數(shù)控車床畢業(yè)設(shè)計 (2)

1、<p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書</p><p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　班 級： 機電一體化 </p><p><b>　　繼續(xù)教育學(xué)院</b></p><

2、;p><b>　　2011年10月</b></p><p>　　1.數(shù)控機床發(fā)展概述 </p><p>　　制造業(yè)是我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，其增加值約占我國國內(nèi)生產(chǎn)總值的40%以上，而先進的制造技術(shù)是振興制造業(yè)系統(tǒng)工程的重要組成部分。21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)突飛猛進、不斷取得新突破的世紀(jì)，它是數(shù)控技術(shù)全面發(fā)展的時代。數(shù)控機床代表一個民族制造工業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化

3、科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志。</p><p>　　數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機床之一。數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件。通過數(shù)控加工程序的運行，可自動完成內(nèi)外圓柱面、圓錐面、成形表面、螺紋和端面等工序的切削加工，并能進行車槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等工作。車削中心可在一次裝夾中完成更多的加工工序，提高加工精度和生產(chǎn)效率，特別適合于復(fù)雜形狀回

4、轉(zhuǎn)類零件的加工。</p><p>　　1.1數(shù)控機床及其特點</p><p>　　數(shù)控機床是數(shù)字控制機床的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動化機床。該控制系統(tǒng)能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規(guī)定的程序，并將其譯碼，從而使機床動作并加工零件。</p><p><b>　　數(shù)控機床的特點</b></p><p>　　

5、數(shù)控機床的操作和監(jiān)控全部在這個數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機床的大腦。與普通機床相比，數(shù)控機床有如下特點：</p><p>　　●加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量；</p><p>　　●可進行多坐標(biāo)的聯(lián)動，能加工形狀復(fù)雜的零件；</p><p>　　●加工零件改變時，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn)準(zhǔn)備時間；</p><p>　　●機床本身的精

6、度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機床的3~5倍）；</p><p>　　●機床自動化程度高，可以減輕勞動強度；</p><p>　　●對操作人員的素質(zhì)要求較高，對維修人員的技術(shù)要求更高。</p><p>　　數(shù)控機床一般由下列幾個部分組成：</p><p>　　●主機，他是數(shù)控機床的主題，包括機床身、立柱、機床主軸、進

7、給機構(gòu)等機械部件。他是用于完成各種切削加工的機械部件。</p><p>　　●數(shù)控裝置，是數(shù)控機床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。</p><p>　　●驅(qū)動裝置，他是數(shù)控機床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件，包括主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。他在數(shù)控

8、裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動。當(dāng)幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。</p><p>　　●輔助裝置，指數(shù)控機床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機床的運行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動裝置、排屑裝置、交換工作臺、數(shù)控轉(zhuǎn)臺和數(shù)控分度頭，還包括刀具及監(jiān)控檢測裝置等。</p><p>　　●編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機外

9、進行零件的程序編制、存儲等。</p><p>　　自從1952年美國麻省理工學(xué)院研制出世界上第一臺數(shù)控機床以來，數(shù)控機床在制造工業(yè)，特別是在汽車、航空航天、以及軍事工業(yè)中被廣泛地應(yīng)用，數(shù)控技術(shù)無論在硬件和軟件方面，都有飛速發(fā)展。</p><p>　　1.2數(shù)控機床的工藝范圍及加工精度</p><p>　　數(shù)控車床是一種高精度、高效率的自動化機床，也是使用數(shù)量最多的數(shù)

10、控機床，約占數(shù)控機床總數(shù)的25%。它主要用于精度要求高、表面粗糙度好、輪廓形狀復(fù)雜的軸類、盤類等回轉(zhuǎn)體零件的加工，能夠通過程序控制自動完成園柱面、圓錐面、圓弧面和各種螺紋的切削加工，并能進行切槽、鉆孔、擴孔、鉸孔等加工。</p><p>　　由于數(shù)控車床具有加工精度高、能作直線和圓弧插補功能，有些數(shù)控車床還具有非圓曲線插補功能以及加工過程中具有自動變速功能等特點，所以它的工藝范圍要比普通車床要寬得多。</p

11、><p>　　●精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件，由于數(shù)控車床剛性好，制造和對刀精度高，以及能方便和精確地進行人工補償和自動補償，所以能加工精度要求高的零件，甚至可以以車代磨。</p><p>　　●表面粗糙度要求高的回轉(zhuǎn)體零件，數(shù)控車床具有恒線速切削功能，能加工出表面粗糙度小的均勻的零件。使用恒線速切削功能，就可選用最佳速度來切削錐面和端面，使切削后的工件表面粗糙度既小又一致。數(shù)控車床還適合加工各表面

12、粗糙度要求不同的工件。粗糙度要求大的部位選用較大的進給量，要求小的部位選用小的進給量。</p><p>　　●輪廓形狀特別復(fù)雜和難于控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件，由于數(shù)控車床具有直線和圓弧插補功能，部分車床數(shù)控裝置還有某些非圓曲線和平面曲線插補功能，所以可以加工形狀特別復(fù)雜或難于控制尺寸的的回轉(zhuǎn)體零件。</p><p>　　●帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件，普通車床所能車削的螺紋類型相當(dāng)有限，它只能車等導(dǎo)

13、程的直、錐面公、英制螺紋，而且一臺車床只能限定加工若干導(dǎo)程的螺紋。而數(shù)控車床不但能車削任何等導(dǎo)程的直、錐面螺紋和端面螺紋，而且能車變螺距螺紋，還可以車高精度螺紋。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控車床的工藝和工序?qū)⒏訌?fù)合化和集中化。即把各種工序（如車、銑、鉆等）都集中在一臺數(shù)控車床上來完成。目前國際上出現(xiàn)的雙主軸結(jié)構(gòu)就是這種構(gòu)思的體現(xiàn)。</p><p>　　1.3數(shù)控機床的經(jīng)濟分析</p><p>

14、;　　數(shù)控機床使用的經(jīng)濟效果，取決于充分了解數(shù)控機床的特點和正確充分的使用。只有在技術(shù)上掌握、生產(chǎn)上使用，管理上正常的基礎(chǔ)上，才能顯示出數(shù)控機床的優(yōu)越性和經(jīng)濟效果。表8-1是用數(shù)控機床和用仿型機床加丁零件時的時間對比，表8 2是在加工中心機床上和在普通機床上加工銑床升降臺復(fù)雜零件時的費用對比。工藝和編程對經(jīng)濟使用數(shù)控機床都有很大影響。    ①T藝對數(shù)控機床經(jīng)濟使用的影響。零件的單件加工時間是決定單件加工

15、成本的關(guān)鍵。數(shù)控機床的單件加丁時間與普通機床相比，其平均值為1:4。這不僅歸因于輔助時間的減少，而且也由于切削時間的顯著縮短。縮短切削時間，是采用合理的切削參數(shù)，主要是切削速度和進給量大大提高的結(jié)果。    最佳切削速度是機床工位費用和刀具費用的函數(shù)，因此，存在切削時間最佳和加工成本最佳的切削速度。切削時間最佳的切削速度高于加工成本最佳的切削速度（這里只討論后者）。隨著切削速度的提高，加工成本中與時間成正

16、比的費用將按雙曲線規(guī)律下降，而刀具費用則逐漸增加。疊加上述兩項費用后發(fā)現(xiàn)，在切削速度過低和過高時，加工成本都很高。在很高和過低切削速度之間存在加工成本最低的切削速度。兩臺車床的加工工位費</p><p>　　1.4數(shù)控機床的發(fā)展趨勢</p><p>　　大型、高速、高效、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機床技術(shù)發(fā)展的總趨勢，近幾年來，在實用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績，主蚤表現(xiàn)在以下幾方面：

17、    1)隨著水電、風(fēng)電、核電等環(huán)保型能源工業(yè)及航天、礦山、軌道交通等重大基礎(chǔ)工業(yè)的發(fā)展，大型機床一改以往傻、大、笨、粗的傳統(tǒng)形象，實現(xiàn)了大規(guī)格、高剛性、大功率的機械與多軸聯(lián)動、控制準(zhǔn)確、功能齊備、操作方便的數(shù)控系統(tǒng)的“強強聯(lián)合”。輔之以形式多樣、容量強大的換刀系統(tǒng)乃堊“換頭”系統(tǒng)，大型數(shù)控機床不但可完成傳統(tǒng)大型零件的加丁，而且可實現(xiàn)各種大型空間曲面的加工，一臺機床可實現(xiàn)過去三、五臺機床的功能。

18、60;   2)機床復(fù)合技術(shù)進一步擴展。隨著數(shù)控機床技術(shù)進步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑．車復(fù)合、車一銑復(fù)合、車一鏜一鉆齒輪加工等復(fù)合、車磨復(fù)合、成形復(fù)合加工、特種復(fù)合加工等，復(fù)合加_[的精度和效率大大提高?！耙慌_機床就是一個加工廠”、“。一次裝卡，完全加工”等理念正在被更多人接受，復(fù)合加工機床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。    3)智能化技術(shù)有新突破：如遠(yuǎn)程診斷功能、自動調(diào)整干涉防碰撞

19、功能、自動回零功能、在線檢測和自動補償功能、智能化參數(shù)選用等功能進入了實</p><p><b>　　2數(shù)控刀具的選用</b></p><p>　　5.1 數(shù)控機床的刀具特點</p><p>　　切削刀具由傳統(tǒng)的機械工具實現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍，刀具的切削性能有顯著的提高。切削技術(shù)由傳統(tǒng)的切削工藝向創(chuàng)新制造工藝的飛躍，大大提高了切削加工的效率。

20、刀具工業(yè)由脫離使用、脫離用戶的低級階段向面向用戶、面向使用的高級階段的飛躍，成為用戶可利用的專業(yè)化的社會資源和合作伙伴。切削刀具從低值易耗品過渡到全面進入“三高一專（高效率、高精度、高可靠性和專用化）”的數(shù)控刀具時代，實現(xiàn)了向高科技產(chǎn)品的飛躍。成為現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。與現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展緊密相連，是應(yīng)用材料科學(xué)、制造科學(xué)、信息科學(xué)等領(lǐng)域的高科技成果的結(jié)晶。</p><p>　　5.2 數(shù)控車削的刀具與選用&l

21、t;/p><p>　　1、刀片形狀的選擇：正型（前角）刀片：對于內(nèi)輪廓加工，小型機床加工，工藝系統(tǒng)剛性較差和工件結(jié)構(gòu)形狀較復(fù)雜應(yīng)優(yōu)先選擇正型刀片。負(fù)型（前角）刀片：對于外圓加工，金屬切除率高和加工條件較差時應(yīng)優(yōu)先選擇負(fù)型刀片。 </p><p>　　2、一般外圓車削常用80°凸三角形、四方形和80 °菱形刀片；仿形加工常用55 °、35 °菱形和圓形刀片

22、；在機床剛性、功率允許的條件下，大余量、粗加工應(yīng)選擇刀尖角較大的刀片，反之選擇刀尖角較小的刀片。</p><p>　　3、前角的作用。大負(fù)前角用于：切削硬材料；需切削刃強度大，以適應(yīng)斷續(xù)切削、切削含黑皮表面層的加工條件。 大正前角用于：切削軟質(zhì)材料易切削材料被加工材料及機床剛性差時。</p><p>　　4、后角的作用：小后角用于：切削硬材料；需切削刃強度高時。大后角用于：切削軟材料；切削

23、易加工硬化的材料。</p><p>　　5、主偏角的作用：大主偏角用于：切深小的精加工；切削細(xì)而長的工件；機床剛性差時。小主偏角用于：工件硬度高，切削溫度大時；大直徑零件的粗加工；機床剛性高時。</p><p>　　6、副偏角具有減少已加工表面與刀具摩擦的功能。一般為5°～15°。</p><p>　　7、刃傾角是前刀面傾斜的角度。重切削時，切削

24、開始點的刀尖上要承受很大的沖擊力，為防止刀尖受此力而發(fā)生脆性損傷，故需有刃傾角。推薦車削時為3°～5°。</p><p>　　6.2切削用量的選擇</p><p>　　1、確定合理切削用量的意義</p><p>　　數(shù)控加工時對同一加工過程選用不同的切削用量，會產(chǎn)生不同的切削效果。合理的切削用量應(yīng)能保證工件的質(zhì)量要求（如加工精度和表面粗糙度），在

25、切削系統(tǒng)強度、剛性允許的條件下充分利用機床功率，最大限度地發(fā)揮刀具的切削性能，并保證刀具具有一定的使用壽命。</p><p>　　2、選擇切削用量的一般原則</p><p>　?。?）粗車時切削用量的選擇</p><p>　　粗車時一般以提高效率為主，兼顧經(jīng)濟性和加工成本。提高切削速度、加大進給量和切削深度都能提高生產(chǎn)率。其中切削速度對刀具壽命的影響最大，切削深度對

26、刀具壽命的影響最小，所以考慮粗加工切削用量時首先應(yīng)選擇一個盡可能大的切削深度，以減少進給次數(shù)，其次選擇較大的進給速度，最后在刀具使用壽命和機床功率允許的條件下選擇一個合理的切削速度。</p><p>　?。?）精車、半精車時切削用量的選擇</p><p>　　精車和半精車的切削深度是根據(jù)零件加工精度和表面粗糙度要求及粗車后留下的加工余量決定的，一般情況是一次去除余量。當(dāng)零件精度要求較高時，

27、通常留 0.2 ~ 0.4 mm （直徑值）的精車余量。精車和半精車的切削深度較小，產(chǎn)生的切削力也較小，所以可在保證表面粗糙度的情況下適當(dāng)加大進給量。</p><p>　　3、如何選擇切削用量</p><p>　?。?）切削用量一般可以根據(jù)刀具供應(yīng)商所提供的刀具樣本數(shù)據(jù)來確定，這是比較快捷而穩(wěn)妥的方法；也可以根據(jù)經(jīng)驗或試切來確定。</p><p>　　（2）查閱切削

28、用量手冊。</p><p>　?。?）生產(chǎn)實踐經(jīng)驗。</p><p>　　4、關(guān)于螺紋車削的主軸轉(zhuǎn)速</p><p>　?。?）數(shù)控車螺紋時，會受到以下幾方面的影響：</p><p>　?、?#160;螺紋加工程序段中的導(dǎo)程值，相當(dāng)于進給量f (mm / r)，如果將機床的主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，其換算后的進給速度 F(mm / min) 則必定大

29、大超過正常值。</p><p>　　② 刀具在其位移過程的始 / 終，都將受到伺服驅(qū)動系統(tǒng)升 / 降頻率和數(shù)控裝置插補運算速度的約束，由于升 /降頻率特性滿足不了加工需要等原因，則可能因主進給運動產(chǎn)生出的 “超前” 和 “滯后”而導(dǎo)致部分螺牙的螺距不符合要求。</p><p>　?、?#160;車削螺紋必須通過主軸的同步運行功能而實現(xiàn)，即需要主軸編碼器。當(dāng)其主軸轉(zhuǎn)速選擇過高，通過

30、編碼器發(fā)出的定位脈沖（即主軸每轉(zhuǎn)一周時所發(fā)出的一個基準(zhǔn)脈沖信號）將可能因  “過沖”（特別是當(dāng)編碼器的質(zhì)量不穩(wěn)定時）而導(dǎo)致工件螺紋產(chǎn)生亂紋（俗稱“爛牙”）。</p><p>　?。?）鑒于上述原因，不同的數(shù)控系統(tǒng)車螺紋時推薦不同的主軸轉(zhuǎn)速范圍，大多數(shù)經(jīng)濟型數(shù)控車床的數(shù)控系統(tǒng)推薦車螺紋時主軸轉(zhuǎn)速如下：</p><p>　　n≤1200 / P – k</p><

31、p>　　式中：P —— 被加工螺紋導(dǎo)程，mm；</p><p>　　k —— 保險系數(shù)，一般為80。</p><p><b>　　九、結(jié)論</b></p><p>　　通過這次畢業(yè)設(shè)計，讓我對工廠實際零件加工的總體工藝流程有了一定的了解和掌握，這對我今后參加工作將會有很大的幫助。通過這次畢業(yè)設(shè)計，使我意識到了自己存在的不足之處，使我也清楚

32、了自己今后應(yīng)該努力的方向，也使我對以前的知識有了更好、更全面的溫習(xí)和鞏固，對以前所學(xué)的專業(yè)知識總體有了更深入的了解。由于畢業(yè)設(shè)計的內(nèi)容涉及到很多的專業(yè)知識，如CAD制圖、公差與技術(shù)測量、金屬工藝、機械制造工藝、數(shù)控機床和夾具、數(shù)控編程等等，因此畢業(yè)設(shè)計可以說是對我從高中（職業(yè)高中）和大學(xué)兩年共五年來所學(xué)專業(yè)知識和技能的綜合考查。但畢業(yè)設(shè)計的完成絕不是學(xué)習(xí)的終結(jié)，我將會很好的總結(jié)這次畢業(yè)設(shè)計的經(jīng)驗，并將其運用到我日后的工作中去。</

33、p><p>　　本文從數(shù)控車床的簡介、數(shù)控編程的方法、工藝性分析、數(shù)控編程的步驟及數(shù)控編程加工實例等幾方面，比較詳細(xì)的說明了車削零件加工的方法與步驟。</p><p>　　數(shù)控機床代表一個民族制造業(yè)現(xiàn)代化的水平，隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，制造技術(shù)和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展水平的重要標(biāo)志。</p><p>　　作為跨世紀(jì)的新一代，我們手牽手，向

34、前邁。我們有信心我國機械制造業(yè)會更加輝煌,祖國的明天也會更加美好。</p><p><b>　　十、參考文獻</b></p><p><b>　　書籍 </b></p><p><b>　　十一、致謝</b></p><p>　　本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個人智慧的

35、產(chǎn)品，沒有導(dǎo)師的指引和贈予，沒有父母和朋友的幫助和支持，我在大學(xué)的學(xué)術(shù)成長肯定會大打折扣。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達(dá)終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。</p><p>　　我首先要感謝我的導(dǎo)師 的親切關(guān)懷和細(xì)心指導(dǎo)，在設(shè)計過程中，自始至終凝聚著導(dǎo)師的心血。張老師那治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，淵博的學(xué)識感染著我。他那誨人不倦、寬厚樸實的作風(fēng)給我們留下了不可磨滅的影響，是我學(xué)習(xí)的榜樣，使我

36、終生受益無窮。在此論文完成之際，特向恩師表達(dá)誠摯的謝意同時以最崇高的敬意。</p><p>　　在課題進行當(dāng)中，得到了xx老師，xx老師等的細(xì)心指導(dǎo)和諸多幫助。他們的無私幫助和耐心指導(dǎo)也是我得以完成本課題的關(guān)鍵。再此我向他們表示由衷的感謝和深切的問候。此間我還得到了同學(xué)們諸多指導(dǎo)，再此表示感謝。</p><p>　　另外，也非常感謝所有的關(guān)心我的其他老師們和同學(xué)們，他們的關(guān)心也是我學(xué)習(xí)過程