数控技术课程设计

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：学 号：学生姓名：指导教师：目录摘要 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摘要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

2、程， 并进行生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

3、用有关手册、规范、图表等技术资料的能力。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

4、设备都是一种过程控制设备， 这就要求它在实时控制的每 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

5、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FANU係统则趋向大板结构，使之有利于 系统工作的可靠性

6、， 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

7、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

8、）、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，铳削凸台，钻孔ID 1323L一 L一j11i一01 MM 1±/片L11J411iI1i車J：-561407-1 4f "T

9、j_一FrL14- !I1ri22北1r303、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2T02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4T04外螺纹车刀1M30X 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

10、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 R18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？26,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R18圆

11、弧的左半部分，先粗车后精车；T04精车M30X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00100015三爪卡盘数控机床工 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10002车槽T02槽宽 为3的外切槽刀5003粗加工右外轮廓（右 圆）T01D型 93度 R方向外圆 车刀10004精加工右外轮廓（右 圆）T01D型 93度 R方向外圆 车刀10005粗加工右外轮廓（左 圆）T03D型

12、93度 L方向外圆1000车刀6精加工右外轮廓（左 圆）T03D型 93度 L方向外圆 车刀10007精车M30 X螺纹T04外螺 纹车 刀10008粗加工左外轮廓（掉头 后）T01D型 93度 R方向外圆 车刀10009精加工左外轮廓（掉头 后）T01D型 93度 R方向外圆 车刀1000五、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=X =导程=螺距=总吃刀量=X 2X =螺纹深度：X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r，背吃刀量 精车：主轴转速1000r/min，进给速度r，背吃刀量 切断：主轴转速

13、500r/min，进给速度r，背吃刀量2、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;M03S1000;T0101;（循环的起点）（精加工的起点）T0202;（ 精加工 ）仿形循环）T0101;掉头加工）（结束）加工程序仿真 ：二j00008N00010M20T9191：N30G00X100Z180N400H 础NSWJ-1N60C00X46Z3M70C71U2R1N80G?1P?0Q210UB.2W8.1;12J552KlF88Xu丫 VJ5Ye；s,Tk2：3?hd叫0./卜ffiOGOXTSM1HCAMWMJT二CUSTOMMMTM5«T|V丄s-rG£丄14a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