数控车床零件加工工艺的分析与程序编写
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目录摘要 (3)1.绪论 (4)2.现代数控技术状况 (4)3.数控车床的特点 (5)4.零件图工艺分析 (6)5.设备的选定 (8)6.零件加工工艺分析 (9)6. 1确定零件的定位方式和装夹方式 (9)6.2 确定加工顺序及进给路线 (10)6.2.1工序一 (11)6.2.2工序二 (13)6.3切削用量选择 (15)6.3.1切削用量选择 (15)6.3.2进给速度选择 (16)6.4刀具选择 (16)6.4.1数控刀具的选择步骤 (16)6.4.2零件加工刀具选择参数及刀具明细表 (17)6. 5 数控加工工艺卡片的制定 (19)7.零件加工程序的编写 (20)7.1数控编程的内容和方法 (20)7.1.1建立零件坐标系 (20)7.1.2坐标值和尺寸 (20)7.1.3准备功能 (20)7.1.4辅助功能 (21)7.1.5主轴功能 (21)7.1.6刀具功能 (21)7.1.7零件加工程表 (21)7.2装刀与对刀 (24)7.3程序校对与首件试切 (26)8.总结 (26)参考文献 (27)摘要近年来,随着计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)系统取得了突破性发展,中国多家数控企业,纷纷推出高档次数控机床系统,打破了外国的技术封锁,占领了这一战略性产业的至高点,大大降低了其应用成本,从而使中国装备制造业迎来了一个崭新的时代!以信息技术为代表的现代科学的发展对装备制造业注入了强劲的动力,同时也对它提出更强要求,更加突出了机械装备制造业作为高新技术产业化载体在推动整个社会技术进步和产业升级中无可替代的基础作用。
作为国民经济增长和技术升级的原动力,特别是以五轴联动为标志的数控机械装备制造业将伴随着高新技术和新兴产业的发展而共同进步。
中国不仅要做世界制造的大国,更要做世界制造强国!高度发达的制造业和先进的制造技术已经成为当前衡量一个国家综合经济实力和科技水平的重要标志之一,成为一个国家在竞争激烈的国际市场上获胜的关键因素。
数控编程加工工艺实例分析文/罗谷清数控机床是一种技术密集度及自动化程度很高的机电一体化加工设备,是综合应用计算机、自动控制、自动检测及精密机械等高新技术的产物,它严格按照加工程序,自动地对被加工工件进行加工。
随着数控机床的发展与普及,现代化企业对于懂得数控加工技术、能进行数控加工编程的技术人才的需求量必将不断增加。
数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。
数控编程是指从零件图样到获得数控加工程序的全部工作过程。
编制数控加工程序是使用数控机床的一项重要技术工作,理想的数控程序不仅应该保证加工出符合零件图样要求的合格零件,还应该使数控机床的功能得到合理的应用与充分的发挥,使数控机床能安全、可靠、高效地工作。
一、数控程序编制的内容及步骤数控编程是指从零件图样到获得数控加工程序的全部工作过程,如图1所示。
二、编程方法数控加工程序的编制方法主要有两种:手工编制程序和自动编制程序。
1.手工编程手工编程指主要由人工来完成数控编程中各个阶段的工作,如图2所示。
一般对几何形状不太复杂的零件,所需的加工程序不长,计算比较简单,用手工编程比较合适。
手工编程的特点:耗费时间较长,容易出现错误,无法胜任复杂形状零件的编程。
据国外资料统计,当采用手工编程时,一段程序的编写时间与其在机床上运行加工的实际时间之比,平均约为30:1,而数控机床不能开动的原因中有20%~30%是由于加工程序编制困难,编程时间较长。
2.计算机自动编程自动编程是指在编程过程中,除了分析零件图样和制定工艺方案由人工进行外,其余工作均由计算机辅助完成。
采用计算机自动编程时,数学处理、编写程序、检验程序等工作是由计算机自动完成的,由于计算机可自动绘制出刀具中心运动轨迹,使编程人员可及时检查程序是否正确,需要时可及时修改,以获得正确的程序。
又由于计算机自动编程代替程序编制人员完成了繁琐的数值计算,可提高编程效率几十倍乃至上百倍,因此解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。
课题名称:零件数控加工工艺设计与编程学院:机械工程学院专业:机械工程及自动化**:**__学号:*************:***2016年3月10日零件数控加工工艺设计与编程1、背景介绍数控加工技术于二十世纪中叶诞生于航空工业,航空工业中传统的机加工已经无法满足一些复杂零件的加工要求,必须寻求一种新的加工技术方可保证零件的加工。
在这样的一个机遇当中,数控加工技术应运而生。
二十世纪五十年代,随着第一台数控机床的诞生,标志着数控加工技术登上了历史的舞台。
半个世纪以来,数控加工技术已经取得飞速的发展和革命性的突破。
数控加工技术让整个制造业发生了翻天覆地的变化,随着科学技术的发展,数控加工在制造业中占据着举足轻重的一席之地,在未来,数控加工必然会成为制造业的中流砥柱。
随着时代的不断发展进步,制造业将会以一种我们意想不到的方式呈现。
数控加工正逐步占据制造业中的市场,掌握数控加工技术对于一个企业乃至一个国家而言,这就是一种强大的核心竞争力。
时过境迁,社会不断的发展。
唯独顺应时代发展的潮流,改变以往传统的生产模式,寻找新的生产方式,方可在这种前进的洪流中立于不败之地。
数控加工无疑就是一种新的生产模式。
与传统的机加工相比,数控加工不仅解放劳动力,并且加工的产品质量更是传统机加工无法比拟的。
数控加工具有诸多特点:(1)效率高、精确度高;(2)加工过程难度降低;(3)零件加工工艺适应性强;(4)数控加工具有一定的局限性[1]。
正因具有某些优越的性能,数控加工才越来越受到制造业的青睐,数控加工对于制造业的发展可谓是功不可没。
通过该课题的研究,可以了解数控加工技术的起源以及发展历程,对于数控加工技术有整体的把握。
纵观西方发达国家数控加工的发展史,对于寻求我国数控加工的变革发展具有指导性的意义。
回望过去,展眼未来。
站在这历史的交接点上,通过此课题的研究,以便对未来我国数控加工技术该何去何从做好良好的定位。
通过零件数控加工的实际操作加工,从工艺规程设计到数控程序编制,再到程序的调制,最后到零件的自动加工。
数控车床零件加工及工艺设计数控车床摘要一、数控机床1、数控机床的概述2、数控机床的组成3、数控机床的特点二、数控加工技术1、数控加工技术简介2、数控加工的特点3、数控加工的技术进展4、数控加工工艺三、各部分零件工艺分析1、金属材料的分析2、各零部件的材料选择及工艺分析四、要紧零件的参数设置及加工路径分析1、概述在车床上,利用工件的旋转运动和刀具的直线运动或曲线运动来改变毛坯的形状和尺寸,把它加工成符合图纸的要求。
车削加工是在车床上利用工件相关于刀具旋转对工件进行切削加工的方法。
车削是最差不多、最常见的切削加工方法,在生产中占有十分重要的地位。
在各类金属切削机床中,车床是应用最广泛的一类,约占机床总数的50%。
车床既可用车刀对工件进行车削,又可用钻头、铰刀、丝锥和滚花刀进行钻孔、铰孔、攻螺纹和滚花等操作。
数控车削加工是现代制造技术的典型代表,随着数控技术的进展,数控机床不仅在宇航、造船、军工等领域广泛使用,而且也进入了汽车、机床等民用机械制造行业。
目前,在机械行业中,单件、小批量的生产所占有的比例越来越大,机械产品的精度和质量也在不断地提高。
因此,一般机床越来越难以满足加工周密零件的需要。
同时,由于生产水平的提高,数控机床的价格在不断下降,因此,数控机床在机械行业中的使用已专门普遍。
一、数控机床1、数控机床的概述数控机床和数控技术是微电子技术同传统机械技术相结合的产物,是一种技术密集行的产品和技术。
数控机床是一种用电子运算机和专用电子运算装置操纵的高效自动化机床。
要紧分为立式和卧式两种。
立式机床装夹零件方便,但切屑排除较慢;卧式装夹零件不是专门方便,但排屑性能好,散热快。
数控机床是依照机械加工工艺的要求,使电子运算机对整个加工过程进行信息处理与操纵,实现生产过程自动化。
较好的解决了复杂、周密、多品种、中小批量机械零件加工问题,是一种通用、灵活、高效能的自动化机床。
同时,数控技术又是柔性制造系统(FMS)、运算机集成制造系统(CLMS)的技术基础之一,是机电一体化高新科技的重要组成部分。
前言现代科学技术的发展极大地推动了不同学科的交叉与渗透,引起了工程领域的技术改造与革命。
在机械工程领域,由于微电子技术和计算机技术的迅速发展及其向机械工业的渗透所形成的机电一体化,使机械工业的技术结构、产品机构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化,使工业生产由“机械电气化”迈入了“机电一体化”为特征的发展阶段。
机电一体化主要体现在数控技术及应用上,在这次实训中,感触最深的是了解了数控机床在机械制造业中的重要性,它是电子信息技术和传统机械加工技术结合的产物,它集现代精密机械、计算机、通信、液压气动、光电等多学科技术为一体,具有高效率、高精度、高自动和。
摘要数控技术是机械加工自动化的基础,是数控机床的核心技术,其水平高低关系到国家战略地位和体现国家综合国力的水平,近年来,PLC在工业自动控制领域应用愈来愈广,它在控制性能、组机周期和硬件成本等方面所表现出的综合优势是其它工控产品难以比拟的。
随着PLC技术的发展, 它在位置控制、过程控制、数据处理等方面的应用也越来越多。
在机床的实际设计和生产过程中,为了提高数控机床加工的精度,对其定位控制装置的选择就显得尤为重要。
FBs系列PLC的NC定位功能较其它PLC更精准,且程序的设计和调试相当方便。
本文提出的是如何应用PLC的NC定位控制实现机床数控系统控制功能的方法来满足控制要求,在实际运行中是切实可行的。
整机控制系统具有程序设计思路清晰、硬件电路简单实用、可靠性高、抗干扰能力强,具有良好的性能价格比等显著优点,其软硬件的设计思路可供工矿企业的相关数控机床设计改造借鉴。
目录第一章:概述1.1、数控机床的发展趋势 (1)1.2、数控机床的发展历史 (2)第二章:数控加工的特点与刀具2.1、数控机床的特点 (3)2.1.1、数控车床的5大特点 (4)2.2、数控机床的常用种类 (4)2.3、数控机床的刀具选择与应用 (5)第三章:数控机床的程序编写3.1、数控机床的编程 (6)3.1.1、数控机床的自动编程内容与步骤 (6)3.1.2、数控机床编程的基本概览 (9)3.2、数控机床常用术语 (9)第四章:数控车床程序编程 (11)第一章概述1.1、数控机传递个发展趋势数控机床数字控制机床是用数字代码形式的信息(程序指令),控制刀具按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床,简称数控机床。
第2章 数控加工的程序编制1.概述2.1.1 数控编程的基本概念在数控机床上加工零件时,一般首先需要编写零件加工程序,即用数字形式的指令代码来描述被加工零件的工艺过程、零件尺寸和工艺参数(如主轴转速、进给速度等),然后将零件加工程序输入数控装置,经过计算机的处理与计算,发出各种控制指令,控制机床的运动与辅助动作,自动完成零件的加工。
当变更加工对象时,只需重新编写零件加工程序,而机床本身则不需要进行调整就能把零件加工出来。
这种根据被加工零件的图纸及其技术要求、工艺要求等切削加工的必要信息,按数控系统所规定的指令和格式编制的数控加工指令序列,就是数控加工程序,或称零件程序。
要在数控机床上进行加工,数控加工程序是必须的。
制备数控加工程序的过程称为数控加工程序编制,简称数控编程(NC programming),它是数控加工中的一项极为重要的工作。
2.1.2 数控编程方法简介数控编程方法可以分为两类,一类是手工编程;另一类是自动编程。
手工编程1.手工编程是指编制零件数控加工程序的各个步骤,即从零件图纸分析、工艺决策、确定加工路线和工艺参数、计算刀位轨迹坐标数据、编写零件的数控加工程序单直至程序的检验,均由人工来完成。
对于点位加工或几何形状不太复杂的平面零件,数控编程计算较简单,程序段不多,手工编程即可实现。
但对轮廓形状由复杂曲线组成的平面零件,特别是空间复杂曲面零件,数值计算则相当繁琐,工作量大,容易出错,且很难校对。
据资料统计,对于复杂零件,特别是曲面零件加工,用手工编程时,一个零件的编程时间与在机床上实际加工时间之比,平均约为30:1。
数控机床不能开动的原因中,有20~30%是由于加工程序不能及时编制出来而造成的。
因此,为了缩短生产周期,提高数控机床的利用率,有效地解决各种模具及复杂零件的加工问题,采用手工编程已不能满足要求,而必须采用自动编程方法。
2. 自动编程进行复杂零件加工时,刀位轨迹的计算工作量非常大,有些时候,甚至是不现实的。
数控车床典型零件加工工艺的分析与程序的编写 一 摘 要 制造自动化技术是先进制造技术中的重要组成部分,其核心技术是数控技术。数控技术是应用计算机、自动控制、自动检验及精密机械等高新技术的产物。它的出现及所带来的巨大效益,已经引起了世界各国技术与工业界的普遍重视。目前,随着国内数控机床用量的剧增,急需培养大批的能够熟练掌握现代书空机床编程、操作和维护的应用型高级技术人才。
科学技术和社会的蓬勃发展,对机械加工产品的质量,品种和生产率提出了越来越高的要求。数控加工技术就是实现产品加工过程自动化的现代化的措施之一,应用数控加工技术能提高加工质量和 生产率,解决若干普通机械加工所解决不了的的加工技术问题,大大降低加工成本,提高综合经济效益,还能极大改善工人的劳动条件,提高工人的素质。 机床数控是以数字的形式实现自动加工控制的一门技术,其指令的数字和文字编码的方式,记录在控制介质上,经过计算机和处理后,对机床各种动作的顺序位移量及速度实现自动控制。 由于本人才疏学浅,缺乏知识和经验,在设计过程中难免出现不当之处,望各位给予指正并提出宝贵意见。 二 关键词:
零件的制造工艺性:所设计的零件在满足使用要求的前提下制造的可行
性和经济性。良好的结构工艺性,可以使零件加工容易,节省工时和材料。 对刀点:在数控机床上加工零件时,刀具相对工件运动的起始点。
定位欠:按照加工要求应该限制的自由度没有被限制的定位。
手工编程:从分析零件图样、确定加工工艺过程、数值计算、编写零件加工
程序单、制备控制介质到程序校验都是有人工完成。 自动编程:利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。
基点:一个零件轮廓由许多不同的几何元素组成,各个元素间的连接点称为基
点。 机床坐标系:以机床原点为坐标系原点建立起来的X、Z轴的指教坐标系。
工序基准:在工序图上用来确定本工序所加工表面加工后的尺寸、形状、位
置的基准。
夹紧装置的要求: 1、在夹紧过程中应能保持工件定位是所获得的正确位置。 2、夹紧应可靠和适当。 3、夹紧装置应操作方便、省力、安全。 4、夹紧装置的复杂程度和自动化程度应与工件的生产批量和生产方式相适应。
三引 言 机械加工工艺是实现产品设计,保证产品质量,节约能源,降低消耗的重要手段,是企业进行生产准备,计划调度,加工操作,安全生产,技术检测和健全劳动组织的重要依据,也是企业上品种、上质量、上水平,加速产品更新,提高经济效益的技术保证。 工艺规程的编制是直接指导产品或零件制造的工艺过程和操作方法的工艺文件,他直接对企业的产品质量、效益、竞争能力起着重要的作用。 机械工业是国民经济各部门的装备部,国民经济各部门的生产技术水平和经济效益,在很大程度上取决与机械工业所能提供装备的技术性能、质量和可靠性,因此,机械工业的技术水平和规模是衡量一个国家科技水平和经济实力的重要标志。 近年来,世界各国都把提高产业竞争力和发展技术、抢占未来经济制高点作为科技发展提出更高的要求,特别是制造技术更加得到了重视。所以,我们要振兴机械工业,使之成为国民经济的支柱产业。从而确定机械工业在国民经济中的重要地位,同时也向机械工业提出更高的要求。
四正文 ⑴数控机床的简介,应用,发展 ⑴数控机床的简介 数控机床是一种用电子计算机和专用电子计算装置控制的高效自动化机床。主要分为立式和卧式两种。立式机床装夹零件方便,但切屑排除较慢;卧式装夹零件不是非常方便,但排屑性能好,散热很高。(目前有翻板式的机床结合以上特点)。数控铣床分三坐标和多坐标两种。三坐标机床(X Y Z)任意两轴都可以联动,主要用于加工平面曲线的轮廓和开敞曲面的行切。多坐标机床是在三坐标机床的基础上,通过增加数控分度头或者回转工作台,成为4坐标或者5坐标机床(甚至多坐标机床)。多坐标机床主要用于曲面轮廓或者由于零件需要必须摆角加工的零件,如法向钻孔,摆角行切等。摆角形式4坐标的主要为A或B;5坐标机床主要为AB,AC,BC,可根据零件要求选用。摆角大小由加工的零件决定。数控机床从组成来看,主要分为以下两方面: 3.1机床本身技术参数
数控机床主要的技术参数有下面几个:
1、 作台工:零件加工工作平台,尺寸大小应根据加工零件的大小进行选用。 2、 T形槽:工作台上的T形槽主要用于零件的装夹,其中T形槽的槽数、槽宽、相互间距,需要根据加工工件的特点进行规定。
3 、 主轴:主轴形式,主轴孔形式等, 4、 进给范围:机床X Y Z三个方向的可移动距离(行程),移动速度的大小;摆角(A B C)的摆动范围,摆动的速度
主轴的旋转:主轴的转速,主轴的功率,伺服电机的转矩等 3.2数控系统 数控系统是数控机床的核心。现代数控系统通常是一台带有专门系统软件的专用微型计算机。它由输入装置、控制运算器和输出装置等构成,它接受控制介质上的数字化信息,通过控制软件和逻辑电路进行编译、运算和逻辑处理后,输出各种信号和指令控制机床的各个部分,进行规定、有序的动作。 作为用户,在考虑数控系统的时候,最关心的是系统的可靠性、可能和优越的性价比,因此应该考虑以下几个方面:
1 、 分辨率 分辨率越高,可以清楚的进行控制,适合工业环境使用 2 、 控制轴数和联动轴数 应和购买的机床相配合,符合购买的机床情况 3 、 标准(基本)功能项目 功能越全越好,结合机床使用而定,特别是自动补偿、自适应技术模块等
先进的检测、监控系统:红外线、温度测量、功率测量、激光检测等先进手
段的采用,将在一定程度上大大提高机床的综合性能,保证机床更加可靠精确地自动工作
⑵ 数控机床的应用 一、数控机床 1. 数控加工的概念 数控机床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(PRO/E UG)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。 2. 数控机床的特点 (1)具有高度柔性 在保证工件表面精度,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。 (3) 数控车床编程中的坐标系
1、机床坐标系 以机床原点为坐标系原点建立起来的X、Z轴直角坐标系,成为机床坐标系。车床的机床原点为主轴旋转中心与卡盘后端面之交点。机床坐标系是制造和调整机床的基础,也是设置工件坐标系的基础,一般不允许随意变动。 2、参考点 参考点是机床上的一个固定点。该点是刀具退离到一个固定不便的极限点。、,其位置由机械挡块或行程开关确定。以参考点为原点,坐标方向与机床坐标方向相同建立的坐标系叫做参考坐标系。 3、工件坐标系 数控编程时应该首先确定工件坐标系和工件原点。零件在设计中有设计基础,在加工过程中有工艺基准,同时应尽量将工艺基准和设计基准统一,该基准点通常成为工件原点,以工件原点为坐标原点建立起来的X、Z轴直角坐标系为工件坐