机械设计与制造的毕业论文

云南广播电视大学云南国防工业职业技术学院机械电子工程学院毕业论文（设计）课题数控机床的加工与维护教研室机械设计与制造教研室专业机械设计与制造班级10机制班学生姓名龙志文学号20101120122导师姓名浦绍荣职称副教授2012年10月18日摘要随着社会的发展和技术的进步,数控机床已是衡量一个国家机械制造业技术改造的必经之路，是未来工厂自动化的基础。需要大批量能掌握数控机床编程、操作、维修的人员和工程技术人员。目前，振兴我国机械装备制造业的条件已经具备，时机也很有利。我们要以高度的使命感和责任感，采取更加有效的措施，克服发展中存在的问题，把我国从一个制造业大国建设成一个制造业强国，成为世界顶级制造业基地之一。但数控机床是一种价格昂贵的精密设备，数控机床的正确使用和维护影响到我们加工出来的工件的精度和工件是否合格！所以，对于机床的维护也是很重要的！本文简要介绍了数控机床的发展趋势、加工的实例及其维护。通过本次毕业论文让我们毕业生更好的熟悉数控机床，确定加工工艺，学会分析零件，为即将走上工作岗位打下良好基础。关键词：数控机床；加工；维护1目录第一章数控机床的简介·············································21.1数控机床的发展史···········································21.2数控机床的分类·············································31.3数控机床的发展趋势·········································5第二章数控加工的准备阶段·········································92.1数控加工刀具的要求及种类···································92.2装夹方式和夹具的选择······································112.3数控铣床安全操作规程······································13第三章实例加工··················································143.1零件图纸··················································143.2材料的选择················································143.3铣床的对刀················································153.4零件的加工工艺性分析······································153.5编制加工工艺过程··········································173.6编制数控刀具及加工工艺卡··································18第四章数控机床的维护············································204.1制订数控系统日常维护的规章制度····························204.2应尽量少开数控柜和强电柜的门······························204.3定时清扫数控柜的散热通风系统······························204.4经常监视数控系统用的电网电压······························214.5定期更换存储器用电池······································214.6数控系统长期不用时的维护··································21参考文献·························································22致谢·····························································232第一章数控机床的简介1.1数控机床的发展史20世纪中期，随着技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子的出现，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，由美国卡耐特雷克公司（Keaney&TreckerCorp.）开发出来的。这种机床3在刀库中装有丝锥、钻头、铰刀、铣刀等刀具，根据穿孔带的指令自动选择刀具，并通过机械手将刀具装在主轴上，对工件进行加工。它可缩短机床上零件的装卸时间和更换刀具的时间。加工中心现在已经成为数控机床中一种非常重要的品种，不仅有立式、卧式等用于箱体零件加工的镗铣类加工中心，还有用于回转整体零件加工的车削中心、磨削中心等。1967年，英国首先把几台数控机床连接成具有柔性的加工系统，这就是所谓的柔性制造系统（FlexibleManufacturingSystem——FMS）之后，美、欧、日等也相继进行开发及应用。1974年以后，随着微电子技术的迅速发展，微处理器直接用于数控机床，使数控的软件功能加强，发展成计算机数字控制机床（简称为CNC机床），进一步推动了数控机床的普及应用和大力发展。80年代，国际上出现了1～4台加工中心或车削中心为主体，再配上工件自动装卸和监控装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。这种单元少，见效快，既可单独长时间少人看管运行，也可集成到FMS或更高级的集成制造系统中使用。目前，FMS也从切削加工向板材冷作、焊接、装配等领域扩展，从中小批量加工向大批量加工发展。所以机床数控技术，被认为是现代机械自动化的基础技术。1.2数控机床的分类1.2.1按工艺用途分类1、金属切削类数控机床：分别有数控车床、数控铣床、数控磨床、数控镗床以及加工中心。这些机床的动作与运动都是数字化控制，具有较高的生产率和自动化程度，特别是加工中心，它是一种带有自动换刀装置，能进行铣、钻、镗削加工的复合型数控机床。加工中心又分为车削中心、磨削中心等。还实现了在加工中心上增加交换工作台以及采用主轴或工作台进行立、卧转换的五面体加工中心。2、金属成形类及特种加工类数控机床：它是指金属切削类以外的数控机床。数控弯管机、数控线切割机床、数控电火花成形机床等等都是这一类数控机床。41.2.2按运动方式分类1、定位控制数控机床：它是指能控制刀具相对于工件的精确定位控制系统,而在相对运动的过程中不能进行任何加工。通过采用分级或连续降速，低速趋近目标点，来减少运动部件的惯性过冲而引起的定位误差。2、直线运动控制数控机床:它是指控制机床工作台或刀具以要求的进给速度，沿平行于某一坐标轴或两轴的方向进行直线或斜线移动和切削加工的机床。这类数控机床要要求具有准确的定位功能和控制位移的速度，而且也要偶刀具半径和长度的补偿功能以及主轴转速控制的功能。现代组合机床也算是一种直线运动控制数控机床。3、轮廓控制的数控机床:它是指能实现两轴或两轴以上的联动加工，而且对各坐标的位移和速度进行严格的不间断控制，具有这种控制功能的数控机床。现代数控机床大多数有两坐标或以上联动控制、刀具半径和长度补偿等等功能。按联动轴数也可分两轴联动、两轴半、三轴、四轴、五轴联动等。随着制造技术的发展，多坐标联动控制也越来普遍。1.2.3按控制方式分类1、开环控制系统：它是指没有位置检测反馈装置的控制方式。特点是结构简单、价格低廉，但难以实现运动部件的快速控制。广泛应用于步进电机低扭矩、高精度、速度中等的小型设备德驱动控制中，特别在微电子生产设备中。2、半闭环控制系统：它是指在电动机轴或丝杆的端部装有角位移、角速度检测装置，通过位置检测反馈装置反馈给数控装置的比较器与输入指令比较，用差值控制运动部件。特点是调试方便、良好的系统稳定性、结构紧凑，但在机械传动链的误差无法得校正或消除。目前采用滚珠丝扛螺母机构有很好的精度和精度保持性和采取看可靠的、消除反向运动间隙的机构，可以满足大多数的数控机床用户。因此被广泛的采用且成为首选的控制方式。3、闭环控制系统：是在机床最终的运动部件的相应位置安装直线或回转式检测装置，将直接测量到的位移或角位移反馈到数控装置的比较器中，与输入指令位移量比较，用差值控制运动部件。优点是将机械传动链的全部环节都包含在闭环内，精度取决于检测装置的精度，超过半闭环系统。缺点是价格昂贵、对机构和传动链要求严格，不然会引起振荡，降低系统的稳定性。51.2.4按功能水平分类一般把数控机床分为精密型、普通型、经济型。数控机床水平的高低一般取决于以下几个参数和功能。1、中央处理单元：经济型数控8位CPU，精密和普通型有16位发展到32或64位且采用精简指令集的CPU。2、分辨率和进给速度：经济型数控分别率10µm进给速度8~15m/min；普通型数控分别率1µm进给速度15~24m/min；精密型数控分别率0.1µm进给速度24~100m/min。3、多轴联动功能：经济型数控2~3轴联动；普通与精密型数控3~5轴联动，甚至更多。4、显示功能：经济型数控只有简单的数码显示或简单的CRT字符显示；普通型则有较为齐全的CRT显示，还有图形、人及对话、自诊等功能；精密型则还有三维图形显示。5、通信功能：经济型无通信功能；普通型有RS232或DNC等接口；精密型有MAP等高性能通信接口。除以上四种分类外，目前还有用数控装置的构成方式来分类，分硬件和软件数控。控制坐标轴数和联动咒术方式分位三轴二联动和四轴四联动等。1.3数控机床的发展趋势数控机床最早诞生于美国。1948年，美国帕森斯公司在研制加工直升机叶片轮廓检查用样板的机床时，提出了数控机床的设想，后受美国空军委托与麻省理工学院合作，于1952年试制了世界上第一台三坐标数控立式铣床，其数控系统采用电子管。1960年开始，德国、日本、中国等都陆续地开发、生产及使用数控机床，中国于1968年由北京第一机床厂研制出第一台数控机床。1974年微处理器直接用于数控机床，进一步促进了数控机床的普及应用和飞速发展。由于微电子和计算机技术的不断发展，数控机床的数控系统一直在不断更新，到目前为