数控加工工艺与编程论文

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1、目录摘要一、数控加工的特点 3二、数控设备的概述 42.1数控机床的特点 42.2数控机床的发展 42.2.1 数控车床的发展史4222数控车床的最新发展 52.3数控机床的应用 62.3.1 数控机床加工的对象62.3.2 数控机床在机械制造中的应用 6三、数控加工工艺与程序编制 73.1数控加工工艺分析 73.2数控加工程序编制简介10四、盘类零件的加工工艺与程序编制 114.1盘类零件的选择 114.2零件加工工艺分析114.3零件加工程序编制12五、总结 13参考文献 14摘要本文通过对数控加工的特点， 数控设备的特点， 发展以及应用的一般阐述， 对 数控技术的发展历史以及最新的发展进

2、行了阐述， 和对数控加工工艺过程以及数 控程序的编制等方面对 数控加工工艺与编程 课程，进行了一系列的理论与实 际操作的论述， 对数控编程方法做出了一些简单的描述， 以及在数控加工工艺中 要注意的几个方面进行了一定的说明，最后再以盘类零件作为数控编程的例子， 对数控工艺以及编程过程进行了详细的说明。关键字： 数控工艺 数控编程 数控加工、数控加工的特点数控加工体现了精度高、 效率高， 能适应多品种中小批量、 形状复杂零件的 加工等优点， 在机械加工中得到了广泛的应用。 概括起来， 数控加工有以下几方 面的特点；1、精度高、质量稳定数控机床是在数控加工程序控制下进行的， 一般情况下加工过程不需要

3、人工 干预，这就避免了操作者人为产生的误差。 在设计制造数控机床时， 采取了多种 措施，使数控机床的机械部分达到了较高的精度和刚度。 此外， 数控机床的传动 系统与和机床结构都具有很高的刚度和热稳定性。 通过补偿技术， 数控机床可获 得比本身精度更高的加工精度， 尤其提高了同一批零件生产的一致性， 产品合格 率高，加工质量稳定。2、适应性强适应性是指数控机床随生产对象变化而变化的适应能力。 在数控机床上加工 不同的零件时， 不需要改变机床的机械结构和控制系统的硬件， 只需要按照零件 的轮廓编写新的加工程序， 输入新的加工程序后就能加工新的零件。 这就为复杂 结构零件的单件、小批量生产新产品试制

4、提供了极大的方便。3、生产效率高零件加工所需的时间主要包括机动时间和辅助时间两部分。 数控机床主轴的 转速和进给量的变化范围比普通机床大， 而且是无级变化的， 因此数控机床每一 个工序、工步都可选用最合理的切削用量。 由于数控机床结构刚性好， 因此允许 进行大切削用量的强力切削， 这就提高了数控机床的切削效率， 节省了机动时间。 数控机床的移动部件空行程运动速度快， 自动换刀时间短， 辅助时间比一般机床 大为减少。 数控机床在批量生产更换被加工零件时不需要重新调整机床， 可以节 省用于停机零件安装调整的时间。 由于数控机床的加工精度比较稳定， 一般只做 首件检验或工序间关键尺寸的抽样检查， 因

5、而可以减少停机检验的时间。 在使用 带有刀库和自动换刀装置的数控加工中心机床时， 采用工序集中的方法加工零件， 减少了半成品的周转时间，大大提高了生产效率。4、劳动强度低数控机床对零件的加工是在程序控制下自动完成的， 操作者除了控制按钮与 开关、装卸工件、 关键工序的中间测量以及观察切削状态是否正常之外， 不需要 进行繁重的重复性手工操作， 劳动强度与紧张程度可大为减轻， 劳动条件也得到 了相应的改善。5、有利于生产管理的现代化在数控机床上加工零件所需要的时间基本上是固定的， 工时费用可以计算的 更精确。这有利于合理编写生产进度计划，有利于实现生产管理现代化。6、易于建立计算机通信网络由于数控

6、机床与计算机联系紧密， 且使用数字化信息， 易于与计算机建立通 信网络，便于与计算机辅助设计与制造（CAD/CA M系统相连接，形成计算机辅 助设计和辅助制造一体化。7、价格较贵、调试和维修困难数控机床采用了许多先进技术， 使得数控机床的整体价格较高， 并且由于数 控机床的机械结构、 控制系统都比较复杂， 所以要求操作人员、 调试和维修人员应具有专门的知识和较高的专业技术水品， 或经过专门的技术培训， 才能胜任相 应的工作。、数控设备的概述数控机床 （Numerical Control Machine Tools） 是用数字代码形式的信息 （ 程序指令 ） ，控制刀具按给定的工作程序、 运动速

7、度和轨迹进行自动加工的机床， 简称数控机床。2.1 数控机床的特点数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零 件，而普通机床主要由工人手工操作来加工零件。 在数控机床上加工零件只要改 变控制机床动作的程序， 就可以达到加工不同零件的目的。 因此， 数控机床特别 适用于加工小批量且形状复杂，要求精度高的零件。由于数控加工是一种程序控制过程，使其相应的形成了以下几个特点：1、自动化程度高， 可以减轻工人的劳动强度。 数控机床对零件的加工是按事 先编好的程序自动完成的，操作者除了操作键盘、装卸零件、安装刀具、完成关 键工序的中间测量以及观察机床的运行之外， 不需要进行繁重的重复

8、性手工操作 （有的数控机床可以自动装卸零件、 安装刀具等） ；劳动强度与紧张程度均可大 为减轻，劳动条件也得到相应的改善。2 加工精度高，加工质量稳定可靠， 重复性好。加工误差一般能控制在 0.01mm 左右。数控机床进给传动链的反向间隙与与丝杠螺距误差等均可以由数控装置进 行补偿，因此， 数控机床能达到比较高的加工精度。 此外数控机床传动系统与机 床结构都具有很高的刚度和热稳定性， 从而提高了它的制造精度和重复性， 特别 是数控机床的自动加工方式避免了生产者的人为操作误差， 同一批加工零件的尺 寸一致性好，产品合格率高，加工质量十分稳定。3、加工生产率高。 零件加工所需要的时间包括机动时间和

9、辅助时间两部分。 数控机床能够有效的减少这两部份的时间，因而加工生产率比普通机床高得多。 数控机床主轴转速和进给量的范围比普通机床的范围大， 每一道工序都能选择最 合理的加工切削量； 良好的结构刚性允许机床进行大切削量的强力切削， 有效的 节省了机动时间。数控机床移动部件的快速移动和定位时间比一般机床少得多。 数控机床在更换被加工零件时， 几乎不需要重新调整机床， 而零件都装夹在简单 地定位装置中，用于停机进行零件装夹，调整时间可以节省很多。4 对零件加工的适应性强、灵活性好、能加工形状复杂的零件。5 有利于生产管理现代化。用数控机床加工零件，能准确地计算加工零件的 加工工时， 并有效的简化检

10、验和管理工装夹具、 半成品的工作。 这些特点有利于 使生产管理现代化， 便于实现计算机辅助制造。 数控机床及其加工技术是计算机 辅助制造系统的基础。6 随着市场经济的发展，产品更新周期变短，中小批量的生产所占的比例越 来越大，对机械产品的精度和质量要求也在不断的提高， 普通机床越来越难以满 足加工的要求。同时，由于技术水平的提高，数控机床的价格也在不断下降，因 此，数控机床在机械行业中的使用将越来越普遍。2.2 数控机床的发展2.2.1 数控机床的发展史1. 第一代数控机床产生于 1952 年（电子管时代）。 美国麻省理工学院研制出一套试验性数字控制系统，并把它装在一台立式 铣床上，成功地实现

11、了同时控制三轴的运动。 这台数控机床被大家称为世界上第 一台数控机床， 但是这台机床毕竟是一台试验性的机床。 到了 1954 年 11 月，在 帕尔森斯专利基础上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司。2. 第二代数控机床产生于 1959 年（晶体管时代）。 电子行业研制出晶体管元器件， 因而数控系统中广泛采用晶体管和印制电 路板，使数控机床跨入了第二代。同年 3月，由美国克耐杜列克公司（Keaney & Trecker Corp）发明了带有自动换刀装置的数控机床，称为“加工中心”。现 在加工中心已成为数控机床中一种非常重要的品种， 在工业发达的国家中约占数 控机床总量的 l/4 左右。3

12、. 第三代数控机床产生于 1960 年（集成电路时代） 。研制出了小规模集成电路。 由于它的体积小， 功耗低， 使数控系统的可靠性 得以进一步提高，数控系统发展到第三代。以上三代，都是采用专用控制的硬件逻辑数控系统（NC）。4. 第四代数控机床产生于 1970 年前后。 随着计算机技术的发展，小型计算机的价格急剧下降、小型计算机开始取代专用控制的硬件逻辑数控系统（NQ,数控的许多功能由软件程序实现。由计 算机作控制单元的数控系统（CNC,称为第四代。1970年，在美国芝加哥国际 展览会上，首次展出了这种系统。5. 第五代数控机床产生于 1974 年。美、日等国首先研制出以微处理器为核心的数控系

13、统的数控机床。 30多年 来，微处理机数控系统的数控机床得到飞速发展和广泛的应用， 这就是第五代数 控（MN）。后来，人们将MN（也统称为CNC6.20 世纪 80 年代初，国际上又出现了柔性制造单元FMCFlexibleManufacturing Cell 。这种单元投资少、 见效快，既可单独长时间少人看管运行， 也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。所以近几十年来，得到快速发 展。2.2.2 数控机床的最新发展1. 高速化随着汽车、 国防、航空、航天等工业的高速发展以及铝合金等新材料的应 用，对数控机床加工的高速化要求越来越高。2. 高精度化数控机床精度的要求现在已经不局限于静态的

14、几何精度， 机床的运动精度、 热变形以及对振动的监测和补偿越来越获得重视。3功能复合化 复合机床的含义是指在一台机床上实现或尽可能完成从毛坯至成品的多 种要素加工。 根据其结构特点可分为工艺复合型和工序复合型两类。 工艺复合型 机床如镗铣钻复合加工中心、 车铣复合车削中心、 铣镗钻车复合复 合加工中心等；工序复合型机床如多面多轴联动加工的复合机床和双主轴车削中 心等。采用复合机床进行加工， 减少了工件装卸、 更换和调整刀具的辅助时间以 及中间过程中产生的误差， 提高了零件加工精度， 缩短了产品制造周期， 提高了 生产效率和制造商的市场反应能力， 相对于传统的工序分散的生产方法具有明显 的优势。

15、4控制智能化随着人工智能技术的发展， 为了满足制造业生产柔性化、 制造自动化的发 展需求，数控机床的智能化程度在不断提高。5. 极端化（大型化和微型化） 国防、航空、航天事业的发展和能源等基础产业装备的大型化需要大型且 性能良好的数控机床的支撑。而超精密加工技术和微纳米技术是 21 世纪的战略 技术，需发展能适应微小型尺寸和微纳米加工精度的新型制造工艺和装备， 所以 微型机床包括微切削加工（车、铣、磨）机床、微电加工机床、微激光加工机床 和微型压力机等的需求量正在逐渐增大。6. 新型功能部件为了提高数控机床各方面的性能， 具有高精度和高可靠性的新型功能部件 的应用成为必然7. 多媒体技术的应用多媒体技术集计算机、 声像和通信技术于一体， 使计算机具有综合处理声 音、文字、图像和视频信息的能力，因此也对用户界面提出了图形化的要求。合 理的人性化的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。 除此以 外，在数控技术领域应用多媒体技术可以做到信息处理综合化、 智能化， 应用于 实时监控系统和生产现场设备的故障诊断、 生产过程参数监测等， 因此有着重大 的应用价值。2.3 数控机床的应用2.3.1 数控加工的对象1 用通用机床