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1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 题目：轴承套的数控加工与编程4 摘 要随着科学技术的飞速发展，社会对机械产品的结构、性能、精度、效率和品种的要求越来越高，单件与中小批量产品的比重越来越大（目前已占到70%以上），传统的通用、专用机床和工艺装备已经不能很好地适应高质量、高效率、多样化加工的要求。为了解决这一问题在世界各地开始迅速发展数控技术。以微电子技术和计算机技术为基础的数控技术，将机械技术、现代控制技术、传感检测技术、信息处理技术、网络通信技术和成组技术等有机地结合在一起，使机器制造行业的生产方式和机器制造技术发生了深刻的、革命性的变化。当今机床行业的计算机数控化已成
2、为技术进步的大趋势。数控机床是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物，它集现代精密机械、计算机、通讯、液压气动、光电等多学科技术为一体，具有高效率、高精度、高自动化和高柔性的特点，是当代机械制造业的主流装备。数控机床大大提高了机械加工的性能（可以精确加工传统机床无法处理的复杂零件）。有效提高了加工质量和效率，实现了柔性自动化（相对于传统技术基础上的大批量生产的刚性自动化），并向智能化、集成化方向发展。所以，（计算机）数控技术，是现代先进制造技术的基础和核心。1952年美国帕森斯公司与麻省理工学院(MIT)合作研制了第一台二坐标方式数控铣床。该机床的研制成功是机械制造行业中的一次技术革命，使机
3、械制造业的发展进入了一个新的阶段。经过几十余年的引进与发展，数控技术已经在汽车、航空、航天、模具制作等行业发挥了巨大的作用。数控加工技术已广泛应用于机械制造业，如数控铣削、镗削、车削、线切割、电火花加工等。其中数控铣削已经成为复杂零件的主要加工方法，特别对空间的复杂曲线曲面的加工这一问题得到了解决。对于简单的零件，通常采用手工编程的方法，对于复杂的零件，往往需要借助于自动编程软件编制加工程序，如Pro/ENGINEER、UG、Cimatron、MasterCAM等。无论是手工编程或计算机辅助编程，在编制加工程序时，选择合理的工艺参数，是加工出高质量的零件的前提。当今世界各国制造业已广泛采用数控
4、技术，以提高制造能力和水平，提高市场的适应能力和竞争能力。因此，在完成我们学习生活的同时，进一步增强我们的数控技术实践操作能力，以便能够系统、熟练地掌握数控机床技术，更快更好地适应机械行业发展的需要。关键词：数控技术 数控编程 pro/E目 录摘 要(1)1 绪 论1.1数控技术的发展及特点(5)1.2数控机床的组成和分类(5)1.3数控机床的特点(6)1.4 本课题研究的主要内容(7)2 数控加工与加工工艺分析2.1 概述(8)2.2 数控加工工艺的主要内容(8)2.3数控刀具的选择和对刀点、换刀点的选择(8)2.4 夹具的选择工件装夹方法的确定(11)2.5 工艺设计与分析(11)2.6
5、数控加工工艺路线分析.(12)2.7 数控编程与加工时坐标系的建立(13)3 轴承套的加工与程序的编制3.1零件的特点及技术要求.(16)3.2轴承套加工工艺分析(17)3.3零件的加工与程序的编制(23)4 总结与展望4.1本文总结(25)4.2将来展望(25)致 谢(28)参考文献(29)毕业设计任务书(30)31 绪 论1.1 数控技术的发展及特点数控技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。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
6、上一件划时代的事件，推动了自动控制技术的发展。 随着微电子技术的迅猛发展，数控系统也在不断地更新换代，先后经历了电子管(1952年)、晶体管和印刷电路板(1960年)、小规模集成电路(1965年)、小型计算机(1970年)、微处理器或微型计算机(1974年)和基于PCNc的智能数控系统(20世纪90年代后)等六代数控系统。现在，数控技术也叫计算机数控技术，目前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。数
7、控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。1.2 数控机床的组成和分类1.2.1 数控机床的组成数控机床一般由输入输出设备、CNC装置（或称CN C单元）、 伺服单元、驱动装置（或称执行机构）、可编程控制器 PLC 及电气控制装置、辅助装置、机床本体及测量装置组成。图 1-1是数控机床的组成框图。 其中除机床本体之外的部分统称为计算机数控(CNC)系统。图1-1 数控机床的组成框图1.2.2 常见的数控机床的类型数控机床是在普通机床的基
8、础上发展起来的，各种类型的数控机床基本上起源于同类型的普通机床，从应用角度出发，常见的数控机车有以下几种：1 数控车床数控车床分为立式和卧式两种。立式数控车床用于回转直径较大的盘类零件的车削加工，卧式数控车床用于轴向尺寸较长或小型盘类零件的车削加工。2 数控铣床数控铣床按机构形式可以分为立式、卧式、龙门铣床，按控制轴数可以分为三轴、四轴和多轴数控铣床。3、加工中心（1）车削加工中心车削加工中心是在普通卧式数控车床的基础上，增加了C轴（刀具的旋转）和动力头，更高级的车削加工中心还带有刀库。（2）铣削加工中心铣削加工中心是在数控铣床的基础上增加了刀库和自动换刀装置。1.3 数控机床的特点与普通机床
9、相比，数控机床具有以下特点。（1） 适应性强（2） 加工质量稳定（3） 生产效率高（4） 加工精度高（5） 工序集中，一机多用（6） 减轻劳动强度1.4 本课题研究的主要内容数控加工就是将加工数据和工艺参数输入到机床,机床的控制系统对输入信息进行运算与控制,并不断地向直接指挥机床运动的电动机功能部件机床的伺服机构发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动数控机床，从而加工零件。所以数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程。数控编程一般分为手工编程和自动编程两种。（1）手工编程。手工编程是指程序编制的整个步骤几乎全部是由计算机来完成。对于几何形状不太复杂的
10、零件，所需要的加工程序不长，计算也比较简单，这时用手工编程既及时性又经济，因而手工编仍被广泛地应用于形状简单的点位加工及平面轮廊加工中。（2）自动编程。自动编程有两种：APT软件编程和CAM软件编程。APT软件是利用计算机和相应的处理程序、后置处理程序对零件源程序进行处理，以得到加工程序的编程方法。MssterCAM软件是将加工零件以图形形式输入计算机，由计算机自动进行数值计算、前置处理，在屏幕上形成加工轨迹，及时修改，再通过后置处理形成加工程序输入数控机床进行加工。自动编程的出现使的一些计算繁琐、手工编程困难、或手工无法编出的程序都能够实现。本次设计采用手工编程进行数控编程和G代码的生成相结
11、合的方法对零件进行的加工。2 数控加工与工艺分析2.1概述采用机械加工的方法改变毛坯的形状、尺寸等，使之成为成品零件的过程称为机械加工工艺过程。一种零件的工艺过程不是固定不变的，零件工艺过程受零件技术要求的约束，同时又受到批量、坯料状况、设备条件、工艺水平等因素的制约。随着生产的发展和技术水平的提高，零件的加工工艺过程也是在不断的得到提高和改进。2.2数控加工工艺的主要内容。实践证明，数控加工工艺分析主要包括以下几方面；（1）选择适合在数控机床上加工的零件，确定工序内容。（2）分析被加工零件图样，明确加工内容及技术要求，在此基础上确定零件的加工方案，制定数控加工工艺路线，如工序的划分、加工顺序
12、的安排、与传统加工工序的衔接等。（3）设计数控加工工序，如选取零件的定位基准，工步的划分，零件的定位与夹具的选择，刀具的选择，切削用量的确定等。（4）调整数控加工程序。如对刀点、换刀点的选择，加工路线的确定，刀具的补偿等。（5）分配数控加工中的容差。（6）处理数控机床上部分工艺指令。2.3 数控刀具的选择和对刀点、换刀点的设置1.3.1刀具材料的选择 当前使用的金属切削刀具材料主要有五类：高速钢、硬质合金、陶瓷、立方氮化硼（CBN）、聚晶金刚石。表5.2列出了各种刀具材料的特性和用途。刀具材料的特性和用途材料主要特性用途优点高速钢（HSS）抗弯强度、韧性好、制造工艺性好低速或不连续切削制造形状
13、复杂的刀具容易磨锋利高性能高速钢强韧、磨损性强可粗切或精切硬度较高材料切削速度高，硬质合金化学稳定性好硬度高加工工具钢刀具等不宜切削的材料高速切削速度可达100-300m/min陶瓷高硬度、耐热冲击性好高速粗加工，铸铁和钢的精加工高速切削速度可达500m/min立方氮化硼CBN超强硬度和耐磨性好硬度大于450 HBW材料的高速切削刀具寿命长聚晶金刚石超强硬度和耐磨性好粗切和精切铝等有色金属和非金属材料刀具寿命长2.3.2 刀具的选择刀具选择总的原则是：安装调整方便，刚性好，耐用度和精度高，在满足加工要求的前提下，尽量选择较短的刀柄，以提高刀具加工时的刚性。1 车削用刀具及其选择 数控车削常用的
14、车刀一般分尖形车刀、圆弧形车刀以及成型车刀三类。 （1） 尖形车刀 尖形车刀是以直线形切削刃为特征的车刀。这类车刀的刀尖由直线形的主副切削刃构成，如90内外圆车刀、左右端面车刀、切槽（切断）车刀及刀尖倒棱很小的各种外圆和内孔车刀。尖形车刀几何参数（主要是几何角度）的选择方法与普通车削时基本相同，但应结合数控加工的特点（如加工路线、加工干涉等）进行全面的考虑，并应兼顾刀尖本身的强度。（2） 圆弧形车刀 圆弧形车刀是以一圆度或线轮廓度误差很小的圆弧形切削刃为特征的车刀。该车刀圆弧刃每一点都是圆弧形车刀的刀尖，应此，刀位点不在圆弧上，而在该圆弧的圆心上。 圆弧形车刀可以用于车削内外表面，特别适合于车削各种光滑连接（凹形）的成型面。选择车刀圆弧半径时应考虑两点：一是车刀切削刃的圆弧半径应小于或等于零件凹形轮廓上的最小曲率半径，以免发生加工干涉；二是该半径不宜选择太小，否则不但制造困难，还会因刀尖强度太弱或刀体散热能力差而导致车刀损坏。 （3） 成型车刀 成型车刀也称样板车刀，其加工零件的轮廓形状完全由车刀刀刃的形状和尺寸决定。 数控车削加工中，常见的成型车刀有小半径圆弧
