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1、 毕 业 设 计（论 文）题 目 数控车削加工与维修技巧 姓 名 学 号 所在学院 专业班级 指导教师 日 期 目录1. 绪论31.1、数控车床的概念31.2、数控车床的组成41.3、数控车削加工的对象41.4、数控车削的加工特点52. 加工方案和工艺性分析62.1、零件结构性分析62.2、装夹及定位基准的选择82.3、工艺方案的制定及加工路线的选择112.4、加工刀具的确定123. 加工参数的确定133.1、背吃刀量133.2、切削速度133.3、进给速度144. 编制数控程序144.1、确定工件坐标系、对刀点和换刀点144.2、数控车削程序编制165. 数控车床常见故障诊断与分析185.1
2、、数控系统的故障诊断185.2、数控机床故障诊断原则和方法196. 结语217. 参考文献21数控车削加工与维修技巧摘要：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，推动了装备制造业的高速发展。随着数控技术不断的进步，数控技术及装备是发展新兴高新技术产业和尖端工业的使能技术和最基本的装备。世界各国信息产业、生物产业、航空、航天等国防工业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对市场的适应能力和竞争能力。工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅大力发展自己的数控技术及其产业，而且在高精尖数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。因此大力发展以
3、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。数控技术人员方面的教育与培养极大的推进国家和企业的制造能力和生产力。了解数控机床的结构，CNC机床加工的基本原理、全面地理解和掌握CNC编程的基本过程和关键技术、能熟练的运用一种或是多种CAD/CAM软件、能判断和处理CNC机床出现的一些常见故障是一个数控技术人员的基本素质和必要的要求。关键词：数控车床，车削加工，维修第一章 绪论1.1、数控车床的概念数控机床（CNC机床）是计算机数字控制机床(Computer numerical control)的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系
4、统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使机床动作并加工零件。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品。是机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点的工作母机。数控车床又称为 CNC车床，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种数控机床，约占数控机床总数的25%。数控车床是数控机床的主要品种之一，它在数控机床中占有非常重要的位置，几十年来一直受到世界各国的普遍重视并得到了迅速的发展。1.2、数控车床的组成 数控车床由数控装置、伺服驱动装置、检测反馈装置和机床本体四大部分组成，再加上程序的输入/输出设备、可编程控
5、制器、电源等辅助部分。主要部分简介如下：1数控装置(数控系统的核心)由硬件和软件部分组成，接受输入代码经缓存、译码、运算插补）等转变成控制指令，实现直接或通过PLC对伺服驱动装置的控制。2伺服驱动装置是数控装置和机床主机之间的联接环节，接受数控装置的生成的进给信号，经放大驱动主机的执行机构，实现机床运动。3检测反馈装置是通过检测元件将执行元件（电机、刀架）或主轴的速度和位移检测出来，反馈给数控装置构成闭环或半闭环系统。4机床本体是数控车床的机械结构件（床身箱体、导轨、主轴和进给机构等）。1.3、数控车削加工的对象 数控车床主要用于加工精度要求高，表面粗糙度好、轮廓形状复杂的轴类、盘类等回转体领
6、奖；能够通过程序控制自动完成内圆柱面、锥面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并进行切槽，钻、扩、绞孔等工作。而近几年来研制的数控车削加工中心和数控车铣复合加工中心，使得在一次装夹中可以完成更多的加工工序，提高了加工质量和生产效率，因此还使用了复杂形状的回转类零件的加工。回转体零件分为轴套类、轮盘类和其他类几种、轴套类和轮盘类零件它区分在于长径比，一般长径比大于1的零件视为轴类零件，长径比小于1的零件视为轮盘类零件，轴套类零件的长度大天直径，轴套类零件的加工表面大多是内外圆周面。圆周面轮廓可以是与工轴平行的直线，切削形成台阶轴，轴上可以螺纹和退刀槽等，也可以是斜线，切削形成锥面或锥螺纹，还可以圆孤或
7、曲线（用参数方程编程），切削形成曲面。轮盘类零件的直径大于长度，轮盘类零件的加工表面多是端面，端面的轮廓也可以是直线，斜线、圆孤、曲线和端面螺纹，锥面螺纹等。数控车床与普通车床一样，装上特殊卡盘就可以加工偏心轴或在箱体板材上加工孔或圆柱。1.4、数控车削的加工特点1.4.1 适应能力强，适于多品种小批量零件的加工在传统的自动或自动车床上加工一个新零件，一般需要调整机床或机床附件，以使机床适应加工零件的要求；而使用数控车床加工不同形状的零件时只要重新编制或修改加工程序（软件）就可以迅速达到加工要求，大大缩短了更换机床硬件的技术准备时间，因此适用于多种、单件或小批量加工。1.4.2 加工精度高，一
8、致性好由于数控机床集机、电等高新技术为一体，加工精度普遍高于普通机床。数控机床的加工过程是由计算机根据预先输入的程序进行控制的。这就避免了因操作者技术水平的差异而引志的产品质量的不同。对于一些具有复杂形式的工件，必要是还可以用计算机辅助编程或计算机辅助加工。另外数控机床的加工过程不受体力、情绪变化的影响。1.4.3 具有较高的生产率和较低的加工成本机床生产率主要是指加工一个零件所需要的时间，其中包括机动时间和辅助时间。数控车床的主轴转速和进给速度变化范围很大，并可无级调速，加工时可选用最佳的切削速度和进给速度，可实现恒转速和恒切速，以使切削参数最优化，这就大大地提高了生产率，降低了加工成本，尤
9、其对大批量生产的零件，批量越大，加工成本越低。1.4.4 批量生产对于批量生产，特别是大批量生产，在保证加工质量的前提下要突出加工效率和加工过程的稳定性，其加工工艺与单件小批量不同。例如夹具选择、走刀路线安排、刀具排列位置和使用顺序都要仔细斟酌，有关内容在相关章节中具体介绍。1.4.5 单件生产与批量生产相对的是单件生产。单件生产的最大特点是要保证一次合格北，特别是具有复杂形状和高精度要求的工作。在单件生产中与成功率相比，效率退居其次。单件生产所使用的数控工艺在走刀路线、刀具安排、换刀点设置等方面不同于批量生产。与批量生产相比，单件生产要避免过长的生产准备时间。第二章 加工方案和工艺性分析2.
10、1、零件结构性分析2.1.1 零件图样结构性分析分析零件图样是进行工艺分析的前提,它将直接影响零件加工程序的编制与加工。分析零件图样主要考虑以下几方面：1.构成零件外形轮廓的几何条件由于设计等多方面的原因，可能在零件图样上出现构成零件加工轮廓的数据不充分、尺寸模糊不清等缺陷，这样会增加编程的难度，有时甚至无法编程。在这个方面主要是在加工前需仔细审查是否漏掉尺寸导致零件轮廓几何要素不完善；零件图上的图线位置是否有模糊或尺寸标注不清，使编程无法下手；零件图上给定的几何条件不合理，造成数学处理困难；2.尺寸精度及形位公差要求在该项分析过程中，还可以同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链
11、计算等。在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的依据。零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时，要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据机床的特殊需要进行一些技术性处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。3.表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，在数控车削加工中影响表面粗糙度的因素比较多如选用的刀具、切削用量、机床主轴的圆跳动、机床本身的刚度等方面的因素。该项要求是对上述加工条件选择的重要依据。4.材料及热处理材料与热处理要求，是选择刀具、机床型号、确定切削用量的依据。本次毕业设计选定的加工零件
12、图样见图1所示，零件材质为40Cr合金结构钢，调质处理硬度HRC3236。零件结构为典型的盘类零件，单间及批量生产数控车削加工均能适应。该零件主要技术指标在于零件外圆54 0 -0.01及380.01尺寸。在数控车削加工中需考虑该两处尺寸的精度问题，确定这两处尺寸的加工过程，粗加工的加工余量、精加工的加工余量。图12.2、装夹及定位基准的选择2.2.1 零件的装夹在数控机床加工中，零件定位安装的基本原则与卧式车床相同。但为了提高数控车床的效率，除了采用三爪自定心卡盘外，数控车床中还有许多相应的夹具，它们主要分为两大类，即用于轴类零件的夹具和用于盘类零件的夹具。（1）用于轴类零件的夹具数控车床加
13、工轴类零件时，毛坯装在主轴顶尖和尾座顶座之间，由主轴上的拨动卡盘或拨齿带动旋转。这类夹具在粗车时可以传递足够大的转矩，以适应主轴高速旋转车削。（2）用于盘类零件的夹具这类夹具适用于无尾座的卡盘式数控车床上.用于盘类零件的夹具主要有可调卡爪卡盘和快速可调卡盘。2.2.2定位基准定位基准选择要考虑到基准重合的原则，尽可能避免或减少因基准不重合而产生的误差。定位基准在最初的工序中是铸造、锻造或轧制等得到的表面，这种未经加工的基准称为粗基准。用粗基准定位加工出光洁的表面以后，以后的工序就应当尽量用这种加工过的表面定位。这种加工过的定位基准称为精基准。另外，当零件上没有合适的表面作定位基准时，为了便于安
14、装和易于获得所需的加工精度，可在工件上特意作出专门供定位用的表面，这种定位基准称为辅助基准。(1)粗基准的选择粗基准的选择影响各加工面的余量分配及不需加工表面与加工表面之间的相互位置，而这两方面的要求常常是相互矛盾的，因此在选择粗基准时，必须首先明确哪一方面的要求是主要的。1）如果必须首先保证工件上加工表面与不加工表面之间的相互位置要求，则应以不加工表面作为粗基准。如果在工件上有很多不需加工的表面，则应以其中与加工面的相互位置要求较高的表面作粗基准。2）如果必须首先保证工件某重要表面的余量均匀时，应选择该表面作为粗基准。3）选择粗基准时，必须考虑定位准确、夹紧可靠以及夹具结构简单、操作方便。为
15、了保证定位准确、夹紧可靠，首先要求选用的粗基准尽可能平整，光洁和有足够大的尺寸，不允许有锻造飞边、铸造浇冒口或其它缺陷，不能选用分型面作为粗基准；此外，还必须注意到铸造偏箱及泥芯移动等缺陷。4）如果能用精基准定位时，则粗基准一般不应重复使用。当毛坯精度较低时，如果在两次安装中重复使用同一粗基准，就会造成误差（有时可达几毫米）。因此，一般情况下粗基准只能使用一次。在用粗基准定位加工出其它表面后，就应以加工出的表面作精基准来进行其它工序的加工。（2）精基准的选择精基准的选择，主要考虑的问题是如何保证加工精度和安装准确、方便。因此精度基准时，一般应遵循下列原则。1）最好直接用设计基准作精基准，以便消除基准不重合误差。如果在工艺上实现有困难时，也应尽可能缩短工艺尺寸链或采取适当的工艺措施。当用设计基准定位有困难，或者在加工次要表面时，为了简化夹具结构
