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1、. . .典型复杂零件加工设计毕业论文目录摘要5Abstract6第一章数控加工与发展概述711 数控机床的概述71.1.1 数控车床的含义71.1.2数控车床的组成71.1.3数控车床的工作原理71.1.4数控系统的分类81.2数控编程概述81.2.1数控编程的方法81.2.2数控机床程序编制的容和步骤101.3数控加工概述111.3.1数车加工的特点111.3.2数控车床的主要加工对象121.3.3绿色加工121.4数控技术的发展概述151.4.1数控编程发展趋势与前景151.4.2数控机床的发展趋势与前景161.4.3三维测量仪的应用18第二章数控加工工艺分析2121毛坯的选择212.1
2、.1 毛坯的分类212.2.2 毛坯的选择原则212.1.3材料的选择原则232.1.4轴类零件的毛坯的选择252.2零件的加工工艺分析252.2.1加工工艺路线的确定应遵循的原则252.2.2加工工艺的选择要点252.2.3.零件图工艺分析292.2.4制定数控加工工艺方案302.2.5确定装夹方案302.2.6数控加工刀具的选择312.2.7切削用量的选择33第三章 工艺路线及走刀路线363.1工艺路线363.1.1制定加工工艺路线应遵循的一般原则363.1.2工艺阶段的划分363.1.3工艺路线方案：363.2确定走刀路线373.2.1走刀路线373.1.2走刀路线的确定原则是38第四章
3、数控加工程序394.1数控车床系统功能概述394.2 数控加工程序43第五章 数控仿真5051 数控仿真的简介505.1.1数控仿真的含义505.2数控仿真515.2.1操作环境515.2.2数控仿真-FANUC 数控车床的仿真操作525.3仿真过程55参考文献60附 录61致 谢65第一章 数控加工与发展概述11 数控机床的概述1.1.1 数控车床的含义图11数控车床数控机床是数字控制机床（Computer numerical control machine tools）的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系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
4、使机床动作数控折弯机并加工零件。1.1.2数控车床的组成数控车床由数控装置、床身、主轴箱、刀架进给系统、尾座、液压系统、冷却系统、润滑系统、排屑器等部分组成1.1.3数控车床的工作原理在数控加工中，编程人员首先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，并将加工程序输入到数控装置；数控装置对加工程序进行相应译码和运算，并将处理结果送到机床各个坐标的伺服系统；伺服系统接受来自数控装置输出的指令信息并且经过功率放大后，带动机床移动部件按照规定的轨迹和速度运动，从而使机床自动加工出符合图纸要求的零件。1.1.4数控系统的分类 常用的数控系统有发那科、西门子、三菱、广数、华中等数控系统。按数
5、控机床的控制功能分为：点位控制数控机床、直线控制数控机床和轮廓控制（连续控制）数控机床。按数控系统的进给伺服子系统有无位置测量可分为：开环（没有位置测量装置）、闭环（光栅、磁尺、感应同步器等直线位移检测元件安装在机床拖板上）和半闭环（旋转变压器、脉冲编码器、圆光栅等转角检测元件安装在伺服电机或丝杠端部）。1.2数控编程概述1.2.1数控编程的方法 数控机床程序编制的方法有三种：即手工编程、自动编程 一、手工编程 由人工完成零件图样分析、工艺处理、数值计算、书写程序清单直到程序的输入和检验。适用于点位加工或几何形状不太复杂的零件，但是，非常费时，且编制复杂零件时，容易出错。 二、自动编程 1、自
6、动编程的含义使用计算机或程编机，完成零件程序的编制的过程，对于复杂的零件很方便。2、自动编程的特点编程的工作主要由计算机完成，利用CAD/CAM软件，实现造型及图象自动编程。随着数控加工技术的迅速发展,对编程技术的要求也越来越高，不仅要求能解决形状复杂零件的编程，而且要求编程的速度快、精度高，并便于检查，所以采用自动编程技术是必然的发展方向。3、自动编程分类自动编程技术发展至今，形成了很多种类型。但从广泛使用的角度来看，主要有以下两大类：数控语言自动编程系统最具代表性的就是APT语言。人机对话式自动编程系统它也叫图形交互式自动编程系统。4、APT语言自动编程的数控语言是一种描述零件几何形状和刀
7、具相对工件运动的一种特定的符号，APT语言是最典型的一种数控语言。APT是Automatically Programmed Tools 的缩写。 APT是词汇式语言，它的优点是：零件源程序编制容易、数控程序制作时间短、可靠性高，可自动诊断错误、能描述图形的数学关系、用户易于二次开发。缺点是：只能处理几何形状的信息，不能自动处理走刀顺序、刀具形式及尺寸、切削用量等工艺要求；系统大而全，给一般的用户带来不变；5、数控语言自动编程系统数控语言自动编程系统的一般处理流程如下图所示。从流程图中可以看出，数控语言自动编程系统主要由零件源程序和编译软件组成。零件图零件源程序翻译计算后置处理编译程序（软件程序
8、）加工程序单纸 带图1-2 自动编程流程1.2.2数控机床程序编制的容和步骤 1、数控机床编程的主要容 分析零件图样、确定加工工艺过程、进行数学处理、编写程序清单、制作控制介质、进行程序检查、输入程序以及工件试切。 2、数控机床的步骤 （1）分析零件图样和工艺处理 根据图样对零件的几何形状尺寸，技术要求进行分析，明确加工的容及要求，决定加工方案、确定加工顺序、设计夹具、选择刀具、确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。 同时还应发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力，正确选择对刀点，切入方式，尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。 （2）数学处理 编程前，根据零件的几何特征，先建立一个工件坐标系
9、， 根据零件图纸的要求，制定加工路线，在建立的工件坐标系上，首先计算出刀具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件（如直线和圆弧组成的零件），只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。 （3）编写零件程序清单 加工路线和工艺参数确定以后，根据数控系统规定的指定代码及程序段格式，编写零件程序清单。 （4）程序输入 （5）程序校验与首件试切 3、程序段格式： （1）字地址格式：如N020 G90 G00 X50 Y60 最常用的格式，现代数控机床都采用它。地址N为程序段号，地址G和数字90构成字地址为准备功能。 （2）可变程序段格式：如B2000 B3000 B B60
10、00 使用分割符B各开各个字，若没有数据，分割符不能省去。常见于数控线切割机床，另外，还有3B编程等格式。 （3）固定顺序程序段格式：如00701+0 比较少见。其中的数据严格按照顺序和长度排列，不得有 误，上面程序段的意思是：N007 G01 X+02500 Y-13400 F15 S30 M02 1.3数控加工概述1.3.1数车加工的特点数控加工，也称之为NC（Numerical Control）加工，是以数值与符号构成的信息，控制机床实现自动运转。数控加工经历了半个世纪的发展已成为应用于当代各个制造领域的先进制造技术。数控加工的最大特征有两点：一是可以极大地提高精度，包括加工质量精度及加
11、工时间误差精度；二是加工质量的重复性，可以稳定加工质量，保持加工零件质量的一致。也就是说加工零件的质量及加工时间是由数控程序决定而不是由机床操作人员决定的。数控加工具有如下优点：（1） 提高生产效率；（2） 提高加工精度并且保持加工质量；（3） 可以减少工装卡具；（4） 缩短加工周期，提高生产效率；（5） 容易进行加工过程管理；（6） 可以减少检查工作量；（7） 可以降低废、次品率；（8） 容易实现操作过程的自动化，一个人可以操作多台机床；（9） 机床自动化程度高，可以减轻劳动强度；（10） 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件；1.3.2数控车床的主要加工对象数控车床主要用于轴类和盘类回
12、转体工件的加工，能自动完成外圆柱、圆柱面、圆弧、螺纹等工序的切削加工，并能进行切槽、钻、扩、铰孔等加工，特别适合复杂形状工件的加工、轮廓形状特别复杂或难于控制尺寸的回转体零件、精度要求高的零件、特别的螺纹零件、淬硬工件的加工等1.3.3绿色加工近十几年来，财产生产畴相应发起了绿色制造和干净生产的见解。机器产品的制造进程是直接损耗资源和产生废弃物的重要枢纽，因此零件的绿色加工工艺愈来愈受到珍视。所谓绿色加工工艺，便是要在餍足加工质量、加工效果和加人为本要求的条件下，把对环境的负面影响减至最小和使资源(能源、物料)利用率到达最高的工艺。 近来十几年崛起的干切削技能，便是要在没有切削液的条件下创造与
13、湿切削雷同或雷同的切削条件，这涉及刀具、机床、工件、加工方法与切削参数等多方面。1) 干切削加工的刀具与机床 细晶粒硬质合金特别是能遭受较高切削温度的TiC (N)基硬质合金(又称金属陶瓷)，可用于干切削.PCD(聚晶金刚石)和CVD金刚石涂层刀片有很高的硬度和热导率，得当高速干切削种种有色金属和耐磨的高性能非金属质料，但不克加工玄色金属;陶瓷具有硬度高、化学稳固性和抗粘结性好、摩擦系数低等长处，是相对便宜的干切削刀具质料，但其强度、韧性和抗打击性能差，为此加进种种增韧补强相并改革其压抑工艺。如今，用Si3N4基陶瓷刀片干切削灰铸铁，用Al2O3基陶瓷刀片干切削淬硬钢和冷硬铸铁;层刀具是当今干
14、和准干切削最常用的刀具，基体平常是韧性较好的硬质合金，在基体上涂上一层或多层TiN、TiCN、TiAIN之类的耐磨硬涂层，起耐热和隔热的热屏蔽作用。为裁减切削进程中的摩擦与粘附，每每又在硬涂层之上再加MoS2、WC/C之类起润滑作用的软涂层，使其综合硬涂层硬度高、热稳固性好和软涂层摩擦系数低、自润滑性好的长处于一身。试验证实，涂层特别是兼有软硬涂层的刀具性能更好;干切削不但对刀具要求很高，也对机床的排屑、防尘和热特性发起较高要求。干切削机床最佳采取立式布局，起码床身应是歪斜的，抱负的加工方法是工件在上、刀具在下，并在一些滑动导轨副上方配置可伸缩角形盖板，劳动台上的歪斜盖板可用尽热质料制成，总的原则是尽大概依赖重力排屑。干切削易出现金属悬浮颗粒，故机床常加装真空吸尘装置和对要害部位举行密封。干切削机床的根本大件要采取热对称布局并只管即便由热扩系数小的质料制成，须要时还应进一步采纳热均衡和热补偿等办法。 2) 干切削加工的工艺技能 干切削的难易程度与加工要领和工件质料的配合密切相干。从实际环境看，车削、铣削、滚齿等加工应用干切削较多，由于这些加工要领切削刃外露，切屑能很快离开切削区。而关闭式的钻削、铰削等加工，干切削就相对困难一些，不外如今已有不少此类孔加工刀具出售，好比德国Titex公司可提供实用于干切削的特别钻头Alpa22，其钻深与直径之比到达7-8。就工件
