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購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 本科生畢業(yè)設(shè)計 題 目： 后端蓋零件 程及夾具設(shè)計 學(xué)生姓名： 鐘森林 學(xué) 號： 201115020111 專業(yè)班級： 機(jī)電 11101 班 指導(dǎo)教師： 李志剛 完成時間： 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 摘 要 ： 本篇畢業(yè)設(shè)計主要針對數(shù)控機(jī)床的加工及編程的介紹，對后端蓋零件進(jìn)行工藝性分析，包括加工工藝的選擇和制定，還包括各零件的程序的手工編制。 文章的主要內(nèi)容為后端蓋零件的工藝分析和零件的手工程序編制。并在零件的手工編程中用到了 線插補命令、 03 圓弧插補指令； 孔； 用子程序指令等。 關(guān)鍵詞： 手工編程 ,指令 ,數(shù)控加工 ,工藝規(guī)程 ,定位誤差 ,加工余量 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 G to s 02/in 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 目 錄 摘要 ........................................................................ I .................................................................. 一章 緒論 ................................................................. 5 控機(jī)床的介紹 ........................................................ 6 控編程 .............................................................. 6 第二章 后端蓋數(shù)控加工工藝分析 ............................................... 7 端蓋零件分析 ........................................................ 8 具、量具 的選擇 ...................................................... 9 制加工工藝 ......................................................... 10 動編制程序 ......................................... 錯誤 !未定義書簽。 定切削用量及基本時間 ............................... 錯誤 !未定義書簽。 第三章 工件的手動編程 ...................................................... 13 控編程的定義及分類 ................................................. 14 控編程的定義 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 控編程的分類 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 程方法的選擇 .................................... 錯誤 !未定義書簽。 程原點的確定 ....................................................... 18 件造型及加工 ....................................................... 19 端蓋零件的仿真加工 ................................................. 20 第 四 章 鏜孔 夾具設(shè)計 ........................................................ 20 位基準(zhǔn)的選擇 ........................................................ 20 位元件的設(shè)計 ........................................................ 20 削力及夾緊力的計算 .................................................. 22 位誤差分析 .......................................................... 23 刀塊的設(shè)計 .......................................... 錯誤 !未定義書簽。 緊裝置的設(shè)計 ........................................................ 26 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 具設(shè)計及操作的簡要說明 .............................................. 26 總結(jié) ....................................................................... 26 參考文獻(xiàn) ................................................... 錯誤 !未定義書簽。 致謝 ....................................................................... 28 第一章 緒論 控機(jī)床的介紹 數(shù)字控制（ 稱 技術(shù)是近代發(fā)展起來的一種用數(shù)字化信息進(jìn)行控制的自動控制技術(shù)，在機(jī)床領(lǐng)域具體指的是用數(shù)字化信號對機(jī)床運動及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。定義中的“機(jī)床”不僅指金屬切削機(jī)床，還包括其他各類機(jī)床，如線切割機(jī)床，三坐標(biāo)測量機(jī)等。 數(shù)控系統(tǒng)（ 是指采用數(shù)字控制技術(shù)的控制系統(tǒng)。這種控制系統(tǒng)，能自動閱讀輸入載體上預(yù)先給定的數(shù)字值和指令，并將其譯碼，處理，從而自動的控制機(jī)床進(jìn)給運動進(jìn)行零件加工。裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控機(jī)床。 數(shù)控機(jī)床（ 又稱 床，數(shù)字化信息實現(xiàn)機(jī) 床控制的機(jī)電一體化產(chǎn)品。它能利用數(shù)字化信息（指令，代碼）對機(jī)床的進(jìn)給運動和加工過程進(jìn)行控制，即把刀具和工件之間的相對位置，機(jī)床電動機(jī)的啟動和停止，主軸變速，刀具的選擇，工件的夾緊松開，冷卻電動機(jī)的開關(guān)等各種操作和順序動作等信息用代碼化的數(shù)字信息送入數(shù)控裝置，經(jīng)過譯碼，運算，發(fā)出各種指令控制機(jī)床伺服系統(tǒng)或其他執(zhí)行元件，使機(jī)床自動加工出所需要的工件。 控機(jī)床的產(chǎn)生和發(fā)展 1） 產(chǎn)生 ①機(jī)械產(chǎn)品的自身要求 ②單件、多品種小批量零件約占 80%以上 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 2） 發(fā)展 1952 年 美國 司和 三坐標(biāo)數(shù)控立銑床 1955 年 數(shù)控機(jī)床進(jìn)入實用化階段 數(shù)控系統(tǒng)采用電子管元件 1959 年 采用晶體管和印制板電路 1965 年 出現(xiàn)小規(guī)模集成電路 1970 年 出現(xiàn)小型計算機(jī)代替專用硬接線裝置 —— 第四代數(shù)控系統(tǒng)（ 統(tǒng)） 1974 年 以微處理為核心的數(shù)控系統(tǒng) —— 第五代數(shù)控系統(tǒng)（ 統(tǒng)） 3）我國 1958 年 起步 20 世紀(jì) 60 年代末 70 年代初 — 研制出一些晶體管式數(shù)控系統(tǒng) 20 世紀(jì) 80 年代初 1985 年 進(jìn)入實用階段 1986— 1990 年 數(shù)控機(jī)床大發(fā)展時期 1991 年 300 多種 控技術(shù)發(fā)展趨勢 1）高可靠性 ①提高元器件和系統(tǒng)的可靠性 ②采用抗干擾技術(shù)，提高數(shù)控系統(tǒng)對環(huán)境的適應(yīng)能力 ③使數(shù)控系統(tǒng)模塊化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化 ④提高自診斷及保護(hù)功能 2）高柔性化 柔性：指機(jī)床適應(yīng)加工對象變化的能力 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 3）高精度化 ①利用數(shù)控系統(tǒng)的補償功能 ②采用高分辨率，高響應(yīng)性的絕對位置傳 感技術(shù) ③提高數(shù)控機(jī)床機(jī)械本體中基礎(chǔ)大件的結(jié)構(gòu)剛性和熱穩(wěn)定性 4）高速度化 ①機(jī)械方面：提高切削速度和減少輔助時間 ②數(shù)控系統(tǒng)： ）復(fù)合化 ①工序復(fù)合化 ②功能復(fù)合化 6）制造系統(tǒng)自動化 控機(jī)床數(shù)控裝置 計算機(jī)數(shù)控裝置是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分，它起到了對機(jī)床進(jìn)行控制，并完成零件自動加工的專用電子計算機(jī)。計算機(jī)數(shù)控裝置接收數(shù)字化了的零件圖樣和工藝要求等信息，按照一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行插補運算，用運算結(jié)果實時地對機(jī)床的各運動坐標(biāo)進(jìn)行速度和位置控制，完成零件的加工，在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中，數(shù)控裝置起到 了關(guān)鍵的作用。 隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是 微電子技術(shù) 和 計算機(jī)技術(shù) 的發(fā)展，使數(shù)控系統(tǒng)不斷得到最新硬軟件資源而飛速發(fā)展。各著名的數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠家，平均每三年就 有一種新型號數(shù)控系統(tǒng)產(chǎn)品誕生。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用也從解決疑難零件加工、批量零件自動化生產(chǎn)，到進(jìn)入家庭作坊，越來越廣泛地應(yīng)用到各種場合，同時也不斷對數(shù)控系統(tǒng)的硬軟件提出新的要求。集中地表現(xiàn)在要求有開放式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)、適應(yīng)技術(shù)發(fā)展和用戶自己開發(fā)的功能。目前一些發(fā)達(dá)家和地區(qū)，如歐洲、美國、日本等，都相繼進(jìn)行開放式結(jié)構(gòu)數(shù)控系統(tǒng)的研究和開發(fā)， 開放式數(shù)控系統(tǒng) 的基本結(jié)構(gòu)有硬件平臺、軟件平臺、一個用戶可擴(kuò)展的硬軟件空間和應(yīng)用開發(fā)環(huán)境。 1. 硬件平臺：由數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供，或是選擇通用的 標(biāo)準(zhǔn)模塊 ，但其配置可由用戶在較大范圍內(nèi)選擇，如控制軸數(shù)、控制方式、各種 外部設(shè)備 等。 數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供，或 件開發(fā)商提供，它是系統(tǒng)的核心軟件，即 基本軟件，同時提供好的用戶開發(fā)應(yīng)用軟件的環(huán)境。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 戶在數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠提供的硬軟件平臺基礎(chǔ)上，開發(fā)專用軟件、硬件，實現(xiàn)用戶要求的控制功能。 計算機(jī)（ 高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，為我們開發(fā)以 開放式結(jié)構(gòu)的數(shù)控系統(tǒng)提供了一種有效的途徑。 80 年代初作為辦公用的計 算機(jī)，發(fā)展到今天，已成為進(jìn)入各領(lǐng)域的主流計算機(jī)，被廣泛用于過程控制和自動化領(lǐng)域。 主頻已達(dá)到450以滿足各種 速實時控制系統(tǒng)的要求，豐富的軟件資源，如 C 語言等開發(fā)工具，大量可利用的 外部設(shè)備 ，如 板顯示器、 光盤驅(qū)動器 、 軟盤驅(qū)動器 、 硬盤驅(qū)動器 、鍵盤等硬件支持。 芯 片集成度越來越高， 產(chǎn)量逐年增加，都為以 基礎(chǔ)的統(tǒng)縮 小體積、有高的性能價格比提供了條件，由于以 基礎(chǔ)的 統(tǒng)充分利用 硬軟件資源，就可以跟隨 發(fā)展而不斷采用新的技術(shù)。早期使用 80386，現(xiàn)在是 操作系統(tǒng)也從 展到 ，所以以 基礎(chǔ)的 統(tǒng)得到越來越快的發(fā)展和應(yīng)用。 以 基礎(chǔ)的 統(tǒng)結(jié)構(gòu) 方式有以下 3 種： 第 1 種是把數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠開發(fā)的數(shù)控專用硬件和軟件裝到 母板上，用 線，保留原 整體形象。 第 2 種是數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠 ,在自己生產(chǎn)的數(shù)控系統(tǒng)中嵌入 的主板 ,這種嵌入式結(jié)構(gòu)，展現(xiàn)的是生產(chǎn)廠的整體結(jié)構(gòu)特點，使用生產(chǎn)廠的專用總線或混合 總線結(jié)構(gòu) . 第 3 種是使 光纜，用高速 串行口 總線（或 ）和數(shù)控系統(tǒng)生產(chǎn)廠開發(fā)的專用硬軟件進(jìn)行通信。 控加工的介紹 控加工過程 與傳統(tǒng)加工比較，數(shù)控加工與普通機(jī)床加工方法與內(nèi)容上有許多相似之處，不同點主要表現(xiàn)在控制方式上。以機(jī)械加工為例，用普通機(jī)床加工零件時，工序的安排、機(jī)床運動的先后次序、走刀線路及有關(guān)切削參數(shù)的選擇等，都是由操作者自行考慮和確定的，而且是用手工操作方式來進(jìn)行控制的。操作者總是根據(jù)零件和工序卡的要求，在加工過程中不斷改變刀具與工件的相對運動軌跡和加工參數(shù)（位置、速度等），使刀具對工件進(jìn)行切削加工，從而得到所需要的合格零件。如果采用自動車床，仿形車床和仿形銑床加工，雖然也能達(dá)到對加工過程的自動控制目的，但其 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 控制是通過預(yù)先配置的凸輪、擋塊及靠模來實現(xiàn)的。而在 床上，傳統(tǒng)的人工操作均被數(shù)控系統(tǒng)的自動控制所取代。其工作過程是：首先要將被加工的零件圖上的幾何信息和工藝信息數(shù)字化， 即將刀具與工件的相對運動軌跡、加工過程中主軸速度和進(jìn)給速度的變換、冷卻液的開關(guān)、工件和刀具的交換等控制和操作，按規(guī)定的代碼和格式編成加工程序，然后將該程序送入數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)則按照程序的要求，先進(jìn)行相應(yīng)的運算、處理，然后發(fā)出控制命令，使各坐標(biāo)軸、主軸以及輔助動作相互協(xié)調(diào)，實現(xiàn)刀具與工件的相對運動，自動完成零件的加工。 控加工中的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程 統(tǒng)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程如圖所示 （ 1） 譯碼 譯碼程序的主要功能就是將用文本格式（通常用 ）表達(dá)的零件加工程序，以程序段為單位轉(zhuǎn)換成刀補處理程序所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（格式），該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用來描述一個程序段解釋后的數(shù)據(jù)信息。它主要包括： X、 Y、 Z 等坐標(biāo)值，進(jìn)給速度，主軸轉(zhuǎn)速， G 代碼， M 代碼，刀具號，子程序處理和循環(huán)調(diào)用處理等數(shù)據(jù)或標(biāo)志的存放順序和格式。 （ 2） 刀補處理（計算刀具中心軌跡） 為方便編程，零件加工程序通常是按零件輪廓或按工藝要求設(shè)計的進(jìn)給路線編制的，而數(shù)控機(jī)床在加工過程中控制的是刀具中心（準(zhǔn)確地說是刀位點）軌跡因此在加工前必須將編程軌跡變換成刀具中心的軌跡。刀補處理就是完成這種轉(zhuǎn)換的處理程序 （ 3） 插補計算 數(shù)控編程提供了刀具運動的起點、終點和運動軌跡，而刀具怎么從起點沿運動軌跡走向終點則由數(shù) 控系統(tǒng)的插補裝置或插補軟件來控制。該程序以系統(tǒng)規(guī)定的插補周期 T? 定時運行，它將由各種線性（直線、圓弧等）組成的零件輪廓，按程序給定的進(jìn)給速度 F，實時計算出各個進(jìn)給軸在 T? 內(nèi)的位移指令（ ..., 11 ? ），并送給進(jìn)給伺服系統(tǒng)，實現(xiàn)成形運動。 加工程序 譯碼 插補處理 刀補處理 進(jìn)給伺服系統(tǒng) 制 成形運動 切削運動、機(jī)床I/O 裝置 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 （ 4） 制 統(tǒng)對機(jī)床的控制分 為對各坐標(biāo)軸的速度和位置的“軌跡控制”和對機(jī)床動作的“順序控制”或稱“邏輯控制”。后者是指在數(shù)控機(jī)床運行過程中，以 部和機(jī)床各行程開關(guān)、傳感器、按鈕、繼電器、等開關(guān)信號狀態(tài)為條件，并按預(yù)先規(guī)定的邏輯關(guān)系對諸如主軸的起停、換向，刀具的更換，工件的夾緊、松開，液壓、冷卻、潤滑系統(tǒng)的運行等進(jìn)行控制， 制就是實現(xiàn)上述功能的模塊 通過所述，數(shù)控機(jī)床加工原理就是講預(yù)先編好的加工程序以數(shù)據(jù)的形式輸入數(shù)控系統(tǒng)，數(shù)控系統(tǒng)通過譯碼、刀補處理、插補計算等數(shù)據(jù)處理和 調(diào)控制，最終實現(xiàn)零件的自動化加工。 控機(jī)床的特點 與通用機(jī)床和專用機(jī)床相比，數(shù)控機(jī)床具有以下主要特點： 1)加工精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，現(xiàn)在一般的數(shù)控機(jī)床的精度都能達(dá)到 )能完成普通機(jī)床難以完成的加工或根本不能加工的復(fù)雜零件的加工。 3)生產(chǎn)效率高，數(shù)控機(jī)床的主軸轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度和快速定位速度高，通過合理選擇切削參數(shù)，可充分發(fā)揮刀具的切削性能，減少切削時間，不僅加工過程穩(wěn)定，而且能保證加工效果的高精度。而且不需要在加工過程中進(jìn)行測量檢查，就能連續(xù)的完成整個加工過程，減少輔助動作時間和停機(jī)時間 1)柔性高，通用性強(qiáng) 2)有 利于制造技術(shù)向綜合自動化方向發(fā)展。數(shù)控機(jī)床是機(jī)械加工自動化的基礎(chǔ)設(shè)備之一，當(dāng)今以數(shù)控機(jī)床為基礎(chǔ)建立起來的 綜合自動化系統(tǒng)使機(jī)械制造的集成化，自動化和智能化得以逐步實現(xiàn)。 3)功能豐富。 統(tǒng)不僅能控制機(jī)床的運動，而且還對機(jī)床進(jìn)行全面的監(jiān)控，自診斷報警，通信管理等。 4)減少人工勞動強(qiáng)度，改善勞動條件，實現(xiàn)一人多機(jī)操作 5)不足：初期投資大，維修維護(hù)難度大，同時對操作人員的技術(shù)水平要求較高。 控機(jī)床的特點與分類 工藝用途分類 （ 1）普通數(shù)控機(jī)床 為了不同的工藝需要，與傳統(tǒng)的通用機(jī)床一樣，有數(shù)控車、銑、鉆、磨及鏜床等，而且每一 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 類都有好多品種。這類機(jī)床的工藝性能與通用機(jī)床相似，所不同的是它們能自動的加工精度較高、形狀更復(fù)雜的零件。 （ 2）數(shù)控加工中心 數(shù)控加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的數(shù)控機(jī)床。典型的機(jī)床有鏜銑加工中心和車削加工中心 （ 3）多坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床 有些復(fù)雜形狀的零件，用三坐標(biāo)數(shù)控機(jī)床無法完成加工，需要三個以上的坐標(biāo)的合成運動才能加工出來所需要的曲面形狀，于是出現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床，其特點是數(shù)控裝置同時控制多坐標(biāo)的聯(lián)動，現(xiàn)在常用的有 4、 5、 6 坐標(biāo)聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床 （ 4）數(shù)控特種加工機(jī)床 包括數(shù)控電火花加工機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控激光切割機(jī)床 控制運動的方式分類 （ 1）點位控制數(shù)控機(jī)床 ：它是指能控制刀具相對于工件的精確定位控制系統(tǒng) ,而在相對運動的過程中不能進(jìn)行任何加工。 通過采用分級或連續(xù)降速，低速趨近目標(biāo)點，來減少運動部件的慣性過沖而引起的定位誤差。 （ 2）直線控制數(shù)控機(jī)床 :它是指控制機(jī)床工作臺或刀具以要求的進(jìn)給速度，沿平行于某一坐標(biāo)軸或兩軸的方向進(jìn)行直線或斜線移動和切削加工的機(jī)床。這類數(shù)控機(jī)床要要求具有準(zhǔn)確 的定位功能和控制位移的速度，而且也要偶刀具半徑和長度的補償功能以及主軸轉(zhuǎn)速控制的功能?，F(xiàn)代組合機(jī)床也算是一種直線運動控制數(shù)控機(jī)床。 （ 3）輪廓控制的數(shù)控機(jī)床 :它是指能實現(xiàn)兩軸或兩軸以上的聯(lián)動加工，而且對各坐標(biāo)的位移和速度進(jìn)行嚴(yán)格的不間斷控制，具有這種控制功能的數(shù)控機(jī)床?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床大多數(shù)有兩坐標(biāo)或以上聯(lián)動控制、刀具半徑和長度補償?shù)鹊裙δ堋０绰?lián)動軸數(shù)也可分兩軸聯(lián)動、兩軸半、三軸、四軸、五軸聯(lián)動等。隨著制造技術(shù)的發(fā)展，多坐標(biāo)聯(lián)動控制也越來普遍 進(jìn)給伺服系統(tǒng)類型分類 由數(shù)控裝置發(fā)出 脈沖或電壓信號，通過伺服系統(tǒng)控制機(jī)床各運動部件運動。數(shù)控機(jī)床按進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制方式分類有三種形式：開環(huán)控制系統(tǒng)、閉環(huán)控制系統(tǒng)和半閉環(huán)控制系統(tǒng)。 （ 1）開環(huán)數(shù)控機(jī)床 這種控制系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)，無位置測量元件，輸入數(shù)據(jù)經(jīng)過數(shù)控 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 系統(tǒng)運算，輸出指令脈沖控制步進(jìn)電機(jī)工作，如圖 1示，這種控制方式對執(zhí)行機(jī)構(gòu)不檢測，無反饋控制信號，因此稱之為開環(huán)控制系統(tǒng)。開環(huán)控制系統(tǒng)的設(shè)備成本低，調(diào)試方便，操作簡單，但控制精度低，工作速度受到步進(jìn)電機(jī)的限制。 圖 1開環(huán)控制系統(tǒng) （ 2）閉環(huán)數(shù)控機(jī)床 這種控制系統(tǒng)絕 大多數(shù)采用伺服電機(jī)，有位置測量元件和位置比較電路。如圖 1示，測量元件安裝在工作臺上，測出工作臺的實際位移值反饋給數(shù)控裝置。位置比較電路將測量元件反饋的工作臺實際位移值與指令的位移值相比較，用比較的誤差值控制伺服電機(jī)工作，直至到達(dá)實際位置，誤差值消除，此稱之為閉環(huán)控制。閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高，但要求機(jī)床的剛性好，對機(jī)床的加工、裝配要求高，調(diào)試較復(fù)雜，而且設(shè)備的成本高。 圖 1閉環(huán)控制系統(tǒng) （ 3）半閉環(huán)數(shù)控機(jī)床 (圖 1 這種控制系統(tǒng)的位置測量元件不是測量工作臺的實際位置，而是測量伺服 電機(jī)的轉(zhuǎn)角，經(jīng)過推算得出工作臺位移值，反饋至位置比較電路 ,與指令中的位移值相比較，用比較的誤差值控制伺服電機(jī)工作。這種用推算方法間接測量工作臺位移，不能補償數(shù)控機(jī)床傳動鏈零件的誤差，因此稱之為半閉環(huán)控制系統(tǒng)。半閉環(huán)控制系統(tǒng)的控制精度高于開環(huán)控制系統(tǒng)，調(diào)試比閉環(huán)控制系統(tǒng)容易，設(shè)備的成本介于開環(huán)與閉環(huán)控制系統(tǒng)之間。 圖 1閉環(huán)控制系統(tǒng) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 數(shù)控系統(tǒng)的功能水平分類 將機(jī)床分為高、中、低擋（經(jīng)濟(jì)型）數(shù)控機(jī)床 見下表 : 數(shù)控編程 數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床不同，整個加工過程中不需要人的操作 ，而由程序來進(jìn)行控制。在數(shù)控機(jī)床加工零件時，首先要分析零件圖樣的要求、確定合理的加工路線及工藝參數(shù)、計算刀具中心運動軌跡及其位置數(shù)據(jù)；然后然后把全部工藝過程以及其他輔助功能（主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)、切削液的開關(guān)、變速。換刀等）按運動順序，用規(guī)定的指令代碼及程序格式編制成數(shù)控加工程序，經(jīng)過調(diào)試后記錄在控制介質(zhì)（或稱程序載體）上；最后輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，以此控制數(shù)控機(jī)床完成工件的全部加工過程。因此，把從分析零件圖樣開始到獲得正確的程序載體為止的全部過程為零件加工程序的編制。 數(shù)控編程一般分為手工編程和 自動編程兩種 功能 抵擋 中檔 高檔 分辨率 m?/ 10 1 給速度? ? m 8~ 15 15~ 24 15~ 100 驅(qū)動軸數(shù)（軸） 開環(huán) 半閉環(huán)或閉環(huán)直流或交流伺服系統(tǒng) 通信功能 2~ 3 2~ 4 3~ 5 顯示功能 一般無 可有 信接口，有聯(lián)網(wǎng)能力 內(nèi)裝 有 有較強(qiáng)的 位、 16 位 32 位或 32 位以上的多 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 工編程 手工編程是指程序編制的整個步驟幾乎全部是由人工完成的。對于幾何形狀不太復(fù)雜的零件，所需要的加工程序不長，計算也比較簡單，出錯機(jī)會較少，這時用手工編程即及時又經(jīng)濟(jì)，因而手工編程仍被廣泛的應(yīng)用于形狀簡單的點位加工及平面輪廓加工中。但是工件輪廓復(fù)雜，特別是加工非圓弧曲線、曲面等平面，或工件加工程序較長時，使用手工編程將十分繁瑣、費時，而且容易出錯，常會出現(xiàn)手工編程工作跟不上數(shù)控機(jī)床的加工情況，影響數(shù)控機(jī)床的開動率。此時必須用自動編程的方法編制程序。 動編程 自動編程有兩種： 件編程和 件編程 件是利用計算機(jī)和相應(yīng)的處理程序、后置處理程序?qū)α慵闯绦蜻M(jìn)行處理，以得到加工程序的編程方法。在具體的編程過程中，除擬定工藝方案仍主要依靠人工進(jìn)行外（有些自動編程系統(tǒng)能確定最佳的加工工藝參數(shù)），其余的工作，包括數(shù)值計算、編寫程序單、制作數(shù)控介質(zhì)、程序檢驗等各項工作均有計算機(jī)自動完成。編程人員只需要根據(jù)圖樣的要求，使用數(shù)控語言編寫出零件加工的源程序，送入計算機(jī)，由計算機(jī)自動地進(jìn)行數(shù)值計算、后置處理，編寫出零件加工程序單，并在屏幕模擬顯示加工 過程，及時修改，將加工程序通過直接通信的方式送入數(shù)控機(jī)床，指揮機(jī)床工作。 件是將加工零件以圖形的形式輸入計算機(jī)，有計算機(jī)自動進(jìn)行數(shù)值計算、前置處理，在屏幕上形成加工軌跡，及時修改，再通過后置處理形成加工程序輸入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。自動編程的出現(xiàn)使得一些計算繁瑣、手工編程困難、或手工無法編出的程序都能夠?qū)崿F(xiàn)。 第二章后端蓋數(shù)控加工工藝分析 端蓋零件的分析 由零件圖可知，該零件為鍛造零件，采用先熱壓模鍛造工件后，在普通銑床上面四周銑光后再進(jìn)行正式上數(shù)控機(jī)床加工，材料為 20件。 后端蓋零件四周側(cè)面的銑削加工可以在普通銑床上完成，數(shù)控銑為后續(xù)粗精加工的工序。主要為銑660 ?高度的上下平面， 143 臺面， 臺面等等有精度和粗糙度要求的底面， 660 ? 寬 7 槽， ∮ 51 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 ∮ 60、∮ 6268 內(nèi)孔， 螺紋、 880 ? 寬 3 槽等等工序的車削加工，∮ 54的鏜削加工，以及 5-∮ 20， 4-∮ 3、∮ 10、∮ 15，200 ?等孔的鉆、絞削加工。 具、量具的選擇 由圖樣分析，該圖樣需要數(shù)銑的輪廓我們在銑輪廓以及各個凹臺時選用φ 20銑刀。 ∮ 20，4-∮ 3、∮ 10、∮ 15 的孔采用直柄麻花鉆頭 ，量具選擇 0標(biāo)卡尺， 75徑千分尺，深度游標(biāo)卡尺等。 制加工工藝 銑、半精銑四周側(cè)面 安裝 平面銑刀并對刀，設(shè)定刀具參數(shù)，加工上表面至精度要求 . 銑、半精銑上下端面，保證高度尺寸 660 ? 到位 1）粗銑上、下端面。 2）半精銑上、下端面。 銑 臺至尺寸。 安裝 平面銑刀并對刀，設(shè)定刀具參數(shù)，加工上表面至精度要求 . 定安裝定位方案 選擇工作臺作為定位面，側(cè)面作為夾緊平面，首先手動銑削底面，精加工到基準(zhǔn)面后，再以機(jī)用平口鉗定位，用百分表將機(jī)用平口鉗的固定鉗口側(cè)面找正放平，然后在鉗口處利用標(biāo)準(zhǔn)塊墊平，一定要考慮墊鐵與加工部位是否干涉，銑面時注意銑面的精度。 吃刀量 它主要根據(jù)機(jī)床，夾具，工件和刀具的剛性決定。在允許的條件下，最好一次性切除余量，以提高加工效率，這里選擇一次切除余量（即 軸轉(zhuǎn)速 n 根據(jù)允許的切削速度 v 選取轉(zhuǎn)速 D/1000 ? 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 式中， D 為刀具直徑（ v 由刀具壽命決定。 Φ 90銑刀切削速度 v 常選為 100 ，則主軸轉(zhuǎn)速 1n m i n/i n/01000/1000 11 ???? ?Φ 28 鉆頭速度 v 常選為 5 則主軸轉(zhuǎn)速 2n m i n/i n/51000/1000 52 ???? ?攻速度 v 常選為 2~8 則主軸轉(zhuǎn)速3nm i n/i n/21000/1000 43 ???? ?這里選取 m i n,/400m i n,/520m i n,/700 321 ?? 給量 通常是根據(jù)零件的加工精度和表面粗糙度要求，以及刀具和工件材料進(jìn)行選擇。當(dāng)加工精度要求較高時，進(jìn)給量應(yīng)選擇小一些，查表選取每齒進(jìn)給 定進(jìn)給速度 進(jìn)給速度數(shù)和已知的轉(zhuǎn)速計算出來的 2,12,2,10 3311 ???? m 00m 0m ??????其余刀具進(jìn)給速度可查表計算 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 這里選取 01 f ? ，在實際使用中我們可以根據(jù)自身操作機(jī)床對計算的值適當(dāng)?shù)淖餍┱{(diào)整。 動編制程序 根據(jù)零件可知，手動編制的程序是有中間 170面光潔度為 置處。 上平面 10 90 20 1 10. 1 50 60 15. 2 1 1 110 50. 130 28 28 150 銑下平面 10 20 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 70 05 913030 臺 10 換φ 頭 90 0 100 600 08 81 30 10 鉆φ 28 孔 100 換 攻 90 0 100 攻 60 08 81 20 鉆 φ 24 孔 30 攻 紋 100 180 190 銑 臺 10 20 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 70 05 913030 -∮ 20 孔的加工 10 換φ 20頭 90 0 100 600 08 81 30 10 鉆 5- 20? 孔的第一個孔 30 鉆 5 個 20? 孔的第二個孔 100 鉆 5 個 20? 孔的第三個孔 90 0 100 鉆 5 個 20? 孔的第四個孔 10 ?? 孔 鉆 5 個 20? 孔的 第五個孔 60 08 81 20 100 150 160 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 第三章 后端蓋的自動編程與仿真加工 控編程的定義 編程是將加工零件的加工順序、刀具運動軌跡的尺寸數(shù)據(jù)、工藝參數(shù)（主運動和進(jìn)給運動速度、切削深度）以及輔助操作（換刀、主軸正反轉(zhuǎn)、冷卻液開關(guān)、刀具夾緊松開 等）加工信息，用規(guī)定的文字、數(shù)字、符號組成的代碼，按一定格式編寫成加工程序。 控編程的分類 數(shù)控編程又可分為手工編程和自動編程兩類。 手工編程時，整個程序的編制過程是由人工完成的。這要求編程人員不僅要熟悉數(shù)控代碼及編程規(guī)則，而且還必須具備有機(jī)械加工工藝知識和數(shù)值計算能力。對于點位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件，數(shù)控編程計算較簡單，程序段不多，手工編程即可實現(xiàn)。 自動編程是用計算機(jī)把人們輸入的零件圖紙信息改寫成數(shù)控機(jī)床能執(zhí)行的數(shù)控加工程序，就是說數(shù)控編程的大部分工作有計算機(jī)來實現(xiàn)。 程方 法的選擇 該零件的刀具軌跡路徑主要由直線、圓弧組成，坐標(biāo)點尺寸計算方便，故采用手工編程的方式編制其加工程序。 該零件為規(guī)則的回轉(zhuǎn)型零件，其坐標(biāo)原點可設(shè)在軸的兩端面中心上，這樣方便編程坐標(biāo)的計算。其坐標(biāo)原點如圖 示。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 標(biāo)原點 件造型及加工 造工程師 是在 境下運行 體化的數(shù)控加工編程軟件。軟件集成了數(shù)據(jù)接口、幾何造型、加工軌跡生成、加工過程仿真檢驗、數(shù)控加工代碼生成、加工工藝單生成等一整套面向復(fù)雜零件和模具的數(shù) 控編程功能。 實體曲面結(jié)合 便的特征實體造型 采用精確的特征實體造型技術(shù)，可將設(shè)計信息用特征術(shù)語來描述，簡單而準(zhǔn)確。通常的特征包括孔、槽、型腔、凸臺、圓柱體、球體、管子等， 造工程師 可以方便地建立和管理這些特征信息。 先進(jìn)的“精確特征實體造型”技術(shù)完全拋棄了傳統(tǒng)的體素拼合和交并差的繁瑣方式，使整個設(shè)計過程直觀，簡單。 實體模型的生成可以用增料方式，通過拉伸，旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)動，放樣或加厚曲面來實現(xiàn)；也可以通過減料方式，從實體中減掉實體或用曲面裁剪來實現(xiàn)。還可以用等半徑過渡，變半徑過渡，倒角，打孔 ，增加拔摸斜度和抽殼等高級特征功能來實現(xiàn)。 大的 由曲面造型 造工程師 繼承和發(fā)展了前一代版本的曲面造型功能。從線框到曲面，提供了豐富的建模手段?？赏ㄟ^列表數(shù)據(jù)，數(shù)學(xué)模型，字體文件及各種測量數(shù)據(jù)生成樣條曲線；通過掃描，放樣，拉伸，導(dǎo)動，等距，邊界，網(wǎng)格等多種形式生成復(fù)雜曲面；并可對曲面進(jìn)行任意裁剪，過渡，延伸，縫合，拼接，相交，變形等，建立任意復(fù)雜的零件模型。通過曲面模型生成的真實感圖，可直觀顯示設(shè)計結(jié)果。 活的曲面實體復(fù)合造型模式 利用這一模式，可實現(xiàn)曲面裁剪實 體，曲面生成實體曲面約束實體等混合操作，是用戶設(shè)計產(chǎn)品和模具的有利工具。 二優(yōu)質(zhì)高效的數(shù)控加工 造工程師 快速高效的加工功能涵蓋了從 2 軸到 3 軸的數(shù)控銑削加工功能。 造工程師 將 型與 工技術(shù)無縫集成，可直接對曲面，實體模型進(jìn)行一致的加工操作。支持先進(jìn)實用的軌跡參數(shù)化和批處理功能，明顯提高工作效率。支持高速切削，大幅度提高加工效率和加工質(zhì)量。通過的后置處理可向任何數(shù)控系統(tǒng)輸出加工代碼。 軸到 3 軸的數(shù)控加工功能 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 2 軸到 加工方式 :可直接利用零件的輪廓曲線生成加工軌跡指 令 ,而無需建立其三維模型 :提供輪廓加工和區(qū)域加工功能 ,加工區(qū)域內(nèi)允許有任意形狀和數(shù)量的島 自動進(jìn)行分層加工。 3 軸加工方式：多樣化的加工方式可以安排從粗加工，半精加工到精加工的加工工藝路線 持高速加工 支持高速切削工藝，提高產(chǎn)品精度，降低代碼數(shù)量，使加工質(zhì)量和效率大大提高。 數(shù)化軌跡編輯和軌跡批處理 造工程師 的“軌跡再生成”功能可實現(xiàn)參數(shù)化軌跡編輯。只需選中已有的數(shù)控加工軌跡，修改原定義的加工參數(shù)表，即可重新生成加工軌跡。 造工程師 可以先定義加工軌跡參數(shù)，而不立即生成軌跡。工藝設(shè)計人員可先將大批加工軌跡參數(shù)事先定義，而在某一集中時間批量生成。這樣，合理地優(yōu)化了工作時間。 工工藝控制 造工程師 提供了豐富的工藝控制參數(shù)，可以方便地控制加工過程，使編程人員的經(jīng)驗的到充分的利用。 工軌跡仿真 造工程師 提供了軌跡仿真手段以檢驗數(shù)控代碼的正確性?？梢酝ㄟ^實體真實感仿真如實地模擬加工過程，展示加工零件的任意截面，顯示加工軌跡。 用后置處理 造工程師 提供的后置處理器無需生成中間文件就 可直接輸出 G 代碼控制指令。系統(tǒng)不僅可以提供常見的數(shù)控系統(tǒng)后置格式，用戶還可以定義專用數(shù)控系統(tǒng)的后置處理格式。 富流行的數(shù)據(jù)接口 造工程師是一個開放的設(shè)計 /加工工具，具有豐富的數(shù)據(jù)接口，它包括直接讀取三維 的數(shù)據(jù)接口；基于曲面的 準(zhǔn)圖形接口；基于實體的 準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口；基于 何核心的 _B 格式文件；面向快速成型設(shè)備的 及面向虛擬現(xiàn)實的 擬現(xiàn)實標(biāo)記語言）接口。這些保證了與目前流行 的 件進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)交換，使企業(yè)可以跨平臺和跨地域與合作伙伴實現(xiàn)虛擬產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn)。 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 端蓋零件的仿真加工 通過 造工程師，對后端蓋零件進(jìn)行三維實體建模，得出建模后的圖形如下： 圖 端蓋零件的 維造型 臺輪廓銑削 1、刀具軌跡 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 臺輪廓加工刀具路徑 2、加工參數(shù) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 臺輪廓刀具加工參數(shù) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 臺輪廓切削用量參數(shù) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 3、線框仿真加工 圖 臺輪廓仿真加工 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 -∮ 20 孔的加工 1、 ∮ 20 孔加工刀具軌跡 圖 孔刀具路徑 2、刀具參數(shù) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 加工參數(shù) 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 圖 加工參數(shù)刀具設(shè)置 第 四 章 鏜孔夾具設(shè)計 位基準(zhǔn)的選擇 由零件圖可知，根據(jù)基準(zhǔn)重合、基準(zhǔn)統(tǒng)一原則。在選擇工藝孔的加工定位基準(zhǔn)時，應(yīng)盡量選擇上一道工序即粗、精銑兩表面工序的定位基準(zhǔn)，以及設(shè)計基準(zhǔn)作為其定位基準(zhǔn)。經(jīng)過粗車、半精車、精車的外圓面以及上平面和下平面兩個平面銑好后的平面都可以作為定位基準(zhǔn)，因此在這里，定位基準(zhǔn)應(yīng)選擇已經(jīng)車削好的 ∮ 72圓面作 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 購買設(shè)計文檔后加 費領(lǐng)取圖紙 為定位基準(zhǔn)，其中利用后端蓋的下平面為定位平面。用夾緊裝置壓緊 ∮ 72圓面。 為了提高加工效率，根據(jù)工序要求先采用底面 作為基準(zhǔn)面進(jìn)行銑削加工；然后采用 以粗、精銑好后的面為基準(zhǔn)，加工其他幾個面。 位元件的設(shè)計 下平面為定位基準(zhǔn)，鏜孔夾具體下平面為支撐，夾具體為一長方體板件，采用可調(diào)壓板壓緊工件的圓周面，底部以 V 型塊定位，以限制工件的六個自由度。 削力及夾緊力的計算 刀具材料： 面銑刀 400由 參考文獻(xiàn) [16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表 1得銑削切削力的計算公式： ?式（ 查 參考文獻(xiàn) [16]《機(jī)床夾具設(shè)計手冊》表 1021 ?? 得： 294?90( p ?式（ 取