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毕业设计加工中心正反零件的加工专 业： 数控技术应用学 号： 班 级： 学生姓名： 导师姓名：摘要 3第1章绪论 41. 1数控机床的概述 41. 1. 1数控机床 41. 1. 2数控机床的性能指标与功能 51.2数控机床的组成和工作原理 71.2.1数控机床的主要组成部分 71.2.2、 数控机床的工作原理 81.3数控机床的分类 81.3. K数控机床的特点 81.3.2. 数控机床的分类 91.4 FANUC系统编程方法及指令 11第2章零件加工分析 142. 1零件图 142.2零件的结构分析 172.3零件加工的工艺过程 172.4零件加工的工艺卡片 232.5零件表面基点坐标 242.6零件的加工程序 25总结 31参考文献 32数控机床作为高度机电一体化的通用机床，是按照加工程序来进行加工的；在机械加工前必须 编制加工程序，而编制加工程序前又必须先确定工件的加工工艺，即应先根据工件图样进行工艺分 析、处理、选择数控机床、制订进给路线、选择刀具和切削用量，然后才能编制加工程序本设计是结合了实际情况，在充分调研，通过理论知识的理解，设计中介绍了数控机床发展、 特点、功能等；数控加工中心的功能、FANUC-Oi系统、列举了 FANUC-Oi系统的加工实例等。

由于水平有限，欠妥之处，恳请批评指正关键词：加工中心FANUC-Oi系统工艺分析倒角第1章绪论1.1数控机床的概述1.1.1数控机床数字控制机床（Numerical Control Machine Tools）简称数控机床，这是一种将数 字计算技术应用于机床的控制技术它把机械加工过程中的各种控制信息用代码化的数 字表示，通过信息载体输入数控装置经运算处理由数控装置发出各种控制信号，控制 机床的动作，按图纸要求的形状和尺寸，自动地将零件加工出来数控机床较好地解决 了复杂、精密、小批量、多品种的零件加工问题，是一种柔性的、高效能的自动化机床, 代表了现代机床控制技术的发展方向，是一种典型的机电一体化产品1） 在数控机床上加工工件时，首先耍根据加工零件的图样与工艺方案，用规定的 格式编写程序单，并且记录在程序载体上；2） 把程序载体上的程序通过输入装置输入到数控装置中去；3） 数控装置将输入的程序经过运算处理后，向机床各个坐标的伺服系统发出信号;4） 伺服系统根据数控装置发出的信号，通过伺服执行机构（如步进电动机、直流伺 服电动机、交流伺服电动机），经传动装置（如滚珠丝杠螺母副等），驱动机床齐运动部 件，使机床按规定的动作顺序、速度和位移量进行工作，从而制造出符合图样要求的零 件。

1、伺服系统和测量反馈系统伺服系统是数控机床的重耍组成部分，用丁•实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺 服控制伺服系统的作用是把接受来口数控装置的指令信息，经功率放大、整形处理后, 转换成机床执行部件的直线位移或角位移运动由于伺服系统是数控机床的最后环节， 其性能将直接影响数控机床的精度和速度等技术指标，因此，对数控机床的伺服驱动装 置，要求具有良好的快速反应性能，准确而灵敏地跟踪数控装置发岀的数字指令信号， 并能忠实地执行来自数控装置的指令，捉高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度伺服系统包括驱动装置和执行机构两大部分驱动装置由主轴驱动单元、进给驱动 单元和主轴伺服屯动机、进给伺服电动机组成步进电动机、直流伺服屯动机和交流伺 服电动机是常用的驱动装置测量元件将数控机床各坐标轴的实际位移值检测出来并经反馈系统输入到机床的 数控装置中，数控装置对反馈冋来的实际位移值与指令值进行比较，并向伺服系统输出 达到设定值所需的位移量指令2、 机床主体机床主机是数控机床的主体它包括床身、底座、立柱、横梁、滑座、工作台、主 轴箱、进给机构、刀架及自动换刀装置等机械部件它是在数控机床上自动地完成各种 切削加工的机械部分。

与传统的机床相比，数控机床主体具有如下结构特点：(1) 采用具有高刚度、高抗震性及较小热变形的机床新结构通常用提高结构系统 的静刚度、增加阻尼、调整结构件质量和固冇频率等方法來提高机床主机的刚度和抗震 性，使机床主体能适应数控机床连续自动地进行切削加工的需要2) 广泛采用高性能的主轴伺服駆动和进给伺服驶动装置，使数控机床的传动链缩 短，简化了机床机械传动系统的结构3) 采用高传动效率、高精度、无间隙的传动装置和运动部件，如滚珠丝杠螺母副、 塑料滑动导轨、直线滚动导轨、静压导轨等3、 数控机床的辅助装置辅助装置是保证充分发挥数控机床功能所必需的配套装置，常用的辅助装置包括： 气动、液压装置，排屑装置，冷却、润滑装置，回转工作台和数控分度头，防护，照明 等各种辅助装置曲此可见，数控机床最适宜加工以下类型的零件：(1) 生产批量小的零件(100件以下)；(2) 需要进行多次改型设计的零件；(3) 加工精度耍求高、结构形状复杂的零件，如箱体类，曲线、曲而类零件；(4) 需要精确复制和尺寸一致性要求高的零件、；(5) 价值昂贵的零件，这种零件虽然生产量不犬，但是如果加工中因出现差错而报 废，将产生巨大的经济损失。

1.1.2数控机床的性能指标与功能1、数控机床的主要性能指标(1) 数控机床的主要技术规格数控车床主要有床身、刀架最大冋转直径、最大车削长度、最大车削直径等；数控 铳床主要冇工作台T形槽、工作台性行程等规格尺寸2) 数控机床的运动指标数控机床主轴采用直流或交流伺服电动机駆动，选用高速精密轴承支撑，保证主轴 具冇较宽范围和较高回转精度，以及较高的刚度和抗震性，现代数控机床的主轴普遍达 到5000^10000r/min,甚至更高的转速主轴转速可以通过操作面板上的“主轴转速倍率” 开关直接改变，其调节范围为50%~120%,每档间隔为5%~10%3) 数控机床的精度指标Q脉冲当量(分辨率)脉冲当量是影响数控机床加工精度和表面质量的主要因素， 因而是数控机床的重耍精度指标，普通数控机床的精度指标是0.001mm,经济型数控机 床的精度指标为0. 01mm,精密或超精密数控机床的精度指标为0. 00CO. OOOlmniob) 定位精度 定位精度是指数控机床工作台等移动部件所达到的实际位置的精度， 实际位置与指令位置的差值为定位误差，以及运动不见的几何误差、定位误差将直接影 响零件加工的精度，一般数控机床的定位精度为0.001mm ~0・018mm。

c) 重复定位精度 重复定位精度是指在相同的条件下，采用相同上午操作方法，重复 进行同一动作时,得到的一致性程度一般数控机床的重复定位精度为0. OOSmniod) 刀具系统数控机床包括刀架工位数、刀具孔直径、刀杆尺寸、换刀时间等各项 内容、加工中心刀库的容量与换刀时间直接影响着生产效率通常数控车床的刀库容量 为4〜8刀位，中小型加工中心的刀库容量为16〜60把，大型加工中心的刀库容量为100 以上把c)其它指标除了以上性能指标外，还有主轴边频电动机、进给伺服电动机的规格型 号和功率等屯气指标、冷却系统指标、数控机床外形尺寸、机床重量等2、数控机床的主要功能(1) 可控轴数与联动轴数可控轴数是指数控系统最多可以控制的坐标轴数目、包括 移动轴和回转轴2) 插补功能所谓插补，就是在工件轮廓的某起始点和终止点Z间进行“数据密 化”，并求取中间点的过程插补功能是指数控机床能够实现的线型加工能力3) 进给功能数控系统的进给功能包括快速进给、切削进给、手动连续进给、点动 进给、进给倍率修调、自动加减速等功能4) 主轴功能数控系统的主轴功能包括快恒转速控制、主轴定向停止、主轴转速修 调等5) 刀具补偿功能刀具补偿包括刀具位置补偿、刀具半径补偿和刀具长度补偿。

6) 操作功能数控机床通常有单程序段执行、跳段执行、试运行、图形模拟、机械 锁住、暂停和急停等功能冇的述冇软件操作功能7) 程序管理功能数控系统的程序管理功能是指对加工程序的检索、编辑、修改、 插入、删除、更名和程序的存储、通讯等功能8) 图形显示功能一般的数控系统都具有CRT显示，可以显示字符和图形、人机对 话、自诊断等,具有刀具轨迹的动态显示9) 辅助编程功能除基木的编辑功能外，数控系统通常还具有固定循环、镜像、图 形缩放、子程序、宏程序、坐标系旋转、极坐标等编程功能10) 自诊断报警功能现代数控系统具冇人工智能的故障诊断系统，可以用来实现 对整个加工过程的监视，诊断数控系统的故障,并及时报警11) 通讯功能 数控系统一般都配有RS-232C或RS-422远距离串行接口，可以再按 照用户的格式要求，与同一级计算机进行多种数据交换现代数控系统大都具有制造自 动化协议(MAP)接口，并采用光缆通讯，提高数据传送的速度和可靠性1.2数控机床的组成和工作原理1.2. 1数控机床的主要组成部分1、 计算机数控装置(CNC装置)计算机数控装置是计算机数控系统的核心其主耍作用是根据输入零件加工程序或 操作命令进行相应的处理，然后输出控制命令到和应的执行部件(伺服单元、驱动装置 和PLC等)完成零件加工程序或操作者所要求的工作。

它主要由计算机系统、位置控制 板、PLC接口板、扩展功能模块以及相应的控制软件等组成2、 伺服单元、驱动装置和测量装置伺服单元和驱动装置包括主轴伺服驱动装置、主轴电动机、进给伺服驱动装置及进 给电动机3、 控制面板控制面板又称操作面板，是操作人员与数控机床(系统)进给信息交互的工具它 是数控机床的一个输出部件，主要由按扭站、状态灯、按键阵列(功能同于计算机键盘) 和显示器等部分组成4、 控制介质与程序的媒介，是人与机床建立联系的介质5、 PLCT机床1/0 (输入/输岀)电路和装置它们共完成以下任务：(1) 接受CNC的M、S、T指令，对其进行译码并转换成对应的控制信号，控制装置 完成机床相应的开关操作；（2）接受操作而板和机床传送来的1/0信号，送给CNC装置，经其处理后，输出指 令控制CNC系统的工作6、 机床主体机床主体是数控系统的控制对象，是实现加工零件的执行部件它主要由主运动部 件（主轴、主运动传动机构）、进给运动部件（工作台、拖板及相应的传动机构）、支承 件（立柱、床身等）以及特殊装置、自动工作台交换（APC）系统、自动刀具交换（ATC） 系统和辅助装置（如冷却、润滑、排屑、转位和夹紧装置等）组成。

7、 数控机床的组成相对普通机床冇以下几个特点：（1） 由于采用了高性能的主轴及进给伺服驱动装置，数控机床的机械传动装置得到 了简化，传动链较短2） 数控机床的机械结构具冇较高的动态特性、动态刚度、阻尼精度、耐磨性以及 抗热变形性能3） 较多地采用高效传动部件，如滚珠丝杆副直线滚动导轨等1.2.2、数控机床的工作原理首先根据加工零件的状态、尺寸及工艺要求等，采用手工或计算机进行零件所需机 床的各种动作及工艺参数变成数控装置所能接受的程序代码，并将这些程序代码存储在 控制介质（穿孔带、磁带、光盘等）上，然后经输入装置，读岀信息并送入数控装置 当控制介质为穿孔带时,用光电读带机输入；若控制介质为磁带或光盘,可用驱动器输 入，或用计算机和数控机床的接口直接进行通信进入数控装置的信息经一系列的处理 和运算转变成脉冲信号，冇的脉冲信号传送到机床的伺服系统，经传动装置驱动机床冇 关运动部件；有的脉冲信号则传送到可编程控制器中，按顺序控制机床的其它辅助动作, 如工件夹紧、松开、冷却液的关闭、刀具的自动更换等1.3数控机床的分类1.3.1、数控机床的特点与通用。