大专数控毕业设计论文设计.docx
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大专数控毕业设计论文设计
毕业论文〔设计〕
题目：
典型零件的数控加工
姓 名：
学 号：
入 学 时 间：
指导教师与职称：
年 月 日
摘要与关键词
【容摘要】近几年来，机械加工业大量采用数控机床取代传统的普通机床进展机械加工，普通机械逐渐被数控机械所代替。
数控机床综合了微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制、电机与拖动，电子和电力、精细测量、气液压与现代机械制造技术等多种先进技术的机电一体化产品，是数控机床的心脏。
具有高精度，高效率，柔性自动化等特点决定了今后开展数控机床是我国机械制造业技术改造的必由之路，是工厂自动化的根底。
数控机床在各个机械制造企业已成为大、中型企业的主要技术装备。
机床数控系统，即计算机数字控制（c）系统是在传统的硬件数控（nc）的根底上开展起来的。
它主要由硬件和软件两大局部组成。
通过系统控制软件与硬件的配合，完成对进给坐标控制、主轴控制、刀具控制、辅助功能控制等。
c系统利用计算机来实现零件程序编辑、坐标系偏移、刀具补偿、插补运算、公英制变换、图形显示和固定循环等。
使数控机床按照操作设计要求，加工出需要的零件。
【关键词】
机械加工制造自动化计算机数字控制一、数控机床的简介：
数控机床是数字控制机床〔puternumericalcontrolmachinetools〕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，从而使机床动作数控折弯机并加工零件。
1.1数控系统的开展趋势
从目前世界上数控技术与其装备开展的趋势来看，数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精细化等方面高速开展，其主要研究热点有以下几个方面：
1.1性能开展方面
1.1.1高精高速高效化速度
效率、质量是先进制造技术关键的性能指标，是先进制造技术的主体。
假如采用高速cpu芯片、risc芯片、多cpu控制系统、高分辨率检测元件、交流数字伺服系统、配套电主轴、直线电机等技术可极提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。
在今后的几年，超精细数控机床正在向精细化、高速化、智能化和纳米化开展，集合而成的新一代数控机床。
1.1.2柔性化
数控系统采用新一代模块化设计，功能覆盖面更宽，可靠性更强，可满足不同用户的需求。
同一群控系统能根据不同生产流程，自动进展信息流动态调整，发挥群控系统的功能。
1.1.3多轴化
多轴联动加工，零件在一台数控机床上一次装夹后，可进展自动换刀、旋转主轴头、旋转工作台等操作，完成多工序、多外表的复合加工，不仅光洁度高，而且效率也大幅度提高。
1.1.4软硬件开放化
用户可根据自己的需要，对数控系统软件进展二次开发，用户的使用围不再受生产商的制约。
1.1.5实时智能化
在数控技术领域，实时智能控制的研究和应用正沿着：
自适应控制、模糊控制、神经网络控制、专家控制、学习控制、前馈控制等方面开展。
如编程专家系统故障诊断专家系统，当系统出了故障时，诊断、维修等实现智能化。
1.2数控系统的组成
数控系统是数控机床的核心是由系统程序、输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置等组成。
数控装置是数控系统的核心，数控装置有两种类型：
一是完全由硬件逻辑电路的专用硬件组成的数控装置即nc装置；二是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置即c装置。
由于计算机技术的不断开展，尤其是微处理器和微型计算机应用于数控装置后，现在nc装置已逐步被c装置所取代。
数控系统的硬件除了一般计算机具有的cpu、eprom、ram接口外，还具有数控位置控制器、手动数据输入（mda）接口、视频显示（crt或lcd）接口和plc接口等。
所以c装置是一种专用计算机。
目前c系统大都采用体积小，本钱低，功能强的微处理机。
系统主要由微机与其相应的i／o设备、外部设备、机床控制与其i／o通道组成。
数控系统的软件分为管理软件和控制软件两种。
管理软件用来管理零件程序的输入、输出、刀具位置、系统参数、零件程序显示、机床状态与报警，故障诊断等。
控制软件由译码、插补运算、刀具补偿、速度控制、位置控制等软件组成。
系统程序存于计算机存储器。
所有的数控功能根本上都依靠该程序来实现。
硬件是软件活动的物理根底。
而软件如此是整个系统的灵魂，整个c装置的活动均依靠系统软件来指挥。
二、数控机床的应用
2.1数控加工的概念
数控加工，就是泛指在数控机床上进展零件加工的工艺过程。
数控机床是一种用计算机来控制的机床，用来控制机床的计算机，不管是专用计算机、还是通用计算机都统称为数控系统。
数控机床的运动和辅助动作均受控于数控系统发出的指令。
而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式（数控语言或符号）编制的。
数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动。
当零件的加工程序完毕时，机床便会自动停止。
任何一种数控机床，在其数控系统中假如没有输入程序指令，数控机床就不能工作。
机床的受控动作大致包括机床的起动、停止；主轴的启停、旋转方向和转速的变换；进给运动的方向、速度、方式；刀具的选择、长度和半径的补偿；刀具的更换，冷却液的开起、关闭等。
2.2数控机床的特点
（1）具有高度柔性
在保证工件外表精度，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床。
因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合。
也就是适合单件、小批生产与新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用。
（2）加工精度高
数控机床的加工精度，一般可达到0.005～0.1mm，数控机床是
2.3数控车床编程中的坐标系
2.3.1机床坐标系
以机床原点为坐标系原点建立起来的Ｘ、Ｚ轴直角坐标系，成为机床坐标系。
车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。
机床坐标系是制造和调整机床的根底，也是设置工件坐标系的根底，一般不允许随意变动。
2.3.2参考点
参考点是机床上的一个固定点。
该点是刀具退离到一个固定不便的极限点。
、，其位置由机械挡块或行程开关确定。
以参考点为原点，坐标方向与机床坐标方向一样建立的坐标系叫做参考坐标系。
2.3.3工件坐标系
数控编程时应该首先确定工件坐标系和工件原点。
零件在设计中有设计根底，在加工过程中有工艺基准，同时应尽量将工艺基准和设计基准统一，该基准点通常成为工件原点，以工件原点为坐标原点建立起来的Ｘ、Ｚ轴直角坐标系为工件坐标系。
在车床上工件原点可以选择在工件的左或右端面上，即工件坐标系是将单靠坐标系通过对刀平移得到的。
2.4切削用量三要素
切切削用量是指切削速度vc、进给量f〔或进给速度vf〕、背吃刀量ap三者的总称，也称
为切削用量三要素。
它是调整刀具与工件间相对运动速度和相对位置所需的工艺参数。
它们的定义如
下：
〔一〕切削速度vc
切削刃上选定点相对于工件的主运动的瞬时速度。
计算公式如下
vc=（πdwn）/1000（1-1）
式中vc——切削速度（m/s）；
dw——工件待加工外表直径〔mm〕；
n——工件转速〔r/s〕。
在计算时应以最大的切削速度为准，如车削时以待加工外表直径的数值进展计算，因为此处速度
最高，刀具磨损最快。
〔二〕进给量f
工件或刀具每转一周时，刀具与工件在进给运动方向上的相对位移量。
进给速度vf是指切削刃上选定点相对工件进给运动的瞬时速度。
vf=fn〔1-2〕
式中vf——进给速度〔mm/s〕；
n——主轴转速〔r/s〕；
f——进给量〔mm〕。
〔三〕背吃刀量ap
通过切削刃基点并垂直于工作平面的方向上测量的吃刀量。
根据此定义，如在纵向车外圆时，其背吃刀量可按下式计算：
ap=〔dw—dm〕/2〔1-3〕
式中dw——工件待加工外表直径〔mm〕；
5
dm——工件已加工外表直径〔mm〕。
2.5数控车床的种类加工围、型号
2.5.1精度要求高的零件
由于数控车床的刚性好，制造和对刀
2.5.2外表粗糙度好的回转体
数控车床能加工出外表粗糙度小的
三、设计图与数控程序
3．1 分析零件图样
零件图如附图1所示：
零件分析
〔1〕毛坯尺寸为φ25mmX100mm。
〔2〕为了确保尺寸精度和形位公差的要求，采用精加工G70。
〔3〕根据图样要求，使用3把刀加工：
切外圆用95°合金左偏刀〔T0100〕，60°合金螺蚊车刀〔T0200〕和3mm切断刀〔T0300〕。
3.2 加工工艺
〔1〕装夹毛坯件：
用三爪卡盘夹住毛坯外圆，长度为30mm。
用外圆粗车循环G71粗车φ25和外圆倒角C2。
〔2〕用精加工循环G70精车外圆和外圆倒角C2，保证达到精度要求和外表形位公差的要求。
〔3〕用复合螺蚊切削循环G76切削方法加工图右边的螺蚊。
〔4〕用端面车削循环G94粗车切槽，保证用端面粗车循环G72的退刀位置。
〔5〕用端面粗车循环G72加工图左边剩下的位置。
〔6〕切断工件时分2刀切断。
〔7〕用试切对刀的方法对刀。
〔8〕编写程序。
〔9〕检查程序，切削加工。
〔10〕加工完毕，测量检查各部位尺寸，交验。
3.3 数值计算
坐标点
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
K
L
X
0
8
12
12
22
22
16
16
22
16
10
10
Z
0
0
-2
-12
-19
-22
-28
-32
-38
-41
-43
-49
3.4 零件加工刀具卡
产品名称
零件名称
TU1-1
零件图号
程序编号
O1062
工步号
刀具号
刀具名称
刀片形式
刀尖半径（mm）
备注
1
T01
95°左偏刀
2
T02
60°螺蚊车刀
3
T03
3mm切断刀
3.5 零件加工工序卡
单位名称
阳春广播电视大学
产品名称或代号
零件名称
零件图号
TU1-1
工序号
程序编号
夹具名称
使用设备
车间
三爪卡盘
GSK980TD
数控车床
数控实训基地
工步
工步容
刀具号
刀具
规格（mm）
主轴
转速（r/min）
进给
速度（mm/r）
背吃
刀量（mm）
备注
1
车削φ12
T01
φ15X15
300
80
2
自动
2
车削φ22
T01
φ15X15
300
80
2
自动
3
精车削φ12和φ22
T01
φ15X15
300
50
0．3
自动
4
车削螺蚊φ12
T02
φ15X15
300
80
自动
5
切φ16的槽
T03
φ15X15
300
80
自动
6
车削φ22至φ16的槽
T03
φ15X15
300
80
自动
7
精车φ22至φ16的槽
T03
φ15X15
300
50
自动
8
切φ10的槽
T03
φ15X15
300
80
自动
9
车削φ22至φ10的槽
T03
φ15X15
300
80
自动
10
精车φ22至φ10的槽
T03
φ15X15
300
50
自动
11
切断工件
T03
φ15X15
300
80
自动
3.6 零件加工程序单
程序编号
O1062
产品名称
零件名称
零件图号
TU1—1
程序段号
程序段
注释
N0010
M03S300T0101
正转主轴，换95°左偏刀
N0020
G0X50Z50
快速设置起刀点
N0030
X27Z2
快速定位，接近工件
N0040
N0050
G71P60Q110U0.3W0.1F50
N0060
G0X8
外形轮廓精加工程序
N0070
G01X8Z0F80
N0080
X12Z-2
N0090
X15Z-12
N0100
X22Z-19
N0110
X22Z-53
N0120
G70P90Q110
精车G71程序段P90Q110外形轮廓
N0130
G0X50Z50
接近起刀点
N0140
T0202
换螺蚊车刀
N0150
G0X14Z2
快速定位，接近工件
N0160
复合螺蚊切削循环
N0170
N0180
G0X50Z50
接近起刀点
N0190
T0303
换回切断刀3mm
N0200
G0X25Z-32
快速定位，接近工件
N0210
G94X16Z-32F80
切槽
N0220
G0X25Z-31
快速定位，接近工件
N0230
G94X16Z-31F80
切槽
N0240
N0250
G72P260Q280U0.1W0.2F50
N0260
G0Z-25
外形轮廓精加工程序
N0270
G01X22Z-25F80
N0280
X16Z-31
N0290
G70P260Q280
精车G72程序段P260Q280外形轮廓
N0300
N0310
G72P320Q350U0.1W0.2F50
N0320
G0Z-38
外形轮廓精加工程序
N0330
G01X22Z-38F80
N0340
X16Z-32
N0350
X16Z-31
N0360
G70P320Q350
精车G72程序段P320Q350外形轮廓
N0370
G0X25Z-53
快速定位，接近工件
N0380
G94X18Z-53F80
切槽
N0390
G94X10Z-53F80
切槽
N0400
G0X25Z-52
快速定位，接近工件
N0410
G94X18Z-52F80
切槽
N0420
X10Z-52
切槽
N0430
N0440
G72P450Q490U0.1W0.3F50
N0450
G0Z-41
外形轮廓精加工程序
N0460
G01X22Z-41
N0470
G03X16Z-44R3
N0480
G02X10Z-47R3
N0490
G01X10Z-52
N0500
G70P450Q490
精车G72程序段P450Q490外形轮廓
N0510
G01X5Z-52F80
切槽
N0520
G0X8Z-52
N0530
G01X0Z-52
切断工件
N0540
G0X25
X方向远离工件
N0550
X50Z50
返回起刀点
N0560
M30
程序完毕
3.7 仿真加工出的零件截图
结语
本次课题贯穿本专业所学到的理论知识与实践操作技能，从分析设计到计算、加工
致
时光匆匆如流水，转眼便是大学毕业时节
参考文献
超英《数控编程技术》中央广播电视大学2008
齐宏《机械制造根底》中央电大公学院
兰凤《机械制图》中央广播电视大学2006
黄丽芬《数控车床编程与操作-GSK980-TD》中国劳动社会保障2007
徐宏海《数控加工工艺》中央广播电视大学2008
附图一
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