数控毕业论文geud.docx
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1、 第一章 绪绪 论论1.1 数控加加工的概概述1、 数数控加工工数控加工工,也称称之为NNC(NNumeericcal Conttrol)加工工,是以以数值与与符号构构成的信信息,控控制机床床实现自自动运转转。数控控加工经经历了半半个世纪纪的发展展已成为为应用于于当代各各个制造造领域的的先进制制造技术术。数控控加工的的最大特特征有两两点:一一是可以以极大地地提高精精度,包包括加工工质量精精度及加加工时间间误差精精度;二二是加工工质量的的重复性性,可以以稳定加加工质量量,保持持加工零零件质量量的一致致。也就就是说加加工零件件的质量量及加工工时间是是由数控控程序决决定而不不是由机机床操作作人员决决
2、定的。数数控加工工具有如如下优点点:(1) 提高生产产效率;(2) 需熟练的的机床操操作人员员;(3) 提高加工工精度并并且保持持加工质质量;(4) 可以减少少工装夹夹具;(5) 可以减少少各工序序间的周周转,原原来需要要用多道道工序完完成的工工件, 数控 加工一一次装夹夹完成加加工,缩缩短加工工周期,提提高生产产效率;(6) 容易进行行加工过过程管理理;(7) 可以减少少检查工工作量;(8) 可以降低低废、次次品率;(9) 便于设计计变更,加加工设定定柔性;(10) 容易实实现操作作过程的的自动化化,一个个人可以以操作多多台机床床;(11) 操作容容易,极极大减轻轻体力劳劳动强度度随着制造造
3、设备的的数控化化率不断断提高,数数控加工工技术在在我国得得到日益益广泛的的使用,在在模具行行业,掌掌握数控控技术与与否及加加工过程程中的数数控化率率的高低低已成为为企业是是否具有有竞争力力的象征征。数控控加工技技术应用用的关键键在于计计算机辅辅助设计计和制造造(CAAD/CCAM)系系统的质质量。2 数控 数控是是数字控控制的简简称,英英文为NNameericcal Conntrool,简简称NCC。是近近代发展展起来的的一种自自动控制制技术、是是用数字字化的信信息实现现机床控控制的一一种方法法。数控控机床既既是数字字控制机机床,也也是一种种装有程程序控制制系统的的机床,该该系统能能够逻辑辑地
4、处理理具有使使用号码码,或其其他符号号编码指指令规定定的程序序。它是是一种灵灵活通用用能够适适应产品品频繁变变化的柔柔性自动动机床。3 数控系统统数控系统统是数字字控制系系统简称称,英文文为Nuumerricaal Conntrool SSysttem.它是自自动阅读读输入载载体上事事先给定定的数字字值,并并将其译译码,从从而使机机床动作作和加工工零件。数数控系统统包括数数控装置置,可编编程序控控制器,主主轴驱动动及进给给驱动装装置等部部分。4 数控程序序数控程序序或零件件是输入入数控系系统中的的,使数数控机床床执行一一个确定定加工任任务的具具有特定定代码和和编程的的一系列列指令。1.2 数控
5、加工工工艺的的内容1 选择适合合在数控控上加工工的零件件,确定定工序内内容。2 分析加工工零件的的图纸,明明确加工工内容及及技术要要求、确确定加工工方案、制制定数控控加工路路线,如如工艺的的划分、加加工顺序序的安排排,非数数控加工工工序的的衔接等等。设计计数控加加工工序序,如工工序的划划分,刀刀具的选选择,夹夹具的定定位与安安装,切切削用量量的确定定,走刀刀路线的的确定。3 调整数控控加工工工序的程程序。如如对刀点点、换刀刀点的选选择,刀刀具的补补偿。4 进行数控控编程。5 自动运动动使至程程序结束束。第二章 零件加工工图211 主视视图图222 零件件成型图图2.1 对零件进进行工艺艺分析1
6、 如图22.1所所示零件件由平面面、凸台台、槽、台台阶、孔孔等组成成。该零零件属于于平面凸凸台零件件,结构构形状对对称,尺尺寸标注注齐全,结结构要素素清晰,工工艺性好好。零件件为铝合合金材料料,毛胚胚料为3335135511mmm的板板料,尺尺寸精度度符合图图纸要求求。对零零件要求求如下: A 先加加工两边边的外形形327722, 耳朵的的外形。保保证1mmm的厚厚度。 B 铣出出平面,把把四个台台阶留出出来,保保证8mmm的厚厚度,台台阶尺寸寸留下。 C 用键键槽刀铣铣出133740mmm的两两个键槽槽,保证证公差要要求。因因零件下下的厚度度为1mmm,压压住会发发生变形形,进行行热处理理,
7、需要要校正。 D 钻钻出4,3的孔孔,保证证粗糙度度。2零件精精度要求求 零零件精度度要求是是零件工工艺性分分析的重重要内容容。通过过分析,明明确零件件的加工工要求,为为后续加加工方法法的选择择、装夹夹方式的的确定,刀刀具及切切削用量量的选择择提供依依据。 此零件件为铝合合金材料料,精度度要求高高,应根根据用途途和尺寸寸要求来来合理加加工零件件,来达达到精度度要求。2.2 毛胚的的选择和和加工余余量的确确定 在选选择毛胚胚应遵循循的原则则是:在在保证毛毛胚质量量的前提提下,力力求选择择高效。低低成本,制制造周期期短的毛毛胚生产产方法。首首先由设设计人员员提出毛毛胚材料料和加工工后要达达到的质质
8、量要求求,然后后再由工工艺人员员根据零零件图、生生产批量量、生产产成本、并并考虑交交货期限限及现有有可利用用的设备备,人员员和技术术水平等等选定合合适的毛毛胚生产产方法。 加工工余量指指毛胚尺尺寸与零零件尺寸寸之差。加加工余量量的大小小对零件件的加工工质量和和制造的的经济性性有较大大的影响响,余量量过大会会浪费原原材料及及机械加加工时增增加机床床、刀具具及能源源的消耗耗,余量量过小则则不能消消除上道道工序留留下的各各种误差差,表面面缺陷和和本工序序的装夹夹误差,易易造成废废品。因因此,应应根据影影响余量量的因素素合理确确定加工工余量,零零件加工工一般要要经多道道工序,总总加工余余量就是是每个中
9、中间工序序加工余余量的总总和。(1) 尽可能采采用最小小的加工工余量的的总和,以以求缩短短加工时时间,降降低零件件的加工工费用。(2) 应有足够够的加工工余量,特特别是最最后工序序,加工工余量应应能保证证得到图图纸上所所规定的的表面粗粗糙度和和精度要要求。(3) 决定加工工余量时时,应考考虑到零零件在热热处理后后的变形形,负责责可能出出现次品品,造成成浪费。(4) 决定加工工余量时时,应考考虑被加加工零件件的大小小。零件件越大,由由切削力力、内应应力引起起的变形形会越大大,因此此加工余余量也相相应大些些。(5) 数控加工工余量不不宜过大大,特别别是粗加加工时,其其加工余余量不宜宜太大,否否则数
10、控控机床高高效、高高精度的的特点难难以实现现。对于于加工余余量过大大的毛坯坯,可在在普通机机床上先先安排粗粗加工工工序。2.3 选选择数控控机床、 夹量具具1 选选择铣床床数控铣床床是在一一般铣床床的基础础上发展展起来的的,两者者的加工工工艺基基本相同同,结构构也有些些相似,但数控控铣床是是靠程序序控制的的自动加加工机床床,所以以其结构构也与普普通铣床床有很大大区别. 如图2.3所示示,数控控铣床一一般由数数控系统统、主传传动系统统、进给给伺服系系统、冷冷却润滑滑系统等等几数控控铣床大大部分组组成: 1、主轴轴箱 包包括主轴轴箱体和和主轴传传动系统统,用于于装夹刀刀具并带带动刀具具旋2、进给给
11、伺服系系统 由由进给电电机和进进给执行行机构组组成,按按照程序序设定的的进给速速度实现现刀具和和工件之之间的相相对运动动,包括括直线进进给运动动和旋转转运动。3、控制制系统 数控铣铣床运动动控制的的中心,执执行数控控加工程程序控制制机床进进行加工工。 4、辅助助装置 如液压压、气动动、润滑滑、冷却却系统和和排屑、防防护等装装置。5、机床床基础件件 通常常是指底底座、立立柱、横横梁等,它它是整个个机床基基础。图2.33 数控立立式铣床床 FAANUCC数控系系统标准准面板工作台尺尺寸(mmm)30010000主轴中心心至立柱柱距离(mmm)420X轴行程程(mmm)600工作台最最大承重重(kg
12、g)300Y轴行程程(mmm)350最小设定定单位(mmm)0.0001Z轴行程程(mmm)450重复定位位精度(mmm)0.0005主轴转速速rpmm20060000定位精度度(mmm)0.011刀柄型式式BT400主电机(kkw)3进给速度度(mmm/miin)080000机床外形形尺寸(mmm)210002055022000T形槽宽宽(mmm)14机床重量量(kgg)18500T形槽间间距(mmm)80表211 数控控立式铣铣床主要要参数2 选选择夹具具 铣床床夹具中中使用最最普遍的的是机械械夹紧机机构,这这类机构构大多数数是利用用机械摩摩擦的原原理夹紧紧工件的的。如平平口虎钳钳、压板板
13、、螺旋旋机构。该该零件为为铝制板板料材质质,选用用压板比比较合适适,定位位时用力力不易过过大,以以防变形形。如图图2.44。 (11) 为保保持工件件在本工工序中所所有需要要完成的的待加工工面充分分暴露在在外,夹夹具要做做得尽可可能开敞敞,因此此夹紧机机构元件件与加工工面之间间应保持持一定的的安全距距离,同同时要求求夹紧机机构元件件能低则则低,以以防止夹夹具与铣铣床主轴轴套筒或或刀套、刃刃具在加加工过程程中发生生碰撞。 (22) 为为保持零零件安装装方位与与机床坐坐标系及及编程坐坐标系方方向的一一致性,夹夹具应能能保证在在机床上上实现定定向安装装,还要要求能协协调零件件定位面面与机床床之间保保
14、持一定定的坐标标联系。(3) 夹具的的刚性与与稳定性性要好。尽尽量不采采用在加加工过程程中更换换夹紧点点的设计计,当非非要在加加工过程程中更换换夹紧点点不可时时,要特特别注意意不能因因更换夹夹紧点而而破坏夹夹具或工工件定位位精度。图2.44 零零件用压压板的装装夹2.4 零件件的定位位基准和和装夹方方案 工件的的定位是是指通过过工件上上的定位位基准和和夹具上上的定位位元件、工工作表面面之间的的配合或或接触实实现的。在在选择工工件的定定位基准准时,应应以减少少装夹次次数为原原则,尽尽量做到到在一定定安装中中能把零零件上所所有要加加工的表表面都加加工出来来,此零零件选用用工件底底面为定定位基准准,
15、两侧侧面为长长度方向向的定位位基准。装装夹一次次后,应应把待加加工的面面、凸台台全部加加工出来来,来减减小加工工次数,减减小误差差。该零件只只能用压压板来装装夹,零零件应多多次装夹夹才能完完成,(1)毛毛坯方在在工作台台上,用用压板在在一侧压压住,找找正定位位,分别别把另三三个面加加工出来来,再压压到另一一侧,把把剩下的的那一侧侧加工出出来。 (2)把把零件下下面垫两两个相同同的垫铁铁,保证证平衡,把把零件放放上去,用用四个压压板把工工件的角角压住,压压角的下下面要有有垫铁,防防止压板板把工件件压变形形。找正正工件,加加工上面面的凸台台、槽,现现把3227828mmm的面加加工出来来,留下下上
16、面的的凸台,再再把中间间的两个个通槽113740mmm加工工出来,精精确尺寸寸。把中中间的两两个长凸凸台上的的长槽加加工出来来,选用用合理的的刀具加加工,保保证尺寸寸。 (3)用用钻头把把4-4MMM孔加工工出来。 (44) 变换装装夹方式式,把零零件侧立立起来,加加工两个个侧面的的孔保证证尺寸。2.5 确定切切削用量量 11、 零零件加工工时,对对同一加加工过程程选择不不同的切切削用量量会产生生不同的的切削效效果。切切削用量量是表示示机床主主体的主主运动和和进给运运动速度度大小的的重要参参数,包包括背吃吃刀量、主主轴转速速或切削削速度和和进给量量。(1) 背吃刀刀量:在“铣床床夹具零件材料的
17、的允许条条件下,尽尽量选取取较大切切削深度度,以减减少走刀刀次数。如如该零件件,粗铣铣外轮廓廓的深度度一次加加工到位位,厚度度为111mm,留留余量00.30.55mm。零零件尺寸寸要求精精度的地地方,应应留出余余量,不不要一步步到位。(2)主主轴转速速; 主主轴转速速应根据据零件上上被加工工部位的的直径、零零件和刀刀具材料料及机床床的性能能来确定定,主轴轴转速可可按下式式计算:n=10000vv/d (22-1) 式中(22-1) n主轴轴转速,rr/miin; v切削速速度,mm/miin; d零件待待加工表表面的直直径,mmm; (33) 进进给量ff 进进给量指指工件每每转一周周,刀沿
18、沿进给方方向移动动的距离离(mmm/r).粗车车一般取取0.330.88mm/r,精精车一般般取0.10.33mm/r. 2 结构特特点: 外轮轮廓采用用10的的立铣刀刀,粗加加工留00.5mmm的精精铣余量量,零件件的凸台台3277838mmm , 键槽 295522.55mm的的尺寸都都应留出出0.330.55mm的的余量。粗粗加工时时主轴转转速为ss=14400rr/miin、进进给量ff=0.5mmm/r,精加工工主轴转转速为ss=16600rr/miin、进进给速度度F=00.2mmm/rr。2.6 刀刀具选择择刀具的选选择是在在数控编编程的人人机交互互状态下下进行的的。应根根据机床
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