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1、安庆职业技术学院2010届毕业生毕业设计目 录 摘 要2一、数控技术的介绍41.1数控技术的基本概念41.2数控技术的发展趋势4二、典型零件图的分析5图1.典型车削零件图6三、数控机床与系统的选择63.1数控机床的选择;63.2数控系统的选择7四、确定零件的定位基准和装夹方式8五、确定加工顺序及进给路线8六、选择刀具和切削用量8七、加工工艺卡的编制11八、加工坐标系设置118.1建立工件坐标系118.2试切法对刀12九、工序尺寸和编程尺寸13十、典型轴类零件车削的编程14十一、总结17谢 辞18参考文献19摘 要科学技术的不断发展，使社会生产力得到了空前的进步，不断催生而出的、新的加工制造技术
2、越来越多地运用于生产实践之中，并对社会进步发挥着巨大的推进作用。数控加工就是其中最具代表性的技术之一。制造技术和装备技术是人类生产活动的最基本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备，其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固直接影响到一个国家
3、的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展，提高综合国力和国家地位的重要途径。在我国，数控技术与装备的发展亦得到了高度重视，近年来取得了相当大的进步。特别是在通用微机数控领域，以PC平台为基础的国产数控系统，已经走在了世界前列。本设计结合一具体零件进行了零件图分析，加工设备、刀具、工装的选择，切削速度、进给量、背吃刀量等参数的选择，制订了零件的数控加工工艺；根据所选择机床的指令系统编写了零件的加工程序。关键词：数控车床、零件分析、刀具表、NC、数控编
4、程1典型零件的车削加工一、数控技术的介绍1.1数控技术的基本概念 数控技术是用数字或数字信号构成的程序对设备的工作过程实现自动控制的一门技术，简称数控（Numerical Control即NC）。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，世界上各工业发达国家均采取重大措施来发展自己的数控技术及其产业。数控技术综合运用了微电子、计算机、自动控制、精密检测、机械设计和机械制造等技术的最新成果，通过程序来实现设备运动过程和先后顺序的自动控制，位移和相对坐标的自动控制，速度、转速及各种辅助功能的自动控制。数控的
5、产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。1.2数控技术的发展趋势数控技术是当今世界制造业中的先进技术之一，它涉及到计算机辅助设计和制造技术，计算机模拟及仿真加工技术，机床仿真及后置处理，机械加工工艺，装夹定位技术与夹具设计与制造技术，金属切削理论，以及
6、毛坯制造技术等多方面的关键技术。数控技术的发展具有良好的社会和经济效益，对国家整个制造业的技术进步，提高制造业的市场竞争力有着重要的意义。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。数控机床是50年代发展起来的新型自动化机床，较好解决了形状复杂、精密、小批量零件的加工问题，具有适应性强、加工精度和生产效率高的优点。由于数控机床综合了电子计算机、自动控制、伺服驱动、精密测量和新型机械结构等诸
7、方面的先进技术，使得数控机床的发展日新月异，数控机床的功能越来越强大。数控机床的发展趋势体现在数控功能、数控伺服系统、编程方法、数控机床的检测和监控功能、自动调整和控制技术等方面的发展。二、典型零件图的分析典型零件的数控车削加工，主要流程包括零件图分析、确定其加工工艺、加工方法、加工路线、工艺参数和加工这个零件用到的刀具，预备刀具，计算相邻轮廓交点坐标（如圆弧切点），以及怎么装夹，所用的夹具，然后手工编程，程序校验，校验无误，最后进行加工。如下图1所示该零件表面由球面、圆柱、逆圆弧、锥面、倒角、凹槽、螺纹等表面组成，一次装夹即可完成粗精加工，后续槽、螺纹、切断的处理。符合数控加工的标注，尺寸标
8、注完整，。根据课题，选用毛坯为45#钢（它的化学成分中含碳（C）量是0.420.50%，Si含量为0.170.37%，Mn含量0.500.80%，Cr含量=0.25%），40mm100mm，无热处理和硬度要求。通过以上分析，采取下面几点工艺措施：1、图上几个精度要求较高的尺寸，因其公差值较小，所以编程时没有取平均值，而取其基本尺寸。2、根据零件的几何形状关系按一定数学方法（如三角、几何等）计算编程所需要的有关节点的坐标值。3、作为短轴类零件，可以采取毛坯夹持左端，从右端加工，先粗车G71循环加工外轮廓再进行精车，切槽后加工螺纹，最后进行切断处理。 图1.典型车削零件图三、数控机床与系统的选择3
9、.1数控机床的选择;根据加工零件的外形和材料等条件，选择经济型CJK6134数控车床。本机床是适用国内外市场需要而设计的车床。其用途广泛，适用于各种系统，能车削各种零件的外圆、内圆、端面、锥度、切槽以及公制螺纹、黄制螺纹、模数螺纹等，还可承担钻孔，套料、镗孔、铰孔、滚花、拉油槽及其他工作，此外由于机床主轴孔较大，故在48mm以下的棒料可以直接插入主轴孔内夹持加工，该车床结构简单，操作灵便，刚性强，适宜于利用黑色金属和有色金属，其加工精度可达6级技术参数;床身上最大回转直径340mm 滑板上最大回转直径190mm 最大工件长度750mm 主轴锥孔M6 主轴通孔直径52mm 主轴转速范围40-18
10、00r/min（12种） 主轴电机功率3/4.5kw 外形尺寸19509501245mm 机床重量1150kg3.2数控系统的选择根据所学使用华中世纪星数控系统: 华中世纪星(HNC)数控系统是在华中I型、华中2000系列数控系统的基础上，满足用户对低价格、高性能、简单、可靠的要求而开发的数控系统。该系统适用于各种车、铣床加工中心等机床的控制，采用国际标准G代码编程，与各种流行的CADCAM自动编程系统兼容，结构牢靠，造型美观，体积小巧，具有极高的性能价格比，在国产数控系统中，市场占有率较高(表21)。目前已广泛用于车、铣，磨、锻，齿轮、仿形、激光加工、纺织、医疗等设备。华中世纪星数控系统有如
11、下主要特点。 最大联动轴数为4轴。可选配各种类型的脉冲式(HSV16系列全数字交流伺服驱动单元)，模拟式交流伺服驱动单元或步进电机驱动单元以及HSV-11系列串行接口伺服驱动单元。 除标准机床控制面板外，配置40路开关量输入和32路开关量输出接口、手持单元接口、主轴控制与编码器接口。还可扩展远程128路输入128路输出端子板。 采用77”(HNC22M为104”)彩色液晶显示器(分辨率为640480)，全汉字操作界面、故障诊断与报警、加工轨迹图形显示和仿真，操作简便，易于掌握和使用。 采用国际标准G代码编程，与各种流行的CADCAM自动编程系统兼容，具有直线插补、圆弧插补、螺旋线插补、固定循环
12、、旋转、缩放、镜像、刀具补偿、宏程序等功能。 小线段连加工功能，特别适合于CADCAM设计的复杂模具零件加工。 加工断点保存恢复功能，方便用户使用。 反向间隙和单、双向螺距误差补偿功能。 巨量程序加工能力。不需DNC，配置硬盘可直接加工单个高达2GB的G代码程序。 内置RS-232通讯接口，轻松实现机床数据通讯。四、确定零件的定位基准和装夹方式1、正确地选择定位基准，有利于保证精度，合理安排加工顺序。根据工件的外形，采用工件的左端面和毛坯外圆作为定位基准。2、装夹方法：加工工件时，工件必须定位并夹紧在机床上，零件为实心轴类零件，使用普通三爪自定心卡盘夹紧毛坯左端，先车出右端面，并依此面的中心为
13、原点建立工件坐标系。三爪卡盘装夹的优点可以自动定心，装夹方便。五、确定加工顺序及进给路线加工顺序按粗到精、由右到左的原则确定。工件右端加工：既先从右到左进行外轮廓粗车（留0.5mm余量精车），然后从右到左进行外轮廓精车，切退刀槽，进行螺纹加工，最后进行切断处理。六、选择刀具和切削用量1、车端面：选用硬质合金45度车刀，粗、精车用一把刀完成。2、粗精车外圆：（因为程序选用 G71循环所以粗、精车选用同一把刀）硬质合金90度放型车刀，Kr=90度,Kr=60度;E=30度,（因为有圆弧轮廓）以防与工件轮廓发生干涉,如果有必要就用图形来检验。3、车槽与切断: 选用硬质合金车槽刀（刀长12mm，刀宽4
14、mm）。4、车螺纹:选用60度硬质合金外螺纹车刀。 同时把四把刀在自动换刀刀架上安装好，且都对好刀，把它们的刀偏值输入相应的刀具参数中。表1 刀具卡片产品名称或代号零件名称典型轴零件图号序号 刀具号刀具规格名称数量加工表面备注1T01硬质合金端面45度车刀1粗、精车端面2T02硬质合金90度放型车刀1粗、精车外轮廓左偏刀3T03硬质合金车槽刀1切槽、切断4T0460度硬质合金外螺纹车刀1车螺纹5.切削用量的选择：切削用量不仅是在机床调整前必须确定的重要参数，而且其数值合理与否对加工质量、加工效率、生产成本等有着非常重要的影响。切削用量是主轴转速（切削速度），背吃刀具和进给量三要素。所谓“合理的
15、”切削用量是指充分利用刀具切削性能和机床动力性能(功率、扭矩)，要在保证加工质量和刀具耐用度的前提下，充分发挥机床、刀具的能力，使切削加工既快又省。在切削加工中，金属切除率与切削用量三要素ap、f、v均保持线性关系，即其中任一参数增大一倍，都可使生产率提高一倍。然而由于刀具寿命的制约，当任一参数增大时，其它二参数必须减小。因此，在制订切削用量时，三要素获得最佳组合，此时的高生产率才是合理的。切削用量三要素对刀具寿命影响的大小，按顺序为v、f、ap。因此，从保证合理的刀具寿命出发，在确定切削用量时，首先应采用尽可能大的背吃刀量；然后再选用大的进给量；最后求出切削速度。精加工时，增大进给量将增大加工表面粗糙度值。因此，它是精加工时抑制生产率提高的主要因素。切削用量与刀具寿命有密切关系。在制定切削用量
