关于数控的毕业论文.docx

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关于数控的毕业论文

抚矿工学院

数控技术专业（专科）

《综合实训》报告

班级∶

姓名∶

学号∶

指导老师∶

前言3

摘要4

第一章数控加工慨述6

一、数控车床原理介绍及发展6

二、数控车床加工的优越性6

第二章数控加工零件图纸8

一、零件图纸8

二、图纸分析8

第三章制定工艺方案9

一、确定加工内容及加工设备9

二、工序与装夹方式9

三、进给路线的确定11

四、切削用量的选择14

五、刀具的选择16

第四章编制数控加工程序18

一、零件基点、节点的计算18

二、编程误差及其控制18

三、加工程序的编制19

第五章零件的加工23

一、零件加工模拟运行23

二、零件加工23

三、精度检查23

小结24

致谢词25

参考文献26

前言

本次毕业设计是学院为了提高学生的数控技术及相关技能等综合运用能力，通过毕业设计和完成毕业论文也是学院对毕业生生毕业资格的审核条件，同时也为我们以后的工作打下理论基础，本次设计是在指导老师倪祥明老师精心指导下和同学的共同协作下完成的。

数控技术是数字程序控制数控机械实现自动工作的技术。

它广泛用于机械制造和自动化领域，较好地解决多品种、小批量和复杂零件加工以及生产过程自动化问题。

随着科技的迅猛发展，自动控制技术已广泛地应用于数控机床、机器人以及各类机电一体化设备上。

同时，社会经济的飞速发展，对数控装置和数控机械要求在理论和应用方面有迅速的发展和提高。

数控加工和编程毕业设计是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论、基本知识进行综合运用，同时使对本专业有较完整的、系统的认识，从而达到巩固、扩大、深化所学知识的目的，培养和提高了综合分析问题和解决问题的能力，以及培养了科学的研究和创造能力。

数控技术不断的发展，数控技术很快会普极中国工业基地，成为工业发展的标志，数控技术的成熟也是当代科技发展的标志，所以数控技术也是国家经济的体现，中国经济正加快向新兴工业化道路发展，制造业已成为国民经济的支柱产业。

先进数控技术的广泛使用，导致数控应用型人才严重短缺、作为当代的数控技术的学者我感到无比的荣幸，又感到无比的艰巨。

本毕业设计内容主要是详细叙述利用数控车床来加工零件。

大致包含了数控技术特点的阐述、零件的工艺的分析过程、加工中一些问题的解决方法、数控加工过程、数控编程、机床操作与零件自检过程等，另外还有设计说明书、参考文献、毕业设计小结、致谢词等部分。

摘要

数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术,数控装备是以数控技术为代表的新技术对传统制造产业和新兴制造的渗透形成的机电一体化产品。

发展我国数控技术及装备是提高我国制造业信息化水平和国际竞争能力的重要性保证。

数控加工工艺的编制是数控专业教学体系中构成数控加工技术专业知识及专业技能的重要组成部分，通过毕业设计使我们学会了对相关学科中的基本理论基本知识进行综合运用。

此次的毕业设计主要解决的问题是零件的装夹、刀具的对刀、工艺路线的制订、工序与工步的划分、刀具的选择、切削用量的确定、车削加工程序的编写。

关键词：

数控技术加工工艺车削装夹进给

翻译

ABSTRACT

Numericalcontroltechnologyofdigitalinformationwiththeworkingprocessandmechanicalmotioncontroltechnology,ncequipmentbasedonnumericalcontroltechnologyasarepresentativeofthenewtechnologyonthetraditionalmanufacturingindustryandinfiltrationoftheformationofnewmanufacturingmechtronieproduct.ForthedevelopmentofChina'snumericalcontroltechnologyandequipmentistoimproveChinesemanufacturing'sinformatizationleveloftheimportanceofinternationalcompetitionability.Ncmachiningtechnologyofncsystemofprofessionalteachingistheformofncmachiningtechnologyprofessionalknowledgeandprofessionalskill,asanimportantpartofthegraduationdesignmakesusthroughtherelateddisciplinestolearnthebasicknowledgeofthebasictheoryofcomprehensiveutilization.Thegraduationdesign,themainproblemispartoftheclamping,toolsandtechniquestothesword,andtheformulationofthedivision,tool,cuttingdosages,machiningprocedureofwriting.

Keywords:

CNCtechnologyprocessingcuttingclampfeeding

第一章数控加工慨述

一、数控车床原理介绍及发展

数控加工它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。

用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控（NC）机床。

数控系统包括：

数控装置、可编程控制器、主轴驱动器及进给装置等部分.数控机床是机、电、液、气、光高度一体化的产品。

要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。

例如：

进给速度、主轴转速、主轴正反转、换刀、冷却液的开关等。

这些信息按一定的格式形成加工文件（即正常说的数控加工程序）存放在信息载体上（如磁盘、穿孔纸带、磁带等），然后由机床上的数控系统读入（或直接通过数控系统的键盘输入，或通过通信方式输入），通过对其译码，从而使机床动作和加工零件.现代数控机床是机电一体化的典型产品,是新一代生产技术、计算机集成制造系统等的技术基础。

现代数控机床的发展趋向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、复合化、智能化和开放式结构。

主要发展动向是研制开发软、硬件都具有开放式结构的智能化全功能通用数控装置。

数控技术是机械加工自动化的基础，是数控机床的核心技术，其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合实力的水平.它随着信息技术、微电子技术、自动化技术和检测技术的发展而发展。

二、数控车床加工的优越性

数控机床在机械制造中得到日益广泛的应用，是因为它具有如下特点。

数控车削加工特点一：

适应能力强，适于多批量零件的加工在传统的自动或半自动车床上加工一个新零件，一般需要调整机床或机床附件，以使机床适应加工零件的要求；而使用数控车床加工不同形状的零件时，只要重新编制或修改加工程序（软件）就可以迅速达到加工要求，大大缩短了更换机床硬件的技术准备时间，因此数控车床适用于多品种、单件或小批量加。

数控车削加工特点二：

加工精度高，加工质量稳定由于数控机床集机电等高新技术为一体，加工精度普遍高于普通机床。

数控机床的加工过程是由计算机根据预先输入的程序进行控制的，这就盛免了目操作者技术水平的差异而引起的产品质量的不同。

对于一些具有复杂形状的工件，普通机床几乎不可能完成，而数控机床只要编制较复杂的程序就可以达到目的，必要时还可以用计算机辅助编程或计算机辅助加工，利用软件进行精度校正和补偿。

数控机床的加工过程不仅可以避免人为的误差，而且不受人的情绪变化的影响。

数控车削加工特点三：

减轻劳动强度，改善劳动条件数控机床的加工，除了装卸零件、操作键盘、观察机床运行外，其他的机床动作都是按加工程序要求自动连续地进行切削加工，操作者不需进行繁重的重复手工操作。

普通机床需要人在全过程进行手工操作，包括工件的装夹、切削进给等；而数控车床加工时，只需输人相关程序，装夹工件，大大降低了劳动强度。

数控车削加工特点四：

具有较高的生产率和较低的加工成本机床生产率主要是指加工一个零件所需要的时间，其中包括机动时问和辅助时间。

数控车床的主轴转速和进给速度变化范围很大，并可无级调速．加工时可选用最佳的切削速度和进给速度，可实现恒转速和恒切速，以使切削参数最优化，这就大大地提高了生产率，降低加工成本，尤其对大批量生产的零件，批量越犬，加工成本越低。

对于批量生产，特别是大批量生产，在保证加工质量的前提下。

数控车床突出加工效率和加工过程的稳定性，其加工工艺与单件、小批量不同

。

第二章数控加工零件图纸

一、零件图纸

图1

二、图纸分析

如图，此零件为轴类零件，工件材料为45钢，毛胚为Ф55mmX150mm，零件有调制处理，其处理后的HRC为26~36。

由零件图可知，此零件为一带内孔的轴类零件，外表面由圆柱面、圆弧、槽及螺纹组成，内孔为一带阶梯的盲孔。

该零件有着较高的精度和粗糙度，径向公差达到IT6-IT7,轴向公差达到IT8-IT9，并且其表面粗糙度达到Ra1.6，并且有着形状和位置公差的要求，同轴度要求为Ф0.025

第三章制定工艺方案

一、确定加工内容及加工设备

此轴类零件加工相对比较复杂，根据该零件的外形是轴类零件，比较适合在车床上加工，由于零件上既有切槽尺寸精度又有圆弧数值精度,并且轴向、径向及盲孔内表面的尺寸精度和粗糙度都比较高在普通车床上是难以保证其技术要求。

所以要想保证技术要求,只有在数控车床上加工才能保证其加工的尺寸精度和表面质量，所以选择数控车床加工为主，普车辅助加工定位的中心孔。

二、工序与装夹方式

（一）、确定零件的定位基准和装夹方式

1、粗基准选择原则

（1）为了保证不加工表面与加工表面之间的位置要求，应选不加工表面作粗基准。

（2）合理分配各加工表面的余量，应选择毛坯外圆作粗基准。

（3）粗基准应避免重复使用。

2、精基准选择原则

（1）基准重合原则：

选择加工表面的设计基准为定位基准；

（2）基准统一原则，自为基准原则，互为基准原则

3、装夹方式

数控机床与普通机床一样也要全里选择定位基准和夹紧应力求设计、工艺与编程计算的基准统一，减少装夹次数，尽可能在一次定位装夹后，加工出全部待加工表面，避免采用占机人工调整式加工方案，以充分发挥数控机床的效能。

装夹应尽可能一次装夹加工出全部或最多的加工表面。

由零件图可分析，此零件选择两顶尖定位装夹，先在普车上钻零件两边的中心孔，并且右边的中心孔的深度要便于在加工盲孔后依然能用顶尖顶住。

在数控车床上两次装夹即可完成。

表1工艺及工艺路线表

工序号

工序类容

工步号

工步类容

1

分别装夹工件两端

1

钻Ф20的中心孔

2

夹持工件左端

1

粗加工工件内形

2

精加工工件内形

3

顶尖顶住工件的中心孔

1

粗加工工件右端外形

2

精加工工件右端外形

4

顶尖顶住工件的中心孔

车Ф31X5槽

5

顶尖顶住工件的中心孔

1

车Ф42X3槽

6

顶尖顶住工件的中心孔

1

车M45X1.5外螺纹

1

粗加工左端

2

精加工左端部分

三、进给路线的确定

在数控加工中，刀具好刀位点相对于工件运动轨迹称为加工路线。

编程时，加工路线的确定原则主要有以下几点：

（1）加工路线应保证被加工零件的精度和表面粗糙度，且效率高；

（2）使数值计算简单，以减少编程工作量；

（3）应使加工路线最短，这样既可减少程序段，又可减少空行程时间。

（4）确定加路线时，还要考虑工件的加工余量和机床、刀具的刚度等情况，确定一次走刀，还是多次走刀来完成所有加工表面，具体综合上面进给线的特点再根据具体零件具体分析，我确定该零件的进给路线有两步如下图所示：

1、工件右端内形加工走刀路线如图

（2）所示

图

（2）

2、工件右端外形加工走刀路线如图（3）所示

图（3）

3、槽车削走刀路线如图（4）所示

图（4）

4、工件左端走刀路线如图（5）所示

图（5）

5、加工螺纹路线如图（6）所示

图（6）

四、切削用量的选择

1、切削用量的计算

切削用量选择原则：

在保证安全生产，不发生人身、设备事故，保证工件加工质量的前提下，能充分发挥机床的潜力的道具的切削性能，在不超过机床的有效功率和工艺系统刚性所允许的额定负荷的情况下，尽量选用较大的切削用量。

生产中由于有生产效率的要求，所以在粗加工时要在最短的时间内去除最大的余料，其切削参数尽量大些，而精加工时，在保证产品质量的前提下，尽量选择比较大的切削参数，本零件的切削参数设定如下：

（1）、内孔车削参数

粗加工背吃刀量1mm切削速度70m/min进给量F=150mm/min

n=318X70/38=585r/min取n=600r/min

精加工背吃刀量0.15mm切削速度90m/min进给量F=60mm/min

n=318X90/38=750r/min取n=750r/min

（2）、工件右段加工参数

粗加工背吃刀量2mm切削速度70m/min进给量F=200mm/min

n=318X70/45=494r/min取n=500r/min

精加工背吃刀量0.15mm切削速度90m/min进给量F=90mm/min

n=318X90/45=636r/min取n=650r/min

（3）、切槽参数

n=500r/minF=60mm/min

（4）、切削螺纹参数

n=500r/minF=1.5mm/min

（5）、切削工件左端参数

粗加工背吃刀量2mm切削速度70m/min进给量F=150mm/min

n=318X70/40=556r/min取n=550r/min

精加工背吃刀量0.2mm切削速度90m/min进给量F=90mm/min

n=318X90/40=715r/min取n=720r/min

2、填写数控加工工序卡

表2数控加工工艺卡表

单位名称

产品名称或代号

零件名称

材料

零件图号

配合件

45钢

工序号

程序编号

夹具名称

夹具编号

使用设备

车间

两顶尖

数控车床

数控中心

序号

工步内容

刀具号

道具规格

主轴转速/

（r/min）

进给量/

（mm/min）

背吃刀量

/mm

备注

1

右侧内形

T01

内镗孔刀

粗600

精750

粗150

精60

粗1

精0.15

2

右侧外形

T02

93°菱形外圆车刀

粗500

精650

粗200

精90

粗2

精0.15

3

切槽刀

T03

外切槽刀

500

60

刀宽Ф5

4

切槽刀

T04

外切槽刀

500

60

刀宽Ф3

5

车M45X1.5外螺纹

T05

60°外螺纹

500

1.5

6

车左端面

T06

30°外圆车刀

粗550

精720

粗150

精90

粗2

精0.2

编制

审核

批准

共1页

第1页

五、刀具的选择

刀具的选择是数控加工中重要的工艺内容之一，它不仅影响机床的加工效率，而且直接影响加工质量。

编程时，选刀具通常要考虑机床的加工能力、工序内容、工件材料等因素。

与传统的加工方法相经，数控加工对刀具的要求更高。

不仅要求精度高、刚度高、红硬性好、耐用度高，而且要求尺寸稳定、安装调整方便，能适应高速和大切削用量切削。

选刀具时，要使刀具的尺寸与被加工工件的表面尺寸和形状相适应。

接合零件轮廓相对还是较复杂，所以具体选刀如下：

1、平端面可选用93°WC-Co的硬质合金外圆车刀，粗车、精车及在这里我选择一把硬质合金右端面外圆车刀，为防止在进行圆弧切削时刀具的副后刀面与工件轮廓表面发生干涉，车削圆弧时选择30°WC-Co的硬质合金外圆车刀。

2、切槽时由于零件中槽宽3mm和5mm，选刀宽3mm和5mm,刀杆25×25mm材料为高速钢W18CrV4R的切断刀，切槽时分别选用3mm和5mm刀宽即可。

。

3、切螺纹时为了保证其螺纹刀的强度这里选用W18CrV4R高速金60°外螺纹车刀，为了保证螺纹牙深，刀尖应小于轮廓最小圆弧半径Rε，Rε=0.15～0.2mm。

根据工件各加工表面的形状、加工要求及工件材料，具体刀具选择如下表

表3数控加工刀具表

序号

刀具号

刀具名称

刀具型号

刀具

刀尖

半径/mm

备注

刀片

刀杆

1

T01

内镗车刀

YT15

—

16X16

0.1

2

T02

外圆车刀

YT15

93°菱形

25X25

0.2

3

T03

切槽刀

YT15

—

25X25

0.1

刀宽=5

4

T04

切槽刀

YT15

—

25X25

0.1

刀宽=3

5

T05

外螺纹刀

YT15

60°

25X25

0.1

6

T06

外圆车刀

YT15

30°

25X25

0.1

编制

审核

批准

共1页

第1页

第四章编制数控加工程序

一、零件基点、节点的计算

右侧内孔：

（160）、（38.01050）、（38.0105-10）、（30.0105-10）、

（30.0105-18.5）

右侧外圆:

（160）、（38.01050）、（45-1.5）、（45-31）

车槽：

（42-21.5）、（31-31）

车削左端：

（31-31）、（31-46）、（31-47）、（31-94）、（31-99）、（36-99）、（36-104）、（49.9895-104）、（44、9895-112）

二、编程误差及其控制

1、编程误差

编程阶段的误差是不可避免的，误差来源主要有三种形式：

近似计算误差、插补误差、尺寸圆整误差，直接影响加工尺寸精度，本次加工主要误差是计算误差与圆弧相切的切点坐标及未知交点坐标值。

我们是经过笔算的数值，存在着较大的误差。

2、误差控制

为了尽可能的减少笔算误差，我们采取在AutoCAD上按其尺寸精度绘出零件图，再利用“工具”─→“查询”─→“点坐标”捕捉各圆弧切点坐标，其精度达到0.001级，这样能有效地将误差控制在（0.1～0.2）倍的零件公差值内。

三、加工程序的编制

1、工件右端内孔加工程序

%0001

T0101

M03S600

G00X16Z5

G71U1.0R1.0P10Q20X-0.3Z0.15F150

N10G00X38S750

G01Z0F60

X38.0105

Z-10

X30.0105

N20Z-18.5

G00X16

Z100

M05

M30

2、工件外圆加工程序

%0002

T0202

M03S500

G00X57Z5

G71U2.0R1.0P10Q20X0.3Z0.3F200

N10G00X28S650

G01Z0F90

X38.0105

X45Z-1.5

N20Z-26

G00X100

Z100

M05

M30

T0404

M03S500

G00X58Z5

G00Z-31

G01X31

G04P2

G00X100

Z100

M05

M30

T0606

M03S550

G00X58Z-30

G71U2.0R1.0P30Q40X0.3Z0.3F150

N30G00X55S550

G01Z-31F90

G02X31Z-46R10

G01Z-47

G03X31Z-94R45

G01Z-99

X36

Z-104

X44.9895

N40Z-112

G0X100

Z100

M05

M30

T0303

M03S500

G00X57

Z-31

G01X42

G00X100

Z100

M05

M30

T0505

M03S500

G00X47Z3

G82X44.2Z-20F1.5

G82X43.6Z-20F1.5

G82X43.3Z-20F1.5

G82X43.1Z-20F1.5

G82X43.05Z-20F1.5

G00X100Z100

M05

M30

第五章零件的加工

一、零件加工模拟运行

数控加工程序编制好后将其输入数控车床，然后对刀，在将机床锁住进行程序校验，仔细观察其模拟加工路线是否有干涉、过切、出错等现象，若有应及时对程序错误处进行修改，修改后保存，再次调出修改后的程序进行校验，直到程序万无一失，没有任何错误的情况下方可进行自动加工。

注：

这个环节是必不可少的，否则会发生打刀等损坏机床其它部件的情况，直接影响机床的加工精度及寿命，更严重的是存在人身安全隐患。

二、零件加工

装夹好毛坯，调出编制好的程序，直接进行自动加工直至程序结束

三、精度检查

将加工好的零件卸下，用游标卡尺、千分尺对零件的尺寸精度及粗糙度进行检测。

看是否达到零件的技术要求即可。

小结

本次课题贯穿本专业所学到的大部分理论知识，从分析设计到计算，同时本次选题提供了自主学习，自主选择，自主完成的机会。

毕业设计有实践性，综合性，探索性，应用性等特点，本次选题的目的是数控专业教学体系中构成数控技术专业知识及专业技能的重要组成部分。

传统的回转体工件设计是应用系统方法分析和研究产品生产的问题和需求。

现代回转体类的数控加工设计理论已经不拘泥于系统论的理论基础，开始强调产品尺寸精度，工艺严格性，从而更加有利于学生提高数控编程水平及培养创新精神和实践能力。

随着毕业设计做完，也将意味我的大学生活即将结束，但在这段时间里面我觉得自己是努力并快乐的。

在繁忙的的日子里面，曾经为解决技术上的问题，而去翻我所学专业的书籍。

经过这段时间我真正体会了很多，也感到了很多。

在两年的大学生活里，我觉得大多数人对本专业的认识还是不够,在校期间学院曾为我们组织了多次的实习，但由于当时所学知识涉及本专业知识不多，所看到的东西与本专业很难联系起来,所以对本专业掌握并不是很理想.。

为了更深入的理解并掌握大学的专业知识，加强专业技能。

我选择的毕业设计课程是：

典型轴类零件加工。

通过次此的分析，需要对刀具的切削参数进行计算等方面的问题给予考虑，这些方面的知识都需要我们去复习以前的知识，在对以前学的知识进行初步系统回顾之后，大脑形成一初步的印象。

各专业课之间相关联的知识也能很好的理解。

这次毕业设计，给我最大的体会就是能够熟练的