1、1贵阳职业技术学院机电技术系毕业设计说明书毕业设计题目： 数控车床的编程设计 姓 名： 潘 秀 请 专 业： 机 电 一 体 化 班 级： 09 高 机 电 (1) 班 学 号: 200913010026 指导教师： 吴 荣 设计日期 2012 年 4 月 16 日2序论是由系统程序、输入输出设备、通信设备、数控装置、可编程控制器、伺服驱动装置和测量装置等组成。数控装置是数控系统的核心，数控装置有两种类型：一是完全由硬件逻辑电路的专用硬件组成的数控装置即 nc装置；二是由计算机硬件和软件组成的计算机数控装置即 cnc装置。由于计算机技术的不断发展，尤其是微处理器和微型计算机应用于数控装置后，现
2、在 nc装置已逐步被 cnc装置所取代。数控系统的硬件除了一般计算机具有的 cpu、eprom、ram 接口外，还具有数控位置控制器、手动数据输入(mda)接口、视频显示(crt 或 lcd)接口和 plc接口等。所以 cnc装置是一种专用计算机。目前 cnc系统大都采用体积小，成本低，功能强的微处理机。系统主要由微机及其相应的 io 设备、外部设备、机床控制及其 io 通道组成。数控系统的软件分为管理软件和控制软件两种。管理软件用来管理零件程序的输入、输出、刀具位置、系统参数、零件程序显示、机床状态及报警，故障诊断等。控制软件由译码、插补运算、刀具补偿、速度控制、位置控制等软件组成。系统程序
3、存于计算机内存储器。所有的数控功能基本上都依靠该程序来实现。硬件是软件活动的物理基础。而软件则是整个系统的灵魂，整个 cnc装置的活动均依靠系统软件来指挥。2 数控系统的发展趋势从目前世界上数控技术及其装备发展的趋势来看，数控系统正在向电气化、电子化、高速化、精密化等方面高速发展.3目 录第一章 数控加工工艺分析 11.1、零件图 11.2、零件结构分析 11.3、数值计算 11.4、加工精度要求 21.5、零件装夹与定位基准选择 21.6、加工刀具分析与确定 3第二章 数控车削加工 42.1、零件装夹 42.2、对刀 52.3、数控机床坐标系规定和零件原点确定 62.4、数控加工编程技巧 7
4、总 结 17致 谢 18参考文献 19贵阳职业技术学院毕业设计0第一章 数控加工工艺分析1.1、零件图：图 a数控车床加工工艺卡单位：贵阳职业技术学院 编制： 审核： 第1页 共1页零件图号 3-b 机床型号 CK6136零件名称 轴零件数控车床加工工艺卡机床编号 004刀具表 量具表 工具表T01 93外圆正偏刀 1 游标卡尺（0150mm） 1 垫刀片若干T02 3mm宽切槽刀 2 千分尺（1050mm） 2 计数器T03 60螺纹车刀 3 内径表（035mm） 3 对刀角度样板4 螺规（M202） 4 常用机床辅具麻花钻16工艺名称及加工程序号工艺简图 工步序号及内容 选用刀具贵阳职业技
5、术学院毕业设计11.2、零件结构分析该零件为单件生产，主要由有圆柱、圆弧、凹槽以及孔等构成的轴类复合体。整体结构并不算太复杂，加工过程难度并不算太高，但加工精度要求比较高，形位公差都有要求，且公差范围大多在几丝以内，要加工出达标的零件主要的就是把精度做为加工的重点。1.3、数值计算1、夹棒料左边外圆伸出70mm,手动切削右端面见平。外圆正偏刀O00012、粗精加工42mm圆柱距离右端G03 R30mm处外圆正偏刀1、夹零件右端面68mm柱面伸出95mm切削左端面见平保证总长。外圆正偏刀2、粗精加工30mm圆柱至30mm处 外圆正偏刀3、粗精加工圆锥面（30,30）到（40,36）处外圆正偏刀4
6、、粗精加工圆柱面从60mm到92mm处外圆正偏刀6、在20mm处切槽宽为4mm的沟槽 切槽刀4*47、粗精车倒角1.5至右端1.5mm处 外圆正偏刀O00019、粗精车M20*1.5的螺纹 60螺纹刀贵阳职业技术学院毕业设计2生活中，我们对几何信息的认知有多种方法常用的有，数形结合法（解析法） 。如图 4：以端面圆中心点为原点，以此为基础：A、B 两点位于 1.5的倒角两端，故A点坐标 Z值为 0，B 点 Z值为-1.5:；同时 B、C 点同在 30mm 圆柱上故 X值都为30mm，所以 A点 X值为 27mm；由已知数据可得 D点 Z值为-36，同时 D点在 40mm圆柱上所以 D点 X值为
7、 40mm：综上所述各点坐标为 A（27,0） 、B(30，-1.5)、C（30，-30） 、D(40，-36)。但有时面对复杂的图形，解析法会带来繁重的数学计算。AUTO CAD作为一套专业的绘图软件，它强大的信息处理功能为图形中繁杂点的计算带来了可能。我们在操作界面中绘制图形后就可以打开状态栏中的捕捉、对象捕捉按钮，在绘图区捕捉相关的点。同时，在状态栏中就可以看到这些点的坐标。1.4、加工精度要求加工精度就是对加工零件尺寸的偏差范围要求，精度要求越高加工技术难度越大、成本越高。实际应用中虽然精度越高性价比越好，但一般会根据实际条件以及成本折中处理。本零件精度要求参见图 a，零件的径向的精度
8、与横向精度要求都做了明确的要求，如图 a公差，位置公差要达到要求加工精度，首先我们先粗车毛坯，留有一定的加工余量再精车，其次走刀量和进给速度也极为关键。同时，为保证加工精度我们还可以在保证尺寸的前提下先把毛坯加工出一个台阶，再夹持这个台阶来加工基准面，从而降低因毛坯形状因素给精度带来的影响,如图 b所示。1.5、定位基准选择定位基准选择原则（1）基准重合原则（2）基准统一原则贵阳职业技术学院毕业设计3（3）便于装夹原则（4）便于对刀原则根据定位基准选择原则，避免不重合误差，同时便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。参见图 a该零件右端 60 的圆柱，左端为 42mm、60 左边的圆柱比右边的
9、台阶长，装夹时不容易出现滑动等现象，零件从左到右直径逐渐增大且不同台阶的角度较大，如果夹持右边加工左边由于离心力的作用容易出现摆动，从而降低加工精度，作为现加工的基准面精度也比较高，更利于保证整体的精度。综上所述，先以右端毛坏外圆柱加工出零件的左端，再以 35 mm的圆柱为定位基02.-准加工零件的左端。1.6、加工刀具分析与确定参见图 a在该零件的数控车削加工中采用硬质合金 Kr=930外圆车刀，副偏角取为 600，断屑性较好。零件靠近圆柱 60mm 的凹槽部分使用刀口宽度为 4mm的切槽刀，再选一把螺纹刀车刀，就可以满足加工所需。数控刀具卡零件图号 第二组 A 图使用设备 FANUC 0i
10、TB刀具名称数控刀具卡片共 1 页 第 1 页道具编号 换刀方式 自动 程序编号序号 编号（型号） 名称 规格 数量 备注T01 93外圆车刀 20*20 1T02 60螺纹刀 1T03 槽刀 刀宽 4 1由零件加工的上述工艺分析，和学校的实际条件，确定加工使用的设备、辅具与材料如下：1）案例加工选择在 FANUC 0iTB数控系统的车床上进行；2）配备零件毛坯 1件，毛坯材料为 50#钢；毛坯尺寸 66mm152mm；贵阳职业技术学院毕业设计43）刀具配备；螺纹刀（外圆车刀（正刀、主偏角 Kr=930）1 把；切槽车刀（刀刃宽 B=4mm）1 把；第二章 数控车削加工 2.1零件装夹数控装夹
11、的夹具主要由两大要求：一、夹具应该具有足够的刚度的精度；二、夹具要有可靠的定位基准。本设计零件长度相对较短，直径也不太大，可以选用三爪卡盘自动定心装夹，不需要尾座及顶针。零件夹持步骤：一、用卡盘钥匙松开爪牙使之张开到一定位置加工零件既能轻松放进去，余量适当即可；二、用钥匙轻轻锁紧零件至三爪都均匀接触零件时用手握住毛坯轻轻旋转一周，确保卡盘的中心线和零件的圆心线重合。三、用均匀的力慢慢将零件锁紧，也可以用加力杆套在钥匙上一起使用，既省力又可以保证加紧，如果没夹紧当卡盘高速运转时由于离心力的作用将零件甩出伤人，但也要注意不要用力过大，否则容易夹坏以加工好的部位。四、零件装夹无误后，低速启动主轴转速
12、，大约 200转每分钟，观察零件在转的过程中有无摆动及其它不正常运动，如没有即可正式加工，如有异常取下重新装夹。第一次装夹时夹持毛坯 66 右端部位至55mm处，伸出长度为97mm，自动平端面，具体装夹部位如图 1所示。贵阳职业技术学院毕业设计5第二次装夹先松开三爪卡盘，卸下毛坯调头夹持毛坯左端圆柱 60mm至 55mm处，伸出长度为 95mm，加工毛坯右端部分，如图 2所示。2.2、对刀 数控车床可用对刀仪或试切等方式进行对刀。还要确定刀具的刀位点在工件坐标系中的位置。即常说的对刀问题。数控机床上，目前，常用的对刀方法为手动试切对刀。数控车床对刀方法基本相同，首先将工件在三爪卡盘上装夹好之后
13、，用手动方法操作机床，具体步骤如下：1）回参考点的目 我们都知道开启机床之后首先第一件事就是回参考点，回参考点的目的是建立工件坐标系，也就是让机床知道你的工件装在机床的什么坐标位置上，这样，机床才能按照编定的程序进行切削加工！回参考点时要注意机床主轴的运动轨迹和工件之间是否有干涉，也就是不能使主轴和工件有相互碰撞的可能。2）回参考点的操作步骤 检查操作面板上回原点指示灯是否亮，若指示灯亮，则已进入回原点模式；若指示灯不亮，则点击“回原点”按钮，转入回原点模式。再在回原点模式下，先将 X轴回原点，点击操作面板上的“X 轴选择”按钮，使 X轴方向移动指示灯变亮，点击“正方向移动”按钮，此时 X轴将
14、回原点，X 轴回原点灯变亮，同样，再点击“Z 轴选择”按钮，使指示灯变亮，点击，Z 轴将回原点，Z轴回原点灯变亮，这样就完成回零的操作了。贵阳职业技术学院毕业设计63）试切对刀 先用已选好的刀具将工件外圆表面车一刀，如图 3所示。保持 X向尺寸不变，Z 向退刀，然后，停止主轴，测量工件外圆直径 D,根据不同的数控系统输入刀具的 X向刀具长度补偿。再将工件端面车一刀，z 向尺寸不变，X 向退刀 ，根据不同的数控系统输入刀具的 z向刀具长度补偿。4）建立工件坐标系 程序运行时刀具添加相应对刀时的补偿值,刀具即处于编程的坐标系,工件坐标系即建立。2.3、数控机床坐标系规定和零件原点确定数控坐标系是以刀具相对静止工件运动为原则。数控机床坐标系采用的是右手笛卡尔直角坐标系，其基本坐标轴为 X、Y、Z 直角坐标，如下图所示，规定了 X、Y、Z 三个直角坐标轴的方向，这个坐标系的各个坐标轴与机床的主要导轨相平行。根据右手螺旋法则，我们可以确定出 A、B、C 三个旋转坐标的方向。z轴坐标的确定：(1)与主轴轴线平行的标准坐标轴即为 Z坐标.(2)若无主轴则 Z坐标垂直于工件装夹面。(3)若有几个主轴，可选一个垂直于装夹面的轴作为主轴并确定为 Z坐标。Z轴的正方向-增加刀具和工件之间距离的方向。X轴坐标的确定：(1)没有回转刀具或工件的机床上，X 轴平行于主要切削方向且以该方向为正方向。
