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1、浙江广厦建设职业技术学院机电一体化技术专业毕业设计阐明书设计题目锥形零件加工及编程学生姓名朱文春学号指导教师应钦兰专业机电一体化技术年级2023级数控机床是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物。它的出现以及所带来H勺巨大效益，引起世界各国科技界和工业界的普遍重视。伴随科学技术的迅猛发展，数控机床的运用已是衡量一种国家机械制造工业水平的重要标志。发展数控机床是目前我们国家机械制造业技术改造的必由之路，是未来工厂自动化H勺基础。数控机床的!大量使用，需要大批能纯熟掌握现代数控机床编程、操作、维护的人员和工程技术人员。而其中数控车削加工方案的拟订是制定车削工艺规程的重要内容之
2、一。本毕业设计是采用数控车削加工的工艺措施，在数控加工条件下，学会安排工序的!先后次序，懂得刀具Fl勺选择和切削用量及）选择。通过毕业设计的全过程，可以全面理解数控车削加工工艺规程的制定原则。本文结合球形配合件轴类零件的编程与加工，论述数控加工的工艺措施，通过这次综合练习，使自己从中学到更多的知识。关键词：数控车削加工工艺；车削工艺的设计；刀具的选择1序言12数控机床0产生23数控机床的发展趋势34数控机床的分类55经典零件105.1零件图分析105.2装夹定位方式105.3刀具0选择和切削用量确实定105.4程序126结论147道谢158参照文献161前言数控机床是一种高效率B自动化设备，它
3、的效率高于一般机床B23倍，要充足发挥数控机床的这一特点，必须在编程之前对工件进行工艺分析，根据详细条件，选择最经济、最合理的工艺方案。数控加工工艺选择不妥，将影响零件加工质量、生产效率及加工成本等许多重要原因。本文从生产实践出发，探讨和总结某些数控车削过程中的工艺问题。数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，阐明其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为老式机械制造工业提高改造和实现自动化、柔性化、集成化生产0重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业0产业构造、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性日勺变化。数控技术及数控机床在当今机械制造业中B重要地
4、位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为老式机械制造工业提高改造和实现自动化，柔性化，集成化生产0重要手段和标志。数控技术及数控机床0广泛应用，给机械制造业B产业构造。产品种类和档次以及生产方式带来了革命性日勺变化。数控机床是现代加工车间最重要0装备。它0发展是信息技术(IT)与制造技术(MT)结合发展日勺成果。现代日勺CDCM,FMS,CIMS,敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排，加工机床日勺选择，切削刀具的选择，零件加工中的定位装夹等一
5、系列原因的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术规定进行详细I向数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度。零件的数控加工工艺分析是编程数控程序中最重要而又及其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的关键工作，必须在数控加工方案制定前完毕。一种合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一种清晰。全面时理解，这样才能防止由于工艺方案考虑不周而也许出现的产品质量问题，导致无谓的人力，物力等资源的挥霍。全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数
6、控车床重要用于加工轴类。盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完毕内外圆柱面，圆锥面,成形表面，螺纹和端面等工序日勺切削加工，并能进行车糟，钻孔。扩孔，较孔等工作。2数控的机床产生数控机床(NUnleriCalControlMachineTOoIS)是用数字代码形式0信息(程序指令)，控制刀具按给定0工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，简称数控机床。数控机床是在机械制造技术和控制技术的基础上发展起来的，其过程大体如下：1948年，美国帕森斯企业接受美国空军委托，研制直升飞机螺旋桨叶片轮廓检查用样板日勺加工设备。由于样板形状复杂多样，精度规定高，一般加工设备难以适应，于是提出采
7、用数字脉冲控制机床的设想。1949年，该企业与美国麻省理工学院(Mrr)开始共同研究，并于1952年试制成功第一台三坐标数控铳床，当时的J数控装置采用电子管元件。1959年，数控装置采用了晶体管元件和印刷电路板，出现带自动换刀装置的数控机床，称为加工中心（MCMachiningCenter）,使数控装置进入了第二代。1965年，出现了第三代的集成电路数控装置，不仅体积小，功率消耗少，且可靠性提高，价格深入下降，增进了数控机床品种和产量的发展。60年代末，先后出现了由一台计算机直接控制多台机床的直接数控系统（简称DNC）,又称群控系统；采用小型计算机控制H计算机数控系统（简称CNC）,使数控装置
8、进入了以小型计算机化为特性的第四代。1974年，研制成功使用微处理器和半导体存贮器0微型计算机数控装置（简称MNC）,这是第五代数控系统。20世纪80年代初，伴随计算机软、硬件技术0发展，出现了能进行人机对话式自动编制程序日勺数控装置；数控装置愈趋小型化，可以直接安装在机床上；数控机床日勺自动化程度深入提高，具有自动监控刀具破损和自动检测工件等功能。20世纪90年代后期，出现了PC+CNC智能数控系统，即以PC机为控制系统的硬件部分，在PC机上安装NC软件系统，此种方式系统维护以便，易于实现网络化制造。3数控机床的发展趋势3.1高速度高精度化速度和精度是数控机床的两个重要技术指标，它直接关系到
9、加工效率和产品质量。对于数控机床，高速度化首先是规定计算机数控系统在读入加工指令数据后，能高速度处理并计算出伺服电机B位移量，并规定伺服电机高速度地做出反应。此外，要实现生产系统的高速度化，还必须寻求主轴转速、进给率、刀具互换、托盘互换等多种关键部件也耍实现高速度化。提高数控机床0加工精度，一般是通过减少数控系统的误差和采用赔偿技术来到达。在减少数控系统误差方面，一般采用三种措施：提高数控系统的辨别率、以微小程序段实现持续进给；提高位置检测精度；位置伺服系统采用前馈控制与非线性控制。在采用赔偿技术方面，除采用间隙赔偿、丝杠螺距赔偿和刀具赔偿等技术外，还采用了热变形赔偿技术。3.2多功能化一机多
10、能日勺数控机床，可以最大程度地提高设备B运用率。如数控加工中心(MaehiningCenterMC)配有机械手和刀具库，工件一经装夹，数控系统就能控制机床自动地更换刀具，持续对工件的各个加工面自动地完毕铳削、镣削、较孔、扩孔及攻螺纹等多工序加工，从而防止多次装夹所导致的定位误差。这样减少了设备台数、工夹具和操作人员，节省了占地面积和辅助时间。为了提高效率，新型数控机床在控制系统和机床构造上也有所改革。例如，采用多系统混合控制方式，用不一样的切削方式(车、钻、铳、攻螺纹等)同步加工零件的不一样部位等。现代数控系统控制轴数多达15轴，同步联动的轴数已到达6轴。3. 3智能化数控机床应用高技术的重要
11、目日勺是智能化。智能化技术重要体目前如下几种方面：引进自适应控制技术自适应控制技术(ACIaPtiVeControlAC)B目的是规定在随机日勺加工过程中，通过自动调整加工过程中所测得的工作状态、特性，按照给定日勺评价指标自动校正自身的工作参数，以到达或靠近最佳工作状态。一般数控机床是按照预先编好的程序进行控制，但随机原因，如毛坯余量和硬度的不均匀、刀具的磨损等难以预测。为了保证质量，势必在编程时采用较保守的切削用量，从而减少了加工效率。AC系统可对机床主轴转矩、切削力、切削温度、刀具磨损等参数值进行自动测量，并由CPU进行比较运算后发出修改主轴转速和进给量大小的信号，保证AC处在最佳的切削用
12、量状态，从而在保证质量条件下使加工成本最低或生产率最高。AC系统重要在宇航等工业部门用于特种材料I付加工。附加人机会话自动编程功能建立切削用量专家系统和示教系统，从而到达提高编程效率和减少对编程人员技术水平的规定。具有设备故障自诊断功能数控系统出了故障，控制系统可以进行自诊断，并自动采用排除故障的措施，以适应长时间无人操作环境的规定。4. 4小型化蓬勃发展卧J机电一体化设备，对数控系统提出了小型化的规定，体积小型化便于将机、电装置揉合为一体。日本新开发0FS16和FS18都采用了三维安装措施,使电子元器件得以高密度地安装，大大地缩小了系统的占有空间。此外，它们还采用了新型TFT彩色液晶薄型显示
13、屏，使数控系统深入小型化，这样可更以便地将它们装到机械设备上。3.5高可靠性数控系统比较珍贵，顾客期望发挥投资效益，因此规定设备具有高可靠性。尤其是对在长时间无人操作环境下运行的数控系统，可靠性成为人们最为关注的问题。提高可靠性，一般可采用如下某些措施：提高线路集成度采用大规模或超大规模的集成电路、专用芯片及混合式集成电路，以减少元器件的数量，精简外部连线和减低功耗。建立由设计、试制到生产的一整套质量保证体系例如，采用防电源干扰，输入/输出光电隔离；使数控系统模块化、通用化及原则化，以便于组织批量生产及维修；在安装制造时注意严格筛选元器件；对系统可靠性进行全面的检查考核等。通过这些手段，保证产
14、品质量。增强故障自诊断功能和保护功能由于元器件失效、编程及人为操作错误等原因，数控机床完全也许出现故障。数控机床一般具有故障自诊断功能，可以对硬件和软件进行故障诊断，自动显示出故障0部位及类型，以便迅速排除故障。新型数控机床还具有故障预报、自恢复功能、监控与保护功能。例如，有B系统设有刀具破损检测、行程范围保护和断电保护等功能，以防止损坏机床及报废工件。由于采用了多种有效时可靠性措施，现代数控机床的平均无端障时间(MTBF)可到达100Oo36000h。4数控机床的分类4.1加工工艺措施分类4. 1.1金属切削类数控机床与老式的车、铳、钻、磨、齿轮加工相对应B数控机床有数控车床、数控铳床、数控
15、钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺措施上存在很大差异，详细MJ控制方式也各不相似，但机床的动作和运动都是数字化控制的J,具有较高的生产率和自动化程度。在一般数控机床加装一种刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床深入提高了一般数控机床的自动化程度和生产效率。例如铳、链、钻加工中心，它是在数控铳床基础上增长了一种容量较大的J刀库和自动换刀装置形成的，工件一次装夹后，可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铳、锋、钻、扩、钱以及攻螺纹等多工序加工，尤其适合箱体类零件B加工。加工中心机床可以有效地防止由于工件多次安装导致B定位误差，减少了机床0台数和占地面积，缩短了辅助时间，大大提高了生产效率和加工质量。CK6140数控车床参数:机床规格技术参数床身上最大回转直径450mm拖板上最大回转直径200mm四工位最大车削直径六工位450mm450mm最大加工长度98Omm最大顶间距100OmmX轴最大行程380mmZ轴最大行程1060mm（尾座除外）X轴快移速度Z轴快移速度3OOOmmZmin6000mmminX轴反复定位精度0.01mmZ轴反复定位精度0.01mm主轴通孔直径62mm主轴轴端形式A2-6
