1、河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 0河 南 工 业 职 业 技 术 学 院Henan Polytechnic Institute毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目 穿甲弹模型的数控加工班 级 数控 姓 名 指导教师 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 1摘 要此次穿甲弹的数控加工是在数控车床（FANUC 系统）和数控铣床（FAUNC 系统）两者结合完成加工的，其全部部件图纸由 CAD 制图。炮弹的尾部制造加工是由数控车床和数控铣床结合完成，除炮弹尾部之外的部件是有数控车床加工完成。其编程的工作量也是很大的，用数控车床加工的部件的加工程序是手动编制的；
2、炮弹尾部的制造，是先进入 SolidWorks 造型，造完型后传到 CAM 上，然后进行设置加工参数，自动编程。其制造工艺安排是很重要的，此次的 6 个零部件装夹次数都比较多，工艺要安排的合理、简洁。若安排不当会给以后的装夹和制造都带来很大的不便，甚至在保证精度要求下无法够加工。在加工的过程中，所有零部件都必须至少有 2 次装夹（尽量减少装夹次数，来提高精度） 。有多次装夹，定位是很难的，但也很关键。如果定位不好，加工出的零部件就达不到图纸所要求的精度，在一次装夹之后再装夹就必须找正（用百分表打表） 。在装加时，如果是已加工的表面，就必须考虑装夹时是否表面是否有伤痕，一般用铜皮做垫，加在工件和
3、卡盘爪之间。要加工出合格的该炮弹零件，必须全方面的考虑加工的工艺、加工的程序、装夹的安排。同时，所用数控机床的精度至少要能达到所加工零件的精度要求。关键词： 手动编程 自动编程 装夹 加工工艺 CAD SolidWorks CAM 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 2目 录摘 要 .(1)1 数控加工概述 .(4)1.1 数控加工工艺的主要内容 .(4)1.2 数控加工的特点 .(5)1.3 数控加工的适应性 .(6)2 数控加工工艺系统2.1 数控机床加工工件的基本过程 .(8)2.2 数控加工工艺系统的基本组成 .(8)2.3 数控机床的主要类型 .(10)2.4 数
4、控刀具的种类 .(11)2.5 数控机床夹具的类型和特点 .(13)3 数控加工工艺设计与分析3.1 技术要求 .(14)3.2 毛坯的选择 .(15)3.3 数控加工的定位基准选择 .(17)3.4 数控机床的选择 .(18)3.5 刀具的选择 .(19)3.6 切削液的选择 .(20)3.7 数控加工零件工艺性分析 .(21)3.8 加工方法的确定 .(24)3.9 零件的安装与夹具的选择 .(25)河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 33.10 工序工步的划分 .(27)3.11 切削用量的确定 .(28)3.12 工序尺寸和编程尺寸 .(29)3.13 对刀点与换刀
5、点的确定 .(30)3.14 加工路线的确定 .(31)3.15 进给路线的控制 .(32)4 数控加工程序的编制4.1 数控加工程序的格式 .(34)4.2 数控加工程序单 .(35)5 炮弹零部件的三维图形 .(38)致 谢 .(41)参考文献 .(42)河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 41.数控加工概述数控（Numerical Control,NC）技术是指用数字化的信息对某一对现象进行控制的技术，控制对象可以是位移、角度、速度等机械量，也可以是温度、压力、时间流量等物理量，这些量的大小不仅是可以测量的，而且可以经 A/D 或 D/A 转换，用数字信号来表示。数控
6、技术是近代发展起来的一种自动控制技术，是机械加工现代化的重要基础与关键技术。应用数控加工可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工，易与在工厂或车间实行计算机管理，还是车间设备总数减少，节省人力，改善劳动条件，有利于加快产品的开发和更新换代，提高企业对市场的适应能力和综合经济效益。数控加工技术的应用，使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程联为一体，使零件的计算机辅助设计（CAD） 、计算机辅助工艺规划（CAPP）和计算机辅助制造（CAM）的一体化成为现实，使机械加工的柔性自动化水平不断提高。社会生产力的不断提高和科学技术的飞速发展，机械制
7、造技术有了深刻的变化。由于社会对产品多样化的需求更加强烈多品种，中小批量生产比重明显增强，采用机械传动的普通加工设备已难于适应高效率、高质量、多样化的加工要求机床数控技术的应用。一方面，促使机械加工的大量前期准备工件与机械加工过程连为一体；另一方面，促使机械加工的全过程与柔性自动化水平不断提高，即提高了制造系统适应各种生产条件变化的能力。随着制造设备的数控化率不断提高，数控加工技术在我国得到日益广泛的使用，在模具行业，掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）系统的质量。1. 1 数控加工工艺主要
8、内容所谓数控加工工艺，就是用数控机床加工零件的一种方法。数控加工与普通机床加工在方法和内容上很相似，但加工过程的控制方式却大相径庭。以机械加工中河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 5小批量零件为例，在通用机床上加工，就某工序而言，其工步的安排、机床运动的先后次序、进给路线及相关切削参数的选择等，虽然也有工艺文件说明，但操作上往往是由操作者自行考虑和确定的，而且是用手工方式进行控制的。在数控机床上加工时，将记录在控制介质上、描述加工过程所需要的全部工艺信息，即原先在通用机床上加工时需要操作者考虑和决定的内容及动作的数码信息输入数控机床的数控装置，对输入信息进行运算和控制，并不
9、断向伺服机构-使机床实现加工运动的机电功能转换部件发送脉冲信号，伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床按所编辑程序进行运动，便可加工出我们所需要的零件。可见，实现数控加工，编程是关键。但必须有编程前的数控工艺做必要的准备工作和编程后的善后处理工作。严格说来，数控编程也属于数控工艺的范畴。因此，数控 工艺主要包括以下几方面的内容：1）选择并确定需要进行数控加工的零件及内容。2）进行数控加工工艺设计。3）对零件图形进行必要的数学处理。4）编写加工程序（自动编程时为源程序，由计算机自动生成目标程序-加工程序）5）按程序单进行制作控制介质。6）对程序进行校验与修改。7）首件试加工
10、与现场问题处理。8）数控加工工艺技术文件的编写与归档。1.2 数控加工的特点数控加工与通用机床加工相比，在许多方面遵循一致的原则，在使用方法上也有很多相似之处。但由于数控机床本身自动化程度较高，设备费用较高，设备功能较强，使数控加工相应形成了如下几个特点：1.数控加工的工艺内容十分明确而具体进行数控加工时，数控机床是接受数控系统的指令，完成各种运动实现加工的。因此，在编制加工程序之前，需河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 6要对影响加工过程的各种工艺因素，如切削用量、进给路线、刀具的几何形状，甚至工步的划分与安排等一一作出定量的描述，对没一个问题都要给出确切的答案和选择。而
11、不能像用普通机床加工时，在大多数情况下，对许多具体的工艺问题，由操作工依据自己的实践经验来自行考虑和决定。2.数控加工的工艺工作相当准确而严密在数控工艺的设计中必须要注意加工过程中的每一个细节，做到万无一失。尤其是对图形进行数学处理、计算和编程时，一定要准确无误。因此，要求编程人员除必须具备扎实的工艺基础知识和较丰富的实际工作经验外，还必须具有耐心和严谨的工作作风。3.数控的工序相对集中一般来说，在普通的机床上加工是根据机床的种类进行的单工序的加工。这种“多序合一”现象也属于“工序集中”的范畴，极端情况下，在一台加工中心可以完成工件的全部加工内容。由于数控加工的特点和数控机床本身的性能与功能，
12、使数控加工体现如下优点：1. 柔性加工程度高2. 自动化程度高3. 加工精度高4. 加工质量稳定可靠5. 生产效率高6. 良好的经济效益7. 有利于生产管理的现代化1.3 数控加工的适应性数控机床是一种高度自动化的机床，有一般机床所不具备的许多优点，所以数控机床加工技术的应用范围在不断扩大，但数控机床这种高度机电一体化产品，技术含量高，成本高，使用与维修都有较高的要求。根据数控加工的优缺点和国内外大量应用实践，一般可按适应程度将零件分为下列三类：1.最适应数控加工的零件类河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 71）形状复杂，加工精度要求高，用普通的机床很难加工或虽然能加工但很
13、难保证加工质量的零件。2）用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件。3）具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒形零件。4）必须在一次装夹中合并完成铣、镗、铰或攻螺纹等多工序的零件。2.较适应数控加工零件类1）在通用机床上加工必须制造复杂的专用工装的零件。2）需要多次更改设计后才能定型的零件。3）在通用机床上加工需要做长时间调整的零件。4）用通用机床加工时，生产效率很低或体力劳动强度很大的零件。3.不适应数控加工零件类1）生产批量大的零件 2）装夹困难或完全靠找定位来保证加工精度的零件。3）加工余量很不稳定的零件，且在数控机床上无在线检测系统用于自动调整零件坐标位置。4）必须用特
14、定的工艺装备协调加工的零件。总上所述，建议：对于多品种小批量零件；结构复杂，精度要求较高的零件；需要频繁改型的零件；价格昂贵，不允许报废的关键零件和需要最小生产周期的急需零件采用数控加工。图 11 表示普通、专用、数控机床的零件加工批量与综合费用的关系。图 12 表示零件复杂程度及批量大小与机床的选用关系。河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 8零 件 复 杂 程 度件专 用 机 床 数 控 机 床数 控 机 床专 用 机 床件1-1 1-22.数控加工工艺系统2.1 数控机床加工工件的基本过程从下面的图中可以看出数控机床加工工件的基本过程，即从零件图到加工好零件的整个过程。
15、零件图 工艺处理 加工程序 控制介质数控装置机床本体加工好的零件2.2 数控加工工艺系统基本组成机械加工中，由机床、夹具、刀具和工件等组成的统一整体，成为工艺系统。数控加工工艺系统是由数控机床、夹具、刀具和工件等组成的，如下图所示。（1） 数控机床采用数控技术或装备了数控系统的机床，称为数控机床。它是一种技术密集度和自动化程度都比较高的机电一体化加工装备。数控机床是实现数控加工的主体。（2） 夹具河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 毕 业 论 文 9在机械制造中，用以装夹工件（和引导刀具）的装置系统称为夹具。在机械制造工厂，夹具的使用十分广泛，从毛坯制造到产品装配以及检测的各个生产环节，都有许多不同种类的夹具。夹具是实现数控加工的纽带。（3） 刀具金属切削刀具是现代机械加工中的重要工具。无论是普通机床还是数控机床都必须依靠刀具才能完成切削工作。刀具是实现数控加工的桥梁。（4） 工件工件是数控加工的对象。加工图样加工方案装夹方法 刀具选择标准夹具 特殊夹具 标准刀具 特殊刀具数据表刀具对刀设计加工程序编制程序表数控介质试运行、试切削数控机床 加工零件工件毛坯
