机床为适应加工技术发展，在以下几个技术领域都有巨大进步。 （1） 高速化 由于高速加工技术普及，机床普遍提高各方面速度，车床主轴转速由30004000rmin 提高到 800010000rmin，铣床和加工中心主轴转速由40008000rmin 提高到 12000rmin、24000rmin、40000rmin 以上 快安徽国防科技职业学院 5速移动速度由过去的 1020mmin 提高到48mmin、60mmin、80mmin、120mmin 在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度，其已由过去一般机

13、床的 05G（重力加速度）提高到152G，最高可达 15G，直线电机在机床上开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。（2） 高精度化 数控机床的定位精度已由一般的 001002mm 提高到 0008mm 左右，亚微米级机床达到 00005mm 左右，纳米级机床达到 0005001m，最小分辨率为 1nm（0mm）的数控系统和机床已有产品。 数控中两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到 1 的圆度，插补前多程序段预读，大大提高插补质量，并可进行自动拐角处理等。 （3） 复合加工、新结构机床大量出现 如 5 轴 5 面体复合加工机床，5 轴 5 联动加工各类异形零件。也派

14、生出各新颖的机床结构，包括 6 轴虚拟轴机床，串并联铰链机床等。采用特殊机械结构，数控的特殊运算方式，特殊编程要求。 （4） 使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎添翼”。如内冷钻头由于使高压冷却液直接冷却钻头切削刃和排除切屑，在钻深孔时大大提高效率。加工钢件切削速度能达 1000mmin，加工铝件能达 5000mmin。 （5） 数控机床的开放性和联网管理，已是使用数控机床的基本要求，它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段，而且是企业合理化、最佳化利用这些制造手段的方法。因此，计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、异行工程等等各种新技术都在数控机床基础上发展起来，这必然成为

15、 21 世纪制造业发展的一个主要潮流。1.2 数控技术的发展趋势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，他对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，其主要研究热点有以下几个方面18。1. 2.1 高速、高精加工技术及装备的新趋效率、质量是先进制造技术的体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。为此日本先端技安徽国防科技职业学院 6术研究会将其列为 5 大现代制造技术之一，国际生产工程学会（CIRP）将其确定为 21 世纪的中心研究方向之一。在轿车工业领域，年产 30 万辆的生产节拍是 40 秒/辆，而且多品种加工是轿车装备必须解决的重点问题之一；在航空和宇航工业领域，其加工的零部件多为薄壁和薄筋，刚度很差，