数控毕业论文_数控专业毕业论文
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数控车床产品零件加工
摘要
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。
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。
关键词 : 零件的制造工艺性;对刀点手工编程;自动编程机床坐标系;
Science, technology and society, the vigorous development of mechanical proceing product quality, variety and productivity put forward more and more high demand.Nc machining technology is to realize the modernization proce automation products proceing, one of the measures applied nc machining technology can improve the proceing quality and productivity, solve several ordinary mechanical proceing not settled by the proceing technical problems, and greatly reduce proceing cost, improve the overall economic benefit, but also can greatly improve labor conditions, enhances the quality of workers.The machine tool CNC based on digital form a realization of automatic proceing control technologies, the door of digital and text coded instructions, recorded in control the way through computer medium, and dealing with various action of machine, after the order of displacement and speed the realization of automatic control.The machining proce is to realize the product design, aure product quality, to save energy and reduce consumption is the important means of enterprise production preparation, plan scheduling, proceing operations, the safety in production, technology detection and improve labor organization, also be the important basis on the variety, quality of enterprise, on level, accelerate update products, improving economic efficiency technology guarantee.Procedure preparation is direct guidance products or parts manufacturing proce and operating method of the proce documents, he directly to enterprise's product quality, efficiency, competition ability play an important role.Machinery industry is the armaments department sectors of the national
economy,national
economic
sectors
of manufacturing technology level and economic benefits, to a great extent, depends on machinery industry can provide equipment technical performance, quality and reliability, therefore, machinery industry technology level and scale is the measure of a country's scientific and technological level and economic strength important symbol.In recent years, all countries in the world to promote industrial competitivene and development technology, preempted future economic commanding heights as technology development put forward higher request, especially the manufacturing technology more get the attention.So, we must promote machinery industry, has become a pillar industry of the national economy.Thus determine machinery industry in the national economy, but also the important position to put forward higher requirement of mechanical industry.Keywords: parts manufacturing technology;The knife point manual programming;Automatic programming machine coordinate system;
目录
第一章 数控机床的产生发展与策略 第二章 数控加工的基本概念
2.1 基本概念............................................................................................................................8 2.2手工编程..............................................................................................................................8 2.3自动编程..............................................................................................................................9 2.3.1自动编程的定义........................................................................................................9 2.3.2编辑本段基本步骤.................................................................................................11 2.3.3编辑本段功能代码.................................................................................................11 2.3.4编辑本段程序格式.................................................................................................12 2.4机床坐标系的确定......................................................................................................13 2.5坐标轴方向的确定........................................................................................................13 2.6机床原点的设置.............................................................................................................14 第三章 图由与编程
3.1图样分析（1）..............................................................................................................15 3.1.1 工艺分析..................................................................................................................15 第四章 数控铣削加工工艺
4.1 零件图样的工艺分析.................................................................................................19 4.2 加工方法选择及加工方案的确定......................................................................21 4.2.1 修改程序和刀补控制尺寸..................................................................................21 4.2.1加上方法的选择原则.............................................................................................22 4.2.2加工方案确定..........................................................................................................22 第五章 机床简单故障排除方法与简单维修中的注意事项 结语 致谢 参考文献
第一章 数控机床的产生发展与策略
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10～100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ＧＢ／Ｔ８１２９－１９９７，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。用计算机控制加工功能，称计算机数控（computerized numerical，缩写ＣＮＣ）。
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。
从我国基本国情的角度出发，以国家的战略需求和国民经济的市场需求为导向，以提高我国制造装备业综合竞争能力和产业化水平为目标，用系统的方法，选择能够主导21世纪初期我国制造装备业发展升级的关键技术以及支持产业化发展的支撑技术、配套技术作为研究开发的内容，实现制造装备业的跨跃式发展。
强调市场需求为导向，即以数控终端产品为主，以整机（如量大面广的数控车床、铣床、高速高精高性能数控机床、典型数字化机械、重点行业关键设备等）带动数控产业的发展。重点解决数控系统和相关功能部件（数字化伺服系统与电机、高速电主轴系统和新型装备的附件等）的可靠性和生产规模问题。没有规模就不会有高可靠性的产品；没有规模就不会有价格低廉而富有竞争力的产品；当然，没有规模中国的数控装备最终难以有出头之日。
在高精尖装备研发方面，要强调产、学、研以及最终用户的紧密结合，以“做得出、用得上、卖得掉”为目标，按国家意志实施攻关，以解决国家之急需。
在竞争前数控技术方面，强调创新，强调研究开发具有自主知识产权的技术和产品，为我国数控产业、装备制造业乃至整个制造业的可持续发展奠定基础。
第二章 数控加工的基本概念
2.1 基本概念
数控编程是数控加工准备阶段的主要内容，通常包括分析零件图样，确定加工工艺过程；计算走刀轨迹，得出刀位数据；编写数控加工程序；制作控制介质；校对程序及首件试切。总之,它是从零件图纸到获得数控加工程序的全过程。常用方法
2.2手工编程
1.定义
手工编程是指编程的各个阶段均由人工完成。利用一般的计算工具，通过各种数学方法，人工进行刀具轨迹的运算，并进行指令编制。
这种方式比较简单，很容易掌握，适应性较大。适用于中等复杂程度程序、计算量不大的零件编程，对机床操作人员来讲必须掌握。
2.编程步骤
人工完成零件加工的数控工艺
分析零件图纸
制定工艺决策
确定加工路线
选择工艺参数
计算刀位轨迹坐标数据
编写数控加工程序单
验证程序
3.优点
主要用于点位加工（如钻、铰孔）或几何形状简单（如平面、方形槽）零件的加工，计算量小，程序段数有限，编程直观易于实现的情况等。
4.缺点
对于具有空间自由曲面、复杂型腔的零件，刀具轨迹数据计算相当繁琐，工作量大，极易出错，且很难校对，有些甚至根本无法完成。
2.3自动编程
2.3.1自动编程的定义
1.定义
对于几何形状复杂的零件需借助计算机使用规定的数控语言编写零件源程序，经过处理后生成加工程序，称为自动编程。
随着数控技术的发展，先进的数控系统不仅向用户编程提供了一般的准备功能和辅助功能，而且为编程提供了扩展数控功能的手段。FANUC6M数控系统的参数编程，应用灵活，形式自由，具备计算机高级语言的表达式、逻辑运算及类似的程序流程，使加工程序简练易懂，实现普通编程难以实现的功能。
数控编程同计算机编程一样也有自己的“语言”,但有一点不同的是,现在电脑发展到了以微软的Windows为绝对优势占领全球市场.数控机床就不同了,它还没发展到那种相互通用的程度,也就是说,它们在硬件上的差距造就了它们的数控系统一时还不能达到相互兼容.所以,当我要对一个毛坯进行加工时,首先要以我们已经拥有的数控机床采用的是什么型号的系统.2.常用自动编程软件
（1）UG
Unigraphics 是美国Unigraphics Solution公司开发的一套集CAD、CAM、CAE 功能于一体的三维参数化软件，是当今最先进的计算机辅助设计、分析和制造的高端软件，用于航空、航天、汽车、轮船、通用机械和电子等工业领域。
UG软件在CAM领域处于领先的地位，产生于美国麦道飞机公司，是飞机零件数控加工首选编程工具。
UG 优点
提供可靠、精确的刀具路径
能直接在曲面及实体上加工
良好的使用者界面，客户也可自行化设计界面
多样的加工方式，便于设计组合高效率的刀具路径
完整的刀具库
加工参数库管理功能
包含二轴到五轴铣削、车床铣削、线切割
大型刀具库管理
实体模拟切削
泛用型后处理器等功能
高速铣功能
CAM客户化模板
（2）Catia
Catia是法国达索（Daault）公司推出的产品，法制幻影系列战斗机、波音737、777的开发设计均采用Catha。
CATIA 据有强大的曲面造型功能，在所有的CAD三维软件位居前列，广泛应用于国内的航空航天企业、研究所，以逐步取代UG成为复杂型面设计的首选。
CATIA具有较强的编程能力，可满足复杂零件的数控加工要求。目前一些领域采取CATIA设计建模，UG编程加工，二者结合，搭配使用。
（3）Pro/E 是
美国 PTC（参数技术有限公司）开发的软件，是全世界最普及的三维 CAD/CAM（计算机辅助设计与制造）系统。广泛用于电子、机械、模具、工业设计和玩具等民用行业。具有零件设计、产品装配、模具开发、数控加工、造型设计等多种功能。
Pro/E在我国南方地区企业中被大量使用，设计建模采用PRO-E，编程加工采用MASTERCAM 和 CIMATRON 是目前通行的做法。
（4）C（imatronCAD/CAM系统
以色列Cimatron公司的CAD/CAM/PDM产品，是较早在微机平台上实现三维CAD/CAM全功能的系统。该系统提供了比较灵活的用户界面，优良的三维造型、工程绘图，全面的数控加工，各种通用、专用数据接口以及集成化的产品数据管理。CimatronCAD/CAM系统在国际上的模具制造业备受欢迎，国内模局制造行业也在广泛使用。
（5）Mastercam
美国CNC公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件，它具有方便直观的几何造型 Mastercam提供了设计零件外形所需的理想环境，其强大稳定的造型功能可设计出复杂的曲线、曲面零件。Mastercam具有较强的曲面粗加工及的曲面精加工的功能，曲面精加工有多种选择方式，可以满足复杂零件的曲面加工要求，同时具备多轴加工功能。由于价格低廉，性能优越，成为国内民用行业数控编程软件的首选。
（6）FeatureCAM
美国DELCAM公司开发的基于特征的全功能CAM软件，全新的特征概念，超强的特征识别，基于工艺知识库的材料库，刀具库，图标导航的基于工艺卡片的编程模式。全模块的软件，从2~5轴铣削，到车铣复合加工，从曲面加工到线切割加工，为车间编程提供全面解决方案。DELCAM软件后编辑功能相对来说是比较好的。
近年来国内一些制造企业正在逐步引进，以满足行业发展的需求，属新兴产品。
（7）CAXA制造工程师
CAXA制造工程师是北京北航海尔软件有限公司推出一款全国产化的CAM产品，为国产CAM软件在国内CAM市场中占据了一席之地。作为我国制造业信息化领域自主知识产权软件优秀代表和知名品牌，CAXA已经成为我国CAD/CAM/PLM业界的领导者和主要供应商。CAXA制造工程师是一款面向二至五轴数控铣床与加工中心、具有良好工艺性能的铣削/钻削数控加工编程软件。该软件性能优越，价格适中，在国内市场颇受欢迎。
（8）EdgeCAM
英国Pathtrace公司出品的具有智能化的专业数控编程软件，可应用于车、铣、线切割等数控机床的编程。针对当前复杂三维曲面加工特点，EdgeCAM设计出更加便捷可靠的加工方法，目前流行于欧美制造业。英国路径公司正在进行中国市场的开发和运作，为国内的制造业的客户提供更多的选择。
（9）VERICUTVERICUT
美国CGTECH公司出品的一种先进的专用数控加工仿真软件。VERICUT 采用了先进的三维显示及虚拟现实技术，对数控加工过程的模拟达到了极其逼真的程度。不仅能用彩色的三维图像显示出刀具切削毛坯形成零件的全过程，还能显示出刀柄、夹具,甚至机床的运行过程和虚拟的工厂环境也能被模拟出来，其效果就如同是在屏幕上观看数控机床加工零件时的录像。
编程人员将各种编程软上生成的数控加工程序导入VERICUTVERICUT中，由该软件进行校验，可检测原软件编程中产生的计算错误，降低加工中由于程序错误导致的加工事故率。目前国内许多实力较强的企业，已开始引进该软件来充实现有的数控编程系统，取得了良好的效果。
随着制造业技术的飞速发展，数控编程软件的开发和使用也进入了一个高速发展的新阶段，新产品层出不穷，功能模块越来越细化，工艺人员可是在微机上轻松地设计出科学合理并富有个性化的数控加工工艺，把数控加工编程变得更加容易、便捷
2.3.2编辑本段基本步骤
1.分析零件图确定工艺过程，对零件图样要求的形状、尺寸、精度、材料及毛坯进行分析，明确加工内容与要求；确定加工方案、走刀路线、切削参数以及选择刀具及夹具等。
.数值计算，根据零件的几何尺寸、加工路线、计算出零件轮廓上的几何要素的起点、终点及圆弧的圆心坐标等。
3.编写加工程序，在完成上述两个步骤后，按照数控系统规定使用的功能指令代码和程序段格式，编写加工程序单。
4.将程序输入数控系统，程序的输入可以通过键盘直接输入数控系统，也可以通过计算机通信接口输入数控系统。
5.检验程序与首件试切，利用数控系统提供的图形显示功能，检查刀具轨迹的正确性。对工件进行首件试切，分析误差误差产生的原因，及时修正，直到试切出合格零件，虽然,每个数控系统的编程语言和指令各不相同,但其间也有很多相通之处
.2.3.3编辑本段功能代码
字与字的功能 ：
1、字符与代码：
字符是用来组织、控制或表示数据的一些符号，如数字、字母、标点符号、数学运算符等。国际上广泛采用两种标准代码：（1）ISO国际标准化组织标准代码（2）EIA美国电子工业协会标准代码
2、字
在数控加工程序中，字是指一系列按规定排列的字符，作为一个信息单元存储、传递和操作。字是由一个英文字母与随后的若干位十进制数字组成，这个英文字母称为地址符。
如：“X2500”是一个字，X为地址符，数字“2500”为地址中的内容。
3、字的功能： 组成程序段的每一个字都有其特定的功能含义，以下是以FANUC-0M数控系统的规范为主来介绍的。
（1）顺序号字N
顺序号又称程序段号或程序段序号。顺序号位于程序段之首，由顺序号字N和后续数字组成。其作用为校对、条件跳转、固定循环等。使用时应间隔使用，如N10 N20 N30„„
（2）准备功能字G
准备功能字的地址符是G，又称为G功能或G指令，是用于建立机床或控制系统工作方式的一种指令。G00～G99
（3）尺寸字
尺寸字用于确定机床上刀具运动终点的坐标位置。
其中，第一组 X，Y，Z，U，V，W，P，Q，R 用于确定终点的直线坐标尺寸；第二组 A，B，C，D，E 用于确定终点的角度坐标尺寸；第三组 I，J，K 用于确定圆弧轮廓的圆心坐标尺寸。在一些数控系统中，还可以用P指令暂停时间、用R指令圆弧的半径等。（4）进给功能字F
进给功能字的地址符是F，又称为F功能或F指令，用于指定切削的进给速度。对于车床，F可分为每分钟进给和主轴每转进给两种，对于其它数控机床，一般只用每分钟进给。F指令在螺纹切削程序段中常用来指令螺纹的导程。
（5）主轴转速功能字S
主轴转速功能字的地址符是S，又称为S功能或S指令，用于指定主轴转速。单位为r/min。
（6）刀具功能字T
刀具功能字的地址符是T，又称为T功能或T指令，用于指定加工时所用刀具的编号,如T01。对于数控车床，其后的数字还兼作指定刀具长度补偿和刀尖半径补偿用，如T0101。
（7）辅助功能字M
辅助功能字的地址符是M，后续数字一般为1～3位正整数，又称为M功能或M指令，用于指定数控机床辅助装置的开关动作，如M00～M99。
2.3.4编辑本段程序格式
一个数控加工程序是若干个程序段组成的。程序段格式是指程序段中的字、字符和数据的安排形式。程序段格式举例：
N30 G01 X88.1 Y30.2 F500 S3000 T02 M08； N40 X90；（本程序段省略了续效字“G01，Y30.2，F500，S3000，T02，M08”，但它们的功能仍然有效）
在程序段中，必须明确组成程序段的各要素：
移动目标：终点坐标值X、Y、Z；
沿怎样的轨迹移动：准备功能字G；
进给速度：进给功能字F；
切削速度：主轴转速功能字S；
使用刀具：刀具功能字T；
机床辅助动作：辅助功能字M。程序格式
（1）程序开始符、结束符
程序开始符、结束符是同一个字符，ISO代码中是%，EIA代码中是EP，书写时要单列段。
（2）程序名
程序名有两种形式：一种是英文字母O（%或P）和1～4位正整数组成；另一种是由英文字母开头，字母数字多字符混合组成的程序名(如TEST1 等)。一般要求单列一段。
（3）程序主体
程序主体是由若干个程序段组成的。每个程序段一般占一行。
（4）程序结束
程序结束可以用M02或M30指令。一般要求单列一段。
加工程序的一般格式举例：
% // 开始符
O2000 // 程序名
N10 G54 G00 X10.0 Y20.0 M03 S1000 // 程序主体
N20 G01 X60.0 Y30.0 F100 T02 M08
N30 X80.0
„„
N200 M30 // 程序结束
% // 结束符
2.4机床坐标系的确定
（1）机床相对运动的规定
在机床上，我们始终认为工件静止，而刀具是运动的。这样编程人员在不考虑机床上工件与刀具具体运动的情况下，就可以依据零件图样，确定机床的加工过程
（2）机床坐标系的规定
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角坐标系决定。
在数控机床上，机床的动作是由数控装置来控制的，为了确定数控机床上的成形运动和辅助运动，必须先确定机床上运动的位移和运动的方向，这就需要通过坐标系来实现，这个坐标系被称之为机床坐标系。
例如铣床上，有机床的纵向运动、横向运动以及垂向运动。在数控加工中就应该用机床坐标系来描述。
标准机床坐标系中X、Y、Z坐标轴的相互关系用右手笛卡尔直角 坐标系决定：
（1）伸出右手的大拇指、食指和中指，并互为90°。则大拇指代表X坐标，食指代表Y坐标，中指代表Z坐标。
（2）大拇指的指向为X坐标的正方向，食指的指向为Y坐标的正方向，中指的指向为Z坐标的正方向。
围绕X、Y、Z坐标旋转的旋转坐标分别用A、B、C表示，根据右手螺旋定则，大拇指的指向为X、Y、Z坐标中任意轴的正向，则其余四指的旋转方向即为旋转坐标A、B、C的正向。
（3）运动方向的规定
增大刀具与工件距离的方向即为各坐标轴的正方向，下图为数控车床上两个运动的正方向。
2.5坐标轴方向的确定
（1）Z坐标
Z坐标的运动方向是由传递切削动力的主轴所决定的，即平行于主轴轴线的坐标轴即为Z坐标，Z坐标的正向为刀具离开工件的方向。（2）X坐标
X坐标平行于工件的装夹平面，一般在水平面内。确定X轴的方向时，要考虑两种情况：
1）如果工件做旋转运动，则刀具离开工件的方向为X坐标的正方向。
2）如果刀具做旋转运动，则分为两种情况： Z坐标水平时，观察者沿刀 具主轴向工件看时，+X运动方向指向右方；Z坐标垂直时，观察者面对刀具主轴向立柱看时，+X运动方向指向右方。下图所示为数控车床的X坐标。
（3）Y坐标
在确定X、Z坐标的正方向后，可以用根据X和Z坐标的方向，按照右手直角坐标系来确定Y坐标的方向。
2.6机床原点的设置
机床原点是指在机床上设置的一个固定点，即机床坐标系的原点。它在机床装配、调试时就已确定下来，是数控机床进行加工运动的基准参考点。
（1）数控车床的原点
在数控车床上，机床原点一般取在卡盘端面与主轴中心线的交点处。同时，通过设置参数的方法，也可将机床原点设定在X、Z坐标的正方向极限位置上。
（2）数控铣床的原点
主轴下端面中心，三轴正向极限位置。，第三章 图由与编程、3.1图样分析（1）
3.1.1 工艺分析
（1）技术要求分析。如图4-1所示，零件主要包括凹凸圆弧面圆柱面﹑退刀槽﹑外螺纹﹑内孔等。
（2）制定装夹方案﹑定位基准﹑加工起点﹑换刀点。确定零件的定位基准装夹方案。①定位基准：工件轴心线为基准。
②装夹方案：车一刀毛坯表面，夹已加工表面，伸出80mm。将图纸方向旋转180度粗精加工外轮廓；调头夹已加工表面55直径（夹保护垫圈），钻孔。③设在工件图纸端面，加工起点和换刀点可以设在同一点，在工件右端面80mm，X向轴心线80mm的位置。（3）制定加工工艺路线，确定刀具及切削用量。
（4）刀具选择:T0101(30度外圆刀)﹑T0202(外螺纹刀)﹑T0303（3cm切断刀）﹑ T0404(镗刀)3.1.2数控加工程序 N0010 N0020 N0030 N0040 N0050 N0060 N0070 N0080 N0090 N0100 N0110 N0120 N0130 N0140 N0150 N0160 N0170 N0180 N0190 N0200 N0210 N0220 N0230 N0240 N0250 N0260 N0270 N0280 N0290 N0300 N0310 调转工件N0010 N0020 N0030 N0040 N0050 N0060 N0070 G50X80Z80M03S900T0101 G99 G00X62Z2 G71U2R1 G71P60Q80U0.5W0.1F0.15 G00X47Z2 G01X55Z-2 Z-23 G70P60Q80 G00X80Z80 M00 T0303 M03S1000 G00X62Z-26 G01X51 G00X62 Z-28 G01X51 G00X62 Z2 G00X80Z80T0404 M03S300 G00X80Z80T0404F0.2 G00X19Z2 Z0 G01X19.9375Z-22.2887 X21Z-22 Z-2 G01X25Z2 G00X80Z80T0100 M30 G50X80Z80M03S900T0101 G99 G00X56Z2 G0155.5 Z-58 G00X65Z2 G71U2R1 N0080 N0090 N0100 N0110 N0120 N0130 N0140 N0150 N0160 N0170 N0180 N0190 N0200 N0210 N0220 N0230 N0240 N0250 N0260 N0270 N0280 N0290 N0300 N0310 N0320 N0330 N0340 N0350 N0360 N0370 N0380 N0390 N0400 N0410 N0420 N0430 N0440 N0450 N0460 N0470 G71P90Q190U0.5W0.1F0.15 G00X24 G01X32Z-2 Z-18 X36 X40Z-20 Z-30 G02X41Z-41R6 G01X45Z-71 G03X51Z-92R21 G01Z-94 G00X60 G70P100Q190 M00 M03S600T0303 G00X50Z-18 G01X26 G00X80 Z80 M03S320T0202 G00X40Z2 G92X31.8Z-15.5 X31.5 X31.25 G00X80Z80 G00X19Z2 Z-44.4434 X20 G01X23Z Z-13.0622 X30Z0 G00X19Z2 Z-43.5580 G01X22.8917Z-42.82 Z-13.0622 X32Z0 Z2 G00X80Z80 T0100 M30
第四章 数控铣削加工工艺
4.1 零件图样的工艺分析
数控铣削加工工艺分析是数控铣削加工的一项重要工作，工艺分析的合理与否，直接影响到零件的加工质量，生产效率和加工成本，在数控工艺分析时，首先要对零件图样进行工艺分析，分析零件各加工部位的结构工艺性是否符合数控加工的特点，其主要内容包括：
（1）零件图样尺寸标注应符合编程的方便
在数控加工图上，宜采用以同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸。这种标注方法，既便于编程，也便于协调设计基准、工艺基准、检测基准与编程零点的设置和计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．算。
（2）零件轮廓结构的几何元素条件应充分
在编程时要对构成零件轮廓的所有几何元素进行定义。在分析零件图时，要分析各种几何元素的条件是否充分，如果不充分，则无法对被加工的零件进行编程或造型。
（3）零件所要求的加工精度、尺寸公差应能否得到保证
虽然数控机床加工精度很高，但对一些特殊情况，例如薄壁零件的加工，由于薄壁件的刚性较差，加工时产生的切削力及薄壁的弹性退让极易产生切削面的振动，使得薄壁厚度尺寸公差难以保证，其表面粗糙度也随之增大，根据实践经验，对于面积较大的薄壁，当其厚度小于3mm时，应在工艺上充分重视这一问题。
（4）零件内轮廓和外形轮廓的几何类型和尺寸是否统一
在数控编程，如果零件的内轮廓与外轮廓几何类型相同或相似，考虑是否可以编在同一个程序，尽可能减少刀具规格和换刀次数，以减少辅助时间，提高加工效率。需要注意的是，刀具的直径常常受内轮廓圆弧半径R限制。
（5）零件的工艺结构设计能否采用较大直径的刀具进行加工
采用较大直径铣刀来加工，可以减少刀具的走刀次数，提高刀具的刚性系统，不但加工效率得到提高，而且工件表面和底面的加工质量也相应的得到提高。
（6）零件铣削面的槽底圆角半径或底板与缘板相交处的圆角半径r不宜太大
rrdD图（4-1）
由于铣刀与铣削平面接触的最大直径d=D-2r，其中D为铣刀直径。当D一定时，圆角半径r（如图（3-1）所示）越大，铣刀端刃铣削平面的能力越差，效率也就越低，工艺性也越差。当r大到一定程度时甚至必须用球头铣刀加工，这是应当避免的。当D越大而r越小，铣刀端刃铣削平面的面积就越大，加工平面的能力越强，铣削工艺性当然也越好。有时，铣削的底面面积较大，底部圆弧r也较大时，可以用两把r不同的铣刀分两次进行切削。
（7）保证基准统一原则
若零件在铣削完一面后再重新安装铣削面的另一面，由于基准不统一，往往会因为零件重新安装而接不好刀，加工结束后正反两面上的轮廓位置及尺寸的不协调。因此，尽量利用零件本身具有的合适的孔或以零件轮廓的基准边或专门设置工艺孔（如在毛坯上增加工艺凸台或在后续工序要去除余量上设置基准孔）等作为定位基准，保证两次装夹加工后相对位置的准确性。
（8）考虑零件的变形情况
当零件在数控铣削过程中有变形情况时，不但影响零件的加工质量，有时，还会出现蹦刀的现象。这时就应该考虑铣削的加工工艺问题，尽可能把粗、精加工分开或采用对称去余量的方法。当然也可以采用热处理的方法来解决。
4.2 加工方法选择及加工方案的确定
4.2.1 修改程序和刀补控制尺寸
(1）加工方法选择
根据零件的种类和加工内容选择合适的数控机床和加工方法。(1)机床的选择
平面轮廓零件的轮廓多由直线、圆弧和曲线组成，一般在两坐标联动的数控铣床上加工；具有三维曲面轮廓的零件，多采用三坐标或三坐标以上联动的数控铣床。(2)粗、精加工的选择
经粗铣的平面，尺寸精度可达IT11～IT13级（指两平面之间的尺寸），表面粗糙度（或Ｒａ值）可达6.3μm～25μm。
经粗、精铣的平面，尺寸精度可达IT8～IT10级，表面粗糙度Ｒａ值可达1.6μm～6.3μm。
（3）孔的加工方法选择
在数控机床上孔加工的方法一般有钻削、扩削、铰削和镗削等。孔加工方案的确定，应根据加工孔的加工要求，尺寸、具体的生产条件，批量的大小以及毛坯上有无预加孔合理选用。
(4)加工精度为IT9级，当孔径小于10ｍｍ时，可采用钻→铰加工方案；当孔径小于30mm时，可采用钻→扩加工方案；当孔径大于30mm时，可采用钻→镗加工方案。工件材料为淬火钢以外的金属。
(5)加工精度为IT8级，当孔径小于20mm时，可采用钻→铰加工方案；当孔径小于20mm时，可采用钻→扩→铰加工方案，同时也可以采用最终工序为精镗的方案。此方案适用于加工除工件材料为淬火钢以外的金属，(6)加工精度为IT7级，当孔径小于12mm时，可采用钻→粗铰→精铰加工方案；当孔径在12mm至60mm之间时，可采用钻→扩→粗铰→精铰加工方案。对于加工毛坯己铸出或锻出毛坯孔的孔加工，一般采用粗镗→半精镗→孔口倒角一精镗加工方案。
(7）孔精度要求较低且孔径较大时，可采用立铣刀粗铣→精铣加工方案。有空刀槽时可用锯片铣刀在半精镗之后、精镗之前铣削完成，也可用镗刀进行单刃螳削，但单刃镗削效率低。
(8）有同轴度要求的小孔，须采用饶平端面→打中心孔→钻→半精镗→孔口倒角→精镗（或 铰）加工方案。为提高孔的位置精度，在钻孔工步前须安排锪平端面和打中心孔工步。孔口倒角安排在半精加工之后、精加工之前，以防孔内产生毛刺。（9）螺纹的加工
螺纹的加工根据孔径大小而定，一般情况下，直径在Ｍ５ｍｍ～Ｍ２０ｍｍ之间的螺纹，通常采用攻螺纹的方法加工。直径在Ｍ６mm以下的螺纹，在数控机床上完成底孔加工后，通过其他手段来完成攻螺纹。因为在数控机床上攻螺纹不能随机控制加工状态，小直径丝锥容易拆断。直径在Ｍ２５mm以上的螺纹，可采用镗刀片镗削加工或采用圆弧插补（G02或G03）指令来完成。
4.2.1加上方法的选择原则
在保证加工表面精度和表面粗糙度要求的前提下，尽可能提高加工效率。由于获得同一级精度及表面粗糙度的加工方法一般有许多，因而在实际选择时，要结合零件的形状、尺寸和热处理要求全面考虑。此外，还应考虑生产率和经济性的要求，以及工厂的生产设备等实际情况。
4.2.2加工方案确定
确定加工方案时，首先应根据主要表面的尺寸精度和表面粗糙度的要求，初步确定为达到这些要求所需要的加工方法，即精加工的方法，再确定从毛坯到最终成形的加工方案。
在加工过程中，工件按表面轮廓可分为平面类和曲面类零件，其中平面类零件中的斜面轮廓又分为有固定斜角和变斜角的外形轮廓面。外形轮廓面的加工，若单纯从技术上考虑，最好的加工方案是采用多坐标联动的数控机床，这样不但生产效率高，而且加工质量好。但由于一般中小企业无力购买这种价格昂贵、生产费用高的机床，因此应考虑采用2.5轴控制和３轴控制机床加工。
2.5轴控制和3轴控制机床上加工外形轮廓面，通常采用球头铣刀，轮廓面的加工精度主要通过控制走刀步长和加工带宽度来保证。加工精度越高，走刀步长和加工带宽度越小，编程效率和加工效率越低。
如图（5-2）所示，球头刀半径为R，零件曲面上曲率半径为ρ，行距为Ｓ，加工后曲面表面残留高度为Ｈ。则有：
S2H(2RH)R
式中，当被加工零件的曲面在ａb段内是凸的时候取“＋”号，是凹的时候取“-”号。
图（4-2）行距的计算图
第五章 机床简单故障排除方法与简单维修中的注意事项
5.1故障排除方法
（1）初始化复位法：一般情况下，由于瞬时故障引起的系统报警，可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障，若系统工作存贮区由于掉电，拔插线路板或电池欠压造成混乱，则必须对系统进行初始化清除，清除前应注意作好数据拷贝记录，若初始化后故障仍无法排除，则进行硬件诊断。
（2）参数更改，程序更正法：系统参数是确定系统功能的依据，参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机，对此可以采用系统的块搜索功能进行检查，改正所有错误，以确保其正常运行。
（3）调节，最佳化调整法：调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节，修正系统故障。如某厂维修中，其系统显示器画面混乱，经调节后正常。如在某厂，其主轴在启动和制动时发生皮带打滑，原因是其主轴负载转矩大，而驱动装置的斜升时间设定过小，经调节后正常。
最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法，其办法很简单，用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器，分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间，来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性，而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下，根据经验，即调节使电机起振，然后向反向慢慢调节，直到消除震荡即可。
（4）备件替换法：用好的备件替换诊断出坏的线路板，并做相应的初始化启动，使机床迅速投入正常运转，然后将坏板修理或返修，这是目前最常用的排故办法。
（5）改善电源质量法：目前一般采用稳压电源，来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法，通过这些预防性措施来减少电源板的故障。
（6）维修信息跟踪法：一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障，不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。以此做为故障排除的依据，可正确彻底地排除故障 6.2、维修中应注意的事项
（1）从整机上取出某块线路板时，应注意记录其相对应的位置，连接的电缆号，对于固定安装的线路板，还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内，以免丢失，装配后，盒内的东西应全部用上，否则装配不完整。
（2）电烙铁应放在顺手的前方，远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整，以适应集成电路的焊接，并避免焊接时碰伤别的元器件。
（3）测量线路间的阻值时，应断电源，测阻值时应红黑表笔互换测量两次，以阻值大的为参考值。
（4）线路板上大多刷有阻焊膜，因此测量时应找到相应的焊点作为测试点，不要铲除焊膜，有的板子全部刷有绝缘层，则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。（5）不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验，习惯断线检查，但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板，印刷线路细而密，一旦切断不易焊接，且切线时易切断相邻的线，再则有的点，在切断某一根线时，并不能使其和线路脱离，需要同时切断几根线才行。
（6）不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了，就立即拆换，这样误判率较高，拆下的元件人为损坏率也较高。（7）拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳，切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸，以免损坏焊盘。
（8）更换新的器件，其引脚应作适当的处理，焊接中不应使用酸性焊油。（9）记录线路上的开关，跳线位置，不应随意改变。进行两极以上的对照检查时，或互换元器件时注意标记各板上的元件，以免错乱，致使好板亦不能工作。（10）查清线路板的电源配置及种类，根据检查的需要，可分别供电或全部供电。应注意高压，有的线路板直接接入高压，或板内有高压发生器，需适当绝缘，操作时应特别注意。
最后，我觉得：维修不可墨守陈规，生搬理论的东西，一定要结合当时当地的实际情况，开阔思路，逐步分析，逐个排除，直至找到真正的故障原因。
综上所述，数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的，同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟，发展将更深更广更快。
结
语
跟着社会主义的脚步，确立与国际接轨的发展道路，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。以上就是本次设计的全过程。这次设计不仅使我对所设计的零件有了更深的了解，还使我学到了许多在书本上学不到的东西，这对我以后走上社会，走向工作岗位都有十分重要的意义，通过毕业设计的锻炼，我们运用所学知识的能力、解决问题的能力、创新设计的能力都得到了很好的锻炼和加强。
在这次的设计中我遇到了很多的问题，在老师不厌其烦的指导终于完成这次毕业论文的设计，通过这次的毕业论文设计，让我了解了我在学习和思考方式上的不足，也懂的了书到用时方很少的道理，学海无涯，而人的生命有限，在人生有限的时间里，我希望用知识把我们今后的人生道路装饰的五彩纷飞。
人生苦短，把握现在，展望未来，莫要老来悔当初
致
谢
时光飞逝如白驹过隙，不知不觉到毕业时节，回望在校几年酸甜苦辣，不知为何即将走进社会的我没有当初想象的那么开心，思考许久我恍然大悟原来是我对学校的不舍，因为在这有我尊敬的老师和校领导们，还有这几年陪我一起生活和学习的的同学们。
首先我要感谢我的父母是他们给予了我生命，让我来到了这世上，教我为人处事还给了我无私的爱，我感觉我很幸福，我在此只想对你们说我爱你们
在此我要感谢教导我学习的恩师们，没你们的谆谆教诲和耐心辅导，我就不会掌握那么多知识，知识造就人生，也再造人生，我会用您教导的知识去创造辉煌的人生。
不管一个人取得多么值得骄傲的成就，都应该饮水思源，应当记住自己的老师为他的成长播下最初等种子。——居里夫人
在此我还要感谢陪伴我的同学们，以为有你们的存在让我不在孤单寂寞，让我知道了什么是友情，毕业之后可能各奔东西，但无论相隔多远我们的友情我都会永远记在心里，在次祝你一路顺风。
成功不是将来才有的，而是从决定去做的那刻起，持续积累而成。失败是什么？没有什么，只是更走近成功一步；成功是什么？就是走过了所有通向失败的路，只剩下一条路，那就是成功的路。
还有许多人，也许他们只是我生命中匆匆的过客，但他们对我的支持和帮助依然在我记忆中留底了深刻的印象。在此无法一一罗列，但对他们，我始终心怀感激。最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位师长表示感谢！
参考文献
1．《数控加工工艺学》 2．《机械制造工艺学》
3.作者：李佳 《数控机床及应用》 4.数控车削编程
