数控技术课程设计.docx

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1、数控技术课程设计学 院：专 业:机械设计制造及其自动化班 级:机自 11152学 号：学生姓名：指导教师：摘要2一、课程设计的目的2二、数控技术的介绍2三、工艺分析4四、加工路线的确定6五、计算编程尺寸7六、 加工参数的设定7七、 编写加工程序8八、总结13当前数控技术的发展速度很快，作为一个学机械设计制造及其自动化的学 生来说做好一份设计是非常重要的。根据零件图纸的要求，从材料的选择，刀具 的选用，装夹方案的确定，加工路线的设计，数值的计算，加工参数的设定，程 序的编写，仿真加工，最后加工出符合零件图纸尺寸要求和形状要求的产品。一、课程设计的目的课程设计是在学完本专业所设的相关课程，并进行生

2、产实习的基础上检查 学生所学的基础理论知识与实际生产经验相结合的能力。它要求学生较全面地综 合运用本专业及其有关课程的理论和实践知识，进行相应科目的课程设计。 本课程设计是数控加工工艺与编程课程设计，具体设计内容为：根据给定工件图 纸，编写加工工艺规程，并说明工艺装备仪器和各项参数的计算和选取方法。其 设计目的在于：1、培养学生运用机械制造工艺学与所涉及的有关课程（机械制造基础与实践、 机械设计基础、互换性与检测技术、机械制图、AutoCAD、数控机床等）的知 识，结合生产实习中掌握的实践技能，独立地分析和解决工艺问题，编写工艺规 程的能力。2、培养学生熟悉并运用有关手册、规范、图表等技术资料

3、的能力。3、进一步巩固和加深学生识图、计算机绘图、参数计算、数控编程和编写技术 文件等基本技能。二、数控机床的介绍随着电子技术和自动化技术的发展，数控技术的应用越来越广泛。以微处 理器为基础，以大规模集成电路为标志的数控设备，已在我国批量生产、大量引 进和推广应用，它们给机械制造业的发展创造了条件，并带来很大的效益。但同 时，由于它们的先进性、复杂性和智能化高的特点，在维修理论、技术和手段上 都发生了飞跃的变化。数控维修技术不仅是保障正常运行的前提，对数控技术的发展和完善也起 到了巨大的推动作用，因此，目前它已经成为一门专门的学科。另外任何一台数控设备都是一种过程控制设备，这就要求它在实时控制

4、的每 一时刻都准确无误地工作。任何部分的故障与失效，都会使机床停机，从而造成 生产停顿。因而对数控系统这样原理复杂、结构精密的装置进行维修就显得十分 必要了。尤其对引进的CNC机床，大多花费了几十万到上千万美元。在许多行业 中，这些设备均处于关键的工作岗位，若在出现故障后不及时维修排除故障，就 会造成较大的经济损失。我们现有的维修状况和水平，与国外进口设备的设计与制造技术水平还存 在很大的差距。造成差距的原因在于：人员素质较差，缺乏数字测试分析手段， 数域和数域与频域综合方面的测试分析技术等有待提高等等。下面我们从现代数控系统的基本构成入手，探讨数控系统的诊断与维修。1、数控系统的构成与特点目

5、前世界上的数控系统种类繁多，形式各异，组成结构上都有各自的特点。 这些结构特点来源于系统初始设计的基本要求和工程设计的思路。例如对点位控 制系统和连续轨迹控制系统就有截然不同的要求。对于T系统和M系统，同样也 有很大的区别，前者适用于回转体零件加工，后者适合于异形非回转体的零件加 工。对于不同的生产厂家来说，基于历史发展因素以及各自因地而异的复杂因素 的影响，在设计思想上也可能各有千秋。例如，美国Dynapath系统采用小板结 构，便于板子更换和灵活结合，而日本FANUC系统则趋向大板结构，使之有利于 系统工作的可靠性，促使系统的平均无故障率不断提高。然而无论哪种系统，它 们的基本原理和构成是

6、十分相似的。一般整个数控系统由三大部分组成，即控制 系统，伺服系统和位置测量系统。控制系统按加工工件程序进行插补运算，发出 控制指令到伺服驱动系统；伺服驱动系统将控制指令放大，由伺服电机驱动机械 按要求运动；测量系统检测机械的运动位置或速度，并反馈到控制系统，来修正 控制指令。这三部分有机结合，组成完整的闭环控制的数控系统。控制系统主要由总线、CPU、电源、存贮器、操作面板和显示屏、位控单元、 可编程序控制器逻辑控制单元以及数据输入/输出接口等组成。最新一代的数控 系统还包括一个通讯单元，它可完成CNC、PLC的内部数据通讯和外部高次网络 的连接。伺服驱动系统主要包括伺服驱动装置和电机。位置测

7、量系统主要是采用 长光栅或圆光栅的增量式位移编码器。数控系统的主要特点是：可靠性要求高：因为一旦数控系统发生故障，即造 成巨大经济损失；有较高的环境适应能力，因为数控系统一般为工业控制机，其 工作环境为车间环境，要求它具有在震动，高温，潮湿以及各种工业干扰源的环 境条件下工作的能力；接口电路复杂，数控系统要与各种数控设备及外部设备相 配套，要随时处理生产过程中的各种情况，适应设备的各种工艺要求，因而接口 电路复杂，而且工作频繁。2、在维修手段方面应具备的条件（1）、准备好常用备品、配件；（2）、随时可以得到微电子元器件的实际支援或供应；（3）、必要的维修工具、仪器、仪表、接线、微机。最好有小型

8、编程系统或 编程器，用以支援设备调试；（4）、完整资料、手册、线路图、维修说明书（包括CNC操作说明书）以及 接口、调整与诊断、驱动说明书，PLC说明书（包括PLC用户程序单），元器件 表格等。三、工艺分析1、毛坯料的选择加工尺寸为下图尺寸的两倍。毛坯直径50mm，长度150mm。2毛坯尺寸80*56*22mm,铣削凸台，钻孔。. .?01013 方iIIf_/TXVXjJlITIJ43、刀具的选择T01为D形刀片R方向的93度外圆车刀，T02为刀宽为3的外切槽刀，T03 为D形刀片L方向的93度外圆车刀，T04为外螺纹车刀，具体见表1。表1：数控加工刀具卡片产品名称数控车床课程设计零件名称序

9、号刀具号刀具规格名称数量加工表面刀尖半径1T01D型刀片R方向93度 外圆车刀1外圆轮廓 及端面0.22T02槽宽为3的外切槽刀1槽3T03D型93度L方向外圆 车刀1外圆轮廓0.24T04外螺纹车刀1M30X0.75-6g 螺纹编制贵州大学明德学院机自111513、夹具及装夹方案的确定（1）夹具三爪自动定心卡盘（2）装夹方案圆柱毛坯外圆规整，用三爪自动定心卡盘夹紧毛坯外圆，限制四个自由度， 零件处于不完全定位状态，其轴向移动和绕自身轴心线转动2个自由度未被限 制，但不影响加工要求。为保证轴向和径向的尺寸公差要求，使加工、切断零件 不干涉，毛坯应露出长度133mm。完成之后再掉头装夹。由于R1

10、8圆弧两测又连 接R4、R8的圆弧，为使刀具在走刀过程中不产生干涉，应该用左、右偏刀分别 加工这三段圆弧。四、加工路线的确定该零件分九个工步来完成，T01切断面、加工R18圆弧的右半部分、掉头后 的整个外圆，先粗车后精车；T02切槽，先切螺纹的退刀槽，槽深026，然后再在Z-90和Z-65处切两个深为2-4mm的槽，用来掉头后的对刀和加工圆弧时的进 刀;T03加工皿8圆弧的左半部分，先粗车后精车；T04精车M30X0.75-6g的螺 纹，具体数据见表2。表2：数控加工工序卡片单位名 称贵州大学明德学院产品名称零件名称数控车床课程设计数控车图15工序号程序编号夹具名称使用设备001O0015三爪

11、卡盘数控机床工步号工步内容刀具号刀具规格主轴转速（r/min）进给量(r/min)背吃刀 量（mm）1车端面T01D型 93度 R方向 外圆 车刀10000.21.62车槽T02槽宽 为3的 外切 槽刀5000.050.53粗加工右外轮廓（右 圆）T01D型 93度 R方向 外圆 车刀10000.21.64精加工右外轮廓（右 圆）T01D型 93度 R方向 外圆 车刀10000.10.55粗加工右外轮廓（左 圆）T03D型93度10000.21.6L方向 外圆 车刀6精加工右外轮廓（左 圆）T03D型 93度 L方向 外圆 车刀10000.10.57精车 M30X0.75-6g 螺纹T04外螺

12、纹车 刀10000.10.58粗加工左外轮廓（掉头 后）T01D型 93度 R方向 外圆 车刀10000.21.69精加工左外轮廓（掉头 后）T01D型 93度 R方向 外圆 车刀10000.10.5五、计算编程尺寸各节点或基点坐标通过CAD或CAM绘图软件进行捕捉而得到。螺纹的尺寸计算如下：牙深=0.649X0.75=0.48675导程二螺距=0.75总吃刀量二0.649X2X 0.75=0.9735螺纹深度：24-1.08X0.75六、加工参数的设定1、切削用量粗车：主轴转速1000r/min,进给速度0.2mm/r，背吃刀量1.6mm精车：主轴转速1000r/min,进给速度0.1mm/

13、r，背吃刀量0.5mm 切断：主轴转速500r/min，进给速度0.05mm/r,背吃刀量0.5mm2、工件坐标系的设定选取工件的右端面的中心点为坐标原点七、编写加工程序O0015;G97G99G40G90F1.5;M03S1000;T0101;G00X60.0Z1.0;G71U2.0R1.0;G71P01Q02U10.0W2.0;N01G00X26.0Z1.0;G01X30.0Z-2.0;G01Z-30.0;G01X26.0;G01Z-34.0;G02X47.985Z-38.0R6.0;G01X55.985;G01X59.985Z-42.0;N02G01Z-90.0;G70P01Q02;(G

14、00Z100.0T0000;T0202;G00X65.0.0Z1.0;G01X56.0Z-65.0;（循环的起点）（精加工的起点）精加工）G01X65.0;G01X56.0Z-68.0;G01X65.0;G00Z-30.0;G01X26.0;G01X61.0;G00Z100.0T0000;T0303;G00X60.0Z1.0;G73U2.0W1.0R5;（仿形循环）G73P03Q04U1.0W1.0;N03G00X66.498Z-59.986;G01X54.0Z-65.0;G02X53.978Z-64.369R18.0;G02X46.854Z-57.063R10.0;G03X52.0Z-50.

15、0R4.0;N04G01X59.9985;G70P03Q04;G00Z100.0T0000;T0404;G00X60.0Z1.0;G00X31.0Z1.5;G92X29.5Z-31.5F1.5;X29.0;X28.8;X28.7;X28.625;X28.525;G00Z100.0T0000;T0101;（掉头加工）G00X60.0Z1.0;G73U2.0W1.0R5;G73P05Q06U1.0W1.0;N05G00X66.498Z-58.986;G03X53.978Z-65.631R18.0;G03X46.854Z-72.837R10.0;G02X52.0Z-80.0R4.0;G01X55.8

16、66;G03X59.9985Z-82.0R2.0;N06G01X61.0;G70P05Q06;G00Z100.0T0000;M05;M30;（结束）加工程序仿真:幽学Jtl ij |也|幻薮|翻恨礼f |-|PM-E强.式00008 时 QCfflM出;雄 ktMfRTFl N2HTUlfrl N30G00X106K180 N4BQS199 NE0N-1;N80C0BK4&Z3 N7iflG?lU2Sl H80G7in6Q210UB.2Va.lMEM M M1J!5J2Op阳G庶7；9g厂1 1YvpZ*6；MjTk1*a3hd。，nsPGWJsflSMn顷B#UT二CUSTOMMfRTwsw

17、5PAG?W i八、总结数控技术课程设计是很注重实际操作应用的一次设计，在做课程设计的工程中我遇到了许许多多的一系列的问题，有些问题通过与 同学讨论以及询问得到了答案，但还有些一直也没有找到答案，一直 徘徊在我的心头。课程设计不仅暴露了我对于实际操作的缺乏经验， 让我在设计过程中一次又一次的出现问题单总是找不到解决的方法。 但同样也增加了我各方面的知识。为了完成设计，我一次又一次的编 程，刚开始我以为会很容易。一开始程序很快就编写出来了，我很直 还检查了还几次，没想到一放到仿真模拟程序上去试车时，不是提示 我程序编写错误，就是零件被车坏了。苦恼了一次又一次，终于发现 自己懂得哪些仅仅只是一些皮毛而已。辛苦了一个星期课程设计总算 是完成了。我收获的有辛酸也有快乐。我想我以后会更加注重自己的 动手操作能力，一些设计都都离不开现实实际。这次的设计我增加操 作能力，对数控机床的操作有了更深入的熟悉与了解。我也懂得了只 有踏踏实实掌握好牢固的基础知识，在以后工作中才不会再犯同样的 错误。