CK6132数控车床典型零件加工.doc

. . . 学号：6农业科技职业学院毕业论文CK6132数控车床典型零件加工马 宁专业名称08数控技术数控一班指导教师健2010 年 12 月 目 录摘要21 绪论31.1 数控机床概述31.2 国外数控机床的发展趋势41.3CK6132数控车床62 典型零件的加工72.1 分析零件图72.2 制定加工工艺路线82.3 编制加工程序93 零件加工103.1 加工前的准备工作103.2 加工零件步骤103.3 加工过程中的注意事项104 结论和展望11参考文献12结束语12致13摘要数控技术是机械制造自动化的核心技术，对综合国力和经济水平的提高，与机械制造领域的发展都有重要意义。本文主要介绍了现代数控加工机床的结构和工作原理，以与数控机床在国外的发展状况和数控机床今后的发展趋势。同时，简要介绍了数控机床的工作特点，比如柔性高、自动化程度高、加工精度高、质量稳定、生产效率较高等等，并着重介绍了CK6132数控车床的发展和特性参数。通过一个典型的零件加工，从工艺设计到加工出成品，介绍了CK6132机床的加工特性。要用数控CK6132加工一个零件，加工前必须对整个要加工的零件进行工艺分析和参数处理，加工后也应做必要的质量分析，这也是使用任何一款数控机床时所应注意的。关键词：数控机床、国外数控机床的发展、CK6132机床、工艺分析1 绪论1.1 数控机床概述数控机床（Numerical Control Tools）是采用数字化信号，通过可编程的自动控制工作方式，实现对设备运行与其加工过程产生的位置、角度、速度、力等信号进行控制的新型自动化机床。数控机床的计算机信息处理与控制的容主要包括：基本的数控数据输入输出、直线和圆弧插补运算、刀具补偿、间隙补偿、螺距误差补偿和位置伺服控制等。一些先进的数控机床甚至还具有某些智能的功能，如螺旋线插补、刀具监控、在线测量、自适应控制、故障诊断、软键（SoftKey）菜单、会话型编程、图形仿真等。数控机床的大部分功能对实时性要求很强，信息处理量也较大，因此许多数控机床都采用多微处理器数控方式。一般数控机床通常是指数控车床、数控铣床、数控镗铣床等，它们的下述特点对其组成自动化制造系统是非常重要的。 图1 数控装置的基本组成框图图 1是数控装置的基本组成框图，其中1为加工零件的图样，作为数控装置工作的原始数据，2为程序编制部分，3为控制介质，也称为信息载体，通常用穿孔纸带、磁带、软磁盘或光盘作为记载控制指令的介质。控制介质上存储了加工零件所需要的全部操作信息，是数控系统用来指挥和控制设备进行加工运动的唯一指令信息。但在现代CAD/CAM系统中，可不经控制介质，而是将计算机辅助设计的结果与自动编制的程序加以后置处理直接输入数控装置。图1中的4为数控系统，它是数控机床的核心环节。数控系统的作用是按接收介质输入的信息，经处理运算后去控制机床运行。按数控系统的软硬件构成特征来分类，可分为硬线数控与软线数控。传统的数控系统（即系统的核心数字控制装置）是由各种逻辑元件、记忆元件组成的随机逻辑电路，是采用固定接线的硬件结构，数控功能是由硬件来实现的，这类数控系统称之为硬件数控。 数控系统的工作本体是加工运动的实际执行部件，主要包括主运动部件、进给运动执行部件、工作台与床身立柱等支撑部件，此外还有冷却、润滑、转位和夹紧等辅助装置，存放刀具的刀架、刀库或交换刀具的自动换刀机构等。对工作本体的要，应有足够的刚度和抗振性，要有足够的精度，热变形小，传动系统结构要简单，便于实现自动控制。1.2 国外数控机床的发展趋势1.2.1 国外数控机床的发展20世纪中期，随着电子技术的发展，自动信息处理、数据处理以与电子计算机的出现，给自动化技术带来了新的概念，用数字化信号对机床运动与其加工过程进行控制，推动了机床自动化的发展。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。 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、生产与使用了数控机床。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。1.2.2 国数控机床的发展我国数控技术的发展起步于二十世纪五十年代， 中国于1958年研制出第一台数控机床，发展过程大致可分为两大阶段。在19581979年间为第一阶段，从1979年至今为第二阶段。第一阶段中对数控机床特点、发展条件缺乏认识，在人员素质差、基础薄弱、配套件不过关的情况下，一哄而上又一哄而下，曾三起三落、终因表现欠佳，无法用于生产而停顿。主要存在的问题是盲目性大，缺乏实事的科学精神。在第二阶段从日、德、美、西班牙先后引进数控系统技术，从日、美、德、意、英、法、瑞士、匈、奥、国、省共11国(地区)引进数控机床先进技术和合作、合资生产，解决了可靠性、稳定性问题，数控机床开始正式生产和使用，并逐步向前发展。我国数控技术和数控产业取得了相当大的成绩。特别是最近几年，我国数控产业发展迅速，19982004年国产数控机床产量和消费量的年平均增长率分别为39.3%和34.9%。尽管如此，进口机床的发展势头依然强劲，从2002年开始，中国连续三年成为世界机床消费第一大国、机床进口第一大国，2004年中国机床主机消费高达94.6亿美元，国数控机床制造企业在中高档与大型数控机床的研究开发方面与国外的差距更加明显，70%以上的此类设备和绝大多数的功能部件均依赖进口。由此可以看出国产数控机床特别是中高档数控机床仍然缺乏市场竞争力，究其原因主要在于国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控系统生产应用推广不力与数控人才缺乏等。我们应看清形势，充分认识国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，以缩短与发达国家之问的差距。1.3 CK6132数控车床1.CK6132高速精密数控车床性能特点A）机床采用传统的卧式车床布局，整体设计，密封性好，符合安全标准。床身、床鞍等主要基础基础件均采用耐磨铸铁铸造，人工实效处理，整机稳定优越。B）机床纵、横向运动采用伺服电机、精密滚珠丝杆副、高刚性精密复合轴承传动、脉冲编码器位置检测的半闭环CNC控制系统。机床导轨采用超音频淬火加粘塑工艺，各运动轴响应快、精度高、寿命长。C）机床功能齐全、操作简便、精度稳定、工作可靠。D）机床的床头箱结构简单合理、品种多、针对性强。主轴系统的前后支架采用高精度轴承，具有转速高、刚性强、精度高、热变形小、运转平稳、噪音低的显著特点。E）机床采用先进的集中润滑方式、定时、定量自动间歇式润滑泵润滑，工作稳定可靠满足清洁生产的环保要求，机床采用的半防护、全防护装置，美观、独特、防削，维护方便。F）机床标准配置采用国名牌的立式四工位刀台。特殊配置可选用卧式六工位刀台。G）机床可根据用户要求配置手动、液压卡盘。2.主要参数表1 CK6132数控机床主要参数项目单位参数机床型号CK6132床身最大工件回转直径mm360滑板最大工件回转直径mm180 130最大加工长度mm550(750规格)800（1000规格）最大车削直径mm立式四工位刀台360卧式六工位刀台280坐标行程X向190Z向580（750规格）810（1000规格）主轴主轴转速围（手动型）r/min30-2000主轴转速围（手动型+变频型）r/min30-2500主轴转速围（单主轴+变频型）r/min200-3000刀位数4（6）套筒最大行程mm135套筒直径mm60机床外型尺寸（长*宽*高）mm1900*1165*1670（750规格）2280*1165*1670（1000规格）2 典型零件的加工2.1 分析零件图图1 零件图如图1可知，该工件材料为45钢，零件图可知手柄轮廓是由一个圆锥台、一个柱面和三个圆弧连接曲面组成。确定工件坐标原点并汁算出每个折点的坐标以与曲线连接点的坐标，见零件图上所注。 2.2 制定加工工艺路线1确定装夹与定位（1）定位基准的选择要力求使设计基准，工艺基准与编程计算基准统一，减少基准不重合误差和数控编程中的计算工作量，并尽量减少装夹次数；在多工序或多次安装中，要选择一样的定位基准，保证零件的位置精度；要保证定位准确，可靠，夹紧机构简单，操作简便。（2）装夹方法用三爪卡盘自定心卡盘装夹。这种方法装夹工件方便，省时。自动定心好。2确定加工顺序与进给路线按选择的刀具划分工序，以外圆右偏刀为主加工刀具，应尽可能加工出可以加工的所有部位，然后换切断刀车锥面和切断，并考虑切断刀的宽度。这样可以减少换刀次数，压缩行程时间。 3选择刀具选择刀具，主要是考虑刀具结构和尺寸能否与工件已加工部位发生干涉，在切削中切削点一但偏离刀尖，就有可能发生过切。对尺寸较小的曲线轮廓可考虑使用成形刀具。 手柄是由三段圆弧连接的非单一曲线轮廓，用外圆车刀车削应考虑车刀主偏角和副偏角的选择，主偏角的大小决定工件的形状，而副偏角的选择要考虑是否与已加工表面轮廓发生干涉。经计算副偏角应大于13.4º，故选用主偏角为90º、副偏角为15º的外圆右偏刀和切断刀两种刀具。4选择切削用量一般是在保证加工质量和刀具寿命的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高、加工成本最低。粗加工时，多选用低的切削速度，较大的背吃刀量和进给量；精加工时，选用高的切削速度，较小的进给量。2.3 编制加工程序13 / 14N00010  M03  S600N00020  G00  X60  Z20N00030  T1(外圆右偏刀，副偏角15º)N00040  G00  X16  Z2N00050  G24  X36  W-10  F50N00060  U-5N00070  U-5N00120  G00  X37  Z2N00130  G22  L2N00140  C00  U-31N00150  G0l  W-2  F60N00160  G03  U15.2  W-5.5   R8N00170  G03  U4.4   W-46.9  R85N00180  G02  U2.4   W-17.6  R30N00185  G01  U4N00190  G00  W72N00200  G80N00210  G00  X0  S1000N00220  G01  Z0  F40N00230  G03  X15.2  Z-5.5   R8N00240  G03  X19.6  Z-52.4  R85N00250  G02  X22    Z-70    R30N00260  G01  Z-95N00270  G0l  X26N00280  G00  X60  Z20  S500N00290  T2(切断刀，刀宽4mm)N00300  G00  X24  Z-84N00310  GOl  X17  F30N00320  G01  X16  Z-94N00330  G01  X0N00340  G00  X60  Z20N00350  M05N00360  M023 零件加工3.1 加工前的准备工作（1）首先要熟读图样。（2）选择要加工的材料和刀具。（3）按选择的刀具划分工序。（4）依据工艺考虑进行编程并进行试车，输入编程模拟仿真，仿真看到的是模拟刀尖按编程刻划出的轮廓轨迹。3.2 加工零件步骤1. 应尽可能加工出可以加工的所有部位。2. 然后换切断刀车锥面和切断，并考虑切断刀的宽度。3.3 加工过程中的注意事项（1）首先要熟读图样，分折零件图可知手柄轮廓是由一个圆锥台、一个柱面和三个圆弧连接曲面组成。确定工件坐标原点并汁算出每个折点的坐标以与曲线连接点的坐标。（2）对尺寸较小的曲线轮廓可考虑使用成形刀具。 手柄是由三段圆弧连接的非单一曲线轮廓，用外圆车刀车削应考虑车刀主偏角和副偏角的选择，主偏角的大小决定工件的形状，而副偏角的选择要考虑是否与已加工表面轮廓发生干涉。经计算副偏角应大于13.4º，故选用主偏角为90º、副偏角为15º的外圆右偏刀和切断刀两种刀具。（3）还应考虑按粗、精加工划分工序，若采用整个轮廓循环程序，编程虽然简单，但前几个循环中的空程太多，不利于发挥数控加工的高效率。故对右端R8mm球头先用车锥法粗车、再同中部R30mm凹弧处用循环程序粗车。粗加工切除大部分余量后，再将其表面精车一遍，以保证加工精度和表面粗糙度的要求。(4)合理选择切削用量，一般是在保证加工质量和刀具寿命的前提下，充分发挥机床性能和刀具切削性能，使切削效率最高、加工成本最低。粗加工时，多选用低的切削速度，较大的背吃刀量和进给量；精加工时，选用高的切削速度，较小的进给量。4 结论和展望通过本次设计，我更加深刻的认识了国数控加工设备，并与国外加工设备有了一个比较性的认识。通过了对零件的设计和分析明白了零件加工前的准备，如何选择夹具和装夹零件，也了解了CK6132机床的加工特性。数控机床是现代制造业的关键设备，一个国家数控机床的产量和技术水平在某种程度上就代表这个国家的制造业水平和竞争力。我国数控机床的技术水平、性能和质量与国外还有很大差距，直到目前为止，技术含量较低的简易数控车床仍占主导地位，高档数控机床与功能部件大多数依靠进口。我们正在迈向制造大国，但我们面临一个严峻的挑战：谁来装备中国的制造业？国产数控机床的研究开发深度不够、制造水平依然落后、服务意识与能力欠缺、数控系统生产应用推广不力以与数控人才缺乏等等，难以胜任。但长期依赖国外技术，我们只能是跨国公司的加工车间，而永远不能成为一个制造强国。尽管当前市场活跃、需求旺盛，但如果只顾眼前利益，满足于产品有销路，不深入研究国外数控机床的发展趋势，提高自主开发能力，积极培育新产品，那么在投资高潮过去以后，我国的机床工业将更加缺乏竞争力，有可能在家门口就被人家打得一败涂地。由此可见，制定符合中国国情的总体发展策略，确立与国际接轨的发展道路，对21世纪我国数控技术与产业的发展至关重要。我们应该看清眼前的严峻形势，只有充分认识到国产数控机床的不足，努力发展先进技术，加大技术创新与培训服务力度，才能更快的缩短与发达国家之间的差距。参考文献1 罗学科，富春.数控原理与数控机床.：化学工业，2004；2 华志，数控加工工艺与装备.：清华大学，2005；3 艳霞，数控机床与应用技术.人民邮电 ,2004;4 邓奕,现代数控机床与应用.  国防工业,2005;5 王爱玲  .数控机床结构与应用. 机械工业,2003;6 严建红 ,数控机床原理与应用-(第2版). 机械工业2006;7 万菊,数控加工工艺与编程. 机械工业 ,1998;8 袁锋,数控车床培训教程. 机械工业 ,2001;9 戴裕崴,数控机床（第二版）.：理工大学,2002;结 束 语每个人的一生当中，都会经历很多的活动，也会遇到很多的事情，我觉得，过程不是最重要的，经历事情之后的总结和自我提高是最重要的。在经历了诸如军训、参加分院活动、加入团学会等对我的人生影响重大的事件后，收获的，不仅是愈加丰厚的知识，综合素质也得到了极大提升。三年寒窗，本着实事的态度，我系统学习了本专业的理论与实践知识，通过对这些理论知识的学习，我对数控专业领域的知识有更多的理解和掌握。在与课程同步进行的各种相关实践和实习中，我具备了一定的实际操作技术和能力，成绩名列前茅，并获得了“国家励志奖学金”。在专业科目方面，AutoCAD 、Pro/E、Protel等应用软件操作能力尤为突出，自学并熟悉了C程序语言，并于2010年顺利通过了国家电工（中级）资格。在机床操作方面能熟练操作CA6140普通车床和数控车床，还能够操作电火花线切割和数控铣床，并于2010年顺利通过国家车工（中级）资格考核。三年的大学时间，对于整个人生来说犹如白驹过隙，但她也是我生命中绚烂的一页。她就像一个大熔炉，让我摒弃了不好的习惯，把我锻炼成为一个自信、开朗、乐观、向上的人，学到了很多做人做事的道理，同时也拥有了细致稳重的工作态度与良好的交流技巧。致 时光飞逝，岁月如梭，转眼便是毕业时节，春秋易于，聚散如梦。在这个美好的季节，我在电脑上敲出了最后一个字，心中涌现的，不是想象已久的欢欣，而是难以言喻的失落。是的，随着论文的终结，也意味着我最唯美的学生时代即将结束。尽管百般不舍，这一天，却依然在熙熙攘攘的喧嚣中，决绝的来临。很庆幸这些年来遇到的诸多良师益友，无论在学习上、生活上还是工作上，都给予了我无私的帮助和热心的照顾，让我在各方面都有所收获、有所成长。感恩之情难以用语言度量，谨以最朴实的话语致以最崇高的敬意：首先要感指导老师健老师，老师知识渊博，和蔼可亲，在他的精心指导下，我才能有机会深入地认识到CK6132车床，了解它的加工特性。并通过自己的精心设计完成了设计中典型零件的加工。感母校农业科技职业学院，在我大学的三年学习生活中，学校给了我这片安静祥和的乐土，给我们提供了环境优美的校园，也给我们提供了丰富的教学资源。感机电工程分院，是分院在我踏入社会前提供了这样的一个平台，让我在这个平台上得到了锻炼，也在个人能力上有了很大提高。感我的父母，给予我生命并竭尽全力给予我接受教育的机会，养育之恩没齿难忘。在今后的日子里，我会更加努力的学习和工作，不辜负他们对我的殷殷期望！最后，我很感我的同学们，在学习中我们互帮互助、相互提高；生活中相互鼓舞、一起提高；工作中，班干部们的支持与配合，让人觉得很温馨、很愉快如果没有同学们的支持与帮助，我想我也很难完成相应的工作。衷心的祝愿同学们在今后的工作中业绩更佳，前程似锦，越走越好!