数控课程设计

《数控加工技术》课程设计说明书

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目录

一、课程设计任务书

二、课程设计课题

三、课程设计说明

3.1课题分析

3.1.1零件结构分析

3.1.2零件具体尺寸分析

3.1.3表面粗糙度分析

3.1.4加工要求

前言

20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以及电子计算机的出现，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工业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，麻省理工学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，据统计资料表

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检验装置的柔性制造单元（FlexibleManufacturingCell——FMC）。这种单元投资少，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。机床数控技术，被认为是现代机械自动化的基础技术。我国数控技术起步于

1958年，近50年的发展历程大致可分为三个阶段：第一阶段从1958—1979年，即封闭式发展阶段。在此阶段，由于国外的技术封锁和我国基础条件的限制，数控技术的发展较为缓慢。第二阶段是在国家的“六五”、“七五”期问以及“八五”的前期，即引进技术，消化吸收，初步建立起国产化体系阶段。在此阶段，由于改革开放和国家的重视，以及研究开发环境和国际环境的改善，我国数控技术在研究、开发和产品的国产化方面都取得了长足的进步。第三阶段是在国家“八五”的后期和“九五”期间，即实施产业化的研究，进入市场竞争阶段。在此阶段，我国国产数控装备的产业化取得了实质性进步。在“九五”末期，国产数控机床的国内市场占有率达50％，配国产数控系统(普及型)也达到了10％。目前我国一部分普及型数控机床的生产已经形成一定规模，产品技术性能指标较为成熟，价格合理，在国际市场上具有一定的竞争力。我国数控机床行业所掌握的五轴联动数控技术较成熟，并已有成熟产品走向市场。同时，我国也已进人世界高速数控机床生产国和高精度精密数控机床生产国的行列。我国现有数控机床生产厂家100多家，生产数控产品几千种以上。产品主要分为经济型、普及型和高档型三种类型。在CIMT2003上，中国内地共展出机床700多台，在600多台金属切削机床和近100台金属成形机床展品中，数控机床分别占75％和54％。这既体现了中国机床市场的需求趋势，也反映了中国在数控机床产业化方面取得了突破性进展。虽然我国在数控产品的研究开发生产各方面有了较大的进步，但目前我国占据市场的产品主要集中在经济型产品上，而在中档、高

档产品上市场比例仍然很小，与国外一些先进产…品相比，在可靠性、稳定性、速度和精度等方面均存在较大差距。与发达国家相比，我国数控机床行业在信息化技术应用上仍然存在很多不足。目前国外数控系统技术发展的总体趋势是智能化、开放性、网络化、信息化。

数控机床及其制造系统的柔性化、集成化和网络化水平进一步得到提高，可按照市场需求，实现生产能力快速重组，以适应用户多品种变批量生产的需求，更要在精度上满足客户的需求。一台机床的精度主要分散在进给系统上，所以若能在进给系统有更高精度的突破，高精度、反向误差小、高负载能力、高可靠性、运行平稳。若满足这些机床的性能指标，从而提高数控机床加工质量和刀具的使用寿命。经济型数控车床适宜加工各种形状复杂的轴、套、盘类零件, 如车削内、外圆柱面、圆锥面、圆弧面、端面、切槽、倒角、车螺纹等，工艺适应性强，加工效率高，精度高，加工质量稳定，可降低对工人技术熟练程度的要求。数控加工编程容易，操作简单，可广泛适用于汽摩配件、家电、液压气动、轴承、仪器仪表、五金阀门等制造业中、小型零件的批量加工，是理想的中小型机械加工设备。通过技术调研，我们认为经济型数控机床的开发具有可行性。该项目的实施过程，是根据国内市场的需求分析及调研的结果，确定产品的性能，进行总体设计，部件研制，安装，以及整机的调试等一系列过程，需要设计，制造，供应，机加工，装配等一系列的密切配合。

一、课程设计任务书

（一）课程设计目的

1.复习和巩固已学过的“数控编程与操作”理论知识和操作

技能，适当拓展“数控编程与操作”的深度和广度。

2.培养学生运用“数控编程与操作”技能，综合学过的机床、

工艺、工夹具等专业知识，完成零件编程和加工的综合能力。

3.谢谢呵训练查阅各种技术资料，编制相关的职业技术文件

的基本技能。

（二）课程设计要求

1、完成指定的课程设计课题，达到以下基本要求：

1）课题分析：明确加工内容和加工要求。

2）工艺规划：制定工艺方案；选定工艺参数；完成零件、道具、夹具的选择、定位和安装；编制工序卡、

刀具卡等技术文件。

3）程序编制：建立编程坐标系；编写数控加工程序单。

4）刀轨模拟：检验加工程序准确无误。

5）仿真加工：检验零件加工程序准确无误。

6）打印输出：正确反映模拟、仿真等加工信息。

2、编写能够体现整个设计思想、设计要求、设计过程的说

明书，并装订成册。

3、准备课程设计答辩。

（三）课程设计步骤

1．复习、巩固学过并将要用到的专业基础知识和“数控编程与操作”知识，做好各项准备工作。

2．完成课题各项要求。

3．编写课程设计说明书，说明书参考格式：

1）封面 2）目录 3）课程设计任务书 4）

课程设计课题

5）课程设计说明6）课程设计小结

7）课程设计参考书目

4．课程设计答辩，缴课程设计说明书。

二、课程设计课题

采用数控铣床或加工中心加工图示零件，已知毛坯尺寸100㎜×100㎜×25㎜，45钢，完成工艺设计与程序编制，并仿真加工。

技术要求：1、零件加工表面上，不应有划痕、擦伤等损伤零件表面的缺陷。

2、未注粗糙度要求6.3

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三、课程设计说明

3．1课题分析

3.1.1零件结构分析

从该零件图结构上来看，该零件包括了凹台、平面、打孔等加工。凹台在整个零件图中是个正四边形，距离上平面大约10mm。零件中间的凸台平面是高度对称结构，其中多个长度以及宽度尺寸，有较严格的尺寸精度和表面粗糙度等要求。凸台是正四边形，四个角顶为圆心的圆和四边形的四条边相切，并且以四个角顶为圆心打孔。在凸台的中心是个半径为25mm左右，深为5mm左右的凹圆。从零件的整体结构上来看，适合数控铣床铣削加工。尺寸标注仔细完整，轮廓描述清晰。零件的材料为45钢，该材料具有较好的韧性、塑性和较高个强度，加工性能比较适中。

3.12零件具体尺寸分析

已知毛坯尺寸100㎜×100㎜×25㎜，45钢。凹台距离零件上表面10mm上极限偏差为0，下极限偏差为-0.036mm其精

度等级为IT9。凸台四边形边长70mm上极限偏差为0，下极