畢業(yè)設計--零件的加工方法與編程改進

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p>　　作 者： 學 號： </p><p>　　系 部： 電氣工程系 </p><p>　　專 業(yè)： 數(shù)控設備應用與維護 </p>

2、<p>　　題 目： 零件的加工方法與編程改進 </p><p>　　校內指導教師： </p><p>　　企業(yè)指導教師： </p><p>　　評閱者：

3、 </p><p><b>　　2016 年 月</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 前言………

4、…………………………………………………………4 </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…………………………………………………9</p><p>　　1.4完成本課題的可

5、行性分析…………………………………………10</p><p>　　2 零件的工藝分析……………………………………………………12</p><p>　　2.1零件圖………………………………………………………………12</p><p>　　2.2零件的結構分析……………………………………………………12</p><p>　　2.3零件的加工工藝

6、過程………………………………………………13</p><p>　　2.4零件加工工藝卡片…………………………………………………14</p><p>　　3 數(shù)控系統(tǒng)與編程……………………………………………………15</p><p>　　3.1系統(tǒng)設備的選用……………………………………………………15</p><p>　　3.2數(shù)控機床的……

7、……………………………………………………23</p><p>　　3.3零件表面基點坐標…………………………………………………24</p><p>　　3.4刀具選用……………………………………………………………24</p><p>　　3.5零件的加工程序……………………………………………………25</p><p>　　結論……………………

8、………………………………..………………27</p><p>　　致謝 ……………………………………………………..……………28</p><p>　　參考文獻……………………………………………….………….……29</p><p><b>　　1前言</b></p><p>　　1.1本課題研究的意義</p&g

9、t;<p>　　數(shù)控技術及數(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)控技術及數(shù)控機床的廣泛應用，給機械制造業(yè)的產(chǎn)業(yè)結構、產(chǎn)品種類和檔次以及生產(chǎn)方式帶來了革命性的變化。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(1T)與制造技術(MT)結合發(fā)展的結果。現(xiàn)代的CAD/CAM、FMS、C

10、IMS、敏捷制造和智能制造技術，都是建立在數(shù)控技術之上的。掌握現(xiàn)代數(shù)控技術知識是現(xiàn)代機電類專業(yè)學生必不可少的。</p><p>　　1.1.1數(shù)控機床的概述</p><p>　　數(shù)控技術，簡稱數(shù)控（Numerical Control—NC），是利用數(shù)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 Nu

11、merical 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（Numerical Controller）。</p><p>　　采用數(shù)控技術進行控制的機床，稱為數(shù)控機床（NC機床）。它是一

12、種綜合</p><p>　　應用了計算機技術、自動控制技術、精密測量技術和機床設計等先進技術的典型機電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造技術的基礎。控制機床也是數(shù)控技術應用最早、最廣泛的領域，因此，數(shù)控機床的水平代表了當前數(shù)控技術的性能、水平和發(fā)展方向。</p><p>　　隨著科技發(fā)展，為了適應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)從市場預測、生產(chǎn)決策、產(chǎn)

13、品設計、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)，是當今自動化制造技術發(fā)展的最高階段。在CIMS中，不僅是生產(chǎn)設備的集成，更主要的是以信息為特征的技術集成和功能集成。計算機是集成的工具，計算機輔助

14、的自動化單元技術是集成的基礎，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。從復臺化技術的觀點來看，增強控制功能，使得操作機床自動化，不是最終目的?？刂乒δ軕_到晟佳控制和自適應控制，為此應增加診斷功能。通過傳感器反饋，實現(xiàn)加工智能化，

15、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)的內存儲器。目前廣泛應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)絡技術進行遠程數(shù)據(jù)傳輸。對于簡單的數(shù)控加工程序可采用

16、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令進行信息處理后，輸出控制命令到相應的執(zhí)行部件（如伺服系統(tǒng)、驅動系統(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)

17、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，進行相應的軌跡插補運算，并通過與其相應的各坐標伺服系統(tǒng)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，按各

18、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，分度工作臺轉位和緊鎖，工件夾緊或松夾，切削液的開啟或關閉等輔助操作信號。經(jīng)功率放大后直接驅動相應的執(zhí)行元件，完成數(shù)控加工自動操作。</p><p>&l

19、t;b>　　4、伺服驅動系統(tǒng)</b></p><p>　　伺服驅動系統(tǒng)的作用是接受來自數(shù)控系統(tǒng)的位置控制信息，撿起轉換成相應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)響應特性將直接影響數(shù)控機床的加工精度和表面加工質量。伺服驅動系統(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的轉向和轉速指令，進過功率放大后驅動主軸電動機轉動。進給伺服單元在每

20、個插補周期內接受數(shù)控系統(tǒng)的位移指令，經(jīng)過功率放大后驅動進給電動機轉動，同時完成速度控制和反饋控制。伺服驅動系統(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><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角位移或數(shù)控機床工作臺的直線位移，并轉換成電信號反饋給伺服系統(tǒng)，由伺服系統(tǒng)中

21、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)控機床的機械結構部分，是實現(xiàn)零件加工的執(zhí)行部件。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)控機床的機械結構部分與普通機床相似，但傳動結構和變速系統(tǒng)較為簡單，在

22、精度、剛度、抗振性等方面要求較高，因而采取了一些特殊結構，如滾珠絲杠副，直線滾動導軌副等。</p><p>　　1.1.3數(shù)控機床的結構特點</p><p>　　1、數(shù)控機床與普通機床在總體結構上基本相似，由本身、箱體、導軌、主軸、進給機構及輔助機構組成。由于其加工的特殊性，數(shù)控機床在機械結構上具有如下特點：</p><p>　?。?）采用高性能的主軸伺服驅動裝置和

23、進給伺服驅動裝置，使機床的傳動鏈縮短，簡化機床機械傳動系統(tǒng)的結構。</p><p>　?。?）采用具有高剛度、高抗震性及較小熱變形的特殊結構，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>　?。?）采用高傳動效率、高精度、無間隙的傳動裝置和傳動構件，如滾珠絲杠螺母副、貼塑滑動軌、直線滾動導軌、靜壓導軌等傳動構件。</p><

24、p>　?。?）加工中心具有完善的刀具自動交換裝置。</p><p>　?。?）采用移動門結構的全封閉外罩殼，保證了加工操作的安全性。</p><p>　　（6）具有氣動、液壓、排屑、冷卻、潤滑等輔助裝置。</p><p>　　2、數(shù)控車床的優(yōu)點 </p><p>　?。?）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動，所以它的

25、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。</p><p>　?。?）多功能數(shù)控車床是采用直流或交流主軸控制單元來驅動主軸，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)分段無級調速，即使這樣，床頭箱內的結構已比傳統(tǒng)車床簡單得多。數(shù)控車床的另一個結構特點是剛度大，這是

26、為了與控制系統(tǒng)的高精度控制相匹配，以便適應高精度的加工。</p><p>　　（3）數(shù)控車床的第三個結構特點是輕拖動。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><p>　　（4）為了拖動輕便，數(shù)控車床的潤滑都比較充分

27、，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)控車床的滑動導軌也要求耐磨性好。數(shù)控車床一般采用鑲鋼導軌，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，自動運轉時一般都處于全封閉或半封閉狀態(tài)。</p><p>　?。?）數(shù)控車床

28、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)狀及技術趨勢進行分析剖析，并初步探討使其能適應多品種、高質量、低成本的市場需要，促進我國數(shù)控機床產(chǎn)業(yè)的結構調整和技術升級，促進引進國外先進技術的消化吸收與創(chuàng)新，提高產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。</p><p>　　1.2.1數(shù)控機床的發(fā)展</p>

29、<p>　　世界上第一臺數(shù)控機床是為了適應航空工業(yè)制造復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

30、用硬件連接的電路。1955年，該類機床進入實用化階段，在復雜曲面的加工中發(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、微電子技術、計算機技術、精密測量技術及機械制造技術的發(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，功率消耗大，這是第一臺數(shù)控系統(tǒng)。</p><p>　　19

31、59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)。</p><p>　　隨著計算機技術的發(fā)展，出現(xiàn)了以小

32、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)得到了廣泛應用。這就是微機數(shù)控系統(tǒng)，及MNC系統(tǒng)，從而使數(shù)控機床進入第五代。 </p>

33、;<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，在人員素質差、基礎薄弱、配套件不過關的情況下，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

34、要存在的問題是盲目性大，缺乏實事求是的科學精神。在第二階段從日、德、美、西班牙先后引進數(shù)控系統(tǒng)技術，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，“七五;期間組織消化吸收“科技攻關”，我國數(shù)控技術和數(shù)控產(chǎn)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，1998～200

35、4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>　　1.3.1 設計要求 </p><p>　?。?）掌握各編程指令的意義，編

36、寫正確的加工工序；</p><p>　?。?）熟練的的編寫程序和應用；</p><p>　?。?）學會對零件加工工藝的制定；</p><p>　?。?）了解機械制造相關知識；</p><p>　?。?）熟悉機床的組成，了解相關的基礎知識；</p><p>　?。?）完成設計的工件，順利畢業(yè)。</p>&l

37、t;p><b>　　1.3.2個人要求</b></p><p><b>　　1、理論方面</b></p><p>　?。?）學會對零件加工工藝的制定。</p><p>　?。?）熟悉了數(shù)控機床的組成，了解相關控制系統(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。&

38、lt;/p><p>　　(4)了解了機械制造相關知識。</p><p>　　(5)學會應用或了解關于數(shù)控方面的軟件。</p><p><b>　　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。</

39、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內容，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

40、置精度、表面粗度等其他要求。</p><p>　　(6)熟悉數(shù)控機床教學安全操作規(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>　　本人通過大學的理論知識與專業(yè)技能的學習，已初步能夠獨立進行零件的設計、材料分析，工藝的制定，到最終的編程加工。并且在每學期都要進行維期兩個

41、用月的專業(yè)技能強化訓練，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、鉗工中級的考核，對電工、機床的結構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專業(yè)相對應，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》、《金屬工藝學》、《機械設計》、《CAD/CAM應用技術》等資料）。《金屬工藝學》此書系統(tǒng)地闡述了鋼鐵生產(chǎn)、金屬材料的性能、金屬的結構與結晶、合

42、金的相結構與相圖、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知識?！稊?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計。</p><p>　

43、　第二章零件的工藝分析</p><p>　　2.1 零件圖</p><p>　　1、下圖是本次畢業(yè)設計需要完成的零件圖：</p><p><b>　　圖2-1零件圖</b></p><p>　　2.2零件的結構分析</p><p>　　該零件是由外圓、圓、孔、內螺紋及退刀槽組成。其中有多個尺

44、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>　　1、零件的形狀</b></p><p>　　該零件是由外圓輪廓和孔組成</p><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的內螺紋、φ44.73的

45、錐度</p><p><b>　　2、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>　　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的內圓，上偏差為0下偏差為

46、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程</p><p><b>　　表2-1工序卡</b></p><p>　　2.4零

47、件加工工藝卡片</p><p><b>　　表2-2工藝卡</b></p><p>　　第三章系統(tǒng)設備與編程</p><p>　　3.1系統(tǒng)設備的選用</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

48、期是由硬件電路構成的稱為硬件數(shù)控（Hard 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動裝置的專用計算機系統(tǒng)。 </p&

49、gt;<p>　　CNC系統(tǒng)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）、主軸驅動裝置和進給（伺服）驅動裝置（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)復雜的數(shù)控功能，使用、維護也方便，并具

50、有與上位機連接及進行遠程通信的功能。</p><p>　　3.1.2數(shù)控系統(tǒng)組成</p><p>　　1、數(shù)控系統(tǒng) </p><p>　　數(shù)控系統(tǒng)是機床實現(xiàn)自動加工的核心，是整個數(shù)控機床的靈魂所在。主要由輸人裝置、監(jiān)視器、主控制系統(tǒng)、可編程控制器、各類輸人／輸出接口等組成。主控制系統(tǒng)主要由 CPU 、存儲器、控制器等組成。數(shù)控系統(tǒng)的主要控制對象是位置、角度、速

51、度等機械量，以及溫度、壓力、流量等物理量．其控制方式又可分為數(shù)據(jù)運算處理控制和時序邏輯控制兩大類。其中主控制器內的擂補模塊就是根據(jù)所讀入的零件程序，通過譯碼、編譯等處理后，進行相應的刀具軌跡插補運算，并通過與各坐標伺服系統(tǒng)的位置、速度反饋信號的比較，從而控制機床各坐標軸的位移。而時序邏輯控制通常由可編程控制器 PI 尤來完成，它根據(jù)機床加工過程中各個動作要求進行協(xié)調，按各檢測信號進行邏輯判別，從而控制機床各個部件有條不紊地按順序工作。

52、 </p><p>　　2、伺服系統(tǒng) </p><p>　　伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)和機床本體之間的電傳動聯(lián)系環(huán)節(jié)．主要由伺服電動機、驅動控制系統(tǒng)和位置檢測與反饋裝置等組成．伺服電動機是系統(tǒng)的執(zhí)行元件，驅動控制系統(tǒng)則是伺服電動機的動力源．數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令信號與位置反饋信號比較后作為位移指令，再經(jīng)過驅動系統(tǒng)的功率放大后，驅動電動機運轉，通過機械傳動裝置帶動工作臺或刀架運動。<

53、/p><p>　　3、強電控制柜 </p><p>　　強電控制柜主要用來安裝機床強電控制的各種電氣元器件，除了提供數(shù)控、伺服等一類弱電控制系統(tǒng)的輸入電源，以及各種短路、過載、欠壓等電氣保護外，主要在 PLC 的輸出接口與機床各類輔助裝置的電氣執(zhí)行元件之間起橋梁連接作用，控制機床輔助裝置的各種交流電動機、液壓系統(tǒng)電磁閥或電磁離合器等。此外．它也與機床操作臺有關手動按鈕連接。強電控制柜由各

54、種中間繼電器、接觸器、變壓器、電源開關、接線端子和各類電氣保護元器件等構成．它與一般普通機床的電氣類似，但為了提高對弱電控制系統(tǒng)的抗干擾性，要求各類頻繁啟動或切換的電動機、接觸器等電磁感應器件中均必須并接 RC 阻容吸收器；對各種檢測信號的輸人均要求用屏蔽電纜連接。</p><p><b>　　4、輔助裝置 </b></p><p>　　輔助裝置主要包括自動換刀裝

55、置 ATC ( Automatlc Tool Changer ）、</p><p>　　自動交換工作臺機構 APc ( Automatic Pallet changer ）、工件夾緊放松機構、回轉工作臺、液壓控制系統(tǒng)、潤滑裝置、切削液裝置、排屑裝置、過載和保護裝置等。 </p><p>　　5、機床本體 </p><p>　　數(shù)控機床的本體指其機械結構

56、實體．它與傳統(tǒng)的普通機床相比較，同樣由主傳動系統(tǒng)、進給傳動機構、工作臺、床身以及立柱等部分組成，但數(shù)控機床的整休布局、外觀造型、傳動機構、工具系統(tǒng)及操作機構等方面都發(fā)生了很大的變化。為了滿足數(shù)控技術的要求和充分發(fā)揮數(shù)控機床的特點，歸納起來包括以下幾個方面的變化： </p><p>　?。?）采用高性能主傳動及主軸部件。其有傳遞功率大、剛度高、抗振性好及熱變形小等優(yōu)點。 </p><

57、;p>　　（2）進給傳動采用高效傳動件。具有傳動鏈短、結構簡單、傳動精度高等特點，一般采用滾珠絲杠副、直線滾動導軌副等。 </p><p>　?。?）具有完善的刀具自動交換和管理系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）在加工中心上一般具有工件自動交換、工件夾緊和放松機構． </p><p>　?。?）機床本身具有很高的動、靜剛度。

58、 </p><p>　　（6）采用全封閉罩殼。由于數(shù)控機床是自動完成加工，為了操作安全等，一般采用移動門結構的全封閉罩殼，對機床的加工部件進行全封閉</p><p>　　3.1.3常見數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　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。就目前應用來看，F(xiàn)ANUC(日本)、SIEMENS(德國)、FAGOR(西班牙)、HEIDENHAI

59、N(德國)、MITSUBISHI(日本)等公司的數(shù)控系統(tǒng)及相關產(chǎn)品 ， 在數(shù)控機床行業(yè)占據(jù)主導地位；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>　　1、高效 要求數(shù)控系統(tǒng)有較高的工作速度，能迅速進行復雜信息、數(shù)據(jù)的處理與計算，以適應數(shù)控加工高效要求。 </p><p>　　2、穩(wěn)定

60、性 數(shù)控系統(tǒng)應有穩(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、開放性 數(shù)控系統(tǒng)應具有良好開放性，使其功能的修改、擴充、適應性，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</

61、p><p>　　1、程序編制的方法有手工編程和自動編程兩大類。</p><p><b>　　1.1手工編程 </b></p><p>　　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用。&l

62、t;/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></p><p>　　根據(jù)了零件圖樣上的尺寸、工藝要求等，選定一

63、個工件坐標系，在工件坐標系內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>　?。?）輸入到數(shù)控系統(tǒng)</p><p>　　把編制好的程序輸入到數(shù)控系統(tǒng)，常

64、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>　　（5）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

65、的正確性。</p><p><b>　　1.2自動編程 </b></p><p>　　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

66、時，可以在屏幕進行編輯、修改、直至程序停止為止。</p><p>　　2、指令 G代碼和M代碼</p><p>　　G代碼 表3-1</p><p><b>　　表3-2 M代碼</b></p><p>　　3.2數(shù)控機床設備的簡介</p><p>　

67、　數(shù)控機床即使采用了數(shù)控技術的機床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機床。從應用來說，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

68、>　　數(shù)控機床是一種綜合應用了計算機技術、自動控制技術、自動檢測技術和精密機械設計和制造等先進技術的高新技術的產(chǎn)物，是技術密集度及自動化程度都很高的、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質量穩(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>&

69、lt;p>　　但是，我們應當清醒的意識到：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。</p><p>　　與此同時，我們還應注意到：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，

70、使數(shù)控機床能夠盡早的投入只用就可以了，這還應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)

71、就顯得非常重要，我們必須年高度重視。</p><p>　　3.3零件表面基點坐標的計算</p><p>　　1、如圖所示，是本次畢業(yè)設計做的零件圖，我們在實際操作當中已經(jīng)把所需要的坐標算出，一方面我們零件的加工。</p><p><b>　　零件圖3-3</b></p><p>　　A( 0 . 0 ) B( -32.8

72、86 . 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(-72.876 . 20.298 ) I(-77.876 . 20.298 ) J(-137.876 . 18.715 ) K(-137.876 .

73、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(-114.876 . 7.933)S(-107.876 . 7.933) </p><p>　　3.4刀具明細表

74、 </p><p><b>　　表3-3</b></p><p>　　3.5零件的加工程序</p><p><b>　　O0001(右端)</b></p><p>　　G99 G40 G21;</p><p><b>　　G00 X55;</b><

75、/p><p><b>　　Z5;</b></p><p>　　G71 U1 R1;</p><p>　　G71 P10 Q20 U0.5 W0.1 F0.3;</p><p>　　N10 G00 X0;</p><p><b>　　Z0;</b></p><p

76、>　　G03 X7.87 Z-32.88 R18;</p><p><b>　　G01 X20;</b></p><p><b>　　Z-43;</b></p><p><b>　　X40;</b></p><p><b>　　Z-63;</b>&

77、lt;/p><p><b>　　X48;</b></p><p>　　N20 G00 Z100;</p><p><b>　　X100;</b></p><p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M00;</b>

78、</p><p>　　G99 G40 G21;</p><p>　　M03 S1600 T0101;</p><p><b>　　G00 X55;</b></p><p><b>　　Z5;</b></p><p>　　G70 P10 Q20 F0.08;</p>

79、<p><b>　　G00 X100;</b></p><p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p>　　O0002（左端錐度）</p><p>　　G99 G40 G21;</p><p&

80、gt;　　M03 S800 T0101;</p><p><b>　　G00 X55;</b></p><p><b>　　Z0;</b></p><p>　　G71 U1 R1;</p><p>　　G71 R10 Q20 U0,5 W0.1 F0.3;</p><p>&

81、lt;b>　　G01 X36;</b></p><p><b>　　Z-10;</b></p><p><b>　　X41.57;</b></p><p>　　X44.73 Z-75;</p><p><b>　　X48;</b></p><

82、;p><b>　　Z-85</b></p><p>　　N20 G01 Z-88;</p><p><b>　　G00 Z100;</b></p><p><b>　　X100;</b></p><p><b>　　M05;</b></p>

83、;<p><b>　　M00;</b></p><p>　　G99 G40 G21;</p><p>　　M03 S1600 T0101;</p><p><b>　　G00 X55;</b></p><p><b>　　Z0;</b></p>&l

84、t;p>　　G70 P10 Q20 F0.08;</p><p><b>　　G00 X100;</b></p><p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p><b>　　O0003(內孔)</b>

85、;</p><p>　　G99 G40 G21;</p><p>　　M03 S700 T0202;</p><p><b>　　G00 X0;</b></p><p><b>　　Z0;</b></p><p>　　G71 U1 R1;</p><p&g

86、t;　　G71 P10 Q20 U-0.5 W0.1 F0.3;</p><p>　　N10 G00 X0;</p><p><b>　　Z0</b></p><p><b>　　G01 X15;</b></p><p><b>　　Z-30;</b></p>&

87、lt;p><b>　　M05;</b></p><p><b>　　M30</b></p><p>　　G99 G40 G21;</p><p>　　M03 S80 T0101;</p><p><b>　　G00 Z5;</b></p><p>

88、<b>　　X20;</b></p><p>　　G76 P010060 Q100 R0.1;</p><p>　　G76 X25.8 Z30 P1300 Q300 F2;</p><p><b>　　G00 Z100;</b></p><p><b>　　X100;</b>&

89、lt;/p><p><b>　　M05</b></p><p><b>　　M30;</b></p><p><b>　　結 論</b></p><p>　　通過這次的畢業(yè)設計，我從設計的過程中學到了很多在書本上沒有的內容，加深了對數(shù)控機床的了解，鞏固了書本的知識。 <

90、;/p><p><b>　　結論總結如下：</b></p><p>　　1. 對于某個零件來說，并非全部加工工藝過程都適合在數(shù)控機床完成。而往往只是其中的一部分適合于數(shù)控加工。這就需要對零件圖樣進行仔細的工藝分析，選擇那些最適合、最需要進行數(shù)控加工的內容和工序。</p><p>　　2.在確定走刀路線時，最好畫一張工序簡圖，將已經(jīng)擬定出的走刀路線畫

91、上去，這樣可為編程帶來不少方便。 </p><p>　　3.有些零件雖然能在一次安裝中加工出很多待加工面，但考慮到程序太長，會受到某些限制，如：控制系統(tǒng)的限制（主要是內存容量），機床連續(xù)工作時間的限制等。此外，程序太長會增加出錯與檢索困難。因此程序不能太 長，一道工序的內容不能太多。</p><p>　　近年來，在國外的數(shù)控系統(tǒng)與伺服系統(tǒng)制造技術突飛猛進的大背景下，通過大量的技術引進，我過

92、現(xiàn)代制造工業(yè)在飛速發(fā)展（數(shù)控技術得到廣泛的應用）。同時，我們還要看清現(xiàn)階段中國數(shù)控業(yè)與世界先進水平的差距。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本課題在選題及研究過程中得到夏老師的親切關懷和悉心指導下完成的。她嚴肅的科學態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W精神，精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，夏老師都始終給予我細心的指

93、導和不懈的支持。夏老師不僅在學業(yè)上給我以精心指導，同時還在思想、生活上給我以無微不至的關懷，在此謹向夏老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。</p><p>　　最后，我要感謝兩年的大學生活，感謝我們班的所有老師同學以及我的家人和那些永遠也不能忘記的朋友，他們的支持與情感，是我永遠的精神支持和生活動力。</p><p><b>　　參考文獻</b></p>&

94、lt;p>　　1 《數(shù)控機床》李立，張李鐵.高等教育出版社，2008</p><p>　　2 《數(shù)控機床故障及斷及維護》，王侃夫.高等職業(yè)技術教育機電類專業(yè)教材編委會.機械工業(yè)出版社,2010</p><p>　　3 《數(shù)控機床及其應用》，李善術.機械工業(yè)出版社,2008</p><p>　　4 《數(shù)控加工編程與操作》，王志平.高等教育出版社.2009<

95、/p><p>　　5 《機械制圖》（機械類、近機類），劉小年,郭克希.機械工業(yè)出版社,2007</p><p>　　6 余英良.數(shù)控加工編程與操作.北京:高等教育出版社,2005 </p><p>　　7 黃康美.數(shù)控加工編程.上海:上海交通大學出版社,2004 </p><p>　　8 晏初宏.數(shù)控加工工藝與編程.北京:化學工業(yè)出版社,200