毕业论文数控加工技术入门

毕业论文题目：数控加工技术入门 目 录一、引言. . . . . . . . . . . . . . . . . . 3（一）概况 . . . . . . . . . . . . . . . . 3 （二）重要性. . . . . . . . . . . . . . . 3（三）特点. . . . . . . . . . . . . . . . 3二、正文. . . . . . . . . . . . . . . . . 4（一）金属切削过程. . . . . . . . . . . . . . 4（二）切削运动. . . . . . . . . . . . . . . 5（三）切削中形成的工件表面. . . . . . . . . . . 5(四)、切削要素（三要素）. . . . . . . . . . . 6（五）、切削层参数. . . . . . . . . . . . . . 8（六）、刀具. . . . . . . . . . . . . . . . 11三、总结. . . . . . . . . . . . . . . . . 14四、致谢. . . . . . . . . . . . . . . . . 14五、参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . 15一、 引 言（一）概况：从20世纪中叶数控技术出现以来，数控机床给机械制造业带来了革命性的变化。数控加工具有如下特点：加工柔性好，加工精度高，生产率高，减轻操作者劳动强度、改善劳动条件，有利于生产管理的现代化以及经济效益的提高。数控机床是一种高度机电一体化的产品，适用于加工多品种小批量零件、结构较复杂、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、要求精密复制的零件、需要缩短生产周期的急需零件以及要求100%检验的零件。数控机床的特点及其应用范围使其成为国民经济和国防建设发展的重要装备。所以其重要作用正越来越被人们所认识。（二）重要性： 1、数控加工技术是国民经济各部门发展的重要技术支撑。 2、数控加工技术是高新技术产业化的重要技术支撑。 3、数控加工技术是加强和实现国防现代化的重要技术支撑。 4、数控加工技术是增强企业市场竞争力的重要技术支撑。 5、数控加工技术是满足人民日益增长需要的重要技术支撑。（三）特点1、自动化程度高；   2.高效率: 是普通机床效率的25倍；  3.高柔性：适应70%以上多品种小批量零件自动加工；  4.高可靠性：无故障时间迅速增加；  5.生产准备周期短；  6.具有加工复杂形状零件的能力；  7.易于建立计算机通信网络。二、 正 文一、 数控加工的基本知识下面就介绍一下数控加工技术的基本入门知识。（一）、金属切削过程：金属切削过程是利用金属切削工具去除零件表面的多余金属或是预留金属，使其形成具有一定形状、一定精度和一定表面质量的加工过程。切削过程必须具备以下三个条件：1、刀具材料的硬度必须大于被切削工件材料的硬度；2、刀具必须具有一定的几何形状，即刀刃要锐利，刀头强度要大；3、在切削过程中，刀具与工件必须产生相对运动。（二）、切削运动各种切削运动都是由一些简单的运动单元组合而成的。直线运动和回转运动 切削加工的两个基本运动单元。切削过程中的运动可以分为主运动、进给运动及合成切削运动。1、主运动主运动是刀具将切屑切下来所需的最基本的运动，是速度最高、消耗功率最大的运动，如车削中工件的旋转运动。2、 给运动进给运动是使新的金属层不断投入切削，以便切完工件表面上全部余量的运动。3、 成切削运动合成切削运动时由主运动和进给运动合成的运动。（三）切削中形成的工件表面在主运动和进给运动的作用下，工件表面上的一层金属不断地被刀具切下来转化为切屑，因而加工出所需的工件新的表面。在新的表面的形成过程中，被加工工件上有三个依次变化着的表面：待加工表面、已加工表面和过度表面如图1.待加工表面 加工时工件上等待切除的表面。2.过渡表面 工件上由切削刃正在形成的那部分表面。3.已加工表面 工件上经刀具切除多余金属后形成的工件新表面。 (四)、切削要素（三要素）1.在一般的切削加工中，切削用量包括切削速度、进给量和背吃刀量三个要素。(1)切削速度（vc）切削速度指切削加工时，刀刃上选定点在工件的主运动方向上相对于工件的瞬时速度。大多数切削加工的主运动采用回转运动，车削时其切削速度为：vc=dwn/1000(m/s或m/min)                     (5.1)式中  d工件或刀具上某一点的回转直径(mm)n工件或刀具的转速(r/s或r/min) 由于切削刃上各点相对于工件的旋转半径不同，因而刀刃上各点的切削速度也不同，在计算时应取最大的切削速度。外圆车削时计算待加工表面上的速度，内孔车削时计算已加工表面上的速度，钻削时计算钻头外径处的速度。(2)进给量（f） 进给量是工件或刀具每回转一周时两者沿进给运动方向的相对位移，单位是mm/r。进给速度(vf)是单位时间内的进给量，单位是mm/s(mm/min)。进给量的大小反映了进给速度的大小。车削时进给速度vf为：                       vf=n·f(mm/min)                    (5.2)(3)背吃刀量（ap）背吃刀量ap为工件上已加工表面和待加工表面间的垂直距离，单位为mm.外圆柱表面车削的背吃刀量为：                     ap=（dw-dm)/2(mm)                     (5.3)钻孔加工的背吃刀量为：                     ap=dm/2(mm)                           (5.4)式中dm已加工表面直径(mm);      dw待加工表面直径(mm)。（五）、切削层参数切削层是指工件上正被切削刃切削的一层材料，即两个相邻加工表面之间的那层材料。仍以外圆车削为例，切削层就是工件每转一周，切削刃所切下的一层材料。切削层参数一般在垂直于切削速度的平面内观察和度量，它们包括切削厚度、切削宽度和切削面积。(1)切削厚度垂直于加工表面度量的切削层尺寸，称为切削厚度，以hD表示。它是刀具或工件每移动一个进给量f，刀具主切削刃相邻两个位置间的垂直距离。在外圆纵车时： hD=f·sinkr                       (5.5)式中kr车刀主切削刃与工件轴线之间的夹角。(2)切削宽度沿加工表面度量的切削层尺寸，称为切削宽度，以bD表示。它是刀具主切削刃与工件实际接触的长度。在外圆纵车时：bD=ap/sinkr                     (5.6) (3)切削面积工件被切下的金属层在垂直于主运动方向上的截面面积，称为切削面积，以AD表示。对于车削来说，它是背吃刀量和进给量的乘积或是切削宽度和切削厚度的乘积：   AD=ap·f=bD·hD               （六）、刀具在切削过程中，刀具直接完成切除余量和完成已加工表面的任务。刀具切削性能的优劣，取决于构成切削部分的材料、几何形状和刀具结构。通常情况下，刀具材料的重要性居于首位，它对刀具耐用度、加工效率、加工质量和加工成本影响极大。1）对刀具材料的基本要求(1)高硬度，常温硬度应在60HRC以上；(2)足够的强度和韧性，以承受切削力、冲击和振动；(3)高耐磨性，以抵抗切削过程中的磨损，维持一定的切削时间；(4)较高的耐热性(又称为红硬性或热硬性)，即在高温下仍能保持较高硬度的性能；(5)较好的工艺性，以便于制造各种刀具。实际上在选择刀具材料时，很难找到上述几方面性能都是最佳的，因为材料性能之间往往相互矛盾。如硬度高，韧性就低；耐磨性好，则可磨削性就差等。2）常用的刀具材料 目前常用的刀具材料有碳素工具钢、合金工具钢、高速钢、硬质合金、陶瓷、金刚石、立方氮化硼等。碳素工具钢和合金工具钢因耐热性较差，仅用于手工工具及切削速度较低的刀具。陶瓷、金刚石和立方氮化硼等仅用于特殊场合。用得最多的材料是高速钢和硬质合金。  (1)高速钢  高速钢是在碳素工具钢中加入了较多的钨、钼、铬、钒等合金元素所构成的高合金工具钢。其强度和冲击韧度较好，具有一定的硬度和耐磨性，刃磨后切削刃锋利，耐热性在600700。按照用途的不同，高速钢可分为通用型高速钢和高性能高速钢。在工厂中，高速钢亦被称为“风钢”或“锋钢”，磨光的高速钢亦被称为“白钢”。我国最常用的高速钢牌号有W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2、9W18Cr4V、W6Mo5Cr4V3等。 (2)硬质合金  硬质合金是用高硬度、高熔点的金属碳化物的粉末和金属粘结剂在高压下成形后，在高温下烧结而成的粉末冶金材料。其硬度、耐磨性、耐热性都很高，许用的切削速度远远超过高速钢，加工效率高，能切削诸如淬火钢一类的硬材料，因而被广泛用做刀具材料。ISO标准将切削用硬质合金分为P、K、M三类。2.刀具结构1）刀具切削部分的结构要素金属切削刀具的种类很多，各种刀具的结构大不相同。不论刀具结构如何复杂，但它们切削部分的几何形状大致相同，都是以普通外圆车刀切削部分的几何形状为基本形状，如图5.4所示。刀具切削部分的结构要素定义如下：(1)前刀面  切削时直接作用于被切金属层且切屑沿其排出的刀面；(2)后刀面  同工件上的过渡表面相互作用和相对着的刀面。与过渡表面相对的刀面是主后刀面，与工件上已加工表面相对的刀面是副后刀面；(3)切削刃  切削刃是前刀面上直接进行切削的边锋，有主切削刃和副切削刃之分；(4)刀尖  刀尖可以是主、副切削刃的实际交点，也可以是主、副两条切削刃连接起来的一小段过渡刃，它可以是圆弧，也可以是直线。2）刀具的结构形式 刀具的结构形式对刀具的切削性能、切削加工的生产率和经济效益有着重要的影响。切削刀具的种类很多，形状多种多样，但其结构有共性。外圆车刀是最基本、最典型的刀具，由刀头和刀体组成，如图5.4所示。车刀常用的结构形式有焊接式、整体式、机械夹固式。  3）刀具角度刀具的角度可分为标注角度和工作角度两类。(1)刀具的标注角度  在设计和制造刀具时，图样上标注的角度、刃磨刀具时测量的角度统称为刀具的标注角度。这里我们仅以外圆车刀的标注角度为例作一下介绍。为了确定上述刀面和切削刃的空间位置，首先要建立起由三个辅助平面组成的坐标参考系