【正文】 畢 業(yè) 論 文 畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 2022 屆） 題 目： 數(shù)控車床零件加工及工藝設(shè)計 班 級 ： ZD904 (班 ) 專 業(yè)： 數(shù) 控 技 術(shù) 學(xué)生姓名： 馬佳明 指導(dǎo)教師： 管 老 師 日 期 : 2022420 目 錄 摘 要 …………………………………………………… .…… ...1 一、 數(shù)控機(jī)床簡介 …… .……… ..…………………………………… 2 二、 數(shù)控激光的概念 …………… .………………………………… ..3 三、 數(shù)控機(jī)床的特點 ………………………… ..……………… .3 四、 數(shù)控車削加工 ………………………………………………… .4 五、 數(shù)控車床加工程序編制 ………………………………… .…… 5 六、 數(shù)控車床的組成和基本原理 ………………… .……………… 5 七、 數(shù)控車床安全操作規(guī) ……… ………… .………… ..………… .… 6 八、 數(shù)控車床坐標(biāo) 的確定 ……………………… ..… .…… ..… .…… 6 九、 運(yùn)動方向的規(guī)定 ………………………………… .…… ..……… 7 十、 軸類零件的編程與加工 …………………… .………… .… .…… ..7 十一、 簡單套類零件的編程與加工 ………………………… ...…… 13 十二、 簡單的盤類零件的編程與加工 …………………… .…… ..… 18 結(jié)束語 …………………………… ..…………………… .……… 25 參考文獻(xiàn) ……………………………… .…………… .………… 25畢 業(yè) 論 文 第 1 頁 共 25 頁 數(shù)控車床零件加工及工藝設(shè)計 摘 要 在車床上，利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和刀具的直線運(yùn)動或曲線運(yùn)動來改變毛坯的形狀和尺寸，把它加工成符合圖紙的要求。 車削加工是在車床上利用工件相對于刀具旋轉(zhuǎn)對工件進(jìn)行切削加工的方法。車削加工的切削能主要由工件而不是刀具提供。車削是最基本、最常見的切削加工方法，在生產(chǎn)中占有十分重要的地位。車削適于加工回轉(zhuǎn)表面，大部分具有回轉(zhuǎn)表面的工件都可以用車削方法加工，如內(nèi)外圓柱面、內(nèi)外圓錐面、端面、溝槽、螺紋和回轉(zhuǎn)成形面等，所用刀具主要是車刀。 在各類金屬切削機(jī)床中，車床是應(yīng)用最廣泛的一類，約占機(jī)床總數(shù)的 50%。車 床既可用車刀對工件進(jìn)行車削加工，又可用鉆頭、鉸刀、絲錐和滾花刀進(jìn)行鉆孔、鉸孔、攻螺紋和滾花等操作。按工藝特點、布局形式和結(jié)構(gòu)特性等的不同，車床可以分為臥式車床、落地車床、立式車床、轉(zhuǎn)塔車床以及仿形車床等，其中大部分為臥式車床。 數(shù)控車削加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的典型代表，在制造業(yè)的各個領(lǐng)域如航天、汽車、模具、精密機(jī)械、家用電器等各個行業(yè)有著日益廣泛的應(yīng)用，已成為這些行業(yè)不可或缺的加工手段。 為了子數(shù)控機(jī)床上加工出合格的零件，首先需根據(jù)零件圖紙的精度和計算要求等，分析確定零件的工藝過程、工藝參數(shù)等內(nèi)容，用規(guī)定的數(shù)控 編程代碼和格式編制出合適的數(shù)控加工程序。編程必須注意具體的數(shù)控系統(tǒng)或機(jī)床，應(yīng)該嚴(yán)格按機(jī)床編程手冊中的規(guī)定進(jìn)行程序編制。但從數(shù)控加工內(nèi)容的本質(zhì)上講，各數(shù)控系統(tǒng)的各項指令都是應(yīng)實際加工工藝要求而設(shè)定的。 由于本人才疏學(xué)淺，缺乏知識和經(jīng)驗，在設(shè)計過程中難免出現(xiàn)不當(dāng)之處，望各位給予指正并提出寶貴意見。 關(guān)鍵詞： 車削加工 刀具 零件的工藝過程 工藝參數(shù) 程序編制 畢 業(yè) 論 文 第 2 頁 共 25 頁 一．?dāng)?shù)控機(jī)床的簡介 數(shù)控機(jī)床是一種用電子計算機(jī)和專用電子計算裝置控制的高效自動化機(jī)床。主要分為立式和臥式兩種 。立式機(jī)床裝夾零件方便，但切屑排除較慢；臥式裝夾零件不是非常方便，但排屑性能好，散熱很高。數(shù)控銑床分三坐標(biāo)和多坐標(biāo)兩種。三坐標(biāo)機(jī)床（ X、 Y、 Z）任意兩軸都可以聯(lián)動，主要用于加工平面曲線的輪廓和開敞曲面的行切。多坐標(biāo)機(jī)床是在三坐標(biāo)機(jī)床的基礎(chǔ)上，通過增加數(shù)控分度頭或者回轉(zhuǎn)工作臺，成為 4 坐標(biāo)或者 5 坐標(biāo)機(jī)床（甚至多坐標(biāo)機(jī)床）。多坐標(biāo)機(jī)床主要用于曲面輪廓或者由于零件需要必須擺角加工的零件，如法向鉆孔，擺角行切等。擺角形式 4坐標(biāo)的主要為 A或 B； 5坐標(biāo)機(jī)床主要為 AB， AC， BC，可根據(jù)零件要求選用。擺角大小由加工的零件 決定。數(shù)控機(jī)床從組成來看，主要分為以下兩方面： （ 1） 作臺工：零件加工工作平臺，尺寸大小應(yīng)根據(jù)加工零件的大小進(jìn)行選用。 （ 2） T形槽：工作臺上的 T 形槽主要用于零件的裝夾，其中 T 形槽的槽數(shù)、槽寬、相互間距，需要根據(jù)加工工件的特點進(jìn)行規(guī)定。 （ 3） 主軸：主軸形式，主軸孔形式等， （ 4） 進(jìn)給范圍：機(jī)床 X Y Z三個方向的可 移動距離（行程），移動速度的大??；擺角（ A B C）的擺動范圍，擺動的速度 （ 5） 主軸的旋轉(zhuǎn)：主軸的轉(zhuǎn)速，主軸的功率，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩等 2．?dāng)?shù)控系統(tǒng) 數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的核心。現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)通常是一臺帶有專門系統(tǒng)軟件的專用微型計算機(jī)。它由輸入裝置、控制運(yùn)算器和輸出裝置等構(gòu)成，它接受控制介質(zhì)上的數(shù)字化信息，通過控制軟件和邏輯電路進(jìn)行編譯、運(yùn)算和邏輯處理后，輸出各種信號和指令控制 機(jī)床的各個部分，進(jìn)行規(guī)定、有序的動作。 作為用戶，在考慮數(shù)控系統(tǒng)的時候，最關(guān)心的是系統(tǒng)的可靠性、可能和優(yōu)越的性價比，因此應(yīng)該考慮以下幾個方面： （ 1）分辨率 分辨率越高，可以清楚的進(jìn)行控制，適合工業(yè)環(huán)境使用。 （ 2）控制軸數(shù)和聯(lián)動軸數(shù)應(yīng)和購買的機(jī)床相配合，符合購買的機(jī)床情況。 （ 3）標(biāo)準(zhǔn)（基本）功能項目功能越全越好，結(jié)合機(jī)床使用而定，特別是一些自動補(bǔ)償、自適應(yīng)技術(shù) 模塊等先進(jìn)的檢測、 監(jiān)控系統(tǒng)：紅外線、溫度測量、功率測量、激光檢測等先進(jìn)手段的采用，將在一定程度上大大提高機(jī)床的綜合性能，保證機(jī)床更加可靠精確地自動工作 畢 業(yè) 論 文 第 3 頁 共 25 頁 二．?dāng)?shù)控加工的概念 數(shù)控機(jī)床工作原理就是將加工過程所需的各種操作（如主軸變速、工件的松開與夾緊、進(jìn)刀與退刀、開車與停車、自動關(guān)停冷卻液）和步驟以及工件的形狀尺寸用數(shù)字化的代碼表示，通過控制介質(zhì)（如穿孔紙帶或磁盤等）將數(shù)字信息送入數(shù)控裝置，數(shù)控裝置對輸入的信息進(jìn)行處理與運(yùn)算，發(fā)出各種控制信號，控制機(jī)床的伺服系統(tǒng)或其他驅(qū)動元件，使機(jī)床自動加工出所需要的工件。所以，數(shù) 控加工的關(guān)鍵是加工數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的獲取，即數(shù)控編程。數(shù)控加工一般包括以下幾個內(nèi)容： (1)對圖紙進(jìn)行分析，確定需要數(shù)控加工的部分； (2)利用圖形軟件（ PRO/E UG）對需要數(shù)控加工的部分造型； (3)根據(jù)加工條件，選擇合適的加工參數(shù)，生成加工軌跡（包括粗加工、半精加工、精加工軌跡）； (4)軌跡的仿真檢驗； (5)生成 G代碼； (6)傳給機(jī)床加工。 三． 數(shù)控機(jī)床的特點 在保證工件表面精度，主要取決于加工程序，它與普通機(jī)床不同，不必制造、更換許多工具、夾具，不需要經(jīng)常調(diào)整機(jī)床。因此，數(shù)控機(jī)床適用于零件頻繁更換的場合。也就是適合單件、小批生產(chǎn)及新產(chǎn)品的開發(fā)，縮短了生產(chǎn)準(zhǔn)備周期，節(jié)省了大量工藝設(shè)備的費(fèi)用。 2．加工精度高 數(shù)控機(jī)床的加工精度，一般可達(dá)到 ～ ，數(shù)控機(jī)床是按數(shù)字信號形式控制的，數(shù)控裝置每輸出一個脈沖信號，則機(jī)床移動部件移動一個脈沖當(dāng)量（一般為 ），而且機(jī)床進(jìn)給傳動鏈的反向間隙與絲杠螺距平均誤差可由數(shù)控裝置進(jìn)行補(bǔ)償，因此，數(shù)控機(jī)床定位精度比較高。 3．加工質(zhì)量穩(wěn)定、可靠 加工同一批零件， 在同一機(jī)床，在相同加工條件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀軌跡完全相同，零件的一致性好，質(zhì)量穩(wěn)定 。 4. 生產(chǎn)率高 數(shù)控機(jī)床可有效地減少零件的加工時間和輔助時間，數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給量的范圍大，允許機(jī)床進(jìn)行大切削量的強(qiáng)力切削，數(shù)控機(jī)床移動部件的快速移動和定位及高速切削加工，減少了半成品的工序間周轉(zhuǎn)時間，提高了生產(chǎn)效率 。 畢 業(yè) 論 文 第 4 頁 共 25 頁 5. 改善勞動條件 數(shù)控機(jī)床加工前經(jīng)調(diào)整好后，輸入程序并啟動，機(jī)床就能自動連續(xù)的進(jìn)行加工，直至加工結(jié)束。操作者主要是程序的輸入、編輯、裝卸零件、刀具準(zhǔn) 備、加工狀態(tài)的觀測，零件的檢驗等工作，勞動強(qiáng)度極大降低，機(jī)床操作者的勞動趨于智力型工作。另外，機(jī)床一般是封閉式加工，即清潔，又安全 。 6. 利于生產(chǎn)管理現(xiàn)代化 數(shù)控機(jī)床的加工，可預(yù)先精確估計加工時間，所使用的刀具、夾具可進(jìn)行規(guī)范化、現(xiàn)代化管理。數(shù)控機(jī)床使用數(shù)字信號與標(biāo)準(zhǔn)代碼為控制信息，易于實現(xiàn)加工信息的標(biāo)準(zhǔn)化，目前已與計算機(jī)輔助設(shè)計與制造（ CAD/CAM）有機(jī)地結(jié)合起來，是現(xiàn)代集成制造技術(shù)的基礎(chǔ) 。 四．?dāng)?shù)控車削加工 車削加工是切削加工中最基本的一種加工方法，它是在車床上利用工件的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和 刀具的移動來加工工件的，因此車削加工是機(jī)械加工中運(yùn)用最廣泛的加工方法，車床占切削加工機(jī)床總數(shù)的 40﹪左右 。 ⑴ . 按數(shù)控系統(tǒng)的功能分： ① 全功能型數(shù)控車床； ② 經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床 ⑵ ．按主軸的配置形式分： ① 臥室數(shù)控車床； ② 立式數(shù)控車床 ⑶ ．按數(shù)控系統(tǒng)控制的軸數(shù)分： ① 兩軸控制的數(shù)控車床； ② 四軸控制的數(shù)控車床 數(shù)控車床主要用于加工軸類、盤狀類等回轉(zhuǎn)體零件，通過執(zhí)行數(shù)控程序，可以自動完成外圓柱面、成形表面、螺紋、端面等工序的切削加工，并能進(jìn)行車操、鉆孔、擴(kuò)孔、鉸孔等工作。 根據(jù)數(shù)控加工的特點，數(shù)控車床最適合切削具有以下要求和特點的回轉(zhuǎn)體零件 ⑴ . 精度要求高的回轉(zhuǎn)體零件 ⑵ ．表面形狀復(fù)雜或難以控制尺寸的回轉(zhuǎn)體零件 ⑶ ．表面粗糙度要求好的回轉(zhuǎn)體零件 ⑷ ．帶特殊螺紋的回轉(zhuǎn)體零件 數(shù)控加工以數(shù)控機(jī)床加工中的工藝問題為主要研究對象，以機(jī)械制造中的工藝?yán)碚摓榛A(chǔ)，結(jié)合數(shù)控機(jī)床的加工特點，綜合運(yùn)用多方面的知識來解決數(shù)控加工中的工藝問題。工藝制定的合理與否，對程序編制、機(jī)床的加工效率、零件的加工精度都有極為重要的影響。 畢 業(yè) 論 文 第 5 頁 共 25 頁 五．?dāng)?shù)控車床的加工程序編制 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)類零件。通過數(shù)控加工程序的運(yùn)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(jìn)行車槽、鉆孔、擴(kuò)孔以及鉸孔等工作。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)雜形狀回轉(zhuǎn)類零件的加工。 1. 數(shù)控程序編制的基本方法： ⑴ 分析零件圖樣和制定工藝方案 ⑵ 數(shù)學(xué)處理 ⑶ 編寫零件加工程序 ⑷ 程序檢驗 2. 數(shù)控程序編制的方法： 手工編程 。 計算機(jī)自動編程 ： 由于數(shù)控車床的加工對象多為回轉(zhuǎn)體，一般使用三爪卡盤夾具。 4. 控車床刀具的選刀過程： 第一條路線為：零件圖樣、機(jī)床影響因素、選擇刀桿、刀片夾緊系統(tǒng)和選擇刀片形狀，主要考慮機(jī)床和刀具的情況