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第一章 绪论从1952年美国麻省理工学院研制出第一台试验性数控机床，到现在已走过了50多年历程，在此期间得到了较大发展。特别是进入90年代以来，由于计算机技术的飞速发展，使数控机床进入了更快的发展时代20世纪80年代以后，数控机床数控系统的性能和品质得到了极大的提高，数控机床的加工精度由过去的0.01 mm提高到0.005mm甚至更高目前，现代数控加工正在向高速化、高精度化、高柔韧化、高一体化、网络化和智能化等方向发展，形成了独具一格的柔性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS和未来工厂自动化FA它们的出现从根本上解放了生产力，促使生产力飞速向前发展，为人类文明史和生产史谱写了新的篇章。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，它对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用。数控技术又是当今先进制造技术和装备最核心的技术。当今世界各国制造业广泛采用数控技术，以提高制造能力和水平，提高对动态多变市场的适应能力和竞争能力，大力发展以数控技术为核心的先进制造技术已成为世界各发达国家加速经济发展、提高综合国力和国家地位的重要途径 为此，搞好数控专业毕业设计为我们从根本上了解认识数控机床有着重要的意义。特别是毕业设计不仅可以考察我们认识事物的本领，还可以提高我们分析问题、解决问题的能力。通过对设计中所遇到的难题的思索，加强自己数控技术的能力。就全社会而言，可以促使数控技术更进一步发展。因此，我觉得有进行数控专业毕业设计的必要性。第二章 零件图纸分析 2.1 零件的特征一、零件材料 该回转轴以45#调质处理的毛坯为原材料,毛坯尺寸125X300。二、零件特点 从图纸中我们可以看出该零件轮廓由直线、圆弧、抛物线和椭圆共同构成一个复杂成型曲线回转轴。 2.2 数值计算 生活中，我们对几何信息的认知有多种方法，常用的有数形结合法（解析法）。但有时面对复杂的图形，解析法会带来繁重的数学计算。AUTO CAD作为一套专业的绘图软件，它强大的信息处理功能为图形中繁杂点的计算带来了可能。我们在操作界面中绘制图形后就可以打开状态栏中的捕捉、对象捕捉按钮，在绘图区捕捉相关的点。同时，在状态栏中就可以看到这些点的坐标。 第3章 加工工艺的分析3.1加工精度要求该零件加工精度要求：78x16.5的外圆 Zx/100的抛物面、R8，R10的倒圆、70X26的退刀槽、80X5的轴肩、72X5的凹槽、长轴120短轴90的椭圆面等等3.2定位基准的选择 定位基准选择原则（1）基准重合原则（2）基准统一原则（3）便于装夹原（4）便于对刀原则根据定位基准选择原则，避免不重合误差，便于编程，以工序的设计基准作为定位基准。零件加工时，先以抛物面的轴线作为轴向定位基准，车削椭圆面以右的外表面各部分；然后以抛物面的中心作为该轴件的轴向定位基准，以轴台的端面的中心作为该轴件剩余工序的轴向定位基准。并且把编程原点选在设计基准上。 3.3装夹方式工件的找正装夹方式为使工件的加工回转轴线与车床的主轴回转中心重合，用磁力表找正工件 3.4加工方案制定考虑到零件的形状不意装夹故先加工零件的左边的部分，然后以左面的键槽为定位基准加工右面的部分。并且考虑到加工原则中的先近后远先粗后精制定加工工艺如下：椭圆面以及左面的键槽部分 粗车精车键槽（72X5） 车削；椭圆面右面的部分与抛物面 粗车 精车退刀槽（70X26） 车削第四章 刀具的选择为适应数控机床加工精度高、加工效率、加工工序集中及零件装夹次数少的要求，数控刀具具有很高的切削效率.高精度.高重复定位精度.可靠度和耐用度 。选择刀具通常要考虑（1）被加工工件的材料及性能（2）切削工艺的类别（3）被加工工件的几何形状，零件精度，加工余量（4）被吃刀量，进给速度，切削速度考虑到以上因素故粗车时，要选用强度高，耐用度高的刀具以满足粗车时大吃刀量，大进给量的要求.精车时要选用精度高,耐用度好的刀具以保证加工精度的要求. 由此可知加工时用的刀具T01为45度的菱形可转位刀片右端面外圆车刀，T02为35度的可转位右端面外圆车刀和T03为5mm车断刀。第五章切削参数的确定5.1切削用量切削用量包括切削速度,背吃刀量和进给量.对于不同的加工方法需要选择不同的切削用量。粗加工时一般以加工效率为主通常选择较大的背吃刀量和进给量,采用较小的切削速度 .精加工时通常选择较小的背吃刀量和进给量采用较高的切削速度，对于原材料45#，粗加工时ap取3 Vf取120m/min f取0.4mm/r; 精加工时ap取0.25 Vf取150m/min f取0.2/r。5.2主轴转速的确定主轴的转速是由切削刃上选定点相对于工件的主运动的线速度主运动速度 n=1000Vc/d 单位为r/min 第六章数控加工宏指令6.1宏指令应用概述一般意义上讲的数控的指令代码的功能都是固定的，使用者只能按照规定编程有时候这些指令满足不了用户的要求，系统因此提供了提供了用户宏指令功能使用用户可以把系统进行一定功能的扩展。宏程序具有很大的灵活性，通用性和智能性等特点对于不规则的曲面来说，使用CAD/CAM软件编程都有工作量大加工参数不宜修改的缺陷而宏编程则不同编程人员只要根据零件的几何信息和不同的数学模型即可完成相应的加工程序。6.2宏指令应用事例 宏指令编程是指像高级语言一样，使用变量进行算术运算（+、-、*、/）逻辑运算(AND、OR、NOT)和函数（SIN 、COS等）混合运算的程序编写形式，可用于编制各种复杂的零件加工程序。如图 1.1 ，在零件加工过程中对抛物面和椭圆面的轨迹加工采用宏编程： 抛物面的宏编程：%2000T0101M03S1000G90G00X128Z5G01X0Z0M98P201G01X125 G00Z10 M05M02注：d为加工零件轴的直径(单位为mm) Vc是指切削速度（单位为m/min）%201#10 = 0 X坐标值#11 = 0 Z坐表值WHILE#10LE39#10=#10+0.5#11=#10*#10/100G90G01X#10Z-#11F100ENWDM99椭圆面的宏编程： 1000T0101M03S600G90G00X125Z5Z-164.159G01X80 Z164.159 F100M98P101G01X128G00Z10M05M02%101160245#3=50WHILE#3LE130#4=2*#1*SIN#3*PI/180#5=#2*COS#3*PI/180-197.71#3=#3+1G01X#4Z#5F100ENDWM99 第七章 工件加工的数控编程7.1椭圆面以右外表面各部分的程序编制工序01 粗车椭圆面以及左侧外表面工序02 精加工椭圆面以及左侧外表面 工序03 车削直径为72宽为5的外环槽程序原点：工件的左端面的回转中心01010T0101 M03S1000G90G00X128Z5G71U1R2P100Q200X0.3Z0.3F100N100 G01X82Z0Z-22X123Z-30Z-90X82Z-102.5 Z -113.5 X93Z-116 N200 X128G00Z5.0G01X100Z0G71U1R2P110Q220X0.3Z0.3F100N110G01X80Z0Z-33.969 M98P101 G01X80Z-115.5G01X 91.2146Z-118.007 G01X128G00Z5G00X180Z200T0100 T0303 G00X85G00Z-10G01X72G04X2G00X85Z-20G01X72G04X2GOOX85G00X180Z200T0300M05M02%101160245#3=50WHILE#3LE130 #4=2*#1*SIN#3*PI/180#5=#2*COS#3*PI/180-197.71#3=#3+1G01X#4Z#5F100ENDWM997.2 抛物面及剩余外表面各部分的程序编制工序04 粗加工椭圆面以右的部分与抛物面 工序05 精加工椭圆面右面的表面 工序06 车削直径为70宽度为26的退刀槽 换头加工时由于毛坯过长为避免加工中出现接刀痕故用游标卡尺测量出已加工完成的端面到对刀端面的尺寸程序原点：工件左端面回转中心O1011 T0202G90G00X130Z10M03S1000G71U1R2P100Q200X0.3Z0.3F100N100 G01X20Z-4 G01X85 Z -14 G01X155Z-30G01Z-149N200G01X165 G00Z10G90G00X130Z40G00X0G71U1R2P300Q400X0.3Z0.3F100N300G01X0Z0M98P201G01X78Z-31.71X98.541Z-31.71G03X98.332Z-82.758R8G02X100.024Z-137.584R100G03X91.2146Z-147.203R8N400G01X128G00Z50G00X180T0200T0303G00X120M98P301M05M02%301#0=121.7#1=94.7#2=27#3=5#4=70#5=125#10=1WHILE#10LTINI#2/#3+1G01Z-#1+#3*#10G01X#4G04X2.0G00X#5#10=#10+1ENDWG01Z-#0G01X#1G00X#5Z20M99第八章 数控车床的对刀8.1 刀位点在进行数控加工的编程时，往往将整个刀具浓缩视为一个点，那就是刀位点，它是在刀具上用于表现刀具位置的参照点。对刀操作就是要测定出程序起点处刀具刀位点相对机床原点以及工件原点的坐标位置。在对刀时，常用的仪器有：对刀测头、千分表或对刀瞄准仪等。对刀点可以设置在零件、夹具上或机床上面（尽可能设置在零件的设计基准或工艺基准上）。8.2 待加工毛坯的对刀试切端面 ： 将两端面已经加工好的待加工毛坯装夹到主轴上，在工件的伸出端安装Z 轴向设定器。快移刀具接近到Z 轴向设定器，改用增量方式控制刀具工进，至到指示灯亮时停止动作，保持 Z轴 向不动，取出轴向设定器。然后在机床操作面板上调出刀具补偿菜单栏中刀偏表，在相关的试切长度填空栏中键入有关数值（当前刀具刀位点相对于程序原点的距离）。 试切外圆：快速将刀具刀位点移动刀毛坯端面角附近，然后用增量方式调节 X 、Z 轴向进给至刀位点刚好切到毛坯外表面，再用MDI方式运行进行外圆车削。同时保持X轴轴向坐标不变，退出刀具。用游标卡尺测量出试切外圆直径。然后在刀偏表中键入试切直径。8.3 刀偏值的测定刀偏值就是各刀具相对于基准刀具的几何补偿。用点动或步进方式操作移动刀具，使基准刀具刀位点对准工件的基准点，然后进行X轴 Z轴坐标清零，退刀。换置刀具，再用点动或步进方式使该刀具刀位点对准工件上的同以一基准点，此时屏幕上显示的坐标既是该刀号刀具的几何偏置 Xj, Zj .同理，可依次测定出其它刀具相对于基准刀具的几何偏置。在相应的刀偏表中依次键入选用刀具刀位点的几何补偿。第九章 结论数控机床作为一种使用广泛、典型的机电一体化产品，综合应用了微电子技术、计算机技术、自动控制、精密测量和机床结构等方面的最新成就，是一种高效的自动化机床。随着科学技术的不断发展，迄今，国际上又出现了以一台或多台加工中心、车削中心为主体，再配以工件自动装卸和监控检查装置的柔韧性制造系统FMS、计算机集成制造系统CIMS和无人化工厂FA。由于数控机床极高效率、高精度和高柔韧性于一身，很好的代表了机床的主要发展方向。时代和社会生产力的不断发展，要求数控系统与数控机床向更高的水平与层次迈进（高精度化、运动高速化、高柔韧性化、智能化）。 近年来，在国外的数控系统与伺服系统制造技术突飞猛进的大背景下，通过大量的技术引进，我过现代制造工业在飞速发展（数控技术得到广泛的应用）。同时，我们还要看清现阶段中国数控业与世界先进水平的差距。我国只有拥有完全自主知识产权上的数控核心技术，才能实现真正意义上的“世界工厂”和“制造大国”乃至“工业强国”。这使国人不得不开始重新思索中国数控在未来的发展之路参考文献1 陈海舟著 数控铣削加工宏程序及应用实例 北京：机械工业出版社；20062 赵长明 数控加工工艺及设备 北京：高等教育出版社；20033 夏凤芳 数控机床 北京：高等教育出版社；20054 詹华西 数控加工与编程 西安：西安电子科技大学出版社；20045 袁哲俊 金属切削刀具 上海：上海科学技术出版社；19936 蔡兰，王霄 数控加工工艺学 化学工业出版社；20057 王爱玲 数控机床加工工艺 北京：机械工业出版社 ；20068蒋建强 数控编程技术200例 科学出版社 北京希望电子出版社；20059 刘靖华 数控加工技术 高等教育出版社 ；200310陈志雄 数控机床与数控编程技术 电子工业出版社；200311 王卫兵 数控编程100例 北京：机械工业出版社；200612 徐宏海 数控加工工艺 化学工业出版社；2004