《机械类典型零件数控编程毕业设计论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械类典型零件数控编程毕业设计论文（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业（设计）论文 系（部）系（部） 机机 电电 工工 程程 系系 专专 业业 数数 控控 技技 术术 班班 级级 指导教师指导教师 姓姓 名名 学号学号 典型零件的数控加工工艺分析典型零件的数控加工工艺分析 摘摘 要要 数控加工技术体现着一个国家的工业化生产能力，是制造业发展的基础。数控技 术是一种对机械运动和动作过程进行自动控制的新兴技术。随着微电子技术和软件技 术的发展，数控技术迅速普及并广泛应用于需要运动和动作控制的各个领域。数控机 床是数控技术在制造业应用的直接表现，它依靠数控系统控制数控机床的坐标运动和 辅助动作过程。在工作中，数控系统按照预定工作程序对机床主轴、坐标轴的运动和 位置
2、以及加工过程中的各个辅助动作进行协调控制，使其成为高效、自动化的加工工 具。 本次设计是进行一个直径是 80MM 长 120MM 的圆柱台阶轴进行设计，这个轴上有圆 弧、工艺退刀槽、螺纹退刀槽、螺纹及球面构成，材料为 45#钢。轴，支承转动零件并 与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有 不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。 本文所设计的轴，既承受弯矩有承受扭矩。在设计过程中我通过 Autocad 辅助设 计软件绘制出零件二维图，运用所学知识作出加工工艺分析，制定加工路线并编制出 数控加工程序，然后用用数控仿真软件加工出零件实体。 关键词：数控加工关
3、键词：数控加工 台阶轴台阶轴 AutocadAutocad 辅助设计辅助设计 数控仿真数控仿真 目目 录录 第一章第一章 绪绪 论论1 1 1.1 数控加工在机械制造业中的地位和作用.1 1.2 数控加工技术的特点 .1 1.3 数控加工的内容 .1 1.4 数控加工技术的发展趋势 .2 第二章第二章 数控加工工艺的特点和内容数控加工工艺的特点和内容5 5 21 数控加工工艺的基本特点5 2. 2 数控加工工艺的主要内容6 第三章第三章 零件图的分析零件图的分析7 7 3.1 零件图的绘制.7 3.2 尺寸的分析 .7 3.3 图样工艺分析 .8 第四章第四章 数控加工工艺路线的设计数控加工工
4、艺路线的设计9 9 4.1 毛坯材料的选择 .9 4.2 选择机床 .9 4.3 定位基准的选择 10 4.4 工艺路线的拟定 10 4.5 刀具的选择和切削参数 13 4.5.1 车削用量的选择原则13 4.5.2 刀具的选择14 4.6 夹具的选择与类型 15 4.6.1 夹具的选择 .15 4.6.2 夹具的类型16 4.6.3 零件的安装16 第五章第五章 零件的加工工零件的加工工序序及编程及编程1818 5.1 数控加工工序 18 5.2 数控加工程序的编写 18 总总 结结2121 参考文献参考文献2222 致致 谢谢2323 附图一附图一2424 附图二附图二2525 附图三附图
5、三2626 1 第一章第一章 绪绪 论论 1.1 数控加工在机械制造业中的地位和作用数控加工在机械制造业中的地位和作用 随着国家经济的发展，制造业起着重要的作用，数控加工技术体现着一个国家 的工业化生产能力，是制造业发展的基础。数控加工是机械加工的精加工的一种， 是机械加工的发展方向，数控加工的加工范围更广，加工精度更高，未来的机械加 工将普遍使用数控加工。 1.2 数控加工技术的特点数控加工技术的特点 数控加工柔性好，自动化程度高，特别适宜加工轮廓形状复杂的曲线，曲面零 件，以及具有大量孔、槽加工的复杂箱体，棱体零件，在多品种、小批量生产情况 下，使用数控机床加工能获得较高的经济效益。其具体
6、特点如下： (1) 自动化程度高，具有很高的生产效率。 (2) 对加工对象的适应性强。 (3)加工精度高，质量稳定。 (4) 易于建立与计算机间的通信联络，容易实现群控。 1.3 数控加工的内容数控加工的内容 对于一个零件来说，并非全部加工工艺过程都适合在数控机床上完成,而往往 只是其中的一部分工艺内容适合数控加工。这就需要对零件图样进行仔细的工艺分 析，选择那些最适合、最需要进行数控加工的内容和工序。在考虑选择内容时，应 结合本企业设备的实际，立足于解决难题、攻克关键问题和提高生产效率，充分发 挥数控加工的优势。 2 1、适于数控加工的内容 在选择时，一般可按下列顺序考虑： （1）通用机床无
7、法加工的内容应作为优先选择内容； （2）通用机床难加工，质量也难以保证的内容应作为重点选择内容； （3）通用机床加工效率低、工人手工操作劳动强度大的内容，可在数控机床 尚存在富裕加工能力时选择。 2、不适于数控加工的内容 一般来说，上述这些加工内容采用数控加工后，在产品质量、生产效率与综合 效益等方面都会得到明显提高。相比之下，下列一些内容不宜选择采用数控加工： （1）占机调整时间长。如以毛坯的粗基准定位加工第一个精基准，需用专用 工装协调的内容； （2）加工部位分散，需要多次安装、设置原点。这时，采用数控加工很麻烦， 效果不明显，可安排通用机床补加工； （3）按某些特定的制造依据（如样板等）
8、加工的型面轮廓。主要原因是获取 数据困难，易于与检验依据发生矛盾，增加了程序编制的难度。 1.4 数控加工技术的发展趋势数控加工技术的发展趋势 进入 20 世纪 90 年代以来，随着国际上计算机技术突飞猛进的发展，数控技术 正不断采用计算机、控制理论等领域的最新技术成就，使其朝着高速化、高精化、 复合化、智能化、 高柔性化及信息网络化等方向发展。整体数控加工技术向 CIMS（ 计算机集成制造系统）方向发展。 1. 高速切削 受高生产率的驱使，高速化已是现代机床技术发展的重要方向之一。机床高速 化既表现在主轴转速上，也表现在工作台快速移动和进给速度的提高，以及刀具交 换、托盘交换时间的缩短上，并
9、且具有高加（减）速率。 高速切削机床主轴的高转速减少了切削力，也减小了切削深度，有利于克服机 3 床振动，排屑率大大提高，热量被切屑带走，传人零件中的热量减低，热变形大大 减小，提高了加工精度，也改善了加工面粗糙度。因此，经过高速加工的工件一般 不需要精加工。 2. 高精度加工 高精度加工实际上是高速加工技术和数控机床的广泛应用的必然结果。以前汽 车零件的加工精度要求在 0.01mm 数量级上，但随着计算机硬盘、高精度液压轴承 等精密零件的增多，精整加工所需精度已提高到 0.1m，加工精度进入了亚微米 世界。提高数控设备的加工精度，除通过提高机械设备的制造精度和装配精度外， 还可通过 减小数控
10、系统的控制误差和采用补偿技术来达到。在减小 CNC 系统控制 误差方面，通常采用提高数控系统的分辨率、以微小程序段实现连续进给、使 CNC 控制单位精细化、提高位置检测精度以及位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制 等方法。在采用补偿技术方面，除采用齿隙补偿、丝杆螺距误差补偿和刀具误差补 偿等技术外，近年来设备的热变形误差补偿和空间误差综合补偿技术的研究已成为 世界范围的研究热点。 3. 复合化加工 机床高速化主要是从提高机床的运行速度来提高机床的加工生产率，而机床的 复合化加工则是通过增加机床的功能，减少工件加工过程中的多次装夹、重新定位、 对刀等辅 助工艺时间，来提高机床利用率的，因此复合化
11、加工是现代机床技术发 展的另一重要方面。 4. 控制智能化 随着人工智能技术的不断发展，并为满足制造业生产柔性化、制造自动化的 发展需求，数控技术智能化程度不断提高，具体体现在以下几个方面： （1）加工过程自适应控制技术 （2）加工参数的智能优化与选择 （3）故障自诊断功能 （4）智能化交流伺服驱动装置 5. 互联网络化 4 随着信息技术和数字计算机技术的发展，尤其是计算机网络的发展，世界正在 经历着一场深刻的“革命” 。在以网络化、数字化为基本特征的时代，网络化、数 字化以及新的制造哲理深刻地影响新世纪的制造模式和制造观念。 6. 计算机集成制造系统 计算机集成制造反映了制造系统的这一新发展
12、。计算机集成制造系统则是技术 上的具体实现，它能为现代制造企业追求在激烈变化中、动态市场条件下，具有快 速、灵活响应的竞争优势提供所要求的战略性系统技术。 计算机集成制造系统的发展可以实现整个机械制造厂的全盘自动化，成为自 动化工厂或无人化工厂，是自动化制造技术的发展方向。 5 第二章第二章 数控加工工艺的特点和内容数控加工工艺的特点和内容 数控加工工艺是以数控加工机床加工中的工艺为研究对象的一门加工技术。它以 机械制造业中的工艺的基本理论知识为基准，结合数控机床的特点，综合运用了多方 面的知识解决面临数控加工中的工艺问题。数控加工工艺的内容包括了机械加工工艺 和数控加工程序编制的基本知识和基
13、本理论、典型零件加工工艺分析的方法。无论是 手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟订工艺方案， 选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点，加工路线 等）也需要做一些处理。因此，数控编程的工艺处理是一项十分重要的工作。 21 数控加工工艺的基本特点数控加工工艺的基本特点 （1）数控加工的工艺内容十分明确而具体。进行数控加工时，数控机床受数 控系统的指令，完成各种运动、实现各种加工要求。因此在编程加工之前，需要对 影响加工过程的各种加工工艺因素，如：切削用量、进给路线、刀具的几何形状， 甚至工步的划分与安排等一一工作做出定量描述。 （2）数控加工的
14、工艺要求相当准确和严密。数控加工不能像通用机床那样加 工，可以对加工过程中出现的问题由操作工人依据自己的实践经验和习惯自行调整 的。在数控加工的工艺设计中必须注意加工过程中的每一个环节，做到万无一失。 在实际中一个字符、一个小数点或一个逗号的差错都可能酿成重大的机床事故和质 量事故。因此，要求编程人员除必须具备较扎实的工艺基本知识和较丰富的实际工 作经验外，还要必须具备耐心和严谨的工作作风。 （3）数控加工的工序相对集中。一般来说，在普通机床上是根据机床的种类 进行单工序加工，而在数控机床上往往是在一次装夹中完成钻、扩、铰、铣、镗攻 螺纹等多工序加工。这种“多序和一”的现象也属于“工序集中”的
15、范畴，极端情 况下，在一台加工中心上可以完成加工的全部加工内容。 6 2. 2 数控加工工艺的主要内容数控加工工艺的主要内容 一般来说数控加工工艺主要包括的内容如下： (1)选择并确定进行数控加工的零件及内容； (2)对零件图纸进行数控加工的工艺分析； (3)数控加工的工艺设计； (4)对零件图纸的数学处理； (5)编写加工程序单； (6)按程序单制作控制介质； (7)程序的校验与修改； (8)首件试加工与现场问题处理； (9)数控加工工艺文件的定型与归档。 7 第三章第三章 零件图的分析零件图的分析 3.1 零件图的绘制零件图的绘制 本次设计是进行一个直径是 80MM 长 120MM 的圆柱
16、台阶轴进行设计，这个轴上有圆 弧、工艺退刀槽、螺纹退刀槽、螺纹及球面构成，材料为 45#钢。轴，支承转动零件并 与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。一般为金属圆杆状，各段可以有 不同的直径。机器中作回转运动的零件就装在轴上。 本文所设计的轴，既承受弯矩有承受扭矩。 图 3-1 零件图 3.2 尺寸的分析尺寸的分析 尺寸标注应符合数控加工的特点 在数控编程中，所有点、线、面的尺寸和位置都是以编程原点为基准的。因此， 零件图样上最好直接给出坐标尺寸，或尽量以同一基准上引注尺寸。在本设计零件 图，宽度方向以中心轴线为基准，主零件长度方向是以 R10 的半圆球右端面为基 准。几何要素的条件应完整、准确。 8 在程序编制中，编程人员必须充分掌握构成零件轮廓的几何要素参数及几何 要素之间的关系。因为在自动编程时要对零件轮廓的所有几何元素进行定义，手动 编程时要计算出每个节点的坐标，无论哪一点不明确或不确定，编程都无法进行
