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1、广州航海高等专科学校 数控专业毕业设计 Page 20 of 21广州航海高等专科学校毕业设计（论文）任务书 编号：GMC-2-017-02设 计（论文）题 目车、铣削类典型零件数控加工设计完成时间2008年 2月 25 日至 6 月 15 日设计者（作者）指导教师 毕业设计（论文）任务（主要包括设计或论文要点、字数、图纸数、设计或论文要求）：一、 毕业设计内容：1、车削类零件的数控加工工艺设计及程序设计 铣削类零件的数控加工工艺设计及程序设计 内容主要包括以下三方面：（1）数控加工工艺设计 （2）数控加工程序编制 （3）数控机床操作技能实现 2、绘制车、铣削类零件二维、三维图（A4图纸） 共
2、4张 3、撰写设计设计论文 二、 毕业设计要求：1、论文按数控专业05级毕业设计指导书内容完成； 2、毕业设计论文要求8000字以上；3、车、铣削类零件要求独立绘制，严禁拷贝；5、按学校要求，按时完成设计任务，（六月十五号前交论文和图纸）按时回校答辩。（六月二十号开始答辩）指导教师填写签名：2008年 2 月 25 日教研室主任意见： 教研室主任签名： 年 月 日备注：1、画图可采用计算机画图，也可采用手工画图（自选）。 2、车、铣削类零件在毕业答辩时要求在计算机上仿真出。注：一式三份，设计者（作者）、指导教师、教研室各一份 目录广州航海高等专科学校毕业设计（论文）任务书2第一章 绪论- 1
3、-1.1数控技术- 1 -1.2 数控编程- 1 -1.3 数控仿真技术- 1 -1.4数控技术发展趋势- 2 -1.4.1性能发展方向- 2 -1.4.2功能发展方向- 3 -1.4.3体系结构的发展方向- 3 -第二章 数控车床零件加工- 5 -2.1数控加工工艺设计- 5 -2.1.1零件图的工艺性分析；- 5 -2.1.2选择设备- 5 -2.1.3定位与夹紧方式的选择；- 5 -2.1.4加工顺序的安排，确定走刀路线和工步顺序；- 5 -2.1.5选择加工刀具及对刀点和换刀点的确定- 5 -2.1.6切削用量的选择；- 6 -2.2数控加工程序编制- 7 -2.2.1加工工艺分析；-
4、 7 -2.2.2数值计算；- 7 -2.2.3编写零件加工程序单；- 8 -2.3数控机床操作技能实现- 9 -第三章 数控铣床零件加工- 11 -3.1数控加工工艺设计- 11 -3.1.1零件图的工艺性分析；- 11 -3.1.2加工方法的选择；- 11 -3.1.3定位与夹紧方式的选择；- 11 -3.1.4加工顺序的安排，确定走刀路线和工步顺序；- 11 -3.1.5数控加工刀具的选择；- 11 -3.1.6切削用量的选择；- 12 -3.2数控铣床加工程序编制- 13 -3.2.1编写零件加工程序单；- 13 -3.3数控机床操作技能实现15后记16参考文献16毕业设计标题：数控车
5、铣床零件加工内容摘要数控技术是一项高速发展的现代先进技术，本文主要是介绍数控技术的发展历史及发展趋势，并通过数控车铣零件的加工，了解车床、铣床加工零件的过程，熟悉数控编程，掌握数控仿真等操作。本论文安排了三章内容，第一章为绪论，主要介绍数控技术的发展趋势，从数控技术、数控编程、数控仿真技术及发展趋势四个方面进行介绍。随着科学技术的高速发展，制造业发生了根本性的变化，高效率、高精度的数控机床逐渐取代普通机床，形成了巨大的生产力。数控机床的核心是机床数控技术，其发展和应用的水平标志着综合国力水平，也是实现制造系统自动化、柔性化、集成化、系统化的基础。第二、三章介绍数控车、铣床的零件加工过程，分别选
6、取一个典型的车、铣床加工零件进行具体系统地分析其加工过程。分析其加工工艺，包括零件图的工艺性分析、加工方法的选择、定位与加紧方式的选择、加工顺序的安排、走刀路线的确定、加工刀具的选择、切削用量的选择等。分析其加工的程序编制过程，详细记录每个步骤编写的程序。分析零件实操的操作过程，包括准备工作、毛坯及刀具的夹紧、对刀、程序录入、加工成品、校对测量值等方面。通过介绍数控机床典型零件的加工过程，了解数控技术的应用与操作，促进数控技术的推广与发展。关键词 ：数控技术 数控机床 数控编程 数控仿真 20- -第一章 绪论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
7、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。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。1.1数控技术数控技术（Numerical Control）是近代发展起来的一种自动控制技术，是用数字化信息实现机床控制的一种方法。数字控制机床（Nmerically Control Machine Tool）是采用数控技术的机床，简称数控机床。数控机床是一种装有数控系统的机床，该系统能逻辑地处理具有使用数字号码或其他符号编码指令规定
8、的程序。数控系统是一种控制系统，它能自动完成信息的输入、译码、运算，从而控制机床的运动和加工过程。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。它是采用计算机实现数字程序控制的技术。这种技术用计算机按事先存贮的控制程序来执行对设备的控制功能。由于采用计算机替代原先用硬件逻辑电路组成的数控装置，使输入数据
9、的存贮、处理、运算、逻辑判断等各种控制机能的实现，均可通过计算机软件来完成。1.2 数控编程数控编程是目前CAD/CAPP/CAM系统中最能明显发挥效益的环节之一，其在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用。在诸如航空工业、汽车工业等领域有着大量的应用。由于生产实际的强烈需求，国内外都对数控编程技术进行了广泛的研究，并取得了丰硕成果。数控编程是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。它的主要任务是计算加工走刀中的刀位点（cutterlocationpoint简称CL点）。刀位点一般取为刀具轴线与刀具表面的交点，多轴加工中还要给出刀轴矢量。1.3 数控仿真
10、技术从工程的角度来看，仿真就是通过对系统模型的实验去研究一个已有的或设计中的系统。分析复杂的动态对象，仿真是一种有效的方法，可以减少风险，缩短设计和制造的周期，并节约投资。计算机仿真就是借助计算机，利用系统模型对实际系统进行实验研究的过程。它随着计算机技术的发展而迅速地发展，在仿真中占有越来越重要的地位。数控机床加工零件是靠数控指令程序控制完成的。为确保数控程序的正确性，防止加工过程中干涉和碰撞的发生，在实际生产中，常采用试切的方法进行检验。但这种方法费工费料，代价昂贵，使生产成本上升，增加了产品加工时间和生产周期。后来又采用轨迹显示法，即以划针或笔代替刀具，以着色板或纸代替工件来仿真刀具运动
11、轨迹的二维图形（也可以显示二维半的加工轨迹），有相当大的局限性。对于工件的三维和多维加工，也有用易切削的材料代替工件（如，石蜡、木料、改性树脂和塑料等）来检验加工的切削轨迹。但是，试切要占用数控机床和加工现场。为此，人们一直在研究能逐步代替试切的计算机仿真方法，并在试切环境的模型化、仿真计算和图形显示等方面取得了重要的进展，目前正向提高模型的精确度、仿真计算实时化和改善图形显示的真实感等方向发展。1.4数控技术发展趋势1.4.1性能发展方向(1)高速高精高效化速度、精度和效率是机械制造技术的关键性能指标。由于采用了高速CPU芯片、RISC芯片、多CPU控制系统以及带高分辨率绝对式检测元件的交流
12、数字伺服系统，同时采取了改善机床动态、静态特性等有效措施，机床的高速高精高效化已大大提高。(2)柔性化包含两方面：数控系统本身的柔性，数控系统采用模块化设计，功能覆盖面大，可裁剪性强，便于满足不同用户的需求；群控系统的柔性，同一群控系统能依据不同生产流程的要求，使物料流和信息流自动进行动态调整，从而最大限度地发挥群控系统的效能。(3)工艺复合性和多轴化以减少工序、辅助时间为主要目的的复合加工，正朝着多轴、多系列控制功能方向发展。数控机床的工艺复合化是指工件在一台机床上一次装夹后，通过自动换刀、旋转主轴头或转台等各种措施，完成多工序、多表面的复合加工。数控技术轴，西门子880系统控制轴数可达24
13、轴。(4)实时智能化早期的实时系统通常针对相对简单的理想环境，其作用是如何调度任务，以确保任务在规定期限内完成。而人工智能则试图用计算模型实现人类的各种智能行为。技术发展到今天，实时系统和人工智能相互结合，人工智能正向着具有实时响应的、更现实的领域发展，而实时系统也朝着具有智能行为的、更加复杂的发展，由此产生了实时智能控制这一新的领域。在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着几个主要分支发展：自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、控制、前馈控制等。例如在数控系统中配备编程专家系统、故障诊断专家系统、参数自动设定和刀具自动管理及补偿等自适应调节系统，在高速加工时的综合运动控制中引入
14、提前预测和预算功能、动态前馈功能，在压力、温度、位置、速度控制等方面采用模糊控制，使数控系统的控制性能大大提高，从而达到最佳控制的目的。 1.4.2功能发展方向(1)用户界面图形化用户界面是数控系统与使用者之间的对话接口。由于不同用户对界面的要求不同，因而开发用户界面的工作量极大，用户界面成为计算机软件研制中最困难的部分之一。当前INTERNET、虚拟现实、科学计算可视化及多媒体等技术也对用户界面提出了更高要求。图形用户界面极大地方便了非专业用户的使用，人们可以通过窗口和菜单进行操作，便于蓝图编程和快速编程、三维彩色立体动态图形显示、图形模拟、图形动态跟踪和仿真、不同方向的视图和局部显示比例缩放功能的实现。(2)可视化科学计算可视化可用于高效处理数据和解释数据，使信息交流不再局限于用文字和语言表达，而可以直接使用图形、图像、动画等可视信息。可视化技术与虚拟环境技术相结合，进一步拓宽了领域，如无图纸设计、虚拟样机技术等，这对缩短产品设计周期、提高产品质量、降低产品成本具有重要意义。在数控技术领域，可视化技术可用于C
