数控加工和处理机电一体化毕业论文


     机械与电子工程系 20XX届专科毕业生毕业设计(创作) 题 目: 数控加工和处理 姓 名: 教 学 系: 机械与电子工程系 专 业: 机电一体化 班 级: 机电一体化班 学 号: 指导教师: 20XX年 X月 X 日 目 录 摘 要 第一章 绪 论 1 1.1数控加工工艺主要内容 1 1.2数控加工的特点 2 1.3数控加工的适应性 2 第二章 零件工艺分析 5 2.1数控机床程序编制的内容和步骤 5 2.2数控机床加工工件的基础过程 5 2.3毛培的选择 6 2.4确定零件的定位基准和装夹方式 7 2.4.1定位基准 7 2.4.2装夹方式 7 2.5加工方法的选择和加工方案的确定 8 2.5.1加工方法的选择 8 2.5.2加工方法的确定 8 2.6工序的划分 8 2.7刀具的选择 9 2.8切削用量选择 9 2.8.1背吃刀量的选择 9 2.8.2主轴转速的选择 9 2.8.3进给速度的选择 9 第三章 编程中工艺指令的处理 10 3.1常用G指令代码功能表 10 3.2常用M指令代码功能表 10 3.3其他常用指令代码功能表 11 第四章 程序编制 11 4.1 程序 11 4.2精度自检 20 结 论 21 致 谢 22 参 考 文 献 23 个人简况及联系方式 24 摘 要 第 I 条 P VSz%"数控(Numerical Control,NC)技术是指用数字化的信息对某一对现象进行控制的技术,控制对象可以是位移、角度、速度等机械量,也可以是温度、压力、时间流量等物理量,这些量的大小不仅是可以测量的,而且可以经A/D或D/A转换,用数字信号来表示。 数控技术是近代发展起来的一种自动控制技术,是机械加工现代化的重要基础与关键技术。应用数控加工可大大提高生产率、稳定加工质量、缩短加工周期、增加生产柔性、实现对各种复杂精密零件的自动化加工,易与在工厂或车间实行计算机管理,还是车间设备总数减少,节省人力,改善劳动条件,有利于加快产品的开发和更新换代,提高企业对市场的适应能力和综合经济效益。数控加工技术的应用,使机械加工的大量前期准备工作与机械加工过程联为一体,使零件的计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺规划(CAPP)和计算机辅助制造(CAM)的一体化成为现实,使机械加工的柔性自动化水平不断提高。 社会生产力的不断提高和科学技术的飞速发展,机械制造技术有了深刻的变化。由于社会对产品多样化的需求更加强烈多品种,中小批量生产比重明显增强,采用机械传动的普通加工设备已难于适应高效率、高质量、多样化的加工要求机床数控技术的应用。一方面,促使机械加工的大量前期准备工件与机械加工过程连为一体;另一方面,促使机械加工的全过程与柔性自动化水平不断提高,即提高了制造系统适应各种生产条件变化的能力。 随着制造设备的数控化率不断提高,数控加工技术在我国得到日益广泛的使用,在模具行业,掌握数控技术与否及加工过程中的数控化率的高低已成为企业是否具有竞争力的象征。数控加工技术应用的关键在于计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)系统的质量。 关键词:CAD 数控 自动 机械制造 第一章 绪 论 1.1数控加工工艺主要内容 所谓数控加工工艺,就是用数控机床加工零件的一种方法。数控加工与普通机床加工在方法和内容上很相似,但加工过程的控制方式却大相径庭。以机械加工中小批量零件为例,在通用机床上加工,就某工序而言,其工步的安排、机床运动的先后次序、进给路线及相关切削参数的选择等,虽然也有工艺文件说明,但操作上往往是由操作者自行考虑和确定的,而且是用手工方式进行控制的。在数控机床上加工时,将记录在控制介质上、描述加工过程所需要的全部工艺信息,即原先在通用机床上加工时需要操作者考虑和决定的内容及动作的数码信息输入数控机床的数控装置,对输入信息进行运算和控制,并不断向伺服机构----使机床实现加工运动的机电功能转换部件发送脉冲信号,伺服机构对脉冲信号进行转换与放大处理,然后由传动机构驱动机床按所编辑程序进行运动,便可加工出我们所需要的零件。可见,实现数控加工,编程是关键。但必须有编程前的数控工艺做必要的准备工作和编程后的善后处理工作。严格说来,数控编程也属于数控工艺的范畴。因此,数控 工艺主要包括以下几方面的内容: 1) 选择并确定需要进行数控加工的零件及内容。 2) 进行数控加工工艺设计。 3) 对零件图形进行必要的数学处理。 4) 编写加工程序(自动编程时为源程序,由计算机自动生成目标程序---加工程序) 5) 按程序单进行制作控制介质。 6) 对程序进行校验与修改。 7) 首件试加工与现场问题处理。 8) 数控加工工艺技术文件的编写与归档。 1.2数控加工的特点 数控加工与通用机床加工相比,在许多方面遵循一致的原则,在使用方法上也有很多相似之处。但由于数控机床本身自动化程度较高,设备费用较高,设备功能较强,使数控加工相应形成了如下几个特点: 1.数控加工的工艺内容十分明确而具体————进行数控加工时,数控机床是接受数控系统的指令,完成各种运动实现加工的。因此,在编制加工程序之前,需要对影响加工过程的各种工艺因素,如切削用量、进给路线、刀具的几何形状,甚至工步的划分与安排等一一作出定量的描述,对没一个问题都要给出确切的答案和选择。而不能像用普通机床加工时,在大多数情况下,对许多具体的工艺问题,由操作工依据自己的实践经验来自行考虑和决定。 2.数控加工的工艺工作相当准确而严密————在数控工艺的设计中必须要注意加工过程中的每一个细节,做到万无一失。尤其是对图形进行数学处理、计算和编程时,一定要准确无误。因此,要求编程人员除必须具备扎实的工艺基础知识和较丰富的实际工作经验外,还必须具有耐心和严谨的工作作风。 3.数控的工序相对集中————一般来说,在普通的机床上加工是根据机床的种类进行的单工序的加工。这种“多序合一”现象也属于“工序集中”的范畴,极端情况下,在一台加工中心可以完成工件的全部加工内容。 由于数控加工的特点和数控机床本身的性能与功能,使数控加工体现如下优点: 1. 柔性加工程度高 2. 自动化程度高 3. 加工精度高 4. 加工质量稳定可靠 5. 生产效率高 6. 良好的经济效益 7. 有利于生产管理的现代化 1.3数控加工的适应性 数控机床是一种高度自动化的机床,有一般机床所不具备的许多优点,所以数控机床加工技术的应用范围在不断扩大,但数控机床这种高度机电一体化产品,技术含量高,成本高,使用与维修都有较高的要求。根据数控加工的优缺点和国内外大量应用实践,一般可按适应程度将零件分为下列三类: 1.最适应数控加工的零件类 1)形状复杂,加工精度要求高,用普通的机床很难加工或虽然能加工但很难保 证加工质量的零件。 2)用数学模型描述的复杂曲线或曲面轮廓零件。 3)具有难测量、难控制进给、难控制尺寸的不开敞内腔的壳体或盒形零件。 4)必须在一次装夹中合并完成铣、镗、铰或攻螺纹等多工序的零件。 2.较适应数控加工零件类 1)在通用机床上加工必须制造复杂的专用工装的零件。 2)需要多次更改设计后才能定型的零件。 3)在通用机床上加工需要做长时间调整的零件。 4)用通用机床加工时,生产效率很低或体力劳动强度很大的零件。 3.不适应数控加工零件类 1)生产批量大的零件 2)装夹困难或完全靠找定位来保证加工精度的零件。 3)加工余量很不稳定的零件,且在数控机床上无在线检测系统用于自动调整零件坐标位置。 4)必须用特定的工艺装备协调加工的零件。 总上所述,建议:对于多品种小批量零件;结构复杂,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和需要最小生产周期的急需零件采用数控加工。 图1-1表示普通、专用、数控机床的零件加工批量与综合费用的关系。 图1-2表示零件复杂程度及批量大小与机床的选用关系。 图1-1 图1-2 第二章 零件工艺分析 2.1数控机床程序编制的内容和步骤 1. 数控机床编程的主要内容 1)分析零件图样 2)确定加工工艺过程 3)进行数学处理 4)编写程序清单 5)制作控制介质、进行程序检查 6)输入程序以及工件试切。 2. 数控机床的步骤 1.分析零件图样和工艺处理 1)根据图样对零件的几何形状尺寸,技术要求进行分析,明确加工的内容及要求,决定加工方案、确定加工顺序、设计夹具、选择刀具、确定合理的走刀路线及选择合理的切削用量等。 同时还应发挥数控系统的功能和数控机床本身的能力,正确选择对刀点,切入方式,尽量减少诸如换刀、转位等辅助时间。 2)数学处理 3)编程前,根据零件的几何特征,先建立一个工件坐标系,根据零件图纸的要求,制定 加工路,在建立的工件坐标系上,首先计算具的运动轨迹。对于形状比较简单的零件只需计算出几何元素的起点、终点、圆弧的圆心、两几何元素的交点或切点的坐标值。 3.编写零件程序清单 4)加工路线和工艺参数确定以后,根据数控系统规定的指定代码及程序段格式,编写零件程序清单。 5)程序输入 6)程序校验与首件试切 2.2数控机床加工工件的基本过程 从图2-3中可以看出数控机床加工工件的基本过程,即从零件图到加工好零件的整个过程。 零件图 工艺处理 加工程序 控制介质 数控装置 机床本体 加工好的零件 图2-3 数控机床加工工件的基本过程 2.3毛培的选择 毛坯的种类很多,同一种毛坯又可用多种制造方法获得,机械制造中常用的毛坯有铸件、锻件、型材和组合毛坯;零件的材料大致确定毛坯的种类,形状复杂的毛坯用铸造;薄壁零件不宜用砂型铸造,而轴类零件除无滑轴和直径相差不大的阶梯轴采用热轧或冷拉圆棒料外,一般为减小材料和机械加工的劳动量,宜选择锻件。图中炮弹模型,用的料是成形的不同直径的圆柱铝料。此工件的各个部件的毛坯尺寸(直径和长度)如下: 零部件1如图2-4所示,毛坯Ø50 长度L=50; 零部件2如图2-5所示,毛坯Ø50 长度L=70 图2-4(零部件1) 图2-5(零部件2) 2.4确定零件的定位基准和装夹方式 2.4.1定位基准 (1)为保证加工表面与设计基准间的相对位置精度,应使加工表面的设计基准相对机床占有一正确的位置。 (2)为了保证加工表面与其设计基准见的距离尺寸精度,当采用调整加工时,位于机床或夹具上的工件,相对与刀具必须有一正确的位置。 2.4.2装夹方式 工件采用三爪自定心卡盘进行定位与装夹。件一调头加工另一端时,还可采用一夹一顶的装夹方式。 工件装夹时的夹紧力要适中,既要防止工件的变形与夹伤,又要防止工件在加工过程中产生松动。工件装夹过程中,应对工件进行找正,以保证工件轴线与主轴线同轴。 2.5加工方法的选择和加工方案的确定 2.5.1加工方法的选择 (1)在确定加工次序时,要考虑各单位的加工精度,组合件配合精度及工件加工过程中的装夹与校正等各方面因素。 (2)配合件的各项配合精度要求主要受工件行位精度和尺寸精度影响。因此,在数控加工中,工件在夹具中的定位与精度找正显得由为重要 (3)对于保证圆锥面的配合要求,内外圆锥面的精加工过程中应采用刀尖半径补偿进行编程与加工。 2.5.2加工方案的确定 (1)选择数控机床及数控系统 根据工件的形状及加工要求,选用CL-15(后置式八工位刀架)进行本例工件的加工。 (2)指定加工方案与加工路线 件1与件2均采用两次装夹后完成粗、精加工的加工方案,先加工工件其中一端的内、外形,完成粗、精加工后,调头加工另一端。 数控车削加工时,加工的起始点定在离工件毛培2mm的位置。应尽可能采用沿轴向切削的方式进行加工,以提高加工过程中工件与刀具的刚性。 2.6工序的划分 在数控机床上加工零件,工序可以比较集中,在一次装夹中尽可能完成大部分或全部工序。首先应根据零件图样,考虑被加工零件是否可以在一台数控机床上完成整个零件的加工工作,若不能则应决定其中哪一部分在数控机床上加工,哪一部分在其他机床上加工,即对零件的加工工序进行划分。工步的划分工步的划分主要从加工精度和效率两方面考虑。在一个工序内往往需要采用不同的刀具和切削用量,对不同的表面进行加工。为了便于分析和描述较 复杂的工序,在工序内又细分为工步。 根据数控加工的特点,数控加工工序的划分一般可按下列方法进行: (1)以一次安装、加工作为一道工序。 (2)以同一把刀具加工的内容划分工序。 (3)以加工部位划分工序。 (4)以粗、精加工划分工序。 (5)同一表面按粗加工、半精加工、精加工依次完成,或全部加工表面按先粗后精加工分开进行。 工件一:钻孔→粗、精内左端内轮廓→粗、精左端外轮廓→调头→车内螺纹→粗、精车右端外轮廓。 工件二:钻孔→镗孔→粗、精左端外轮廓→调头→粗、精右端外轮廓→车外螺纹。 2.7刀具的选择 加工过程中选用的刀具为:T101为24度(主偏角)外圆刀;T202为三角形外螺纹车刀;T303为切槽刀,刀宽为3mm;T404为钻头,直径为16mm;T606为内螺纹刀,T707为镗刀。 2.8切削用量选择 2.8.1背吃刀量的选择 背吃刀量根据机床与刀具 的刚性及加工精度来确定,粗加工的背吃刀量一般取2-5mm(直径量),精加工的背吃刀量等于精加工余量,精加工余量一般取0.2-0.5mm(直径量)。 2.8.2主轴转速的选择 硬质合金刀具材料切削铝件时,切削速度v去80-220/min,根据公式n=1000v/3.14D及加工经验,并根据实际情况,加工过程汇总的主轴转速。但应注意在内孔加工、切槽加工及螺纹加工的过程中,切削速度v应取较小值。 2.8.3进给速度的选择 粗加工时,为提高生产效率,在保证工件质量的前提下,可选择较高的进给速度,一般取100-300mm/min。当进行切槽、切断、车孔加工或采用高速钢刀具进行加工时,应选用较低的进给速度,一般在50-150mm/min的范围内选取。精加工的进给速度一般取粗加工进给速度的1/2。 第三章 编程中工艺指令的处理 3.1常用G指令代码功能表 G00 快速点定位,在快速走刀时候所用的指令,一般注意走刀路线不与工件生干涉现象,例如G00X100 Z150,刀具就会快速的移动到工件坐标系X100、Z150的位置。 G01 直线插补指令,在刀具做直线切削的时候所用的指令,一般注意刀具的背吃刀量和走刀速度。 G02 顺时针圆弧插补。 G03 逆时针圆弧插补。 G28 返回参考点(非模态指令)。 G90 内外径车削循环。 G92 螺纹切削循环。 G99 主轴进给率,每转进给(单位:mm/r)。 G71 粗车外圆。 G70 精加工循环。 G73 多重车削循环。 G40 刀尖半径补偿取消。 G83 钻孔循环。 3.2常用M指令代码功能表 M 辅助指令,一般常用的M00:程序暂停(主轴暂停、切削液暂停、进给暂停),可以按“启动”加工继续执行;M04:主轴反转;M05:主轴停止;M30:主程序结束;M08:冷却液开;M09:冷却液关。 3.3其他常用指令代码功能表 T 刀具号,刀在刀盘上的位置,我们所用的刀盘是8刀位后置旋转刀盘。T后面跟四位数字,前两位:刀具号。后两位:刀补号。 S 主轴转速 主轴转速单位为r/min。 F 进给率 单位mm/min或mm/r。 第四章 程序编制 4.1程序 件一左端 O1234; G99 G97 G40 G21; T404; G30 U0; G0 Z5; M8; G83 Z-45 R5 Q8000 F0.1; M9; G28 U0; G28 W0; M5; M30; O1235; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28 W0; T707; M4 S600 F0.1; G0 X16 Z3; G71 U1 R0.5; G71 P10 Q20 U-0.5 W0.2; N10 X34; G1 Z0; X30 Z-14; X23.1 C1; Z-45; G28 U0; G28 W0; T707; M4 S800 F0.5; G0 X16 Z3; G70 P10 Q20; G28 U0; G28 W0; M5; M30; O1236; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28 W0; T101; M4 S800 F0.1; G0 X52 Z3; G71 U1.5 R0.5; G71 P10 Q20 U0.5 W0.2; N10 G0 X0; G1 Z0; X38; Z-16; X46; X48 Z-17; Z-30; N20 X52; G28 U0; G28 W0; T101; M4 S1000 F0.05; G0 X52 Z3; G70 P10 Q20; G28 U0; G28 W0; M0; M5; M30; 调头,件一右端 01237; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28 W0; T606; M4 S400 F0.1; G0 X22 Z3; G92 X23.3 Z-27 F1; X23.5; X23.7; X23.9; X24.1; X24.3; X24.4; X24.4; G28 U0; G28 W0; M5; M30; O1238; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28 W0; T101; M4 S800 F0.1; G0 X52 Z3; G71 U1.5 R0.5; G71 P10 Q20 U0.5 W0.2; N10 G0 X0; G1 Z0; X30; X32 Z-1; Z-9; X40; G2 X48 Z-13 R4; Z-24; N20 X52; G28 U0; G28 W0; T101; M4 S1000 F0.05; G0 X52 Z3; G70 P10 Q20 G28 U0; G28 W0; M5; M30; 件二左端 O0123; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28 W0; T404; M4 S400 F0.1; G30 U0; G0 Z5; M8; G83 Z-13 R5 Q8000 F0.1; M9; G28 U0; G28 W0; M5; M30; O0124; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28 W0; T707; M4 S600 F0.1; G0 X16 Z3; G71 U1 R0.5; G71 P10 Q20 U-0.5 W0.2; N10 G0 X34; G1 Z0; X32 Z-1; Z-9; X16; N20 X16; G28 U0; G28 W0; T707; M4 S800 F0.05; G0 X16 Z3; G70 P10 Q20; G28 U0; G28 W0; M0; M5; M30; O0125; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28W0; T101; M4 S800 F0.1; G0 X52 Z3; G71 U1.5 R0.5; G71 P10 Q20 U0.5 W0.2; N10 G0 X0; G1 Z0; X40; G3 X48 Z-4 R4; Z-20; N20 X52; G28 U0; G28 W0; T101; M4 S1000 F0.05; G0 X52 Z3; G70 P10 Q20; G28 U0; G28 W0; M5; M30; 调头,件二右端 O0126; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28 W0; T101; M4 S800 F0.1; G0 X52 Z3; G71 U1.5 R0.5; G71 P10 Q20 U0.5 W0.2 N10 G0 X0; G1 Z0; X21.9; X23.9 Z-1; Z-26; X30; X34 Z-54; X46; X48 Z-55; N20 X52; G28 U0; G28 W0; T101; M4 S1000 F0.05; G0 X52 Z3; G70 P10 Q20; G28 U0; G28 W0; M0; M5; M30; O0127; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28 W0; T202; M4 S500 F0.1; G0 X23.9 Z3; G92 X23.7 Z-22 F1; X23.9; X24.1; X24.3; X24.5; X24.7; X24.9; X25; X25.1; X25.2; X25.2; G28 U0; G28 W0; M5; M30; O0128; G99 G97 G40 G21; G28 U0; G28 W0; T303; M4 S600 F0.1; G0 X52 Z3; G1 Z-24; X20; X40; Z-23; X24; X22 Z-24; X40; Z-26; X22; W2; X52; G28 U0; G28 W0; M5; M30; 4.2精度自检 工 件 一 理论值 加工后测量值 Ø38 Ø38 Ø48 Ø48.01 Ø40 Ø40 Ø32 Ø31.99 M24 M24 16mm 16mm 9mm 8.98mm 总长40 39.98 工 件 二 理论值 加工后测量值 Ø48 Ø48 Ø32 Ø32.01 M24 M24 18mm 18.01mm 5mm 4.97mm 总长58 58.01 结 论 在完成论文过程中,我从中感悟到在做事情中每一个环节都要认真细心去做,同时也丰富了自己对数控方面的知识,对自己以后就业也起到了一定做用,在排版过程中使我对Microsoft office Word 和Microsoft office Powerpoint的软件有了一定了解并能掌握其基本的命令,为自己以后步入社会又有了一条出路。 但由于时间紧迫,和本人能力和经验有限,设计中难免出现一些不合理或问题不大的错误,所以这次的设计存在许多缺点,缺陷,若以后还有机会,必定能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作。 通过完成论文使我对数控方面有了更深的了解和认识,今后我要不断提高,充实自己,做一个对社会有用的人。 致 谢 感谢我的导师,他放下神圣的师道尊严,以朋友的身份告诉我怎样完成这篇论文,他告诉我如何搜集资料,他告诉我如何快捷的找到相关论文:他指导我如何利用手头上的论文取舍嫁接整合。 本篇论文的完成离不开他的悉心指导和孜孜不倦的教诲,感谢那些与我朝夕相处的同学,这些日子,他们和我在一起努力奋斗,共进退,相互鼓励,相互扶持,你帮我找,我帮你找,互通有无,及时沟通,以免出现论文杂乱无章的现象。 感谢我的爸爸妈妈,养育之恩,无以回报,你们永远健康快乐是我最大的心愿。 在论文的顺利完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长,同学,朋友,给了我巨大的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意! 感谢你们,让我顺利完成毕业论文。 参考文献 [1]李芝. 液压传动. 第一版. 北京:机械工程出版社.2004. [2]夏志新.液压系统污染控制. 第一版.北京:机械工业出版社,1993. [3]《加工技术应用》作者:杨群伟 出版社:工业出版社 出版日期:2003年 [4] 王刚 .与达仁. 赵万生 .涡轮叶片造型方法的研究.电加工与模具.2002 [5] 颜庆津 .数值分析 .北京航空航天大学出版社.2000 [6]林建业主编·《液压传动设计手册》·上海人民出版社 1995 [7]刘延俊主编·《液压与气压传动》·机械工业出版社 1999 [8]雷中范主编·《液压传动系统》·机械工业出版社 1989 [9]张群生 液压与气体转动 北京:机械工业出版,2001 [10]周国烛·液压系统·北京机械工业出版社,2002 个人简况及联系方式 个人简况: 姓名: 性别: 出生年月:年月 政治面貌: 籍贯:山西省晋城市泽州县 学校:xx职业技术学院 联系方式: 电子信箱: Q Q : 工作经历: 20xx-20XX ● 在富士康进行实习,不仅让我更熟悉专业知识,还有企业的培养让我有良好的管理能力。 20XX-20XX ● 假期在饭店打工,锻炼了自己的沟通能力和能吃苦耐劳的心性,也培养了自己较强的集体意识和服务意识 求职意向: 机电一体化设备的安装、调试、维修、销售及管理;普通机床的数控化改装等职业。 本文档由香当网(https://www.xiangdang.net)用户上传

    下载文档到电脑,查找使用更方便

    文档的实际排版效果,会与网站的显示效果略有不同!!

    需要 10 香币 [ 分享文档获得香币 ] 0 人已下载

    下载文档

    文档贡献者

    zhuanyewenku

    贡献于2019-05-13

    下载需要 10 香币 [香币充值 ]
    亲,您也可以通过 分享原创文档 来获得香币奖励!
    下载文档