普通铣床的数控化改造设计.doc
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1、成都理工大学毕业论文数控技术专业学 生 姓 名: 毕 业 专 业: 数 控 教 学 点: 成都理工大学 2014年 月 日数控技术专业摘要 数控技术是现代制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础,离开了数控技术,先进制造技术就成了无本之木。数控技术的广泛使用给机械制造业生产方式、生产结构、管理方式带来深刻的变化,它的关联效益和辐射能力更是难以估计。数控技术及数控装备已成为关系国家战略和体现国家综合国力水平的重要基础性产业,其水平高低是衡量一个国家制造业现代化程度的核心标志,实现加工机床及生产过程数控化,已经成为当今制造业的发展方向。 本论文主要介绍数控机床的定义,数控机床初学者的要求,机床加
2、工前的准备工作,数控机床的程序指令,数控机床的工作原理和结构,加工特点,机床加工几何精度要求,数控机床的优点和缺点,数控机床与计算机实现自动技术,机床维修和生产安全要求。关键词:数控技术概念 加工方法 加工特点In this paperNumerical control technology is the modern manufacturing automation, flexibility, integrated production base, left the numerical control technology, advanced manufacturing technology
3、 is non-existent. Numerical control technology is widely used for machinery manufacturing production mode, production structure, management mode brings profound changes, its associated benefits and radiation ability is difficult to estimate. Numerical control technology and numerical control equipme
4、nt has become a national strategy and reflect the national comprehensive national strength level of the important fundamental industry, its level is the core of the measure of a countrys manufacturing modernization degree, realize the numerical control machine tools and production process, has becom
5、e the development direction of todays manufacturing. This paper mainly introduces the definition of nc machine tools, CNC machine beginners request, the preparing work before machining, Nc machine program instruction, the working principle and structure of the nc machine tools, processing characteri
6、stics, geometrical accuracy of the machine tool processing requirements, The advantages and disadvantages of nc machine tools, CNC machine tool and computer automatic technology, machine tool maintenance and production safety requirements. Keywords: technical concepts of CNC machining method 目录前 言 1
7、第一章 普通铣床的数控化改造设计 1.1 数控铣床的主要特点 21.2 数控铣床的组成 3 第二章 椭圆零件的设计与宏程序编程2.1 宏程序分类 42.3 零件图样分析 6第三章 酒杯模型的设计与车削加工3.1 项目产品展示 73.2 数控编程的步骤 8第四章 在数控车床上高速车削梯形螺纹的方法4.1 加工方法的选择 94.2 G76指令的相关介绍 10 4.3 刀具几何形状的选择 10第五章 减速器传动装置的设计 5.1 设计说明及数据计算 135.2 草图及附属零件 14第六章 在普通车床上设计自动钻孔装置6.1流程 156.2 上PIN作业 15第七章 在普通车床上设计行程开关保护装置7
8、.1行程开关(限位开关)的工作原理及符号表示 177.2直动式、滚轮式、微动式和组合式 17第八章 结论 19第九章 致谢 20第十章 参考文献 21第十一章 附件 22前言制造业是我国国民经济的支柱产业,其增加值约占我国国内生产总值的40%以上,而先进的制造技术是振兴制造业系统工程的重要组成部分。21世纪是科学技术突飞猛进、不断取得新突破的世纪,它是数控技术全面发展的时代。数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平,随着现代化科学技术的迅速发展,制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转
9、体零件。通过数控加工程序的运行,可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工,并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。车削中心可在一次装夹中完成更多的加工工序,提高加工精度和生产效率,特别适合于复杂形状回转类零件的加工。本文主要讨论的就是作为制造业的组成部分数控车床。主要内容有关于数控车床的编程方法、编程的注意事项、加工工艺分析、刀具的选用、刀位轨迹计算。下面就是本文的主题,关于数控车床的编程与实例。 普通铣床的数控化改造设计1.1数控铣床的王要特点 (1) 高柔性及工序复台化 数控铣床具有柔性(可变性)高和工序复台化的特点。所谓“柔性”即灵活、通用和万能性,可以适应加工不
10、同形状工件的自动化机床。数控铣床的发展已经模糊了粗、精加工工序的概念,打破了传动的工序界限和分开加工的工艺规程,可最大限度地提高设备利用率。 数控铣床般都能完成钻孔、镗孔、铰孔、铣平面、铣谢冕、铣槽、铣曲绵(凸轮)、攻螺纹等加工。而且,一般情况下,可以再次装夹中,完成所需的加工工序。 (2) 加工精度高 目前数控装置的脉冲当量(即每发出个脉冲后精板的移动量) 般为0.001m。高精度的数控系统可达0.0001一般情况下,可以保证工件的加工精度。另外,数控加工可避免公认的操作误差, 批加工件的尺寸同性特别好(包括工件的王要尺寸和倒角等尺寸的同性),而且还可利用软件进行精度校正和补偿,大大提高了产
11、品质量。 自于数控铣床的高精度和灵活性,能加工很多普通机床难以完成或根本不能加工的复杂型面(如高精度螺旋推进器)。因此,数控铣床首先在航空、航天工业中应用。而加工各种复杂模具更显示优越性。 (3) 生产效率高 零件加工所需要的时间包括机动实践与辅助时间两部分。数控能自;有效地碱少这两部分时间。因而加工生产率比般铣床高得多。良好的结构性允许数控进行大切削用量的强力切削,有效地节省了机动时间。数控铣床动部件的快速移动和定位采用了加速与碱速措施,因而选用了很高的空行程运动速度,消耗在快进、快退和定位的时间要比一般铣床少得多。 数控铣床般很少使用专用夫具和工艺装备,在更换工件时,只需调用储存于计算机中
12、的加工程序,装夹工件和调整刀具数据,可大大缩短生产周期。更王要的是数控铣床的万用性带来的高效率,如一般的数控铣床都具有铣床、镗床和钻床的功能。使工序高度集中,可大大提高了生产效率并碱少了工件的装夹误差。 另外,数控铣床得主轴转速和进给量都是无级变速的。因此,有利于选择最佳切削用量。数控铣床都有快进、快退、快速定位功能,可大大碱少机动时间。 据统计,采用数控铣床比普通铣床可提高生产率35倍。对于复杂的成型棉加工可提高十几倍,甚至几十倍。 (4) 碱轻操作者的劳动强度 数控铣床对零件加工是按事先编好的程序自动完成的。操作者障了操作键盘、装卸工件和中间测量及观察机床运行外,不需要进行繁重的重复性操作
13、,可大大碱轻劳动强度。 自于数控铣床具有以上独特的优点,因此数控铣床已成为机械制造业的王要装备。 但是,数控铣床的编程操作比较复杂,对编程人员的素质要求较高。否则,很难发挥数控铣床的作用。另外,数控铣床的价格昂贵,如编程操作不恒,万发生碰撞,其后果不勘设想。为此,必须重视编程操作人员的培训。1.2数控铣床的组成 数控铣床于般的数控机床样,是自控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。下图实线所示为开环控制的数控铣床框图。 椭圆零件的设计宏程序编程宏指令编程是指像高级语言一样,可以使用变竿进行箅术运算、罡辑运算和函数混合运算的程序编写形式。在宏程序形式中一般都提供循环判断分支和子程序训用的方法
14、,可用于编制各种复杂的零件加工程序熟鲸应用宏程序指令进行编程,可大大精简程序量,在一定意义上说还可以增强机床的加工适应能力。 2.1宏程序的分类宏程序可分为两类A类和B类,A类Fanuc0TD老式的数控车床窟程序需要使用“G65Hm”格式的宏指令来表达各种数学运算逻辑关系,极不直观且可读陛非常差B类FancuOi先进的数控车床宏程序具有逻辑性强、程序简单、修改方便等特点,在实际生产中也得到了广泛的应用 2 .2变量一个普通的零件加工程序指定G码并直接用数字值表示移动的距离,例:G100X100.O。而利用用尸宏,既可以直接使用数字值也可以使用变竿号当使用变量号时变量值既可以由程序改变也可以用M
15、DI面板改变。 2.2 1变量的书写规格当指定一个变量时,在#后指定变量号。个人计算机允许赋名给变量,宏程序没有此功能。例:#1也可以用表达式指定变量号这是表达式要用方括号括起来。例:#1+#2-12 2.2.2忽略小数点在程序中定义变量时,可以忽略小数点倒-当#1=1 23被定义时变量#1的实际值1 23.000。未定义的变量: 当变量的值未定义时,这样的个变量被看作“空变量变量#0总是“空”变量 是一个只读变量。 图形一 图形二 2.3零件图样工艺分析 该零件图由外圆柱面、槽、内外螺纹、外圆锥面、圆弧、内外椭圆等表面组成其中多个直径尺寸与轴向尺寸有较高的尺寸精度和表面粗糙度要求零件图尺寸标
16、注完整符台数控加工尺寸标注要求:轮廓描述清楚完整零件材料为45钢,切削性能较好无热处理和硬度要求图1毛坯为4582、图2毛坯为45 x50通过上述分析,制定工艺时采取以下几点措施:(1)零件图上带公差的尺寸,因公差值较小故编程时不必职其平均值而取基本尺寸即可。(2)加工图2时左右端面均为尺寸的设计基准,相应工序加工前应该先将左右端面车出来。2.3.1装夹方案的确定零件均为45钢,且为单件小批量,工件伸出较短所以采用三爪自定心卡盘进行装夹即可满足要求。2.3.2加工顺序及走刀路线的确定加工顺序的确定拄由内到外,由粗到精,有近到远的原则确定,在次装夹中尽可能加工出较多的工件表面。结台本零件的结构特
17、征 可先加工图2左端内孔轮廓,然后调头加工内椭圆然后加工图1左端轮廓加工好以后将图2与图1螺纹配台加工图1与图243外圆柱面,然后调头加工图1右端由于该零件为单件小批量生产,走刀路线设计不必考虑最短进给路线或最短空行程路线,外轮廓表而车削走月路线可沿零件轮廓顺序进行。酒杯模型的设计与车削加工3.1 项目产品展示3.1.2 项目图纸3.2项目教学相关知识点序号设计内容方法或目的备注1各工厂成立增强学生的企业员工意识工厂化教学2绘制二维图纸及实体软件使用、CAM软件找点CAM软件3设计内外轮廓的加工工艺填写工艺卡片、刀具的选用机械加工知识4编写加工程序带凹槽的G71的使用方法数控车编程知识5数控车
18、床加工产品机床的操作技能数控车床的操作6产品成本计算增强产品质量及成本意识与企业接轨7企业机密认定增强学生的竞争意识职业道德8项目组互评及老师总评加强团队合作意识职业素质培养3.21项目教案项 目酒杯模型的加工课型:理论与实践授课日期2009年5月26日授课时数: 6 学时教学目标熟练掌握复合循环G71指令的应用,掌握内轮廓加工工艺,工艺卡片的填写教学重点复合循环G71指令各参数含义,工艺卡片的填写方法教学难点指令的循环起点、终点与切削起点、终点的确定精车轨迹的功能,程序的编制与调试、内轮廓加工中G71的使用教学过程教学内容教学方法与手段1、课堂工厂化通过小黑板简短进行各工厂及员工描述,展示各
19、厂风采讨论 5分钟2、项目引入商代酒尊(铸造) 金属酒杯(数控车床加工)讲解、演示 5分钟3、员工的任务分工各厂小黑板写出及任务分工讨论5分钟4、程序编制与调试工艺卡片的填写G71的使用及参数含义,酒杯完整程序的编写讨论、指导、评价10分钟5、项目产品加工装工件及刀具、对刀试加工两人合作完成 30分钟6、成本核算及企业机密认定 产品成本、加工工艺、图纸讨论 10分钟7、产品图纸及实体绘制通过电脑CAM软件完成2人合作绘制 30分钟8、反馈与评价通过该项目的实施,你还能提出哪些问题?如何解决?1.这些复合循环指令的精车轨迹的功能有哪些?2.这些复合循环指令各参数的含义是什么?3.那些图纸类型可以
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