常用回转体零件的数控加工工艺和仿真

常用回转体零件的数控加工工艺和仿真

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毕业设计（论文）

班级

专业 数控

题目 常用回转体零件的数控加工工艺和仿真

学生姓名

指导教师

2012年6月15日

常用回转体零件的数控加工工艺和仿真

- 2 - 目 录

摘要…………………………………………………………………………………………………4

前言…………………………………………………………………………………………………5

1 数控机床的概述……………………………………………………………………… 6

1.1数控机床的基本组成及工作原理………………………………………6

1.1.1数控机床的基本组成……………………………………………………6

1.1.2数控机床的工作原理……………………………………………………6

1.2数控机床的分类……………………………………………………………6

1.2.1按控制刀具与工件相对运动轨迹扥类…………………………………6

1.2.2按加工方式分类…………………………………………………………7

1.2.3按控制坐标轴分类………………………………………………………7

1.2.4按驱动系统的控制方式分类……………………………………………7

1.3数控机床的应用范围………………………………………………………7

1.4数控机床的特点……………………………………………………………7

2.AutoCAD图样…………………………………………………………………… 8

2.1工艺分析………………………………………………………………………8

2.2毛坯的形状及尺寸的确………………………………………………… 8

2.3切削用量选择……………………………………………………………… 9

3.FANUC数控车床常用指令介绍………………………………………………10

程序编辑……………………………………………………………………………10

4.圆弧螺纹轴的加工工艺………………………………………………………15

仿真软件模拟……………………………………………………………………15

5.零件精度分析………………………………………………………………… 22 常用回转体零件的数控加工工艺和仿真

- 3 - 5.1误差分析……………………………………………………………………22

5.2测量误差……………………………………………………………………22

5.3计量器具选择………………………………………………………………23

5.4如何减少误差………………………………………………………………23

总 结………………………………………………………………………………24

参考文献………………………………………………………………………………25

常用回转体零件的数控加工工艺和仿真

- 4 - 摘 要

数控技术是数字控制（Numerical Control）技术的简称。它采用数字化信号对被控制设备进行控制，使其产生各种规定的运动和动作。利用数控技术可以把生产过程用某中语言编写的程序来描述，将程序以数字形式送入计算机或专用的数字计算装置进行处理输出，并控制生产过程中相应的执行程序，从而使生产过程能在无人干预的情况下自动进行，实现生产过程的自动化。程序的编辑不同，也导致了加工工序、加工工艺的不同等。合理的编辑程序可以提高数控车床的加工效率，选择合理的加工路亦是可以事半功倍。采用数控技术的控制系统称为数控系统（Numerical Control System）。根据被控对象的不同，存在多种数控系统，其中产生最早应用最广泛的是机械加工行业中的各种机床数控系统。所谓机床数控系统就是以加工机床为控制对象的数字控制系统。

关键字：数控技术 ；自动化 ；加工工艺 ；编辑程序

前 言 常用回转体零件的数控加工工艺和仿真

- 5 - 科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求。机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。他不仅能够提高品质质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件，但是采用这种自动和高效率的设备需要很大的初期投资，以及较长的生产周期，只有在大批量的生产条件下，才会有显著的经济效益。

随着消费向个性化发展，单件小批量多品种产品占到70%--80%，这类产品的零件一般采用通用机床来加工。而通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难于进一步提高生产率和保证质量。特别是由曲线、曲面组成的复杂零件，只能借助靠模和仿行机床或者借助画线和样板用手工操作的方法来完成，其加工精度和生产率受到极大影响。

为了解决上述问题，满足多品种、小批量，特别是结构复杂精度要求高的零件的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的，能够适应产品频繁变化的“柔性”自动化机床。数控机床才得已产生和发展。

数控技术是数字控制（Numerical Control）技术的简称。它采用数字化信号对被控制设备进行控制，使其产生各种规定的运动和动作。利用数控技术可以把生产过程用某中语言编写的程序来描述，将程序以数字形式送入计算机或专用的数字计算装置进行处理输出，并控制生产过程中相应的执行程序，从而使生产过程能在无人干预的情况下自动进行，实现生产过程的自动化。采用数控技术的控制系统称为数控系统（Numerical Control System）。根据被控对象的不同，存在多种数控系统，其中产生最早应用最广泛的是机械加工行业中的各种机床数控系统。所谓机床数控系统就是以加工机床为控制对象的数字控制系统。

安装有数控系统的机床称为数控机床。它是数控系统与机床本体的结合体。数控车床是数控系统与车床本体的结合体；数控铣床是数控系统与铣床本体的结合体。除此之外还有数控线切割机床和数控加工中心等。数控机床是具有高附加值的技术密集型产品，是集机械、计算机、微电子、现代控制及精密测量等多种现代技术为一体的高度机电一体化设备。数控机床的产生使传统的机械加工发生了巨大的变化，这不仅表现在复杂工件的制造成为可能，更表现在采用了数控技术后使生产加工过程真正实现了自动化。

常用回转体零件的数控加工工艺和仿真

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1.数控机床的概述

1.1数控机床的基本组成及工作原理

1.1.1数控机床的基本组成

数控机床加工零件的工作过程分以下几个步骤实现：1、根据被加工零件的图样与工艺方案，用规定的代码和程序格式编写加工程序；2、所编程序指令输入机床数控装置；3、数控装置将程序（代码）进行译码、运算之后，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，以驱动机床的各运动部件，并控制所需的辅助动作，最后加工出合格的零件。

由此可知，数控机床的基本组成包括加工程序、输入输出装置、数控系统、伺服系统和辅助控制装置、反馈系统、电器逻辑装置以及机床本体。由下图1.2.1可知机床数控系统的基本工作流程。

图1机床数控系统的基本工作流程

1.1.2数控机床的工作原理

由上图可知，数控机床在加工时，是根据工件图样要求及加工工艺过程，将所用刀具及机床各部件的移动量、速度及动作先后顺序、主轴转速、主轴旋转方向及冷却等要求，以规定的数控代码形式，编制成程序单，并输入到机床专用计算机中。然后，数控系统根据输入的指令，进行编译、运算和逻辑处理后，输出各种信号和指令，控制机床各部分进行规定的位移和有顺序的动作，加工出各种不同形状的工件。

1.2数控机床的分类

1.2.1按控制刀具与工件相对运动轨迹分类

点位控制（Point to Point Control ）

位置控制（Positioning）数控机床 加工程序 计算机数字控制装置(CNC） 主轴电机

机床本体

进给电机

位置检测 速度控制单元 主轴控制单元 可编程控制器(PLC) 常用回转体零件的数控加工工艺和仿真

7 轮廓控制Contouring Control数控机床

1.2.2按加工方式分类

1.金属切削类：如数控车、钻、镗、铣、磨、加工中心等。

2.金属成型类：如数控折弯机、弯管机、四转头压力机等。

3.特殊加工类： 如数控线切割、电火花、激光切割机等。

4.其他类：如数控火焰切割机、三坐标测量机等。

1.2.3按控制坐标轴数分类

1.两坐标数控机床：两轴联动，用于加工 各种曲线轮廓的回转体，如数控车床。

2.三坐标数控机床：三轴联动，多用于加工曲面零件，如数控铣床、数控磨床。

3.多坐标数控机床：四轴或五轴联动，多用于加工形状复杂的零件。

1.2.4按驱动系统的控制方式分类

1. 开环控制数控机床

2. 闭环控制（Closed Loop Control）数控机床

3. 半闭环控制（Semi-closed Loop Control）数控机床

1.3数控机床的应用范围

1、轮廓形状复杂，加工精度高的零件；

2、用普通机床加工时，需要制作复杂工艺装备的零件；

3、用普通机床加工时，工艺路线过长、工装过多的零件；

4、多品种、小批量生产的零件（100件以内）；

5、新产品的试制零件；

6、价值昂贵，加工中不许报废的零件；

7、生产周期段的急需件；

8、集铣、钻、镗、扩、铰、攻螺纹等多种工序于一体的零件。

1.4数控机床的特点

1、适应性强，适应加工单件或中小批量复杂工件；

2、加工精度高，产品质量稳定；

3、自动化程度高，劳动强度低，改善劳动条件；

4、生产效率高；

5、良好的经济效益；