毕业设计(论文)数控加工中心技术.doc
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1、数控加工中心技术摘 要我的这篇论文是基于工作岗位的实践,进行的数控车床方面的研究。数控车床已应用于工厂企业机械加工的各个领域,它的产品多以轴、盘、套筒类零件为主,适用于加工小批量、高效率、程序多变的零件的加工生,并对一轴类零件的图样进行了分析、编程等阐述。图样由Auto CAD设计软件制作,其中有相应的尺寸标注。此零件结构虽简单,但它却反映了数控车床产品特征和车削的部分加工范围。关键词: 机械加工,数控车床,车削,轴类零件,编程CNC PROCESSING CENTER TECHNOLOGYABSTRACTMy this essay is based on the work practice,
2、 numerical control lathe research. Numerical control lathe has been used in the factory enterprise mechanical processing each domain, its product to shaft, plate, socket parts is given priority to, applicable to small batch processing, high efficiency, program changeable parts processing, born to a
3、and shaft parts design are analyzed and programming are described. By Auto CAD design software pattern making, there are corresponding dimensions. The parts structure is simple, but it reflects the numerical control lathe product characteristic and turning machining range of the part. KEY WORDS: mec
4、hanical processing,Numerical control lathe, Turning, Axial part, programmin目 录中文摘要英文摘要前言 11 绪 论 21.1富士康(太原)科技工业园概况 21.2我国数控发展状况 41.3国外数控的发展状况 72 数控加工中心操作岗位 83 数控车床相关知识 103.1 数控加工中心概述 123.2数控加工中心的刀具及编程 123.3 数控加工中心工艺特点 153.4加工中心工艺过程设计 164 数控加工中心机床的使用 164.1德国的数控发展史 164.2良好的电源保证 164.3制定有效操作规程 164.4数控加工
5、中心机床不宜长期封存 175 数控机床维护保养 175.1数控系统的维护 175.2机械部件的维护 185.3液压、气压系统维护 195.4机床精度的维护 196 总 结 20致 谢 23参考文献 24前 言2012年3月,我们来到富士康(太原)科技工业园。开始了从学校到社会的第一步,对于我们来说,心里无比的忐忑,带着一点点小兴奋长途跋涉的来到富士康。我所工作的单位是CNC三厂,以富士康菁干班的身份,进行了岗前培训和实习。富士康拥有先进的技术和设备,作为数控专业的学生,我对数控机床颇感兴趣。在学校理论总会比时间要多,但在这里就需要理论与实践相结合,有不懂的我就会问,就回去学习,查资料等。面对先
6、进的机床,身生敬畏。希望去征服它,但你必须足够优秀。由于自己不够优秀,时间和工作经验浅薄,论文中可能会有许多白不做的地方,希望老师能见谅并予以指导。本人在富士康(太原)科技工业园实习,因此论文的第一章绪论对富士康(太原)科技工业园的情况作了总体概述。第二章对岗位要求,制度方面做了详细的阐述。第三章论述了加工中心的有关内容,同时还融入一些编程技巧。第四章对一零件进行了较为详尽的加工工艺分析及程序编程。通过学习厂方的先进资料,结合有关书籍,在第五章总结出了一些加工中心的维修及保养的知识。1 绪 论1.1 富士康(太原)科技工业园概况 富士康(太原)科技工业园是台湾富士康科技集团在祖国大陆投资建设的
7、七大科技工业园之一。 富士康科技集团是世界500强企业之一,也是世界信息科技十强企业之一。专业生产精密电器连接器、精密线缆及计算器准系统,无线通讯关键零组件、光通讯组件、消费性电子等3C产品。自1988年在深圳投资建厂以来,集团规模迅速壮大,在中国大陆和台湾、日本、东南亚及欧洲、美洲等地拥有数十家子公司,在祖国大陆的深圳、北京、昆山、苏州、杭州、烟台、太原等地相继投资建设了规模宏大的科技工业园,产品从单一的电器连接器发展到计算机、通讯、消费性电子等3C产品的多个领域。近年来集团以其独特的制造专长与惠普、戴尔、IBM、苹果、诺基亚、摩托罗拉等国际顶尖客户结成战略联盟,成为全球最大的计算机连接器和
8、计算机准系统生产商。图1-1 富士康(太原)科技工业园 目前集团在祖国大陆的七大科技工业园的建设和发展取得了令人瞩目的业绩。富士康的杰出的营运绩效和扎根大陆发展高科技的投资战略,以及带动外围产业繁荣发展的龙头作用,得到了国家和地方政府的充分肯定,党和国家领导人多次给予富士康集团以巨大的支持和鼓舞。富士康(太原)科技工业园就是其中之一,它位于太原市经济技术开发区,2003年10月17日奠基,2004年1月1日正式开工建设,项目总投资拟10亿美元,2004年投入约13亿人民币,2005年新增投资15亿人民币。园区总规划用地面积305公顷,总建筑面积218万平方米,建设周期为3到5年,规划分三期实施
9、:一期铝美合金及热传;二期精密工业,铝美合金深加工;三期为汽车零组件。 富士康太原科技工业园已有3家全资子公司,分别为::鸿富晋精密工业太原有限公司,主要产品为手机、笔记本电脑的镁合金结构件产品;富晋康精密工业太原有限公司,主要产品为电脑散热器件;富晋精密模具有限公司,主要产品为精密模具。三家公司已在2004年6月至7月间陆续投产,2005年营业额达到12亿元,其中出口占70%出口总额约1亿美元,实现税收5000万元。 富士康在太原建立科技工业园后,不仅为山西经济发展和结构调整增添了新的亮点,为太原扩大就业创造了几万个就业岗位。也为山西经济向国际化发展注入了活力。 富士康在长期经营过程中所奉行
10、的上行下效的执行文化、默默耕耘的水牛文化、与时俱进的创新文化使山西的本土企业认识到严谨中蕴含灵活、自由中不乏纪律的企业文化是推动企业发展不可或缺的源动力,对引导山西本土企业向建设适应性与多元性共存的企业文化有极大的借鉴作用。 富士康太原科技园落户山西拉动了相关产业链的形成。目前,太原市与富士康集团达成的生产协作配套企业已有40多家,我们相信,随着富士康为龙头的产业链和协作配套区的逐步形成,富士康(太原)科技工业园的产业聚集效应将更加呈现。它必将为山西经济的腾飞做出更大的贡献。 1.2 我国数控发展状况随着计算机技术的高速发展,传统的制造业开始了根本性变革,各工业发达国家投入巨资,对现代制造技术
11、进行研究开发,提出了全新的制造模式。在现代制造系统中,数控技术是关键技术,它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体,具有高精度、高效率、柔性自动化等特点,对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前,数控技术正在发生根本性变革,由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上,数控系统实现了超薄型、超小型化;在智能化基础上,综合了计算机、多媒体、模糊控制、神经网络等多学科技术,数控系统实现了高速、高精、高效控制,加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数,实现了在线诊断和智能化故障处理。长期以来,我国的数控系统为传统的
12、封闭式体系结构,CNC只能作为非智能的机床运动控制器。加工过程变量根据经验以固定参数形式事先设定,加工程序在实际加工前用手工方式或通过CAD/CAM及自动编程系统进行编制。CAD/CAM和CNC之间没有反馈控制环节,整个制造过程中CNC只是一个封闭式的开环执行机构。在复杂环境以及多变条件下,加工过程中的刀具组合、工件材料、主轴转速、进给速率、刀具轨迹、切削深度、步长、加工余量等加工参数,无法在现场环境下根据外部干扰和随机因素实时动态调整,更无法通过反馈控制环节随机修正CAD/CAM中的设定量,因而影响CNC的工作效率和产品加工质量。由此可见,传统CNC系统的这种固定程序控制模式和封闭式体系结构
13、,限制了CNC向多变量智能化控制发展,己不适应日益复杂的制造过程,因此,大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为我们国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径。 1.2.1 数控技术数控技术,简称“数控”。英文:Numerical Control(NC)。是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年,穿孔的金属薄片互换式数据载体问世;19世纪末,以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明;1938年,香农在美国麻省理工
14、学院进行了数据快速运算和传输,奠定了现代计算机,包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年,第一台数控机床问世,成为世界机械工业史上一件划。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。1.2.2 数控设备的分类(1)按加工工艺方法分类 a)金属切削类数控机床b)特种加工类数控机床c)板材加工类数控机床(2)按控制运动轨迹分类 a)点位控制数控机床b)直
15、线控制数控机床c)轮廓控制数控机床(3)按驱动装置的特点分类 a)开环控制数控机床b)闭环控制数控机床c)半闭环控制数控机床d)混合控制数控机床1.2.3 数控系统的发展 数控系统及相关的自动化产品主要是为数控机床配套。数控机床是以数控系统为代表的新技术对传统机械制造产业的渗透而形成的机电一体化产品:数控系统装备的机床大大提高了零件加工的精度、速度和效率。这种数控的工作母机是国家工业现代化的重要物质基础之一。 数值控制(简称“数控”或“NC”)的概念是把被加工的机械零件的要求,如形状、尺寸等信息转换成数值数据指令信号传送到电子控制装置,由该装置控制驱动 机床刀具的运动而加工出零件。而在传统的手
16、动机械加工中,这些过程都需要经过人工操纵机械而实现,很难满足复杂零件对加工的要求,特别对于多品种、小批量 的零件,加工效率低、精度差。 1952年,美国麻省理工学院与帕森斯公司进行合作,发明了世界上第一台三坐标数控铣床。控制装置由 2000多个电子管组成,约一个普通实验室大小。伺服机构采用一台小伺服马达改变液压马达斜盘角度以控制液动机速度。其插补装置采用脉冲乘法器。这台NC 机床的研制成功标志着NC技术的开创和机械制造的一个新的、数值控制时代的开始。 现代CNC系统的功能、性能大大提高,故障率已降至 0.01次/(月台)。以FANUC公司为例,1991年开发成功的FS15系统与1971年开发的
17、FS220系统相比,体积只有后者的十分之一,而加 工精度提高了10倍,加工速度提高了20倍,可靠性提高了30倍以上。现在,NC技术已成为先进制造技术的基础和关键技术。1.2.4 机床精度 机床精度分为机床加工精度和机床静态精度;机床加工精度是指被加工零件达到的尺寸精度、形态精度和位置精度;机床静态精度是指机床的几何精度、运动精度、传动精度、定位精度等在空载条件下检测的精度。1.3 国外数控的发展状况1.3.1 美国的数控发展史美国政府重视机床工业,美国国防部等部门因其军事方面的需求而不断提出机床的发展方向、科研任务,并且提供充足的经费,且网罗世界人才,特别讲究“效率”和“创新”,注重基础科研。
18、因而在机床技术上不断创新,如1952年研制出世界第一台数控机床、1958年创制出加工中心、70年代初研制成FMS、1987年首创开放式数控系统等。由于美国首先结合汽车、轴承生产需求,充分发展了大量大批生产自动化所需的自动线,而且电子、计算机技术在世界上领先,因此其数控机床的主机设计、制造及数控系统基础扎实,且一贯重视科研和创新,故其高性能数控机床技术在世界也一直领先。当今美国生产宇航等使用的高性能数控机床,其存在的教训是,偏重于基础科研,忽视应用技术,且在上世纪80代政府一度放松了引导,致使数控机床产量增加缓慢,于1982年被后进的日本超过,并大量进口。从90年代起,纠正过去偏向,数控机床技术
19、上转向实用,产量又逐渐上升。1.3.2 德国的数控发展史德国政府一贯重视机床工业的重要战略地位,在多方面大力扶植。,于1956年研制出第一台数控机床后,德国特别注重科学试验,理论与实际相结合,基础科研与应用技术科研并重。企业与大学科研部门紧密合作,对数控机床的共性和特性问题进行深入的研究,在质量上精益求精。德国的数控机床质量及性能良好、先进实用、货真价实,出口遍及世界。尤其是大型、重型、精密数控机床。德国特别重视数控机床主机及配套件之先进实用,其机、电、液、气、光、刀具、测量、数控系统、各种功能部件,在质量、性能上居世界前列。如西门子公司之数控系统,均为世界闻名,竞相采用。 1.3.3 日本的
20、数控发展史日本政府对机床工业之发展异常重视,通过规划、法规(如“机振法”、“机电法”、“机信法”等)引导发展。在重视人才及机床元部件配套上学习德国,在质量管理及数控机床技术上学习美国,甚至青出于蓝而胜于蓝。自1958年研制出第一台数控机床后,1978年产量(7,342台)超过美国(5,688台),至今产量、出口量一直居世界首位(2001年产量46,604台,出口27,409台,占59%)。战略上先仿后创,先生产量大而广的中档数控机床,大量出口,占去世界广大市场。在上世纪80年*始进一步加强科研,向高性能数控机床发展。日本FANUC公司战略正确,仿创结合,针对性地发展市场所需各种低中高档数控系统
21、,在技术上领先,在产量上居世界第一。该公司现有职工3,674人,科研人员超过600人,月产能力7,000套,销售额在世界市场上占50%,在国内约占70%,对加速日本和世界数控机床的发展起了重大促进作用。2 数控加工中心操作岗位数控加工中心作为一种高效自动化加工设备,必须严格按照加工要求操作。如果不按操作流程操作,将会有生命危险。加工中心操作规程:(1)使用本机床的操作,维修人员应经过培训,具备相应资格,应详细阅读机床使用说明书,按规定安全操作。(2)操作机床应穿工作服,安全鞋,长发要放在帽子里,不准带手套。(3)工作前检查切削液,液压油和润滑油的液量,发现不足及时添加。(4)气动系统压力应保持
22、在0.5-0.6MPa。(5)检查一切无误后,合上机床总电源开关,启动数控系统,检查各项预备信号是否正常,如发生危险情况,立即按下急停按钮。(6)检查电机,主轴和其他部件,确保没有不正常的噪音,振动,发热现象。(7)按机床润滑图规定提供适量的润滑油,确保润滑系统工作正常。(8)确定工作台面洁净后将加工件放在工作台上找正,并固定。(9)用对刀棒对工件进行零位确定。(10)将零位数值输入系统内进行确认。(11)检查所用刀具应安装牢固,并在运行范围内无障碍。(12)根据工件确定数控系统操作方式,输入程序,先在微机上进行模拟加工无误后,再进行加工。(13)加工,检测完工件符合要求后,再卸下工件。(14
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