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题目：数控机床分类及轴类零件加工专业：机械设计制造及其自动化学号：08930651姓名：罗云指导教师：江磊学习中心：弘成宁波数字化学习中心西南交通大学网络教育学院年月日院系西南交通大学网络教育学院专业机械设计制造及其自动化年级2008-13班学号08930651姓名罗云学习中心弘成宁波数字化学习中心指导教师江磊题目数控机床分类及轴类零件加工指导教师评语是否同意答辩过程分(满分20)指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩组组长(签章)年月日毕业设计任务书班级2008-13班学生姓名罗云学号08930651开题日期：2010年9月20日完成日期：2010年11月30日题目数控机床分类及轴类零件加工题目类型：工程设计技术专题研究理论研究√软硬件产品开发一、设计任务及要求1.介绍数控机床的分类及总体方案设计。2.介绍数控机床的刀具轨迹。3.上机操作。二、应完成的硬件或软件实验用数控车床对轴类产品进行加工切削。三、应交出的设计文件及实物（包括设计论文、程序清单或磁盘、实验装置或产品等）毕业设计及论文四、指导教师提供的设计资料无五、要求学生搜集的技术资料（指出搜集资料的技术领域）1.数控机床的应用与维修资料2.机械制造应用资料3.数控车床加工技术资料六、设计进度安排第一部分熟悉课题，收集、整理课题相关资料（1周）第二部分数控车床分析及总体设计（1周）第三部分详细设计及上机切削加工（1周）第四部分毕业设计论文文档编写整理（1周）评阅或答辩（1周）指导教师：年月日学院审查意见：审批人：年月日诚信承诺一、本设计是本人独立完成；二、本设计没有任何抄袭行为；三、若有不实，一经查出，请答辩委员会取消本人答辩（评阅）资格。承诺人（钢笔填写）：罗云2010年11月30日目录第一章.数控机床的分类概述1.1加工工艺方法分类…………………………………………………………………21.1.1金属切削类数控机床……………………………………………………………………21.1.2特种加工类数控机床……………………………………………………………………21.1.3板材加工数控机床………………………………………………………………………21.2控制控制运动轨迹分类………………………………………………………21.2.1点位控制数控机床……………………………………………………………………21.2.2直线控制数控机床……………………………………………………………………21.2.3轮廓控制数控机床……………………………………………………………………31.3驱动装置的特点分类……………………………………………………………31.3.1开环控制数控机床………………………………………………………………………31.3.2闭环控制数控机床………………………………………………………………………31.3.3半闭环控制数控机床……………………………………………………………………41.3.4混合控制数控机床………………………………………………………………………4第二章.丰富的高速切削刀具轨迹策略2．1.1确定刀具路径应满足的基本要求……………………………………………………52.1.2确定刀具进到要求……………………………………………………………………52．1．3粗加工刀具路径要求…………………………………………………………………52．1．4精加工刀具路径要求…………………………………………………………………6第三章.数控系统的未来的发展3.1.1数控系统向开放式体系结构发展………………………………………………………73.1.2数控系统向软数控方向发展……………………………………………………………73.1.3数控系统控制性能向智能化方向发展…………………………………………………83.1.4数控系统向网络化方向发展……………………………………………………………83.1.5数控系统向高可靠性方向发展…………………………………………………………83.1.6：数控系统向复合化方向发展…………………………………………………………93.1.7数控系统向多轴联动化方向发展………………………………………………………9第四章轴类零件的数控编程实例4.1.1轴类零件数控编程实例·········································································10第五章数控机床故障排除方法及其注意事项5.1.1故障排除方法·····················································································185.2.1维修中应注意的事项………………………………………………………………18结束语……………………………………………………………………………………20致谢…………………………………………………………………………………………21参考文献…………………………………………………………………………………22摘要此次论文针对典型零件的工艺分析与加工及数控的发展。数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益，显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用，并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用，给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、FMS、CIMS、敏捷制造和智能制造技术，都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代机电类专业学生必不可少的。在数控加工中，从零件的设计图纸到零件成品合格交付，不仅要考虑到数控程序的编制，还要考虑到诸如零件加工工艺路线的安排、加工机床的选择、切削刀具的选择、零件加工中的定位装夹等一系列因素的影响，在开始编程前，必须要对零件设计图纸和技术要求进行详细的数控加工工艺分析，以最终确定哪些是零件的技术关键，哪些是数控加工的难点，以及数控程序编制的难易程度。零件的数控加工工艺分析是编制数控程序中最重要而又极其复杂的环节，也是数控加工工艺方案设计的核心工作，必须在数控加工方案制定前完成。一个合格的编程人员对数控机床及其控制系统的功能及特点，以及影响数控加工的每个环节都要有一个清晰、全面的了解，这样才能避免由于工艺方案考虑不周而可能出现的产品质量问题，造成无谓的人力、物力等资源的浪费。全面合理的数控加工工艺分析是提高数控编程质量的重要保障。数控车床是目前使用最广泛的数控机床之一。数控车床主要用于加工轴类、盘类等回转体零件。通过数控加工程序的运行，可自动完成内外圆柱面、圆锥面、成形表面、螺纹和端面等工序的切削加工，并能进行车槽、钻孔、扩孔、铰孔等工作。关键词：切削机床工艺分析西南交通大学网络教育毕业设计（论文）2第一章概述1.1加工工艺方法分类1.1.1．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。1.1.2．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。1.1.3．板材加工类数控机床常见的应用于金属板材加工的数控机床有数控压力机、数控剪板机和数控折弯机等。近年来，其它机械设备中也大量采用了数控技术，如数控多坐标测量机、自动绘图机及工业机器人等。1.2控制运动轨迹分类1．2.1点位控制数控机床位置的精确定位，在移动和定位过程中不进行任何加工。机床数控系统只控制行程终点的坐标值，不控制点与点之间的运动轨迹，因此几个坐标轴之间的运动无任何联系。可以几个坐标同时向目标点运动，也可以各个坐标单独依次运动。这类数控机床主要有数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床、数控点焊机等。点位控制数控机床的数控装置称为点位数控装置。1.2.2．直线控制数控机床直线控制数控机床可控制刀具或工作台以适当的进给速度，沿着平行于坐标轴的方向进行直线移动和切削加工，进给速度根据切削条件可在一定范围内变化。直线控制的简易数西南交通大学网络教育毕业设计（论文）3控车床，只有两个坐标轴，可加工阶梯轴。直线控制的数控铣床，有三个坐标轴，可用于平面的铣削加工。代组合机床采用数控进给伺服系统，驱动动力头带有多轴箱的轴向进给进行钻镗加工，它也可算是一种直线控制数控机床。数控镗铣床、加工中心等机床，它的各个坐标方向的进给运动的速度能在一定范围内进行调整，兼有点位和直线控制加工的功能，这类机床应该称为点位/直线控制的数控机床。1.2.3．轮廓控制数控机床轮廓控制数控机床能够对两个或两个以上运动的位移及速度进行连续相关的控制，使合成的平面或空间的运动轨迹能满足零件轮廓的要求。它不仅能控制机床移动部件的起点与终点坐标，而且能控制整个加工轮廓每一点的速度和位移，将工件加工成要求的轮廓形状。常用的数控车床、数控铣床、数控磨床就是典型的轮廓控制数控机床。数控火焰切割机、电火花加工机床以及数控绘图机等也采用了轮廓控制系统。轮廓控制系统的结构要比点位/直线控系统更为复杂，在加工过程中需要不断进行插补运算，然后进行相应的速度与位移控制。现在计算机数控装置的控制功能均由软件实现，增加轮廓控制功能不会带来成本的增加。因此，除少数专用控制系统外，现代计算机数控装置都具有轮廓控制功能。1.3驱动装置的特点分类1.3.1．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，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。1.3.2．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西南交通大学网络教育毕业设计（论文）4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