毕业设计(论文)-数控车床的应用与加工.doc
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1、毕业论文(设计)题 目: 数控车床的应用与加工 学生姓名: 学 号: 专 业: 数 控 指导老师: 2 0 1 2届2011年 10月 21日 湖南信息职业技术学院毕业论文(设计)评分标准评价基元评价要素评价内涵满分值选题质量25%目的明确符合要求符合培养目标,体现学科、专业特点和教学计划的基本要求,达到毕业论文(设计)综合训练的要求。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展,有一定的学术意义;对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究,具有一定的实际价值。10选题确当题目规模适当,难易度适中;有一定的科学性。5能力水平40%检阅文献资料能力能独立检阅相关文献资料,归纳总
2、结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题。能对查阅的资料进行整理和运用。能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰;研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段进行实验、实践并加工处理,总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目(艺术类等专业除外)体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明,论据充分,条理清晰,评议流畅。15写作规范符合科学论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位,各种资料引用的规范化
3、(符合标准)。10论文篇幅文科5000字左右,理工科4000字。5湖 南 信 息 职 业 技 术 学 院20 届毕业论文(设计)指导老师评阅表学生姓名龙 根 涛 学 号班 级大专27.31班专 业数 控指导教师姓名程 中 华课题名称数控车床的应用与加工评语:1 学习态度、工作量完成情况;2 检索和利用文献能力、外文翻译和计算机应用能力;3 学术水平或技术水平、综合运用知识能力和创新能力;成绩等级: 指导教师签名: 年 月 日数控车床的应用与加工摘 要 世界制造业转移,中国正在逐步成为世界加工厂。美国、德国、韩国等国家已经进入工业化发展的高技术密集时代与微电子时代,钢铁、机械、化工等重工业正逐渐
4、向发展中国家转移。我国目前经济发展已经过了发展初期,正处于重化工业发展中期。 未来10年将是中国机械行业发展最佳时期。美国、德国的重化工业发展期延续了18年以上,美国、德国、韩国四国重化工业发展期平均延续了12年,我们估计中国的重化工业发展期将至少延续10年,直到2015年。因此,在未来10年中,随着中国重化工业进程的推进,中国企业规模、产品技术、质量等都将得到大幅提升,国产机械产品国际竞争力增强,逐步替代进口,并加速出口。目前,机械行业中部分子行业如船舶、铁路、集装箱及集装箱起重机制造等已经受益于国际间的产业转移,并将持续受益;电站设备、工程机械、床等将受益于产业转移,加快出口进程关键词 :
5、 数控 工业化发展 刀具 机床引 言1.我国从1958年起,由一批科研院所,高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低,部门经济等的制约,未能取得较大的发展。 2.在改革开放后,我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五(81-85年)的引进国外技术,“七五”(86-90年)的消化吸收和“八五”(91一-95年)国家组织的科技攻关,才使得我国的数控技术有了质的飞跃,当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型,华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型,以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如
6、南京四开公司的产品。 3.我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段,许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说,技术水平不高,质量不佳,所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整,经历了几年最困难的萧条时期,那时生产能力降到50%,库存超过4个月。从1 9 9 5年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场,加强限制进口数控设备的审批,投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关,对数控设备生产起到了很大的促进作用,尤其是在1 9 9 9年以后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。 目 录第一章 数控机床的产生第二章 数控
7、机床的发展2.1数控系统的发展12.2机床的发展趋势2第三章 数控机床的分类3.1按加工工艺方法分类43.1.1金属切削类数控机床43.1.2特种加工类数控机床43.2按驱动装置的特点分类63.2.1开环控制数控机床63.2.2闭环控制数控机床7第四章 数控车的工艺与工装削4.1合理选择切削用量94.2合理选择刀具94.3合理选择夹具10 4.4确定加工路线10第五章 程序首句妙用与控制尺寸精度的技巧5.1程序首句妙用G00的技巧115.2控制尺寸精度的技巧12 5.2.1修改刀补值保证尺寸精度12 5.2.2半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度12第六章 数控技术6.1数控机床电气控制系统综
8、述14结束语致谢参考文献第一章 数控机床的产生 在机械制造工业中并不是所有的产品零件都具有很大的批量,单件与小批量生产的零件(批量在10100件)约占机械加工总量的80%以上。尤其是在造船、航天、航空、机床、重型机械以及国防工业更是如此。为了满足多品种,小批量的自动化生产,迫切需要一种灵活的,通用的,能够适用产品频繁变化的柔性自动化机床。数控机床就是在这样的背景下诞生与发展起来的。它为单件、小批量生产的精密复杂零件提供了自动化的加工手段。根据国家标准,对机床数字控制的定义:用数字控制的装置(简称数控装置),在运行过程中,不断地引入数字数据,从而对某一生产过程实现自动控制,叫数字控制,简称数控。
9、用计算机控制加工功能,称计算机数控(computerized numerical ,缩写)。数控机床即使采用了数控技术的机床,或者说装备了数控系统的机床。从应用来说,数控机床就是将加工过程所需的各种操作(如主轴变速、松加工件、进刀与退刀、开车与停车、选择刀具、供给切削液等)和步骤,以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代码来表示,通过控制介质将数字信息送入专用的或通用的计算机,计算机对输入的信息进行处理与运算,发出各种指令来控制机床的伺服系统或其他执行元件,是机床自动加工出所需要的零件。第二章 数控机床的发展2.1 数控系统的发展从年第一台数控机床问世后,数控系统已经先后经历了两个阶段和六
10、代的发展,其六代是指电子管、晶体管、集成电路、小型计算机、微处理器和基于工控机的通用CNC系统。其中前三代为第一阶段,称作为硬件连接数控,简称系统;后三代为第二阶段,乘坐计算机软件数控,简称系统。2.2 机床的发展趋势数控机床总的发展趋势是工序集中、高速、高效、高精度以及方便使用、提高可靠性等。 (1)工序集中 20世纪50年代末期,在一般数控机床的基础上开发了数控加工中心,即自备刀具库的自动换刀数控机床。在加工中心机床上,工件一次装夹后,机床的机械手可以自动更换刀具,连续的对工件进行多种工序加工。目前,加工中心机床的刀具库容量可达到100多把刀具,自动换刀装置的换刀时间仅需0.52秒。加工中
11、心机床使工序集中在一台机床上完成,减少了由于工序分散,工件多次安装引起的定位误差,提高了加工精度,同时也减少了机床的台数与占地面积,压缩了半成品的库存量,减少了工序间的辅助时间,有效的提高了数控机床的生产效率和数控加工的经济效益。(2)高速、高效、高精度 高速、高效、高精度是机械加工的目标,数控机床因其价格昂贵,在上述三方面的发展也就更为突出。(3)方便使用数控机床制造厂把建立友好的人机界面、提高数控机床的可靠性作为提高竞争能力的主要方面。1)加工编程方便 手工编程和自动编程已经使用了几十年,有了长足的发展,在手工编程方面,开发了多种加工循环、参数编程和除直线、圆弧以外的各种插补功能,CAD/
12、CAM的研究发展,从技术上来讲可以替代手工编程。但是一套适用的CAD/CAM软件加上计算机硬件,投资较大,学习、掌握时间较长,对大多数的简单工件很不经济。近年来,发展起来的图形交互式编程系统(WOP,又称面向车间编程),很受用户欢迎。这种编程方式不使用G、M代码,而是借助图形菜单,输入整个图形块以及相应参数作为加工指令,形成加工程序,与传统加工时的思维方式类似。图形交互编程方法在制定标准后,有可能成为各种型号的数控机床统一的编程方法。2)使用方法数控机床普遍采用彩色CRT进行人机对话、图形显示和图形模拟的。有的数控机床将采用说明书、编程指南、润滑指南等存入系统共使用者调阅。第三章 数控机床的分
13、类3.1 按加工工艺方法分类 3.1.1金属切削类数控机床 与传统的车、铣、钻、磨、齿轮加工相对应的数控机床有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控磨床、数控齿轮加工机床等。尽管这些数控机床在加工工艺方法上存在很大差别,具体的控制方式也各不相同,但机床的动作和运动都是数字化控制的,具有较高的生产率和自动化程度。 在普通数控机床加装一个刀库和换刀装置就成为数控加工中心机床。加工中心机床进一步提高了普通数控机床的自动化程度和生产效率。例如铣、镗、钻加工中心,它是在数控铣床基础上增加了一个容量较大的刀库和自动换刀装置形成的,工件一次装夹后,可以对箱体零件的四面甚至五面大部分加工工序进行铣、镗、钻、扩、铰
14、以及攻螺纹等多工序加工,特别适合箱体类零件的加工。加工中心机床可以有效地避免由于工件多次安装造成的定位误差,减少了机床的台数和占地面积,缩短了辅助时间,大大提高了生产效率和加工质量。 3.1.2特种加工类数控机床 除了切削加工数控机床以外,数控技术也大量用于数控电火花线切割机床、数控电火花成型机床、数控等离子弧切割机床、数控火焰切割机床以及数控激光加工机床等。 3.2 按驱动装置的特点分类3.2.1开环控制数控机床 这类控制的数控机床是其控制系统没有位置检测元件,伺服驱动部件通常为反应式步进电动机或混合式伺服步进电动机。数控系统每发出一个进给指令,经驱动电路功率放大后,驱动步进电机旋转一个角度
15、,再经过齿轮减速装置带动丝杠旋转,通过丝杠螺母机构转换为移动部件的直线位移。移动部件的移动速度与位移量是由输入脉冲的频率与脉冲数所决定的。此类数控机床的信息流是单向的,即进给脉冲发出去后,实际移动值不再反馈回来,所以称为开环控制数控机床。 开环控制系统的数控机床结构简单,成本较低。但是,系统对移动部件的实际位移量不进行监测,也不能进行误差校正。因此,步进电动机的失步、步距角误差、齿轮与丝杠等传动误差都将影响被加工零件的精度。开环控制系统仅适用于加工精度要求不很高的中小型数控机床,特别是简易经济型数控机床。 3.2.2闭环控制数控机床 接对工作台的实际位移进行检测,将测量的实际位移值反馈到数控装
16、置中,与输入的指令位移值进行比较,用差值对机床进行控制,使移动部件按照实际需要的位移量运动,最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上讲,闭环系统的运动精度主要取决于检测装置的检测精度,也与传动链的误差无关,因此其控制精度高。图1-3所示的为闭环控制数控机床的系统框图。图中A为速度传感器、C为直线位移传感器。当位移指令值发送到位置比较电路时,若工作台没有移动,则没有反馈量,指令值使得伺服电动机转动,通过A将速度反馈信号送到速度控制电路,通过C将工作台实际位移量反馈回去,在位置比较电路中与位移指令值相比较,用比较后得到的差值进行位置控制,直至差值为零时为止。这类控制的数控机床,因把机床工作台纳入
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