1、 铣床加工零件与编程专业方向 数 控 技 术 摘要数控技术和数控机床在当今机械制造业中的重要地位，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志，数控加工技术的整个过程也是目前许多制造人员的要掌握较为重要的知识。数控技术是用数字信心对机械运动和工作过程控制的技术。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，更使制造业成为工业化的象征。数控机床是集高、精、尖技术于一体，集机、电、光、液于一身的高技术产物。具有加工精度高、加工质量稳定可靠、生产效率高、适应性强、灵活性好等众多优点，在各个行业受到广泛欢迎，在使用方面
2、，也是越来越受到重视。但由于它是集强、弱电于一体，数字技术控制机械制造的一体化设备，一旦系统的某些部分出现故障，就势必使机床停机，影响生产，所以如何正确维护设备和出现故障时能及时抢修就是保障生产正常进行的关键。本论文通过数控工艺分析、数控手动编程基础介绍、CAD/CAM 软件自动编程、软件后处理文件制作、数控软件仿真、数控机床加工等一般步骤与方法。运用机械制造的相关知识进行严格的工艺分析与加工方式的制定，经过成本核算，该方案具有可行性。有效的利用 CAD/CAM 软件通过最合适的造型方式设计出零件模型，根据我们之前的工艺分析使用软件做出最佳的加工方式，采用铣削手工编程基础于 FANUD oim
3、 数控系统进行了程序后处理文件的编写，并在数控仿真软件和数控机床上进行了具体验证，最终加工出符合图纸要求的零件实体。经具体检验符合图纸标准。关键词：工艺分析、CAD/CAM 编程、后处理文件、软件仿真、机床加工AbstractNumerical control technology and CNC machine tool in the mechanical manufacturing industry in the important position, shows its in the national basic industry in the modern strategic role
4、, and has become a traditional mechanical manufacturing industry promotion transformation and the realization of automation, flexibility, integration production of an important means and sign, nc machining technology of the whole process is at present a lot of manufacturing staff to grasp more impor
5、tant knowledge. At present, the advanced manufacturing technology has been widely applied to industrial and civil each many fields, such as automobile, shipbuilding, petrochemical industry, etc.CNC machine tools as electromechanical integration of typical products, machinery manufacturing plays an e
6、normous role, good solution of modern machinery manufacturing complex, precision, small batch and changeable parts processing problems, and can stable product processing quality, greatly improve production efficiency. But, the development of numerical control technology is the biggest obstacle to ac
7、quire equipment initial investment big, this makes a lot of small and medium-sized enterprise hard to bear. If out a lot of ordinary machine tool, and to buy expensive numerical control machine tool, it will be bound to cause enormous waste. Therefore, the common machine tool numerical control trans
8、formation have bright prospects.At present because our country nc machine tool industry development is relatively slow and has restricted the development of the equipment manufacturing industry, directly affect the safety of the defense industry. In the tenth-five period, China machine tool industry
9、 rapid development for several years. In the global advocate green manufacturing of the environment, machine tool numerical control transformation became the hot spot. Including ordinary machine of numerical control transformation and CNC machine tool upgrading.So for the domestic general machine to
10、ols are necessary, which can prolong the service life of the machine, reducing labor, improve work efficiency. For enterprises to increase more profit space.Keywords: ordinary machine, numerical control, the transformation第一章 绪论1.1 数控机床的概念数控机床是装备了数控系统的机床，既包括 NC 机床，也包括 CNC 机床。数字控制机床（Numerical Control
11、led Machine Tool ）,简称 NC 机床。数控系统是一种控制系统，它能控制机床的运动和加工过程。计算机数控机床（Computer-ized Numerical controlled Machine Tool）,简称 CNC 机床，是利用具有专门存储程序的计算机来实现对机床的全部或部分控制功能。工作原理是：将数控加工程序输入到数控装置，再由数控装置控制主运动的变速、起停、进给运动的方向、速度和位移大小，以及诸如刀具的选择、交换、工件夹紧、松开和冷却起、停等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格按照数控程序的要求进行工作。1.2 数控机床的产生及发展史1.2.1 数控机床的产生随着科学
12、技术的发展，机械产品的结构越来越合理，其性能、精度和效率日趋提高，因此对加工机械产品零件的生产设备机床也得到了相应的提高性能、高精度与高自动化的要求。数字控制机床就是为了解决单件、小批量，特别是复杂型零件加工的自动化，并保证质量要求而产生。1.2.2 数控机床的发展简史1946 年诞生了世界上第一台电子计算机。6 年后，即在 1952 年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台数控机床。从此，在传统机床领域产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历了两个阶段和六代的发展。第一阶段:数控（NC）阶段（19521970）年。早期采取数字逻辑电路组成一台机床，专用计算机作为数控系统，被称之为
13、硬件连接数控，简称数控（NC） 。随着元器件的发展，这个阶段经历了三代，即 1952 的第一代-电子管时代；1959 年的第二代-晶体管时代；1965 年的第三代-小规模集成电路时代。第二阶段：计算机数控（CNC）阶段（1970现在） 。1970 年，通用小型计算机作为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（CNC）阶段。到了 1971 年，美国 INTEL 公司第一次将计算机的两个最核心的部件-运算器和控制器，采用大规模的集成电路技术集成在一块芯片上，称之为微处理器。又可以称为中央处理器（简称 CPU） 。到了 1974 年，微处理器被应用于数控系统。到了 1990 年，PC 的性能已发展
14、到了较高的水平，从 8 位、16 位、发展到了 32 位，可以满足作为数控系统的核心部件要求。数控系统从此进入了 PC 的阶段。总之，计算机数控系统的发展也经历了三代。即 1970 年的第四代-小型计算机；1974 年的第五代-微处理器和 1990 年的第六代-基于 PC(国外称为 PC-BASED)。必须指出，数控系统发展到了第五代以后，才从根本上解决了可靠性低、价格昂贵、应用很不方便等关键的问题。因此，数控技术经过了近 30 年的发展才走向普及应用。1.3 数控机床的特点数控机床在机械制造业中得到日益广泛的应用，是因为它具有以下的特点：1.3.1 能适应不同零件的自动加工数控机床是按照被加
15、工零件的数控程序来进行加工的，当改变加工零件时，只要改变数控程序，不必用凸轮、靠模、样板或钻镗模等专用工艺装备。因此，生产准备周期短，有利于机械产品的更新换代。1.3.2 工序集中数控机床在结构和功能设计时，就充分考虑了工序集中，使机床在粗加工时有足够刚度和强度，在精加工时又有可靠的精度。因此，一次装夹可以实现粗加工到精加工的不同工序，减少了机床、夹具的数量，也减少了因重新装夹造成的误差，同时能够缩短等待和装夹等辅助时间。1.3.3 生产效率和加工精度高、加工质量稳定在数控机床上，可以采用较大的切削用量，有效的节省了机动加工时。自动换速、自动换刀和其他辅助的装置作为自动化等功能，是辅助时间大大
16、缩短，而且无需工序间的检验与测量。所以比普通机床的生产效率提高3-4 倍。甚至更高。同时，由于数控机床的精度高，可以利用软件进行精度的校正和补偿，又因为它是数控程序自动进行加工，可以避免人为的误差。因此，不但加工精度高，而且质量稳定。1.3.4 能完成复杂型面的加工数控机床几乎可以实现任何轨迹的运动任何形状的空间曲面的加工，如加工一些普通机床难以加工的螺旋桨，汽轮机、涡轮等空间曲面，采用数控机床就会很容易加工。1.3.5 减轻工人的劳动强度由于数控机床实现自动化或半自动化加工，许多辅助动作均由机床完成因此工人的劳动量减少。1.4 数控机床的分类1.4.1 按系统的特点分类1.点位控制数控机床
17、这类数控机床的数控装置只要要求精确控制一个坐标点到另一个坐标点的定位精度，从而不限制从一点到另一点的运动轨迹，且在移动过程中不进行任何加工。为了精确定位和提高生产效率，首先系统高速运行，然而进行 1-3 级减速，使之慢速趋近近点定位，减小定位误差。这类数控机床主要有数控钻床、数控坐标镗床、数控冲床和数控测量机床等。2.直线控制数控机床 这类机床不仅要求具有准确的定位功能，而且要求从一定到另一点之间按直线运动进行切削加工。3.轮廓控制的数控机床 这类数控机床的数控装置的数控装置同时控制两个或两个以上的坐标轴，具有插补功能。按照联动轴数分，可分为 2 轴联动、2.5轴联动、3 轴联动、4 轴联动、
18、5 轴联动等数控机床。1.4.2 按伺服系统的类型分类1.开环控制系统数控机床 这类机床没有检测反馈装置，数控装置发出的指令流程是单向的，其精度主要取决于伺服系统的性能。2.闭环控制数控机床 这类机床数控机床的数控装置中插补器发出的指令信号与工作台端测得的实际位置反馈信号进行比较，根据其差值不断控制坐标轴运动，进行误差修正，直到误差消除为止。3.半闭环控制数控机床 大多数数控机床采用半闭环控制系统，它的检测元件装在电动机上或丝杠的轴端。这种系统可以获得稳定的的控制特性和较好的的调节性能。1.4.3 按照功能水平分类1. 经济型数控机床 这种数控机床主要是采用开环控制数控系统采用步进电机驱动。从
19、而价格比较便宜但是机床的精度相对于其他类型机床要差一点。因为机床在价格上有优势从而在制造业广泛采用。2普通型数控机床 这种数控机床主要采用半闭环控制数控系统采用脉冲编码器进行角位移动的反馈，提高数控系统控制的精度。精度相对于经济型机床要高。在工厂也应用的比较多。3. 高档数控机床 这种数控机床主要采用闭环数控系统它不仅有角位移反馈还有速度反馈和位移反馈。这种数控系统控制精度很高。而且功能很强大可以控制多轴联动加工一些高复杂的空间曲面零件。所以高档机床的价格昂贵。一般加工一些难以加工的零件时采用。而且高档机床实现全自动化的加工。第二章 数控铣削加工2.1.零件图2.2 图样工艺分析对于 2.1.
20、1 图所示的图形简易的工艺分析：1.用直径 8 的立铣刀铣削外轮廓再铣削起台阶刀补 6.5 可以为精加工留有 6.3的余量，其余剩下多余的工件余量可以通过增加刀补的方法进行去除，具体的步骤到时候可以更具，余量的多少进行调整。2.关于圆加工也是同样的方法，留有精加工的余量，6.3，其余的余量使用CAD 进行描点来去除的，不需要改变半径补偿，圆半径补偿有可能会报警。2.3 刀具清单序号 名称 规格 精度 单位 数量1 寻边器 直径 10 0.002 个 12 Z 轴设定器 50 0.01 个 13 平口虎钳 HQ160 台 14 游标卡尺 1-150 0.02 把 15 平口垫铁 按需要 副 若干6 平口虎钳扳手 按需要 把 17 塑胶榔头 按需要 把 18 立铣刀 直径 10 把 19 钻头 直径 6 把 12. 4 工艺卡片编产品名称或代号 零件名称 零件图号单位名称 XXXXXX 典型轴 XXX工序号 程序编号 夹具名称 使用设备 车间001 XXX 机用台虎钳 XK62 数控中心工步号 工步内容 刀具号刀具规格主轴转速r/mm进给速度mm/min背吃刀量mm备注1 铣平面 T01 160160500200 8 自动2 铣凸台 T02 8950 200 4 自动3 铣型腔 T02 1001001000300 4 自动4 钻孔 T03 25251200180 8 自动
