数控技术的应用毕业论文.doc

题 目 数控技术的应用 专 业 数控加工与维护工程 班 级 学 生 指导教师 西安工业大学函授部 二 0 0 九 年 1 摘 要 数控技术是当今世界制造业中的先进技术之一，它涉及到计算机辅助设计和制造技术，计算 机模拟及仿真加工技术，机床仿真及后置处理，机械加工工艺，装夹定位技术与夹具设计与制造 技术，金属切削理论，以及毛坯制造技术等多方面的关键技术。数控技术及数控机床在当今机械 制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用。数控技术是 发展数控机床和先进制造技术的最关键技术，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，应用数控技术是提高制造业的产品质量和劳动生产 率必不可少的重要手段。数控机床作为数控技术实施的重要装备，成为提高加工产品质量，提高 加工效率的有效保证和关键。 数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式 带来了革命性的变化。制造业快速发展和产业结构调整，使我国从传统的机械制造转变为现代的 数控制造，数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结 合发展的结果。现代的 CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控 技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。 本次论文内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并通过一 定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。 关键词： 数控技术 机械制造 加工工艺 编程 1 目 录 第一章 数控技术概论 1.1 数控技术 ····················································································································· 2 1.2 数控加工特点及应用范围 ························································································· 3 1.3 数控机床的工作原理和结构 ····················································································· 3 1.4 机床的分类 ················································································································· 4 1.5 机床加工原理 ············································································································· 6 1.6 数控加工技术主要应用对象 ····················································································· 6 第二章 数控加工工艺概述 2.1 数控加工工艺的基本特点 ························································································· 7 2.2 数控加工工艺的主要内容 ························································································· 7 第三章 数控编程 3.1 数控编程的基本概念 ····························································································· 10 3.2 数控车床常用基本编程指令 ····················································································· 10 第四章 典型零件加工实例 4.1 加工工艺分析 ············································································································· 15 4.2 制定加工工艺卡 ········································································································· 16 4.3 编写加工程序 ············································································································· 17 结束语 致谢 参考文献 2 第一章 数控技术概论 装备工业的技术水平和现代化程度决定着整个国民经济的水平和现代化程度，数控技术及装 备是发展新兴高新技术产业和尖端工业（如信息技术及其产业、生物技术及其产业、航空、航天 等国防工业产业）的使能技术和最基本的装备。马克思曾经说过“各种经济时代的区别，不在于 生产什么，而在于怎样生产，用什么劳动资料生产”。制造技术和装备就是人类生产活动的最基 本的生产资料，而数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广 泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力。此外世 界上各工业发达国家还将数控技术及数控装备列为国家的战略物资，不仅采取重大措施来发展自 己的数控技术及其产业，而且在“高精尖”数控关键技术和装备方面对我国实行封锁和限制政策。 总之，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综 合国力和国家地位的重要途径。 1.1 数控技 数控技术，简称数控（Numerical Control）。它是利用数字化的信息对机床运动及加工过程进 行控制的一种方法。用数控技术实施加工控制的机床，或者说装备了数控系统的机床称为数控(NC) 机床。数控系统包括：数控装置、可编程控制器、主轴驱动器及进给装置等部分.数控机床是机、 电、液、气、光高度一体化的产品。要实现对机床的控制，需要用几何信息描述刀具和工件间的 相对运动以及用工艺信息来描述机床加工必须具备的一些工艺参数。 数控技术是用数字信息对机械运动和工作过程进行控制的技术，数控装备是以数控技术为代 表的新技术对传统制造产业和新兴制造业的渗透形成的机电一体化产品，即所谓的数字化装备， 其技术范围覆盖很多领域：(1)机械制造技术；(2)信息处理、加工、传输技术；(3)自动控制技 术；(4)伺服驱动技术；(5)传感器技术；(6)软件技术等。 所谓数控加工，主要是指用记录在媒体上的数字信息对机床实施控制，使它自动地执行规定 的加工任务。数控加工可以保证产品达到较高的加工精度和稳定的加工质量；操作过程容易实现 自动化，生产率高；可以严格控制零件的形状和尺寸精度。当零件形状越复杂，加工精度要求越 高，设计更改越频繁，生产批量越小的情况下，数控加工的优越性就越容易得到发挥。数控加工 系统在现代机械产品中占有举足轻重的地位，得到了广泛的应用。 数控系统是指利用数控技术实现自动控制的系统，而数控机床则是采用数控系统纹等加工 方法进行自动控制的机床。其操作命令以数字或数字代码即指令形式来描述，其工作过程按照指 令的控制程序自动进行。 数控车床与普通车床一样，也是用来加工轴类和回转体零件的。由于数控车床是自动内外 圆柱面、园弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，所以数控车床特别适合加工形状复杂、精度要 求高的轴类或盘类零件。数控铣削除了能铣削普通铣床所能铣削的各种零件表面外，还能铣削普 通铣床不能铣削的2-5 坐标联动的各种平面轮廓和立体轮廓。具体的说，可以进行铣削、镗削.、 3 钻削，以及攻螺纹等。 1.2 数控机床的特点及应用范围 1.2.1 数控机床的加工特点 1）加工精度高 目前数控机床的脉冲当量普遍达到了0．001 mm，而且进给传动链的反向间隙与丝杠螺距误 差等均可由数控装置进行补偿。数控机床的加工精度由过去的± 0．01 mm 提高到± 0．005 mrn。定位精度 90 年代初中期已达到±0.002mm～±0．005 mm。 2）对加工对象的适应性强 在数控机床上改变加工零件时，只需重新编制（更换）程序，输入新的程序后就能实现对新 零件的加工。 3）自动化程度高，劳动强度低 4）生产效率高 5）良好的经济效益 6）有利于现代化管理 1.2.2 数控机床的应用范围 数控机床最适合加工具有以下特点的零件： （1）多品种小批量生产的零件； （2）形状结构比较复杂的零件； （3）精度要求高的零件； （4）需要频繁改型的零件； （5）价格昂贵，不允许报废的关键零件； （6）需要生产周期短的急需零件； （7）批量较大，精度要求高的零件。 1.3 机床工作原理和结构 1.3.1 数控机床的工作原理 按照零件加工的技术要求和工艺要求，编写零件的加工程序，然后将加工程序输入到数控装 置，通过数控装置控制机床的主轴运动、进给运动、更换刀具，以及工件的夹紧与松开，冷却、 润滑泵的开与关，使刀具、工件和其它辅助装置严格按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行 工作，从而加工出符合图纸要求的零件。 1.3.2 数控机床结构 数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体四个部分组成，如图所示。 4 数控机床的加工过程 1）控制介质 控制介质以指令的形式记载各种加工信息，如零件加工的工艺过程、工艺 参数和刀具运动等，将这些信息输入到数控装置，控制数控机床对零件切削加工。 2）数控装置 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的加工信息，经过数控装置 的系统软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理，向伺服系统发出相应的脉冲，并通过伺服系 统控制机床运动部件按加工程序指令运动。 3）伺服系统 伺服系统由伺服电机和伺服驱动装置组成，通常所说数控系统是指数控装置 与伺服系统的集成，因此说伺服系统是数控系统的执行系统。数控装置发出的速度和位移指令控 制执行部件按进给速度和进给方向位移。每个进给运动的执行部件都配备一套伺服系统，有的伺 服系统还有位置测量装置，直接或间接测量执行部件的实际位移量，并反馈给数控装置，对加工 的误差进行补偿。 4）机床本体 数控机床的本体与普通机床基本类似，不同之处是数控机床结构简单、刚性 好，传动系统采用滚珠丝杠代替普通机床的丝杠和齿条传动，主轴变速系统简化了齿轮箱，普遍 采用变频调速和伺服控制。 1.4 机床的分类 数控设备的种类很多，各行业都有自己的数控设备和分类方法。在机床行业，数控机床通 常从以下不同角度进行分类。