【正文】 1 石家莊理工職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 題目： 數(shù)控車零件工藝設(shè)計(jì)及 NC 編程 姓 名： 系 別： 機(jī)電工程系 專 業(yè)： 機(jī)械制造與自動(dòng)化 班 級： 指導(dǎo)教師： 2021 年 5 月 20 日 2 一、 摘要 …………… ………………………………………………………………………… 1 二、 引言數(shù)控概述… ……………………………………………………………… 2 （一） 數(shù)控 機(jī)床簡介 ………………………………………………………………………… 2 （二） 數(shù)控機(jī)床的特點(diǎn)…………………………………………………………………… 2 （三） 數(shù)控機(jī)床的組成……………………………………………………………………… 2 （四） 數(shù)控 技術(shù) 發(fā)展趨勢………………………… ………………………………………… 3 三、數(shù)控 加工工藝分析…………… …………………………………… … ………………… 4 （一） 數(shù)控加工工藝概念………… ………………………………………………………… 4 （二） 數(shù)控 加工工藝 內(nèi)容 … … … … ………… ……………………………………………… 4 （三） 工序與工布的劃分 …………………………………………………………………… 4 四、 數(shù)控 NC 程序編 制……………… ………………… … … … …… …… ………………… 5 （一） 數(shù)控編 程的基本概念 ………………………………………………………………… 5 （二） 數(shù)控編程步驟 ……………………………………………………………………… 6 （三）數(shù)控車床程序的編制 ………………………………………………………………… 7 五 、數(shù)控刀具的選用 ……………………………… … …… ……… …… … …………… … 8 （一）數(shù)控機(jī)床的刀具特點(diǎn) ……………………… … … ……… ……… … ………………… 8 （二）刀具材料……………………………………… ……… … … ……… … ……………… 8 （三）數(shù)控刀具的選擇……………………………… ………… ………… … ……………… 9 （四）切屑用量的選擇 …………………………… … …… ……… ……… … ……………… 9 六 、夾具選擇 和裝夾……… ……………………… ………… ………… … ………………… 10 （一）夾具的分類………………………………… ………… ………… … ………………… 10 （二） 工件在數(shù)控車床上的裝夾… …… …………………………………………………… 10 七 、零件加工編程實(shí)例………………………… … ……… …… ……… …… ……………… 10 （一） 零件的工藝分析…… ………………………………………………………………… 11 （二） 確定加工路線…………… ………………… … … …… ………… …… ……………… 12 （三） 制定加工方案 ………………………………………………………………………… 12 （四） 選擇刀具及對刀…………………… ………………………………………………… 12 （五）確定工件坐標(biāo)系、對刀點(diǎn)和換刀點(diǎn)………………………………… ……………… 12 八 、結(jié)論 ……………………………………………………………………………………… 13 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………………………… 14 第 1 頁 共 15 頁 數(shù)控車零件工藝設(shè)計(jì)及 NC 編程 摘 要 數(shù)控（英文名字： Numerical Control 簡稱 :NC）技術(shù)是指用數(shù)字、文字和符號組成的數(shù)字指令來實(shí)現(xiàn)一臺或多臺機(jī)械設(shè)備動(dòng)作控制的技術(shù)。數(shù)控車床是目前使用最廣泛的數(shù)控機(jī)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(yùn)行，可自動(dòng)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(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。 數(shù)控車床種類較多，但主體結(jié)構(gòu)都是由：車床主體、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)三大部分組成。 NC 編程就是將加工零件的加工順序、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊、松開等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。 數(shù)控機(jī)床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數(shù)學(xué)處理、編寫零件程序、程序校驗(yàn)。 機(jī)床夾具的種類很多，按使用機(jī)床類型分類 ，可分為車床夾具、銑床夾具、鉆床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅(qū)動(dòng)夾具工作的動(dòng)力源分類，可分為手動(dòng)夾具、氣動(dòng)夾具、液壓夾具、電動(dòng)夾具、磁力夾具和自夾緊夾具等 。 關(guān)鍵詞： 數(shù)控，車床，編程，加工 第 2 頁 共 15 頁 .一、引言 數(shù)控技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的基礎(chǔ)，它是綜合應(yīng)用了計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、電氣傳動(dòng)、自動(dòng)檢測、精密機(jī)械制造和管理信息等技術(shù)而發(fā)展起來的高新科技。作為數(shù)控加工的主體設(shè)備，數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品。 數(shù)控機(jī)床代表一個(gè)民族制造工業(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(dòng)化水平 的高低已成為衡量一個(gè)國家或地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志 。 本文主要討論數(shù)控車床的零件加工工藝以及程序編制，主要以 FANUC 數(shù)控系統(tǒng)為例，結(jié)合典型零件對數(shù)控車 零件進(jìn)行講解。 主要內(nèi)容有關(guān)于數(shù)控車床的編程方法、編程的注意事項(xiàng)、加工工藝分析、刀具的選用、刀位軌跡計(jì)算 二、數(shù)控概述 （一）數(shù)控機(jī)床簡介 數(shù)控機(jī)床是數(shù)字控制機(jī)床（ Computer numerical control machine tools）的簡稱，是一種裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)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(jī)床動(dòng)作并加工零件。 數(shù)控機(jī)床種類繁多， 由數(shù)控系統(tǒng)通過伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)去控制各運(yùn)動(dòng)部件的動(dòng)作，主要用于軸類和盤類回轉(zhuǎn)體零件的多工序加工，具有高精度、高效率、高柔性化等綜合特點(diǎn)，適合中小批量形狀復(fù)雜零件的多品種、多規(guī)格生產(chǎn)。 （二）數(shù)控機(jī)床特點(diǎn) 數(shù)控機(jī)床的操作和監(jiān)控全部在這個(gè)數(shù)控單元中完成，它是數(shù)控機(jī)床的大腦。與普通機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床有如下特點(diǎn)： 加工精度高，具有穩(wěn)定的加工質(zhì)量； 可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，能加工形狀復(fù)雜的零件； 加工零件改變時(shí)，一般只需要更改數(shù)控程序，可節(jié)省生產(chǎn) 準(zhǔn)備時(shí)間； 機(jī)床本身的精度高、剛性大 ,可選擇有利的加工用量，生產(chǎn)率高（一般為普通機(jī)床的 3~5 倍）； 機(jī)床自動(dòng)化程度高，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度； 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。 （三）數(shù)控機(jī)床的組成 數(shù)控機(jī)床一般由下列幾個(gè)部分組成： 第 3 頁 共 15 頁 主機(jī)，他是數(shù)控機(jī)床的主題，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。他是用于完成各種切削加工的機(jī)械部件。 數(shù)控機(jī)床 數(shù)控裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，包括硬件（印刷電路板、 CRT 顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)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(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。 驅(qū)動(dòng)裝置，他是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。他在數(shù)控裝置的控制下通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)。當(dāng)幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。 輔助裝置，指數(shù)控機(jī)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。它包括液壓和氣動(dòng)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。 編程及其他附屬設(shè)備，可用來在機(jī)外進(jìn)行零件的程序編制、存儲(chǔ)等。 （ 四 ）數(shù)控機(jī)床發(fā)展趨勢 高速、精密、復(fù)合、智能和綠色是數(shù)控機(jī)床技術(shù)發(fā)展的總 趨勢，近幾年來，在實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化等方面取得可喜成績。主要表現(xiàn)在以下方面。 機(jī)床復(fù)合技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展隨著數(shù)控機(jī)床技術(shù)進(jìn)步，復(fù)合加工技術(shù)日趨成熟，包括銑 車復(fù)合、車銑復(fù)合、車 鏜 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)合加工的精度和效率大大提高?！耙慌_機(jī)床就是一個(gè)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(jī)床發(fā)展正呈現(xiàn)多樣化的態(tài)勢。 智能化技術(shù)有新突破數(shù)控機(jī)床的智能化技術(shù)有新的突破，在數(shù)控系統(tǒng)的性能上得到了較多體現(xiàn)。如：自動(dòng)調(diào)整干涉防碰撞功能、斷電后工件自動(dòng)退出安全區(qū)斷電保護(hù)功能、加工零件檢測和自動(dòng)補(bǔ)償學(xué)習(xí)功能、高精度加工零件智能化參數(shù)選用功能、加工過程自動(dòng)消除機(jī)床震動(dòng)等功能進(jìn)入了實(shí)用化階段，智能化提升了機(jī)床的功能和品質(zhì)。 機(jī)器人使柔性化組合效率更高機(jī)器人與主機(jī)的柔性化組合得到廣泛應(yīng)用，使得柔性線更加靈活、功能進(jìn)一步擴(kuò)展、柔性線進(jìn)一步縮短、效率更高。機(jī)器人與加工中心、車銑復(fù)合機(jī)床、磨床、齒輪加 工機(jī)床、工具磨床、電加工機(jī)床、鋸床、沖壓機(jī)床、激光加工機(jī)床、水切割機(jī)床等組成多種形式的柔性單元和柔性生產(chǎn)線已經(jīng)開始應(yīng)用。 精密加工技術(shù)有了新進(jìn)展數(shù)控金切機(jī)床的加工精度已從原來的絲級（ ）提升到目前的微米級（ ），有些品種已達(dá)到 m 左右。超精密數(shù)控機(jī)床的微細(xì)切削和磨削加工，精度可穩(wěn)定達(dá)到 m 左右，形狀精度可達(dá) m 左右。采 第 4 頁 共 15 頁 用光、電、化學(xué)等能源的特種加工精度可達(dá)到納米級（ m）。通過機(jī)床結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化、機(jī)床零部件的超精加工和精密裝配、采用高精度的全閉 環(huán)控制及溫度、振動(dòng)等動(dòng)態(tài)誤差補(bǔ)償技術(shù)，提高機(jī)床加工的幾何精度，降低形位誤差、表面粗糙度等，從而進(jìn)入亞微米、納米級超精加工時(shí)代。 功能部件性能不斷提高功能部件不斷向高速度、高精度、大功率和智能化方向發(fā)展，并取得成熟的應(yīng)用。全數(shù)字交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)裝置，高技術(shù)含量的電主軸、力矩電機(jī)、直線電機(jī)，高性能的直線滾動(dòng)組件，高精度主軸單元等功能部件推廣應(yīng)用，極大的提高數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平。 三 、數(shù)控加工工藝分析 （一） 數(shù)控加工工藝概念 數(shù)控加工工藝是采用數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)所運(yùn)用各種方法和技術(shù)手段的總和，應(yīng)用于整個(gè)數(shù)控加 工工藝過程中。數(shù)控加工工藝是伴隨著 數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)生、發(fā)展而逐步完善起來的一種應(yīng)用技術(shù)，它是人們大量數(shù)控加工實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。 數(shù)控加工工藝過程，是利用切削工具在數(shù)控機(jī)床上直接改變加工對象的形狀、尺寸、表面位置、表面狀態(tài)等，使其成為成品或半成品的過程。 （二） 數(shù)控加工工藝內(nèi)容 選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的內(nèi)容。 對零件圖樣進(jìn)行數(shù)控加工工藝分析。 零件圖形的數(shù)學(xué)處理及編程尺寸設(shè)定值的確定。 數(shù)控加工工藝方案的制定。 工步、進(jìn)給路線的確定。 選擇數(shù)控機(jī)床的類型。 刀具、夾具、量具的選擇