畢業(yè)論文(設(shè)計)——零件的加工方法與編程

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 論 文</p><p>　　零件的加工方法與編程 </p><p>　　專業(yè)：數(shù) 控 專 業(yè)</p><p>　　班級： </p><p>　　姓名: </p><p>　　學(xué)號： </p><p>

2、<b>　　導(dǎo)師姓名: </b></p><p>　　2010年11月15 日 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　論文首先簡單的介紹了數(shù)控機床的概述、機床的組成、機床的機構(gòu)特點，其次分析了零件的組成、表面粗糙度、尺寸精度分析、編制了工藝卡片和零件的加工程序。</p>&

3、lt;p>　　最后，論文的對本次的論文設(shè)計進行了總結(jié)。讓我知道數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)和數(shù)控機床的特點。</p><p>　　關(guān)鍵詞：數(shù)控車，數(shù)控編程，數(shù)控加工。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　目

4、 錄4</b></p><p><b>　　第一章 前言4</b></p><p>　　1.1本課題研究的意義4</p><p>　　1.2 本課題目前的現(xiàn)狀8</p><p>　　1.3本課題研究的目標10</p><p>　　1.4完成本課題的可行性分析10&

5、lt;/p><p>　　第二章零件的工藝分析12</p><p>　　2.1 零件圖12</p><p>　　2.2零件的結(jié)構(gòu)分析12</p><p>　　2.3零件的加工工藝過程13</p><p>　　2.4零件加工工藝卡片14</p><p>　　第三章系統(tǒng)設(shè)備與編程15&l

6、t;/p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)備的選用15</p><p>　　3.2數(shù)控機床設(shè)備的簡介23</p><p>　　3.3零件表面基點坐標的計算24</p><p>　　第 四 章 總 結(jié)27</p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p>

7、;<b>　　第一章 前言</b></p><p>　　1.1本課題研究的意義</p><p>　　數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床在當今機械制造業(yè)中的重要地位和巨大效益，顯示了其在國家基礎(chǔ)業(yè)現(xiàn)代化中的戰(zhàn)略性作用，并已成為傳統(tǒng)機械制造工業(yè)提升改造和實現(xiàn)自動化、柔性化、集成化生產(chǎn)的重要手段和標志。數(shù)控技術(shù)及數(shù)控機床的廣泛應(yīng)用，給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了

8、革命性的變化。數(shù)控機床是現(xiàn)代加工車間最重要的裝備。它的發(fā)展是信息技術(shù)(1T)與制造技術(shù)(MT)結(jié)合發(fā)展的結(jié)果。現(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技術(shù)，都是建立在數(shù)控技術(shù)之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)知識是現(xiàn)代機電類專業(yè)學(xué)生必不可少的。</p><p>　　1.1.1數(shù)控機床的概述</p><p>　　數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical Control—NC），是利用數(shù)

9、字化信息對機械運動及加工過程進行控制的一種方法。由于現(xiàn)代數(shù)控都采用了計算機進行控制，因此，也可以稱為計算機數(shù)控（Computerized Numerical Control—CNC）。</p><p>　　為了對機械運動及加工過程進行數(shù)字化信息控制，必須具備相應(yīng)的硬件和軟件。用來實現(xiàn)數(shù)字化信息控制的硬件和軟件的整體成為數(shù)控系統(tǒng)（Numerical Control System），數(shù)控系統(tǒng)的核心是數(shù)控裝置（Nume

10、rical Controller）。</p><p>　　采用數(shù)控技術(shù)進行控制的機床，稱為數(shù)控機床（NC機床）。它是一種綜合</p><p>　　應(yīng)用了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、精密測量技術(shù)和機床設(shè)計等先進技術(shù)的典型機電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)?？刂茩C床也是數(shù)控技術(shù)應(yīng)用最早、最廣泛的領(lǐng)域，因此，數(shù)控機床的水平代表了當前數(shù)控技術(shù)的性能、水平和發(fā)展方向。</p><

11、p>　　隨著科技發(fā)展，為了適應(yīng)市場需求多變的形勢，對現(xiàn)代制造業(yè)來說，不僅需要發(fā)展車間制造過程的自動化，而且要實現(xiàn)從市場預(yù)測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)品設(shè)計、產(chǎn)品制造直到產(chǎn)品銷售的全面自動化。將這些要求綜合、構(gòu)成的完整的生產(chǎn)制造系統(tǒng)，稱為計算機集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing System-—CIMS）。CIMS將一個更長的生產(chǎn)、經(jīng)營活動進行了有機的集成，實現(xiàn)了更高效益、更高柔性的智能化生產(chǎn)，是當

12、今自動化制造技術(shù)發(fā)展的最高階段。在CIMS中，不僅是生產(chǎn)設(shè)備的集成，更主要的是以信息為特征的技術(shù)集成和功能集成。計算機是集成的工具，計算機輔助的自動化單元技術(shù)是集成的基礎(chǔ)，信息和數(shù)據(jù)的交換及共享是集成的橋梁，最終形成的產(chǎn)品，可以看成是信息和數(shù)據(jù)的物質(zhì)體現(xiàn)。</p><p>　　在數(shù)控機床的早期產(chǎn)品中，數(shù)控裝置是專用的。近年來，數(shù)控裝置中的邏輯電路已被計算機所取代，因而實現(xiàn)了控制多樣化和多功能化。從復(fù)臺化技術(shù)的觀點

13、來看，增強控制功能，使得操作機床自動化，不是最終目的。控制功能應(yīng)達到晟佳控制和自適應(yīng)控制，為此應(yīng)增加診斷功能。通過傳感器反饋，實現(xiàn)加工智能化，并保證系統(tǒng)的可靠性。</p><p>　　1.1.2數(shù)控機床的組成</p><p><b>　　1. 輸入輸出裝置</b></p><p>　　入裝置的作用是將記錄在信息載體上的數(shù)控加工程序讀入數(shù)控系統(tǒng)的

14、內(nèi)存儲器。目前廣泛應(yīng)用的輸入方式是利用數(shù)控機床上的通訊接口通過計算機進行數(shù)據(jù)傳輸，也可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進行遠程數(shù)據(jù)傳輸。對于簡單的數(shù)控加工程序可采用手動數(shù)據(jù)輸入方式，利用數(shù)控系統(tǒng)控制面板上的輸入鍵直接將零件的加工程序輸入數(shù)控系統(tǒng)的內(nèi)存儲器。</p><p><b>　　2、數(shù)控系統(tǒng)</b></p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的核心。其主要作用是對輸入的零件加工程序的命

15、令進行信息處理后，輸出控制命令到相應(yīng)的執(zhí)行部件（如伺服系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、PLC等），完成零件加工程序所要求的工作。數(shù)控系統(tǒng)有硬件和軟件組成?，F(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)普遍采用通用計算機其主要硬件部分，包括CPU、存儲器、系統(tǒng)總線和輸入輸出接口等。軟件部分主要是主控制系統(tǒng)軟件，其控制方式有數(shù)據(jù)運算處理控制和時序邏輯控制兩大類，主控制器內(nèi)的插補運算模塊根據(jù)讀入的零件加工程序，通過譯碼、編譯等信息處理后，進行相應(yīng)的軌跡插補運算，并通過與其相應(yīng)的各坐標伺服系統(tǒng)

16、位置、速度反饋信號比較，進而控制機床的各坐標軸的移動。時序邏輯控制主要由可編程控制器PLC完成，它根據(jù)機床加工過程中的各個動作要求進行協(xié)調(diào)，按各檢測進行邏輯判斷，從而控制機床有條不紊地按序工作。</p><p>　　3、可編程邏輯控制系統(tǒng)</p><p>　　可編程邏輯控制系統(tǒng)主要功能是接受可編程控制器PLC輸出的主軸變速和換向，啟動或停止，刀具選擇或更換，分度工作臺轉(zhuǎn)位和緊鎖，工件夾緊或

17、松夾，切削液的開啟或關(guān)閉等輔助操作信號。經(jīng)功率放大后直接驅(qū)動相應(yīng)的執(zhí)行元件，完成數(shù)控加工自動操作。</p><p><b>　　4、伺服驅(qū)動系統(tǒng)</b></p><p>　　伺服驅(qū)動系統(tǒng)的作用是接受來自數(shù)控系統(tǒng)的位置控制信息，撿起轉(zhuǎn)換成相應(yīng)坐標軸的進給運動和精確定位運動，完成數(shù)控機床最后的控制環(huán)節(jié)，因此，其伺服精度和動態(tài)響應(yīng)特性將直接影響數(shù)控機床的加工精度和表面加工質(zhì)

18、量。伺服驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸伺服和進給伺服兩個單元。主軸伺服單元截水溝來自PLC的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速指令，進過功率放大后驅(qū)動主軸電動機轉(zhuǎn)動。進給伺服單元在每個插補周期內(nèi)接受數(shù)控系統(tǒng)的位移指令，經(jīng)過功率放大后驅(qū)動進給電動機轉(zhuǎn)動，同時完成速度控制和反饋控制。伺服驅(qū)動系統(tǒng)的執(zhí)行器件有功率步進電動機、直流伺服電動機和交流伺服電動機。</p><p><b>　　5、位置檢測系統(tǒng)</b></p>&

19、lt;p>　　位置檢測系統(tǒng)的作用是通過傳感器檢測伺服電動機的轉(zhuǎn)角位移或數(shù)控機床工作臺的直線位移，并轉(zhuǎn)換成電信號反饋給伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)中的位置比較環(huán)節(jié)對控制位移量與實際位移量進行比較，根據(jù)比較的差值調(diào)整控制信號，提高控制精度。</p><p><b>　　6、機床主體</b></p><p>　　機床主體指的是數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)部分，是實現(xiàn)零件加工的執(zhí)行部件。

20、它主要由主運動部件、進給運動部件、支撐件、特殊裝置、刀具和輔助裝置等組成。數(shù)控機床的機械結(jié)構(gòu)部分與普通機床相似，但傳動結(jié)構(gòu)和變速系統(tǒng)較為簡單，在精度、剛度、抗振性等方面要求較高，因而采取了一些特殊結(jié)構(gòu)，如滾珠絲杠副，直線滾動導(dǎo)軌副等。</p><p>　　1.1.3數(shù)控機床的結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　數(shù)控機床與普通機床在總體結(jié)構(gòu)上基本相似，由本身、箱體、導(dǎo)軌、主軸、進給機構(gòu)及輔助機構(gòu)組

21、成。由于其加工的特殊性，數(shù)控機床在機械結(jié)構(gòu)上具有如下特點：</p><p>　?。?）采用高性能的主軸伺服驅(qū)動裝置和進給伺服驅(qū)動裝置，使機床的傳動鏈縮短，簡化機床機械傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。</p><p>　?。?）采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的特殊結(jié)構(gòu)，使機床精度、靜剛度、動剛度大大提高，從而滿足大余量切削和精密加工切削需要。</p><p>　?。?）采用高傳

22、動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和傳動構(gòu)件，如滾珠絲杠螺母副、貼塑滑動軌、直線滾動導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌等傳動構(gòu)件。</p><p>　　（4）加工中心具有完善的刀具自動交換裝置。</p><p>　?。?）采用移動門結(jié)構(gòu)的全封閉外罩殼，保證了加工操作的安全性。</p><p>　?。?）具有氣動、液壓、排屑、冷卻、潤滑等輔助裝置。 </p><p>

23、;　?。?）由于數(shù)控車床刀架的兩個方向運動分別由兩臺伺服電動機驅(qū)動，所以它的傳動鏈短。不必使用掛輪、光杠等傳動部件，用伺服電動機直接與絲杠聯(lián)結(jié)帶動刀架運動。伺服電動機絲杠間也可以用同步皮帶副或齒輪副聯(lián)結(jié)。</p><p>　　（2）多功能數(shù)控車床是采用直流或交流主軸控制單元來驅(qū)動主軸，按控制指令作無級變速，主軸之間不必用多級齒輪副來進行變速。為擴大變速范圍，現(xiàn)在一般還要通過一級齒輪副，以實現(xiàn)分段無級調(diào)速，即使這樣

24、，床頭箱內(nèi)的結(jié)構(gòu)已比傳統(tǒng)車床簡單得多。數(shù)控車床的另一個結(jié)構(gòu)特點是剛度大，這是為了與控制系統(tǒng)的高精度控制相匹配，以便適應(yīng)高精度的加工。</p><p>　?。?）數(shù)控車床的第三個結(jié)構(gòu)特點是輕拖動。刀架移動一般采用滾珠絲杠副。滾珠絲杠副是數(shù)控車床的關(guān)鍵機械部件之一，滾珠絲杠兩端安裝的滾動軸承是專用鈾承，它的壓力角比常用的向心推力球輛承要大得多。這種專用軸承配對安裝，是選配的，最好在軸承出廠時就是成對的。</p&

25、gt;<p>　?。?）為了拖動輕便，數(shù)控車床的潤滑都比較充分，大部分采用油霧自動潤滑。</p><p>　?。?）由于數(shù)控機床的價格較高、控制系統(tǒng)的壽命較長，所以數(shù)控車床的滑動導(dǎo)軌也要求耐磨性好。數(shù)控車床一般采用鑲鋼導(dǎo)軌，這樣機床精度保持的時間就比較長，其使用壽命也可延長許多。</p><p>　　（6）數(shù)控車床還具有加工冷卻充分、防護較嚴密等特點，自動運轉(zhuǎn)時一般都處于全封

26、閉或半封閉狀態(tài)。</p><p>　?。?）數(shù)控車床一般還配有自動排屑裝置。</p><p>　　1.2 本課題目前的現(xiàn)狀</p><p>　　下面對我國數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢進行分析剖析，并初步探討使其能適應(yīng)多品種、高質(zhì)量、低成本的市場需要，促進我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)升級，促進引進國外先進技術(shù)的消化吸收與創(chuàng)新，提高產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。</p&

27、gt;<p>　　1.2.1數(shù)控機床的發(fā)展</p><p>　　世界上第一臺數(shù)控機床是為了適應(yīng)航空工業(yè)制造復(fù)雜曲面工件的需要產(chǎn)生的。1948年，美國帕森斯公司在研制加工直升機葉片輪廓檢驗樣板的機床史，首先提出利用電子計算機控制機床加工曲線樣板的新概念并獲得成功。1952年，美國麻省理工學(xué)院和帕森斯公司合作研制成功了世界上第一臺具有信息存儲和信息處理功能的三坐標立式銑床。這是一臺采用專用計算機進行運算

28、與控制的直線插補輪廓控制數(shù)控銑床，專用計算機采用電子管元件，邏輯運算與控制采用硬件連接的電路。1955年，該類機床進入實用化階段，在復(fù)雜曲面的加工中發(fā)揮了重要作用，這就是第一臺數(shù)控系統(tǒng)。從那時起40多年來，隨著自動控制技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、精密測量技術(shù)及機械制造技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機床得到了迅速發(fā)展，不斷的更新?lián)Q代。數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷五代。</p><p>　　1955年，數(shù)控系統(tǒng)以電子管組成，體積大，功率消

29、耗大，這是第一臺數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　1959年，晶體管元件問世，數(shù)控系統(tǒng)中廣泛采用晶體管和印刷電路板，從數(shù)控系統(tǒng)跨入第二代。</p><p>　　1965年，出現(xiàn)了小規(guī)模集成電路，由于其體積小，功耗低，使數(shù)控系統(tǒng)的可靠性得到進一步提高數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展到第三代。</p><p>　　以上三代數(shù)控機床的控制系統(tǒng)均為硬接線數(shù)控系統(tǒng)，稱為普通數(shù)控系統(tǒng)，及NC系統(tǒng)。&

30、lt;/p><p>　　隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了以小型計算機代替專用硬接線裝置，以控制軟件實現(xiàn)數(shù)控功能的計算機數(shù)控系統(tǒng)，及CNC系統(tǒng)，使數(shù)控機床進入第四代。</p><p>　　1970年以后，美國因特爾公司首先開發(fā)使用了四位微處理器，1974年，美國、日本等國首先研制出以微處理器為核心的數(shù)控系統(tǒng)。由于中、大規(guī)模集成電路的集成度和可靠性高、價格低廉，所以微處理器數(shù)控系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。這就

31、是微機數(shù)控系統(tǒng)，及MNC系統(tǒng)，從而使數(shù)控機床進入第五代。 </p><p>　　1.2.2 我國數(shù)控機床的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　我國數(shù)控技術(shù)的發(fā)展起步于二十世紀五十年代， 中國于1958年研制出第一臺數(shù)控機床，發(fā)展過程大致可分為兩大階段。在1958~1979年間為第一階段，從1979年至今為第二階段。第一階段中對數(shù)控機床特點、發(fā)展條件缺乏認識，在人員素質(zhì)差、基礎(chǔ)薄弱、配套件不過關(guān)的

32、情況下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、終因表現(xiàn)欠佳，無法用于生產(chǎn)而停頓。主要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學(xué)精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進數(shù)控系統(tǒng)技術(shù)，從日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奧、韓國、臺灣省共11國(地區(qū))引進數(shù)控機床先進技術(shù)和合作、合資生產(chǎn)，解決了可靠性、穩(wěn)定性問題，數(shù)控機床開始正式生產(chǎn)和使用，并逐步向前發(fā)展。通過“六五”期間引進數(shù)控技術(shù)，“七五;期間組織消化吸收“科技攻關(guān)”，我國數(shù)控技術(shù)和數(shù)控產(chǎn)

33、業(yè)取得了相當大的成績。特別是最近幾年，我國數(shù)控產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，1998～2004年國產(chǎn)數(shù)控機床產(chǎn)量和消費量的年平均增長率分別為39.3%和34.9%。盡管如此，進口機床的發(fā)展勢頭依然強勁，從2002年開始，中國連續(xù)三年成為世界機床消費第一大國、機床進口第一大國，2004年中國機床主機消費高達94.6億美元</p><p>　　1.3本課題研究的目標</p><p>　?。?）掌握各編程指令的

34、意義，編寫正確的加工工序；</p><p>　?。?）熟練的的編寫程序和應(yīng)用；</p><p>　?。?）學(xué)會對零件加工工藝的制定；</p><p>　　（4）了解機械制造相關(guān)知識；</p><p>　?。?）熟悉機床的組成，了解相關(guān)的基礎(chǔ)知識；</p><p>　?。?）完成設(shè)計的工件，順利畢業(yè)。</p>

35、<p><b>　　1.3.1理論方面</b></p><p>　　1.學(xué)會對零件加工工藝的制定。</p><p>　　2.熟悉了數(shù)控機床的組成，了解相關(guān)控制系統(tǒng)原理。</p><p>　　3.掌握各編程指令的意義，編寫正確的加工程序。</p><p>　　4.了解了機械制造相關(guān)知識。</p>

36、<p>　　5.學(xué)會應(yīng)用或了解關(guān)于數(shù)控方面的軟件。</p><p><b>　　1.3.2操作方面</b></p><p>　　1.按照機械制圖標準，繪制出零件圖。</p><p>　　2.熟練掌握數(shù)控機床面板及操作界面的使用。</p><p>　　3..熟悉掌握工件裝夾、刀具裝夾、刀具刃磨、編程原點找正、對

37、刀等操作方法及步驟</p><p>　　4.熟練掌握零件圖紙分析、工藝制定、刀具選擇、切削用量選擇、程序編寫等加工相關(guān)內(nèi)容，并能夠進行計算機仿真加工。</p><p>　　5.熟練掌握數(shù)控加工過程的完成步驟（從圖紙到工件的完整加工過程），并能保證零件加工成型的相對尺寸精度、形狀精度、表面的位置精度、表面粗度等其他要求。</p><p>　　6.熟悉數(shù)控機床教學(xué)安全操

38、作規(guī)程。</p><p>　　7.通過數(shù)控高級工筆試。</p><p>　　1.4完成本課題的可行性分析</p><p>　　本人通過四年半的理論知識與專業(yè)技能的學(xué)習(xí)，已初步能夠獨立進行零件的設(shè)計、材料分析，工藝的制定，到最終的編程加工。并且在每學(xué)期都要進行維期兩個用月的專業(yè)技能強化訓(xùn)練，讓我們深入感受到理論與實踐是相輔相成的。在實踐方面已通過數(shù)控車床中級、普車中級

39、、鉗工中級的考核，對電工、機床的結(jié)構(gòu)及工件的加工工藝也有一定的了解；并且論文的論題與自己所學(xué)專業(yè)相對應(yīng)，并且具有充分的參考資料（如：《機械制圖》、《數(shù)控加工編程》、《數(shù)控機床》、《機械制造基礎(chǔ)》、《金屬工藝學(xué)》、《機械設(shè)計》、《CAD/CAM應(yīng)用技術(shù)》等資料）?！督饘俟に噷W(xué)》此書系統(tǒng)地闡述了鋼鐵生產(chǎn)、金屬材料的性能、金屬的結(jié)構(gòu)與結(jié)晶、合金的相結(jié)構(gòu)與相圖、鐵碳合金、鋼的熱處理、工業(yè)用鋼、機械加工工藝規(guī)程的制定等方面的基本原理和基礎(chǔ)知識?！?/p>

40、數(shù)控加工編程》此書從三種數(shù)控系統(tǒng)SIEMENS、FANUC、華中入手, 深入淺出地闡述了零件的分析,尤其十分詳細地介紹了如何編程,同時還介紹了編程時的注意點,最后還對加工中心的對刀和其他類型機床作了簡要的介紹。除此之外還有專門的指導(dǎo)老師、教授做輔助綜合以上分析相信一定能夠順利地完成最終的設(shè)計。</p><p>　　第二章零件的工藝分析</p><p>　　2.1 零件圖</p&

41、gt;<p>　　2.2零件的結(jié)構(gòu)分析</p><p>　　該零件是由外圓、圓、孔、內(nèi)螺紋及退刀槽組成。其中有多個尺寸有較嚴的尺寸公差和表面粗糙度等要求。該零件的毛坯材料規(guī)格是45#鋼，直徑為50mm,長度為150mm。</p><p><b>　　一．零件的形狀</b></p><p>　　該零件是由外圓輪廓和孔組成</p

42、><p>　　外圓輪廓從右到左依次由：φ36圓、φ20φ40φ48的外圓、退刀槽、?？鬃蟮接乙来斡桑篗24X2的內(nèi)螺紋、φ44.73的錐度</p><p><b>　　二．尺寸分析</b></p><p>　　1.外圓輪廓尺寸分析：φ48、40、20的外圓，其上偏差是0.0下偏差是0.039，其表面粗糙度為1.6。</p><p

43、>　　φ36圓，其上偏差為0。08下偏差為-0。08，</p><p>　　2盲孔尺寸分析：φ24的內(nèi)圓，上偏差為0下偏差為0，其粗糙度為3.2。</p><p><b>　　M24X2的螺紋。</b></p><p>　　φ36的外圓，上偏差為0，下偏差為-0.019.</p><p>　　2.3零件的加工工藝過

44、程</p><p>　　2.4零件加工工藝卡片</p><p>　　第三章系統(tǒng)設(shè)備與編程</p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)備的選用</p><p>　　3.1.1數(shù)控系統(tǒng)概述</p><p>　　是數(shù)字控制系統(tǒng)簡稱，英文名稱為Numerical Control System，早期是由硬件電路構(gòu)成的稱為硬件數(shù)控（Hard

45、 NC），1970年代以后，硬件電路元件逐步由專用的計算機代替稱為計算機數(shù)控系統(tǒng)。 </p><p>　　計算機數(shù)控（Computerized numerical control,簡稱CNC）系統(tǒng)是用計算機控制加工功能，實現(xiàn)數(shù)值控制的系統(tǒng)。CNC系統(tǒng)根據(jù)計算機存儲器中存儲的控制程序，執(zhí)行部分或全部數(shù)值控制功能，并配有接口電路和伺服驅(qū)動裝置的專用計算機系統(tǒng)。 </p><p>　　CNC系統(tǒng)

46、由數(shù)控程序、輸入裝置、輸出裝置、計算機數(shù)控裝置（CNC裝置）、可編程邏輯控制器（PLC）、主軸驅(qū)動裝置和進給（伺服）驅(qū)動裝置（包括檢測裝置）等組成。 </p><p>　　CNC系統(tǒng)的核心是CNC裝置。由于使用了計算機，系統(tǒng)具有了軟件功能，又用PLC代替了傳統(tǒng)的機床電器邏輯控制裝置，使系統(tǒng)更小巧，其靈活性、通用性、可靠性更好，易于實現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)控功能，使用、維護也方便，并具有與上位機連接及進行遠程通信的功能。<

47、;/p><p>　　3.1.2數(shù)控系統(tǒng)組成</p><p>　　目前世界上的數(shù)控系統(tǒng)種類繁多，形式各異，組成結(jié)構(gòu)上都有各自的特點。這些結(jié)構(gòu)特點來源于系統(tǒng)初始設(shè)計的基本要求和工程設(shè)計的思路。例如對點位控制系統(tǒng)和連續(xù)軌跡控制系統(tǒng)就有截然不同的要求。對于T系統(tǒng)和M系統(tǒng)，同樣也有很大的區(qū)別，前者適用于回轉(zhuǎn)體零件加工，后者適合于異形非回轉(zhuǎn)體的零件加工。對于不同的生產(chǎn)廠家來說，基于歷史發(fā)展因素以及各自因地

48、而異的復(fù)雜因素的影響，在設(shè)計思想上也可能各有千秋。例如，美國Dynapath系統(tǒng)采用小板結(jié)構(gòu)，便于板子更換和靈活結(jié)合，而日本FANUC系統(tǒng)則趨向大板結(jié)構(gòu)，使之有利于系統(tǒng)工作的可靠性，促使系統(tǒng)的平均無故障率不斷提高。然而無論哪種系統(tǒng)，它們的基本原理和構(gòu)成是十分相似的。</p><p>　　一般整個數(shù)控系統(tǒng)由三大部分組成，即控制系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)和位置測量系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)按加工工件程序進行插補運算，發(fā)出控制指令到伺服驅(qū)動系

49、統(tǒng)；伺服驅(qū)動系統(tǒng)將控制指令放大，由伺服電機驅(qū)動機械按要求運動；測量系統(tǒng)檢測機械的運動位置或速度，并反饋到控制系統(tǒng)，來修正控制指令。這三部分有機結(jié)合，組成完整的閉環(huán)控制的數(shù)控系統(tǒng)。 </p><p>　　控制系統(tǒng)主要由總線、CPU、電源、存貯器、操作面板和顯示屏、位控單元、可編程序控制器邏輯控制單元以及數(shù)據(jù)輸入/輸出接口等組成。最新一代的數(shù)控系統(tǒng)還包括一個通訊單元，它可完成CNC、PLC的內(nèi)部數(shù)據(jù)通訊和外部高次網(wǎng)絡(luò)

50、的連接。伺服驅(qū)動系統(tǒng)主要包括伺服驅(qū)動裝置和電機。位置測量系統(tǒng)主要是采用長光柵或圓光柵的增量式位移編碼器。 </p><p><b>　　硬件結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)的硬件由數(shù)控裝置、輸入/輸出裝置、驅(qū)動裝置和機床電器邏輯控制裝置等組成，這四部分之間通過I/O接口互連。 </p><p>　　數(shù)控裝置是數(shù)控系統(tǒng)的核心，其軟件和硬

51、件來控制各種數(shù)控功能的實現(xiàn)。 </p><p>　　數(shù)控裝置的硬件結(jié)構(gòu)按CNC裝置中的印制電路板的插接方式可以分為大板結(jié)構(gòu)和功能模塊（小板）結(jié)構(gòu)；按CNC裝置硬件的制造方式，可以分為專用型結(jié)構(gòu)和個人計算機式結(jié)構(gòu)；按CNC裝置中微處理器的個數(shù)可以分為單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu)。 </p><p>　?。?）大板結(jié)構(gòu)和功能模板結(jié)構(gòu) </p><p><b>

52、;　　1）大板結(jié)構(gòu) </b></p><p>　　大板結(jié)構(gòu)CNC系統(tǒng)的CNC裝置由主電路板、位置控制板、PC板、圖形控制板、附加I/O板和電源單元等組成。主電路板是大印制電路版，其它電路板是小板，插在大印制電路板上的插槽內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)類似于微型計算機的結(jié)構(gòu)。 </p><p><b>　　2）功能模塊結(jié)構(gòu) </b></p><p>　

53、　（2）單微處理器結(jié)構(gòu)和多微處理器結(jié)構(gòu) </p><p>　　1）單微處理器結(jié)構(gòu) </p><p>　　單微處理器結(jié)構(gòu)中，只有一個微處理器，以集中控制、分時處理數(shù)控裝置的各個任務(wù)。 </p><p>　　2）多微處理器結(jié)構(gòu) </p><p>　　隨著數(shù)控系統(tǒng)功能的增加、數(shù)控機床的加工速度的提高，單微處理器數(shù)控系統(tǒng)已不能滿足要求，因此，許多數(shù)控

54、系統(tǒng)采用了多微處理器的結(jié)構(gòu)。若在一個數(shù)控系統(tǒng)中有兩個或兩個以上的微處理器，每個微處理器通過數(shù)據(jù)總線或通信方式進行連接，共享系統(tǒng)的公用存儲器與I/O接口，每個微處理器分擔系統(tǒng)的一部分工作，這就是多微處理器系統(tǒng)。 </p><p><b>　　軟件結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　CNC軟件分為應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件。CNC系統(tǒng)軟件是為實現(xiàn)CNC系統(tǒng)各項功能所編制的專用軟件，

55、也叫控制軟件，存放在計算機EPROM內(nèi)存中。各種CNC系統(tǒng)的功能設(shè)置和控制方案各不相同，它們的系統(tǒng)軟件在結(jié)構(gòu)上和規(guī)模上差別很大，但是一般都包括輸入數(shù)據(jù)處理程序、插補運算程序、速度控制程序、管理程序和診斷程序。 </p><p>　　（1）輸入數(shù)據(jù)處理程序 </p><p>　　它接收輸入的零件加工程序，將標準代碼表示的加工指令和數(shù)據(jù)進行譯碼、數(shù)據(jù)處理，并按規(guī)定的格式存放。有的系統(tǒng)還要進行補

56、償計算，或為插補運算和速度控制等進行預(yù)計算。通常，輸入數(shù)據(jù)處理程序包括輸入、譯碼和數(shù)據(jù)處理三項內(nèi)容。 </p><p>　　（2）插補計算程序 </p><p>　　CNC系統(tǒng)根據(jù)工件加工程序中提供的數(shù)據(jù)，如曲線的種類、起點、終點等進行運算。根據(jù)運算結(jié)果，分別向各坐標軸發(fā)出進給脈沖。這個過程稱為插補運算。進給脈沖通過伺服系統(tǒng)驅(qū)動工作臺或刀具作相應(yīng)的運動，完成程序規(guī)定的加工任務(wù)。 </

57、p><p>　　CNC系統(tǒng)是一邊插補進行運算，一邊進行加工，是一種典型的實時控制方式，所以，插補運算的快慢直接影響機床的進給速度，因此應(yīng)該盡可能地縮短運算時間，這是編制插補運算程序的關(guān)鍵。 </p><p>　　(3)速度控制程序 </p><p>　　速度控制程序根據(jù)給定的速度值控制插補運算的頻率，以保預(yù)定的進給速度。在速度變化較大時，需要進行自動加減速控制，以避免因

58、速度突變而造成驅(qū)動系統(tǒng)失步。 </p><p><b>　　(4)管理程序 </b></p><p>　　管理程序負責(zé)對數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理、插補運算等為加工過程服務(wù)的各種程序進行調(diào)度管理。管理程序還要對面板命令、時鐘信號、故障信號等引起的中斷進行處理。 </p><p><b>　　(5)診斷程序 </b></p&g

59、t;<p>　　診斷程序的功能是在程序運行中及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的故障，并指出故障的類型。也可以在運行前或故障發(fā)生后，檢查系統(tǒng)各主要部件（CPU、存儲器、接口、開關(guān)、伺服系統(tǒng)等）的功能是否正常，并指出發(fā)生故障的部位。 </p><p><b>　　運動軌跡分類</b></p><p>　?。?）點位控制數(shù)控系統(tǒng) </p><p>　　控制

60、工具相對工件從某一加工點移到另一個加工點之間的精確坐標位置,而對于點與點之間移動的軌跡不進行控制，且移動過程中不作任何加工。這一類系統(tǒng)的設(shè)備有數(shù)控鉆床、數(shù)控坐標鏜床和數(shù)控沖床等。 </p><p>　?。?）直線控制數(shù)控系統(tǒng) </p><p>　　不僅要控制點與點的精確位置，還要控制兩點之間的工具移動軌跡是一條直線，且在移動中工具能以給定的進給速度進行加工，其輔助功能要求也比點位控制數(shù)控系

61、統(tǒng)多，如它可能被要求具有主軸轉(zhuǎn)數(shù)控制、進給速度控制和刀具自動交換等功能。此類控制方式的設(shè)備主要有簡易數(shù)控車床、數(shù)控鏜銑床等。 </p><p>　?。?）輪廓控制數(shù)控系統(tǒng) </p><p>　　這類系統(tǒng)能夠?qū)蓚€或兩個以上坐標方向進行嚴格控制，即不僅控制每個坐標的行程位置，同時還控制每個坐標的運動速度。各坐標的運動按規(guī)定的比例關(guān)系相互配合，精確地協(xié)調(diào)起來連續(xù)進行加工，以形成所需要的直線、斜

62、線或曲線、曲面。采用此類控制方式的設(shè)備有數(shù)控車床、銑床、加工中心、電加工機床和特種加工機床等。 </p><p><b>　　伺服系統(tǒng)分類</b></p><p>　　按照伺服系統(tǒng)的控制方式，可以把數(shù)控系統(tǒng)分為以下幾類： </p><p>　　（1）開環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng) </p><p>　　這類數(shù)控系統(tǒng)不帶檢測裝置，也無反

63、饋電路，以步進電動機為驅(qū)動元件，如圖3所示。CNC裝置輸出的指令進給脈沖經(jīng)驅(qū)動電路進行功率放大，轉(zhuǎn)換為控制步進電動機各定子繞組依此通電／斷電的電流脈沖信號，驅(qū)動步進電動機轉(zhuǎn)動，再經(jīng)機床傳動機構(gòu)(齒輪箱，絲杠等)帶動工作臺移動。這種方式控制簡單，價格比較低廉，被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)中。 </p><p>　　（2）半閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng) </p><p>　　位置檢測元件被安裝在電動機軸端或

64、絲杠軸端，通過角位移的測量間接計算出機床工作臺的實際運行位置(直線位移)，并將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較，用差值進行控制，其控制框圖如圖4所示。由于閉環(huán)的環(huán)路內(nèi)不包括絲杠、螺母副及機床工作臺這些大慣性環(huán)節(jié)，由這些環(huán)節(jié)造成的誤差不能由環(huán)路所矯正，其控制精度不如閉環(huán)控制數(shù)控系統(tǒng)，但其調(diào)試方便，可以獲得比較穩(wěn)定的控制特性，因此在實際應(yīng)用中，這種方式被廣泛采用。 </p><p>　?。?）全閉環(huán)控制

65、數(shù)控系統(tǒng) </p><p>　　位置檢測裝置安裝在機床工作臺上，用以檢測機床工作臺的實際運行位置(直線位移)，并將其與CNC裝置計算出的指令位置(或位移)相比較，用差值進行控制。這類控制方式的位置控制精度很高，但由于它將絲杠、螺母副及機床工作臺這些大慣性環(huán)節(jié)放在閉環(huán)內(nèi)，調(diào)試時，其系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)很難達到。</p><p>　　3.1.3常見數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　

66、數(shù)控機床配置的數(shù)控系統(tǒng)不同，其功能和性能也有很大差異。就目前應(yīng)用來看，F(xiàn)ANUC(日本)、SIEMENS(德國)、FAGOR(西班牙)、HEIDENHAIN(德國)、MITSUBISHI(日本)等公司的數(shù)控系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)品 ， 在數(shù)控機床行業(yè)占據(jù)主導(dǎo)地位；我國數(shù)控產(chǎn)品以華中數(shù)控、航天數(shù)控為代表，也已將高性能數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化。</p><p>　　3.1.4所用系統(tǒng)特點</p><p>　?。?

67、1 ）高效 要求數(shù)控系統(tǒng)有較高的工作速度，能迅速進行復(fù)雜信息、數(shù)據(jù)的處理與計算，以適應(yīng)數(shù)控加工高效要求。 </p><p>　?。?2 ）穩(wěn)定性 數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)有穩(wěn)定的工作過程，使數(shù)據(jù)處理、運算正確無誤，從而保證數(shù)控加工正常而高精度。 </p><p>　　（ 3 ）可靠性 數(shù)控系統(tǒng)的工作應(yīng)有高的可靠性，使其長時期連續(xù)工作而不出現(xiàn)故障。 </p><p>　?。?4 ）

68、開放性 數(shù)控系統(tǒng)應(yīng)具有良好開放性，使其功能的修改、擴充、適應(yīng)性，即功能的開發(fā)與升級能方便地實現(xiàn)。</p><p>　　3.1.5統(tǒng)編程方法及指令</p><p>　　程序編制的方法有手工編程和自動編程兩大類。</p><p>　　手工編程 手工編程編制工件加工程序的各個步驟，即從工件圖樣分析、工藝處理、確定加工路線和工藝參數(shù)，計算程序中所需的數(shù)據(jù)，編寫加工程序清單

69、直到程序的檢驗，均由人來完成。手工編程在點位直線圓弧組成的輪廓加工中仍廣泛應(yīng)用。</p><p><b>　?。?）確定工藝過程</b></p><p>　　根據(jù)零件圖進行工藝分析，在此基礎(chǔ)上選定加工機床、刀具和夾具，確定零件加工的工藝路線、工序及切削用量等工藝參數(shù)。</p><p><b>　　(2)數(shù)值計算</b>&l

70、t;/p><p>　　根據(jù)了零件圖樣上的尺寸、工藝要求等，選定一個工件坐標系，在工件坐標系內(nèi)計算工件輪廓的坐標值，即基點和節(jié)點坐標。</p><p><b>　　(3)編制加工程序</b></p><p>　　根據(jù)制定的加工工藝方案，按照機床數(shù)控系統(tǒng)指令代碼及程序格式的規(guī)定，編織加工程序。</p><p>　　（4）輸入到數(shù)

71、控系統(tǒng)</p><p>　　把編制好的程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)，常用輸入方法有：利用DNC（數(shù)據(jù)傳輸）功能，將計算機上編制的加工程序通過傳輸軟件和接口傳輸?shù)綌?shù)控系統(tǒng)。</p><p>　?。?）程序校驗和試切削</p><p>　　所編制的加工程序經(jīng)校驗和試切削才能用于正式加工。通常采用空運行的方法進行程序校驗，但這只能校驗程序格式是否正確及代碼是否完整，不能校驗軌跡的正

72、確性。未檢驗加工軌跡是否正確，在有圖形顯示功能機床上，可利用仿真圖形來檢查軌跡的正確性。</p><p>　　自動編程 自動編程又稱計數(shù)機輔助編程。自動編程在自動編程系統(tǒng)上進行，它是由一臺通用計數(shù)機配上打印機、自動穿孔和自動繪圖機等組成，可以完成手工編程的大部分工作。自動編程系統(tǒng)使用數(shù)控語音描述切削加工時的刀具和工件的相對運動軌跡和一些加工工藝過程。所編程序還可以通過屏幕顯示進行模擬加工演示。有錯誤時，可以在

73、屏幕進行編輯、修改、直至程序停止為止。</p><p>　?。?）指令 G代碼和M代碼</p><p><b>　　G代碼</b></p><p><b>　　M代碼</b></p><p>　　3.2數(shù)控機床設(shè)備的簡介</p><p>　　數(shù)控機床即使采用了數(shù)控技術(shù)的機

74、床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。從應(yīng)用來說，數(shù)控機床就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、松加工件、進刀與退刀、開車與停車、選擇刀具、供給切削液等）和步驟，以及刀具與工件之間的相對位移量都用數(shù)字化的代碼來表示，通過控制介質(zhì)將數(shù)字信息送入專用的或通用的計算機，計算機對輸入的信息進行處理與運算，發(fā)出各種指令來控制機床的伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，是機床自動加工出所需要的零件.</p><p>　　數(shù)控機床是一種綜合應(yīng)

75、用了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、自動檢測技術(shù)和精密機械設(shè)計和制造等先進技術(shù)的高新技術(shù)的產(chǎn)物，是技術(shù)密集度及自動化程度都很高的、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定自動化程度極高的特點，而且它還可以完成普通機床難以完成或根本不能加工的復(fù)雜曲面的零件加工，因而數(shù)控機床在機械制造業(yè)中的地位顯得愈來愈為重要。我們甚至可以這樣說：在機械制造業(yè)中，數(shù)控機床的檔次和擁有量，是反映一個企業(yè)制造能力的重要標志。</p><p>　　但是，我們應(yīng)

76、當清醒的意識到：在企業(yè)生產(chǎn)中，數(shù)控機床能否達到加工精度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、提高生產(chǎn)效率的目標這不僅取決于機床本身的精度和性能，很大程度上也與操作者在生產(chǎn)中能否正確的對數(shù)控機床進行維護保養(yǎng)和使用密切相關(guān)。</p><p>　　與此同時，我們還應(yīng)注意到：數(shù)控機床的維修的概念，不能單純的理解是數(shù)控系統(tǒng)或者是數(shù)控機床的機械部分和其它部分在發(fā)生故障時，僅僅是依靠維修人員如何排除故障和及時修復(fù)，使數(shù)控機床能夠盡早的投入只用就可

77、以了，這還應(yīng)包括正確使用和日常保養(yǎng)的工作。</p><p>　　綜上兩方面所述，只有堅持做好對機床的日常維護保養(yǎng)工作，才可以延長元器件的使用壽命，延長機械部件的磨損周期，防止意外惡性事故的發(fā)生，爭取機床時間穩(wěn)定工作；也才能充分發(fā)揮數(shù)控機床的加工優(yōu)勢，達到數(shù)控機床的技術(shù)性能，確保數(shù)控機床能夠正常工作，因此，這無論是對數(shù)控機床的操作者，還是對數(shù)控機床的維修人員來說，數(shù)控機床的維護與保養(yǎng)就顯得非常重要，我們必須年高度重

78、視。</p><p>　　3.3零件表面基點坐標的計算</p><p>　　A( 0 . 0 ) B( -32.886 . 7.886 ) C(-42.876 . 7.933 ) D( -42.876 . 17.933 ) E(-62.876 . 17.933 ) F(-62.876 . 21.933 ) G(-72.876 . 21.933 ) H(-72

79、.876 . 20.298 ) I(-77.876 . 20.298 ) J(-137.876 . 18.715 ) K(-137.876 . 15.933 ) L(-147.876 . 15.933 ) M(-147.876 . 9.933)N(-145.876 . 7.933)O(-121.876 . 7.933 )P(-121.876 . 11.433)Q(-114.876 . 11.433)R(-1

80、14.876 . 7.933)S(-107.876 . 7.933) </p><p><b>　　3.4刀具明細表</b></p><p>　　3.5零件的加工程序</p><p>　　第 四 章 總 結(jié)</p><p>　　在四年的學(xué)學(xué)校生活里，我覺得大多數(shù)人對本專業(yè)的認識還是不夠,在每年的實習(xí)過程當中，但由

81、于當時所學(xué)知識涉及本專業(yè)知識不多，所看到的東西與本專業(yè)很難聯(lián)系起來,所以對本專業(yè)掌握并不是很理想.。為了更深入的理解并掌握大學(xué)的專業(yè)知識，加強專業(yè)技能。我選擇的畢業(yè)設(shè)計課程是：典型軸類零件加工。通過次此的分析，需要對刀具的切削參數(shù)進行計算等方面的問題給予考慮，這些方面的知識都需要我們?nèi)?fù)習(xí)以前的知識，在對以前學(xué)的知識進行初步系統(tǒng)回顧之后，大腦形成一初步的印象。各專業(yè)課之間相關(guān)聯(lián)的知識也能很好的理解。</p><p&g

82、t;<b>　　參考文獻</b></p><p>　　《數(shù)控機床》李立、張李鐵.高等教育出版社.2008</p><p>　　《數(shù)控機床故障及斷及維護》，王侃夫，高等職業(yè)技術(shù)教育機電類專業(yè)教材編委會.機械工業(yè)出版社.2010</p><p>　　《數(shù)控機床及其應(yīng)用》，李善術(shù).機械工業(yè)出版社.2008.</p><p>