阀体的数控加工 数控专业毕业设计.doc

湖南网络工程职业学院数控专业毕业设计（论文）任务书 2012 年 4 月 8 日至 2012 年 5 月 10 日题 目： 阀体的数控加工 姓 名：朱建军 学 号：096550064学 院： 湖南网络工程职业学院 专 业： 数控加工技术 年 级： 09级 指导教师： 张导成 （签名）系主任（或教研室主任）： （签章）目 录1． 数控加工的概念 2. 数控机床的特点 13. 数控机床在使用中的注意事项 34. 国内外数控发展的趋势 35. 阀体的数控加工实例 105.1阀体的零件图 105.2阀体加工工艺的比较及刀具的选择 115.3阀体的加工路线 145.4阀体的加工程序 156. 结束语 217. 参考文献 22一、 数控加工的概念数控机床的工作原理就是将加工过程所需的各种操作（如主轴变速、工件的松开与夹紧、进刀与退刀、开车与停车、自动关停冷却液）和步骤以及工件的形状尺寸用数字化的代码表示，通过控制介质（如穿孔纸带或磁盘等）将数字信息送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，发出各种控制信号，控制机床的伺服系统或其他驱动元件，使机床自动加工出所需要的工件。

所以，数控加工的关键是加工数据和工艺参数的获取，即数控编程数控加工一般包括以下几个内容：  (1)对图纸进行分析，确定需要数控加工的部分；(2)利用图形软件（如CAXA制造工程师）对需要数控加工的部分造型；(3)根据加工条件，选择合适的加工参数，生成加工轨迹（包括粗加工、半精加工、精加工轨迹）；(4)轨迹的仿真检验；(5)生成G代码；(6)传给机床加工 二、数控机床的特点(1)具有高度柔性在数控机床上加工零件，主要取决于加工程序，它与普通机床不同，不必制造、更换许多工具、夹具，不需要经常调整机床因此，数控机床适用于零件频繁更换的场合也就是适合单件、小批生产及新产品的开发，缩短了生产准备周期，节省了大量工艺设备的费用2)加工精度高 数控机床的加工精度，一般可达到0.005～0.1mm，数控机床是按数字信号形式控制的，数控装置每输出一个脉冲信号，则机床移动部件移动一个脉冲当量（一般为0.001mm），而且机床进给传动链的反向间隙与丝杠螺距平均误差可由数控装置进行补偿，因此，数控机床定位精度比较高 (3)加工质量稳定、可靠 加工同一批零件，在同一机床，在相同加工条件下，使用相同刀具和加工程序，刀具的走刀轨迹完全相同，零件的一致性好，质量稳定。

4)生产率高数控机床可有效地减少零件的加工时间和辅助时间，数控机床的主轴转速和进给量的范围大，允许机床进行大切削量的强力切削，数控机床目前正进入高速加工时代，数控机床移动部件的快速移动和定位及高速切削加工，减少了半成品的工序间周转时间，提高了生产效率 (5)改善劳动条件数控机床加工前经调整好后，输入程序并启动，机床就能自动连续的进行加工，直至加工结束操作者主要是程序的输入、编辑、装卸零件、刀具准备、加工状态的观测，零件的检验等工作，劳动强度极大降低，机床操作者的劳动趋于智力型工作另外，机床一般是封闭式加工，即清洁，又安全 (6)利于生产管理现代化  数控机床的加工，可预先精确估计加工时间，所使用的刀具、夹具可进行规范化、现代化管理数控机床使用数字信号与标准代码为控制信息，易于实现加工信息的标准化，目前已与计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）有机地结合起来，是现代集成制造技术的基础 三、 数控机床使用中应注意的事项 使用数控机床之前，应仔细阅读机床使用说明书以及其他有关资料，以便正确操作使用机床，并注意以下几点：(1)机床操作、维修人员必须是掌握相应机床专业知识的专业人员或经过技术培训的人员，且必须按安全操作规程及安全操作规定操作机床；(2)非专业人员不得打开电柜门，打开电柜门前必须确认已经关掉了机床总电源开关。

只有专业维修人员才允许打开电柜门，进行通电检修；(3)除一些供用户使用并可以改动的参数外，其它系统参数、主轴参数、伺服参数等，用户不能私自修改，否则将给操作者带来设备、工件、人身等伤害；(4)修改参数后，进行第一次加工时，机床在不装刀具和工件的情况下用机床锁住、单程序段等方式进行试运行，确认机床正常后再使用机床；(5)机床的PLC程序是机床制造商按机床需要设计的，不需要修改不正确的修改，操作机床可能造成机床的损坏，甚至伤害操作者；(6)建议机床连续运行最多24小时，如果连续运行时间太长会影响电气系统和部分机械器件的寿命，从而会影响机床的精度； (7)机床全部连接器、接头等，不允许带电拔、插操作，否则将引起严重的后果四、国内外数控发展的趋势：２０世纪人类社会最伟大的科技成果是计算机的发明与应用，计算机及控制技术在机械制造设备中的应用是世纪内制造业发展的最重大的技术进步自从１９５２年美国第１台数控铣床问世至今已经历了５０个年头数控设备包括：车、铣、加工中心、镗、磨、冲压、电加工以及各类专机，形成庞大的数控制造设备家族，每年全世界的产量有１０～２０万台，产值上百亿美元 世界制造业在２０世纪末的十几年中经历了几次反复，曾一度几乎快成为夕阳工业，所以美国人首先提出了要振兴现代制造业。

９０年代的全世界数控机床制造业都经过重大改组如美国、德国等几大制造商都经过较大变动，从９０年代初开始已出现明显的回升，在全世界制造业形成新的技术更新浪潮如德国机床行业从２０００年至今已接受３个月以后的订货合同，生产任务饱满　　　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１９９５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１９９９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从２０００年８月份的上海数控机床展览会和２００１年４月北京国际机床展览会上，也可以看到多品种产品的繁荣景象但也反映了下列问题：　 　　（１） 低技术水平的产品竞争激烈，互相靠压价促销；　 　　（２） 高技术水平、全功能产品主要靠进口；　 　　（３） 配套的高质量功能部件、数控系统附件主要靠进口；　 　　（４） 应用技术水平较低，联网技术没有完全推广使用；　 　　（５） 自行开发能力较差，相对有较高技术水平产品主要靠引进图纸、合资生产或进口件组装。

　 　　当今世界工业国家数控机床的拥有量反映了这个国家的经济能力和国防实力目前我国是全世界机床拥有量最多的国家（近３００万台），但我们的机床数控化率仅达到１．９％左右，这与西方工业国家一般能达到２０％的差距太大日本不到８０万台的机床却有近１０倍于我国的制造能力数控化率低，已有数控机床利用率、开动率低，这是发展我国２１世纪制造业必须首先解决的最主要问题每年我们国产全功能数控机床３０００～４０００台，日本１年产５万多台数控机床，每年我们花十几亿美元进口７０００～９０００台数控机床，即使这样我国制造业也很难把行业中数控化率大幅度提上去因此，国家计委、经贸委从“八五”、“九五”就提出数控化改造的方针，在“九五”期间，我协会也曾做过调研当时提出数控化改造的设备可达８～１０万台，需投入８０～１００亿资金，但得到的经济效益将是投入的５～１０倍以上因此，这两年来承担数控化改造的企业公司大量涌现，甚至还有美国公司加入十五”刚刚开始，国防科工委就明确提出了在军工企业中投入６．８亿元，用于对１．２～１．８万台机床的数控化改造　 　　数控技术经过５０年的２个阶段和６代的发展： 第１阶段：硬件数控（ＮＣ） 第１代：１９５２年的电子管 第２代：１９５９年晶体管分离元件 第３代：１９６５年的小规模集成电路　 第２阶段：软件数控（ＣＮＣ） 第４代：１９７０年的小型计算机 第５代：１９７４年的微处理器 第６代：１９９０年基于个人ＰＣ机（ＰＣ－ＢＡＳＥＯ） 第６代的系统优点主要有：　 　　（１） 元器件集成度高，可靠性好，性能高，可靠性已可达到５万小时以上；　　　（２） 基于ＰＣ平台，技术进步快，升级换代容易；　 　　（３） 提供了开放式基础，可供利用的软、硬件资源丰富，使数控功能扩展到很宽的领域（如ＣＡＤ、ＣＡＭ、ＣＡＰＰ，连接网卡、声卡、打印机、摄影机等）；　 　　（４） 对数控系统生产厂来说，提供了优良的开发环境，简化了硬件。

目前，国际上最大的数控系统生产厂是日本ＦＡＮＵＣ公司，１年生产５万套以上系统，占世界市场约４０％左右，其次是德国的西门子公司约占１５％以上，再次是德海德汉尔，西班牙发格，意大利菲地亚，法国的ＮＵＭ，日本的三菱、安川　 　　国产数控系统厂家主要有华中数控、北京航天机床数控集团、北京凯恩帝、北京凯奇、沈阳艺天、广州数控、南京新方达、成都广泰等，国产数控生产厂家规模都较小，年产都还没有超过３００～４００套　 　　近１０年数控机床为适应加工技术发展，在以下几个技术领域都有巨大进步 　 　　（１） 高速化 由于高速加工技术普及，机床普遍提高各方面速度，车床主轴转速由３０００～４０００ｒ／ｍｉｎ提高到８０００～１００００ｒ／ｍｉｎ，铣床和加工中心主轴转速由４０００～８０００ｒ／ｍｉｎ提高到１２０００ｒ／ｍｉｎ、２４０００ｒ／ｍｉｎ、４００００ｒ／ｍｉｎ以上快速移动速度由过去的１０～２０ｍ／ｍｉｎ提高到４８ｍ／ｍｉｎ、６０ｍ／ｍｉｎ、８０ｍ／ｍｉｎ、１２０ｍ／ｍｉｎ在提高速度的同时要求提高运动部件起动的加速度，其已由过去一般机床的０．５Ｇ（重力加速度）提高到１．５～２Ｇ，最高可达１５Ｇ，直线电机在机床上开始使用，主轴上大量采用内装式主轴电机。

　 　　（２） 高精度化 数控机床的定位精度已由一般的０．０１～０．０２ｍｍ提高到０．００８ｍｍ左右，亚微米级机床达到０．０００５ｍｍ左右，纳米级机床达到０．００５～０．０１μｍ，最小分辨率为１ｎｍ（０．０００００１ｍｍ）的数控系统和机床已有产品 数控中两轴以上插补技术大大提高，纳米级插补使两轴联动出的圆弧都可以达到１μ的圆度，插补前多程序段预读，大大提高插补质量，并可进行自动拐角处理等　 　　（３） 复合加工、新结构机床大量出现 如５轴５面体复合加工机床，５轴５联动加工各类异形零件也派生出各新颖的机床结构，包括６轴虚拟轴机床，串并联铰链机床等采用特殊机械结构，数控的特殊运算方式，特殊编程要求　 　　（４） 使用各种高效特殊功能的刀具使数控机床“如虎添翼”如内冷钻头由于使高压冷却液直接冷却钻头切削刃和排除切屑，在钻深孔时大大提高效率加工钢件切削速度能达１０００ｍ／ｍｉｎ，加工铝件能达５０００ｍ／ｍｉｎ　　　　（５） 数控机床的开放性和联网管理，已是使用数控机床的基本要求，它不仅是提高数控机床开动率、生产率的必要手段，而且是企业合理化、最佳化利用这些制造手段的方法因此，计算机集成制造、网络制造、异地诊断、虚拟制造、异行工程等等各种新技术都在数控机床基础。