【正文】 ...... 8 基于 CAXA 制造工程師的工藝加工過程 ................................... 8 第三章 數(shù)控加工工藝分析與工藝設(shè)計(jì) .......................................... 11 數(shù)控加工工藝性分析 ................................................ 11 數(shù)控加工工藝基礎(chǔ) .............................................. 11 數(shù)控加工工藝的基本特點(diǎn) ........................................ 11 數(shù)控加工工藝的主要內(nèi)容 ........................................ 11 數(shù)控加工工藝的特殊要求 ........................................ 12 零件圖的結(jié)構(gòu)工藝性 .................................................. 12 數(shù)控加工的設(shè)計(jì)實(shí)例 ................................................. 13 編制程序 ........................................................... 20 第四章 數(shù)控銑床自動(dòng)編程 .................................................... 25 數(shù)控編程概 述 ....................................................... 25 程序段的格式 .................................................. 25 程序的一般結(jié)構(gòu) ................................................ 25 編程的規(guī)定 .................................................... 26 數(shù)控銑自動(dòng)編程實(shí)例 ................................................. 26 1 主要操作步驟及加工程序 ........................................ 26 后置處理 ...................................................... 29 加工完成的零件 ..................................................... 30 結(jié)束語 ..................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ................................................................... 32 致 謝 .................................................................... 33 山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 前 言 數(shù)字控制簡(jiǎn)稱數(shù)控（ NC），是近代發(fā) 展起來的一種自動(dòng)控制技術(shù)，是利用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備控制的一種方法，在數(shù)控技術(shù)方面得到了廣泛的應(yīng)用。 1948 年， 美國(guó) 帕森斯公司接受美國(guó)空軍委托， 開始研究數(shù)控機(jī)床， 1949 年，該公司在 美國(guó)麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室 的協(xié)助下，開始 數(shù)控機(jī)床 的研究，并于 1952年，成功研制出第一臺(tái)數(shù)控銑床， 揭開了數(shù)控加工技術(shù)的序 幕。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，這一發(fā)明對(duì)于制造行業(yè)而言，具有劃時(shí)代的意義和深遠(yuǎn)的影響。 我國(guó)于 1958 年開始研制數(shù)控機(jī)床，成功試制出配有 電 子管數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床， 1965年開始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標(biāo)數(shù)控銑床。 本次的設(shè)計(jì)是根據(jù)所給的零件圖來制造出的零件剛件，并 根據(jù)此零件圖作出的設(shè)計(jì)說明書，再次設(shè)計(jì)說明書中，首先，我先對(duì)零件理論進(jìn)行研究分析， 主 要 是 從零件的圖形分析尺寸、尺寸公差、等來分析開始，再者是根據(jù)材料以及所選用機(jī)床、夾具來制定出盤類零件的機(jī)械加工方案。本次設(shè)計(jì)的特點(diǎn)要求是，采用了更多的表格形式，這樣才能更詳細(xì)的說明設(shè)計(jì)的根本問題。 2 第一章 數(shù)控加工技術(shù)概述 數(shù)控機(jī)床的加工原理 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，要事先根據(jù)零件加工圖樣的要求確定零件加工的工藝過程、工藝參數(shù)和刀具參數(shù)，再按規(guī)定編寫零件數(shù)控零件加工程序，然后通過手動(dòng)數(shù)據(jù)輸入（ MDI—— Manual data input）的方式或與計(jì)算機(jī)通信等方式將數(shù)控加工程序送到數(shù)控系統(tǒng)，在數(shù)控系統(tǒng)控制軟件的支持下，經(jīng)過分析處理與計(jì)算后發(fā)出相應(yīng)的指令，通過伺服系統(tǒng)使機(jī)床按規(guī)定的軌跡運(yùn) 動(dòng)，從而控制機(jī)床進(jìn)行零件的自動(dòng)加工 。 數(shù)控技術(shù)發(fā)展的特點(diǎn) ，勞動(dòng)程度低 在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，除了手工裝卸工件外，全部加工過程都可由機(jī)床自動(dòng)完成。 復(fù)雜形 狀零件在飛機(jī)、汽車、造船、模具、動(dòng)力設(shè)備和國(guó)防工業(yè)等部門的產(chǎn)品制造中具有十分重要地位，其加工質(zhì)量直接影響整機(jī)產(chǎn)品的性能。 在數(shù)控機(jī)床上加工新的零件，大部分準(zhǔn)備工作是根據(jù)零件圖樣編制的數(shù)控程序，而不是去準(zhǔn)備靠模、專用夾具等工藝裝備，而且編程工作可以離線進(jìn)行。 、質(zhì)量穩(wěn)定 目前，普通數(shù)控加工的尺寸精度通常可達(dá)177。 。另外，數(shù)控機(jī)床可以通過采用在線自動(dòng)補(bǔ)償（實(shí)時(shí)補(bǔ)償）技術(shù)來消除或減少熱變形、力變形和刀具磨損的影響，使加工精度的一致性得到保證。 3 數(shù)控機(jī)床的加工效率一般比普通機(jī)床高 2～ 3 倍，尤其在加工復(fù)雜零件時(shí)，生產(chǎn)率可提高十幾倍甚至幾十倍。數(shù)控機(jī)床在配有適當(dāng)?shù)牡稁?kù)、工件毛坯庫(kù)、上下料裝置和多種傳感器的條件下，不僅具有全自動(dòng)的加工功能，而且具有對(duì)加工過程進(jìn)行自動(dòng)監(jiān)控、檢測(cè)、報(bào)警及修正誤差等功能。這不僅改善了勞動(dòng)條件，解決了晚上和節(jié)假日（含周六、周日）連續(xù)工作的問題，也大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率、設(shè)備利用率，縮短了生產(chǎn)周期，增加了企業(yè) 的經(jīng)濟(jì)效益 由于數(shù)控機(jī)床是使用數(shù)字信息，易于與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（ CAD/CAM）系統(tǒng)聯(lián)結(jié)，形成計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造與數(shù)控機(jī)床緊密結(jié)合的一體化系統(tǒng)。 當(dāng)然，數(shù)控加工在某 些方面也有不足之處，這就是數(shù)控機(jī)床價(jià)格昂貴，加工成本高，技術(shù)復(fù) 雜，對(duì)工藝和編程要求較高，加工中難以調(diào)整，維修困難等。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微電子、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上， CAD/CAM 與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了中央集中控制的群控加工。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式 事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過 CAD/CAM 及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長(zhǎng)、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正 CAD/CAM 中的設(shè)定量，因而影響 CNC 的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)量。 數(shù)控技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)是制造大國(guó)，在世界產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移中要盡量接受前端而不是后端的轉(zhuǎn)移，即要掌握先進(jìn)制造核心技術(shù)，否則在新一輪國(guó)際產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整中，我國(guó)制造業(yè)將進(jìn)一步“空芯”。 我們應(yīng)站在國(guó)家安全戰(zhàn)略的高度來重視數(shù)控技術(shù)和產(chǎn)業(yè)問題， 首先從社會(huì)安全看，因?yàn)橹圃鞓I(yè)是我國(guó)就業(yè)人口最多的行業(yè)，制造業(yè)發(fā)展不僅可提高人民的生活水平，而且還可緩解我國(guó)就業(yè)的壓力，保障社會(huì)的穩(wěn)定 從我國(guó)基本國(guó)情的角度出發(fā)，以國(guó)家的戰(zhàn)略需求和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，以提高我國(guó)制造裝備業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)能力和產(chǎn)業(yè)化水平為目標(biāo)，用系統(tǒng)的方法，選擇能夠主導(dǎo) 21世紀(jì)初期我國(guó)制造裝備業(yè)發(fā)展升級(jí)的關(guān)鍵技術(shù)以及支持產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的支撐技術(shù)、配套技術(shù)作為研究開發(fā)的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)制造裝備業(yè)的跨躍式發(fā)展。重點(diǎn)解決數(shù)控系統(tǒng)和相關(guān)功能部件（數(shù)字化伺服系統(tǒng)與電機(jī)、高速電主軸系統(tǒng)和新型裝備的附件等）的可靠性和生產(chǎn)規(guī)模問題。 在高精尖裝備研發(fā)方面，要強(qiáng)調(diào)產(chǎn)、學(xué)、研以及最終用戶的緊密結(jié)合，以“做得出、用得上、賣得掉”為目標(biāo)，按國(guó)家意志實(shí)施攻關(guān)，以解決國(guó)家之急需。 網(wǎng)絡(luò)化數(shù)控裝備是近兩年國(guó)際著名機(jī)床博覽會(huì)的一個(gè)新亮點(diǎn)。由于采用了高速 CPU 芯片、 RISC 芯片、多 CPU 控制系統(tǒng)以及帶高分辨率絕對(duì)式檢測(cè)元件的交流數(shù)字伺服系統(tǒng)，同時(shí)采取了改善機(jī)床動(dòng)態(tài)、靜態(tài)特性等有效措施，機(jī)床的高速高精高效化已大大提高。 (3)工藝復(fù)合性和多軸化 以減少工序、輔助時(shí)間為主要目的的復(fù)合加工，正朝著多軸、多系列控制功能方向發(fā)展。數(shù)控技術(shù)軸，西門子 880 系統(tǒng)控制軸數(shù)可達(dá) 24軸。而人工智能則試圖用計(jì)算模型實(shí)現(xiàn)人類的各種智能行為。在數(shù)控技術(shù)領(lǐng)域，實(shí)時(shí)智能控制的研究和應(yīng)用正沿著幾個(gè)主要分支發(fā)展：自適應(yīng)控制、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、專家控制、學(xué)習(xí)控制、前6 饋控制等。 體系結(jié)構(gòu)的發(fā)展 (1)集成化 采用高度集成化 CPU、 RISC 芯片和大規(guī)模可編程集成電路 FPGA、 EPLD、CPLD 以及專用集成電路 ASIC 芯片，可提高數(shù)控系統(tǒng)的集成度和軟硬件運(yùn)行速度。平板顯示器具有科技含量高、重量輕、體積小、功耗低、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)超大尺寸顯示，成為和 CRT 抗衡的新興顯示技術(shù)，是 21 世紀(jì) 顯示技術(shù)的主流。通過提高集成電路密度、減少互連長(zhǎng)度和數(shù)量來降低產(chǎn)品價(jià)格，改進(jìn)性能，減小組件尺寸，提高系統(tǒng)的可靠性。根據(jù)不同的功能需求，將基本模塊，如 CPU、存儲(chǔ)器、位置伺服、 PLC、輸入輸出接口、通訊等模塊，作成標(biāo)準(zhǔn)的系列化產(chǎn)品，通過積木方式進(jìn)行功能裁剪和模塊數(shù)量的增減，構(gòu)成不同檔次的數(shù)控系統(tǒng) (3)網(wǎng)絡(luò)化 機(jī)床聯(lián)網(wǎng)可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和無人化操作。 (4)通用型開放式閉環(huán)控制模式 采用通用計(jì)算機(jī)組成總線式、模塊化、開放式、嵌入式體系結(jié)構(gòu)，便于裁剪、擴(kuò)展和升級(jí)，可組成不同檔次、不同類型、不同集成程度的數(shù)控系統(tǒng)。由于制造過程是一個(gè)具有多變量控制和加工工藝綜合作用的復(fù)雜過程，包含諸如加工尺寸、形狀、振動(dòng)、噪聲、溫度和熱變形等各種變化因素，因此，要實(shí)現(xiàn)加工過程的多目標(biāo)優(yōu)化，必須采用多變量的閉環(huán)控制，在實(shí)時(shí)加工過程中動(dòng)態(tài)調(diào) 整加工過程變量。 數(shù)控加工技術(shù)的加工對(duì)象 數(shù)控加工時(shí)一種可編程的柔性加工方法，但其設(shè)備費(fèi)用相對(duì)較高，故目前數(shù)控加工主7 要應(yīng)用于加工零件形狀比較復(fù)雜、精度要求較高，以及產(chǎn)品更換頻繁、生產(chǎn)周期要求短的場(chǎng)合。 、互換性高、要求精確復(fù)雜的零件。 。 、鏜、鉸、攻螺紋及削加工聯(lián)合進(jìn)行的零件。 —— 高壓泵體、導(dǎo)彈倉(cāng)、噴氣葉片、框架、機(jī)翼、大梁等。 —— 箱體、盤軸類零件，凸輪非圓齒輪、復(fù)雜形狀刀具與工具。 —— 炮架件體、瞄準(zhǔn)陀螺儀殼體、恒速器殼件。當(dāng)前，柔性制造技術(shù)發(fā)展了以數(shù)控加工中心、數(shù)控加工模塊及多軸加工模塊組成的柔性自動(dòng)線，使自動(dòng)線柔性化，給單一品種的大量生產(chǎn)方式帶來了轉(zhuǎn)機(jī)，例如，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)發(fā)動(dòng)機(jī)零件的制造中 。 8 第二章 CAXA 制造工程師軟件應(yīng)用 CAXA 數(shù)控加工概述 CAXA 制造工程師以 CAD 生成的零件幾何信息為基礎(chǔ)，采用人機(jī)交互對(duì)話方式，在計(jì)算機(jī)屏幕上指定被加工件的幾何特征，定義相關(guān)的加工參數(shù)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并動(dòng)態(tài)顯示加工路徑，最后輸出 NC 代碼數(shù)據(jù)，特別是它所提