毕业论文——数控机床平面钻床

1、前 言数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业（it、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。而且随着世界制造业的转移，中国正逐步成为世界加工厂，美国，韩国，英国等国家已经进入工业化发展的高科技密集时代与微电子时代，钢铁，机械，化工等重工业正逐步向发展中国家转移，我国正处于重工业发展中期，所以数控技术的发展对发展中国家的发展尤为重要。.我国从1958年起，由一批科研院所，高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低，部门经济等的制约，未能取得较大的发展。 在改革开放后，我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五(81-85年)的引进国外技术，“七五”(86-90年)的消化吸收和“八五”(91一-95年)国家组织的科技攻关，才使得我国的数控技术有了质的飞跃，当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型，华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型，以及其

2、他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。 我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段，许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说，技术水平不高，质量不佳，所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整，经历了几年最困难的萧条时期，那时生产能力降到50%，库存超过4个月。从1 9 9 5年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场，加强限制进口数控设备的审批，投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关，对数控设备生产起到了很大的促进作用，尤其是在1 9 9 9年以后，国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金，使数控设备制造市场一派繁荣。 目录前言第一张 数控机床的产生及发展.3第一节 数控机床的产生.3第二节 数控机床的发展趋势.3第二章 数控车的加工工艺分析与工装夹.5第一节 零件图的工艺分析.5第二节 加工设备的选用.6第三节 合理选择切削用量.7第四节 合理选择刀具和夹具.8第五节 夹具安装要点.11第六节 加工路线的拟定.11第三章 零件程序编制.16第一节 编程概述.16第二节 零件程序编制.17结束语.2

3、2参考文献.23附录第一节 数控机床的产生 在机械制造工业中并不是所以的产品零件都具有很大的批量，单件与小批量生产的零件约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船，航天，航空，机床，重型机械及国防工业更是如此。为了满足多品种，小批量的自动化生产，迫切需要一种灵活的，通用的，能够适用产品频繁化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生发张起来的。它为单件，小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。根据国家标准GB/T8129-1997,对机床数字控制的定义：用数字控制的装置（简称数控装置），在运行的过程中，不断的引入数字数据，从而对某一生产过程实现自动控制，叫数字控制，简称数控。用计算机控制加工功能，称计算机数控简称CNC。数控机床即是采用了数控技术的机床，或者说装备了数控系统的机床。第二节 数控机床的发展趋势从1952年第一台数控机床问世后，数控系统已经先后经历了两个阶段和六代的发展，其六代是电子管，晶体管，集成电路，小型计算机，微处理器和基于工控PC机的通用CNC系统。其中三代为第一阶段，称作为硬件连接数控，简称NC系统。后三代为第二阶段，称作计算机软件数控，简称CNC系

4、统。数控机床总的发展趋势是工序集中，高速，高效，高精度以及方便使用，提高可靠性等。（1） 工序集中 20世纪50年代末期，在一般数控机床的基础上开发了数控加工中心，即具备刀具自动换刀数控机床。在加工中心机床上，工件一次装夹后，机床的机械手可以自动更换刀具，连续的对工件进行多种工序加工。目前，加工中心的机床的刀具库容量可达到100多把刀，自动换刀装的换刀时间仅需0.5-2秒。加工中心机床使工序集中在一台机床上完成，减少了由于工序分散，工件多次安装引起的定位误差，提高了加工精度，同时也减少了机床的台数与占地面积，压缩了半成品的库存量，减少了工序间的辅助时间有效地提高了数控机床的生产效率和数控加工的经济效益。 (2) 高速，高效，高精度是机械加工的目标，数控机床因其价格昂贵，在上述三个方面的发展也更为突出。(3) 数控机床制造产把建立有好的人机界面，提高数控机床的可靠性作为提高竞争能力的主要方面。(4) 手工编程和自动编程已经使用了几十年，有了长足的发展，在手工编程方面，开发了多种加工循环，参数编程和除直线，圆弧意外的各种插补功能，CAD/CAM的研究发展，从技术上来讲可以替代手工编程，但是

5、一套适用的CAD/CAM软件加上计算机硬件，投资较大，学习，掌握的时间较长，对大多数的简单工件很不经济。 今年来，发展起来的图形交互式编程系统，很受用户欢迎。这种编程方式不使用G,M代码，而是借助图形菜单，输入整个图形块以及相应参数作为加工指令，形成加工程序，与传统加工时的思维方式类似。图形交互编程方法在制定标准后，有可能成为各种型号的数控机床统一的编程方法。 第二章 数控车的加工工艺分析与工装夹第一节 零件图的工艺分析在设计零件的加工工艺规程时，首先要对加工对象进行深入分析，对于数控车削加工应考虑以下几个方面1 构成两件轮廓的几何条件在车削加工手工编程时，要计算每个节点坐标，在自动编程时，要对零件轮廓所以的几何元素进行定义，因此在分析零件图时要注意（1） 零件图上是否漏掉某尺寸，使其几何条件不充分，影响到零件轮廓的构成。（2） 零件图上的图线位置是否模糊或标注不清，使编程无法下手（3） 零件图上给定的几何条件是否不合理，造成数学处理困难（4） 零件图上的尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点，应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸2 尺寸精度要求 分析零件图样尺寸精度的要求，以判断能否

6、用车削工艺达到，并确定控制尺寸精度的工艺方法，在该项分析过程中，还可以同时进行一些尺寸的换算，如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链计算等等，在利用数控车床车削零件时，常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。3 形状和位置的精度的要求 零件图样上给定飞形状和位置公差是保证零件精度的重要依据，加工时要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准，还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性的处理，以便有效的控制零件的形状和位置精度。4 表面粗糙度要求表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求，也是合理选择数控车床，刀具及确定切削用量的依据。5 材料与热处理要求零件图样上给定的材料与热处理要求，是选择刀具，数控车床型号，确定切削用量的依据第二节 加工设备的选用在这里我们选择的是南通VMC1100B数控加工中心机床，技术参数如下表2.1VMC1100B行程Unit 参数X轴行程mm1100Y轴行程mm560Z轴行程mm575主轴端面至工作台面距离mm200-775工作台中心至立柱导轨面距离mm590工作台面积mm5501200工作台最大承重 kg 800T型槽槽宽 mm 418H8

7、主轴转速 rpm 8000主轴孔锥度 - BT-40(7:24)x、y轴快速位移 m/min 24z轴快速位移 m/min 18进给速度范围 m/min 115刀具数 pcs 24刀具最大外径/相邻无刀 mm 100/180刀具最大长度 mm 300换刀时间(刀-刀) sec 1.8主轴电机 kw 11/15X/Y/Z电机 kw 3/3/4定位精度x mm 0.032定位精度y、z mm 0.025重复定位精度x mm 0.018重复定位精度y、z mm 0.015机床总高 mm 3162机床重量(毛重) kg 8200第三节 合理选择切削用量加工过程中切削用量的确定合理选择切削用量的原则是：粗加工时，一般以提高生产率为主，但也应考虑经济性和加工成本；半精加工和精加工时，应在保证加工质量的前提下，兼顾切削效率、经济性和加工成本。具体数值应根据机床说明书、切削用量手册，并结合经验而定。具体要考虑以下几个因素：切削深度ap。在机床、工件和刀具刚度允许的情况下，ap就等于加工余量，这是提高生产率的一个有效措施。为了保证零件的加工精度和表面粗糙度，一般应留一定的余量进行精加工。数控机床的精加工余量可略小于普通机床。切削宽度L。一般L与刀具直径d成正比，与切削深度成反比。经济型数控机床的加工过程中，一般L的取值范围为：L=(0.60.9)d。切削速度V。提高V也是提高生产率的一个措施，但v与刀具耐用度的关系比较密切。随着v的增大，刀具耐用度急剧下降，故v的选择主要取决于刀具耐用度。另外，切削速度与加工材料也有很大关系，

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