毕业设计（论文）-基于Funac数控系统螺纹连接件的编程与加工.doc

基于 funac 数控系统螺纹连接件的编程与加工 摘要： 我从数控加工工艺分析，设备的选择，螺纹配合精度，刀具，夹具的选择，切 削用量的选择，工艺卡片的制作，都经过了慎重考虑。为使零件经过数控加工得到最 佳的精度和工艺设计要求，我还查阅了辅导设计与辅助制造（cad/cam） 、 数控加 工工艺 、数控刀具等书籍。确定了该零件的合理的数控加工工艺方案，最终才完成的 零件的加工。 关键词 工艺分析 ； 螺纹配合精度 ； 刀具选择； 数控加工 summary: i am from nc machining process analysis, equipment selection, thread with precision, tools, fixtures, choice, choice of cutting, craft card making, have been a serious consideration. to get the best parts by cnc machining accuracy and process design requirements, i have access to the guidance design and aided manufacturing (cad / cam), “nc machining process“, cnc tool and other books. determine the reasonableness of the part program of the nc process, the final parts to complete the processing. keywords process analysis; thread with precision; tool selection; nc 目录 第一章 数控机床概述.4 1.1 数控机床的组成 4 1.2 数控机床的发展史 5 1.2.1 数控系统发展阶段5 1.2.2 数控机床发展历史6 1.2.3 数控未来发展的趋势 7 1.3 数控机床的分类 9 1.3.1 工艺用途分类 9 1.3.2 按伺服系统的控制方式分类 9 1.3.3 按控制运动的方式分类 .11 第二章 数控加工工艺分析12 2.1 零件工艺分析 .12 2.2 确定加工方案 .12 2.3 确定工序顺序、进给路线和所用刀具 .13 2.4 合理选择进给路线 .14 2.5 零件的数控编程加工 .16 2.6 填写工艺文件 .17 第三章 程序编制19 3.1 螺纹配合零件程序编程 .19 第四章 结果分析21 4.1 零件的精度与尺寸检验 .21 4.2 产生误差的主要因素 .21 结论.22 参考文献.23 致谢.24 第一章 数控机床概述 1.1 数控机床的组成 数控机床一般由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体组成。图 1-1 所示为开环控制的数控机床框图 图 1-1 数控机床的组成 （1）控制介质 控制介质以指令的形式记载各种加工信息，如零件加工的 工艺过程、工艺参数和刀具运动等，将这些信息输入到数控装置，控制数控机 床对零件切削加工。 （2）数控装置 数控装置是数控机床的核心，其功能是接受输入的加工信 息，经过数控装置的系统软件和逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理，向伺服 系统发出相应的脉冲，并通过伺服系统控制机床运动部件按加工程序指令运动。 (3)伺服系统 伺服系统由伺服电机和伺服驱动装置组成，通常所说数控系 统是指数控装置与伺服系统的集成，因此说伺服系统是数控系统的执行系统。 数控装置发出的速度和位移指令控制执行部件按进给速度和进给方向位移。每 个进给运动的执行部件都配备一套伺服系统，有的伺服系统还有位置测量装置， 直接或间接测量执行部件的实际位移量，并反馈给数控装置，对加工的误差进 行补偿。 (4)机床本体 数控机床的本体与普通机床基本类似，不同之处是数控机床结构简单、 刚性好，传动系统采用滚珠丝杠代替普通机床的丝杠和齿条传动，主轴变速系统简化了齿 轮箱，普遍采用变频调速和伺服控制。 江苏农林职业技术学院毕业论文（设计） 1.2 数控机床的发展史 1.2.1 数控系统发展阶段 1946 年诞生了世界上第一台电子计算机，这表明人类创造了可增强和部分 代替脑力劳动的工具。它与人类在农业、工业社会中创造的那些只是增强体力 劳动的工具相比，起了质的飞跃，为人类进入信息社会奠定了基础。 6 年后，即在 1952 年，计算机技术应用到了机床上，在美国诞生了第一台 数控机床。从此，传统机床产生了质的变化。近半个世纪以来，数控系统经历 了两个阶段和六代的发展。 1、数控（nc）阶段（19521970 年） 早期计算机的运算速度低，对当时的科学计算和数据处理影响还不大，但 不能适应机床实时控制的要求。人们不得不采用数字逻辑电路“搭”成一台机床 专用计算机作为数控系统，被称为硬件连接数控（hard-wired nc），简称 为数控（nc）。随着元器件的发展，这个阶段历经了三代，即 1952 年的第一 代-电子管；1959 年的第二代-晶体管；1965 年的第三代-小规模集成电路。 2、计算机数控（cnc）阶段（1970 年现在） 到 1970 年，通用小型计算机业已出现并成批生产。于是将它移植过来作 为数控系统的核心部件，从此进入了计算机数控（cnc）阶段（把计算机前面 应有的“通用”两个字省略了）。到 1971 年，美国 intel 公司在世界上第一次 将计算机的两个最核心的部件-运算器和控制器，采用大规模集成电路技术集 成在一块芯片上，称之为微处理器（microprocessor），又可称为中央 处理单元（简称 cpu）。 到 1974 年微处理器被应用于数控系统。这是因为小型计算机功能太强， 控制一台机床能力有富裕（故当时曾用于控制多台机床，称之为群控），不如 采用微处理器经济合理。而且当时的小型机可靠性也不理想。早期的微处理器 速度和功能虽还不够高，但可以通过多处理器结构来解决。由于微处理器是通 用计算机的核心部件，故仍称为计算机数控。 到了 1990 年，pc 机（个人计算机，国内习惯称微机）的性能已发展到很 高的阶段，可以满足作为数控系统核心部件的要求。数控系统从此进入了基于 pc 的阶段。 总之，计算机数控阶段也经历了三代。即 1970 年的第四代-小型计算机； 1974 年的第五代-微处理器和 1990 年的第六代-基于 pc（国外称为 pc- based）。 还要指出的是，虽然国外早已改称为计算机数控（即 cnc）了，而我国仍 习惯称数控（nc）。所以我们日常讲的“数控“，实质上已是指“计算机数控”了。 1.2.2 数控机床发展历史 20 世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计 算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动及其加 工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。 采用数字技术进行机械加工，最早是在 40 年代初，由美国北密支安的一个 小型飞机工业承包商派尔逊斯公司（parsonscorporation）实现的。他们在制 造飞机的框架及直升飞机的转动机翼时，利用全数字电子计算机对机翼加工路 径进行数据处理，并考虑到刀具直径对加工路线的影响，使得加工精度达到 0.0381mm（0.0015in），达到了当时的最高水平。 1952 年，麻省理工学院在一台立式铣床上，装上了一套试验性的数控系统， 成功地实现了同时控制三轴的运动。这台数控机床被大家称为世界上第一台数 控机床。 这台机床是一台试验性机床，到了 1954 年 11 月，在派尔逊斯专利的基础 上，第一台工业用的数控机床由美国本迪克斯公司（bendix-cooperation）正 式生产出来。 在此以后，从 1960 年开始，其他一些工业国家，如德国、日本都陆续开 发、生产及使用了数控机床。 数控机床中最初出现并获得使用的是数控铣床，因为数控机床能够解决普 通机床难于胜任的、需要进行轮廓加工的曲线或曲面零件。 然而，由于当时的数控系统采用的是电子管，体积庞大，功耗高，因此除 了在军事部门使用外，在其他行业没有得到推广使用。 到了 1960 年以后，点位控制的数控机床得到了迅速的发展。因为点位控 制的数控系统比起轮廓控制的数控系统要简单得多。因此，数控铣床、冲床、 坐标镗床大量发展，据统计资料表明，到 1966 年实际使用的约 6000 台数控机 床中，85%是点位控制的机床。 数控机床的发展中，值得一提的是加工中心。这是一种具有自动换刀装置 的数控机床，它能实现工件一次装卡而进行多工序的加工。这种产品最初是在 1959 年 3 月，由美国卡耐 调用 2 号刀 m03 s800; 主轴以 800r/min 正转 g00 x60 z5; 到循环加工起点 g71 u.1.5 r1 p01 q02 x0.2 z0.08 f80; 粗加工循环 n01 g00 x39 z2； 到精加工起点 g01 x39 z0 f40; 精加工轮廓开始 g01 x39 z0 c2 倒角 c2 z-26; 加工 39 g03 x35 z-56.46 r24; 加工 s48 圆弧 g02 x35 z-70 r9; 加工 r9 圆弧 g01 z-75; 加工 35 x45.29; 加工 35 外径左端面 斜 线部分 x52 z-94; 加工斜线部分 n02 z-113; 精车循环结束 g00 x55 z100; 到换刀点 m06 t0303 m03 s115 m08； 换 3 号切槽刀,打开切 液 g00 x55 z2； 刀具起切的安全点续表 n02 g01 z-35； 精车循环结束 g00 x100 z100； 换刀点 m05； 主轴停止 m30； 程序结束 t0303 m03 s115 ； 换 3 号切槽刀 g00 x30 z2； 刀具起切的安全 点 g00 z-28； 切槽切入点 g01 x21 f5 ； 切槽 g01 x30 f20； 退刀 g00 x50 z100； 回换刀点 m05； 主轴停止 m30； 程序结束 o0002； t0202 m03 s800； 换 2 号外圆刀主 轴 800r/min g00 x55 z2； 刀具起切的安全 点 g71 u1.5 r1 p01 q02 x0.2 z0.08 f80； 外径粗精车循环 n01 g00 x50 z2； 精车循环开始 g01 x0 z0 f40； 开始加工 g01 x24.7 z0 c2； 倒角 g01 z-33； 车 25 g01 x52 z-33 c2； 倒角 n02 g01 z-35； 精车循环结束 g00 x100 z100； 换刀点 m05； 主轴停止 m30； 程序结束 t0303 m03 s115 ； 换 3 号切槽刀 g00 x30 z2； 刀具起切的安全 点 g00 z-28； 切槽切入点 g01 x21 f5 ； 切槽 g01 x30 f20； 退刀 g00 x50 z100； 回换刀点 m05； 主轴停止 m30； 程序结束 t0404 m03 s70； 换 4 号螺纹刀 g00 x25 z2 ； 刀具起始安全点 g76 c1 a60 x23.056 z-26 k0.974 u0.1 v0.1 q0.4 f1.5;螺纹车削循环,c 为精车次数,螺纹刀具角度,x 为最终螺纹 x 轴小径,z 为最终螺纹 z 轴长度,k 为牙型高,u 精加工余量,v 最大加工量,q 第一刀最大背吃刀量,f 为导程. g01 x40； 退刀 g00 x100 z100； 回换刀点 m05； 主轴停止 江苏农林职业技术学院毕业论文（设计） m30； 程序结束 第四章 结果分析 4.1 零件的精度与尺寸检验 零件的加工质量对其工作性能和使用寿命有着较大的影响，现对加工后零 件质量分析； 零件的尺寸精度基本得到保证，零件的上下表面粗糙度值偏大。原因是其 加工精度与机床，夹具，刀具本身误差和使用中的调速误差及工件的装夹定位 误差以及自己的操作技能水平等多方面因素有关，这些原始误差反映到工件质 量上，形成零件的加工误差。 4.2 产生误差的主要因素 从零件加工质量分析得出； （1） 零件出现误差或粗糙度值偏大与刀具，夹具的误差及工件的定位误差有 关，机床主轴或因为刀具的装夹不当引起的径向或端面的圆跳动等因素， 都会使工件产生误差。 （2） 夹紧力对加工精度也有影响，工件在加紧时，由于工件的刚度较低加紧 的作用力或方向不当，均可造成定位端面不垂直。 （3） 切削用量对加工精度的影响，从零件的表面质量分析，这与合理选择切 削用量很有关系，选择较大的切削速度 v 适量减小进给量 f。 通过对零件的系统分析得知，零件表面粗糙度值，尺寸精度基本得到保证。 之所以出现这些问题与安排加工的工艺过程，刀具的质量，机床的定位，零件 的装夹、定位基准的选择以及自己的操作技术水平也有关系。可以通过合理的 选择刀具的几何参数，合理的选择切削用量，从而提高零件的加工精度。 结论 配合零件在实际加工中运用广泛，其在零件造型，数控加工工艺分析、数 控加工等方面都需要考虑全面，每个细节都贯穿了整个思考过程，不仅考虑到 知识的全面性，也考虑加工工艺的完整性等。总之，加工配合零件，考虑的方 方面面都需要操作者掌握一定