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1、华东理工大学继续教育学院2020年上半年机械原理课程小论文任课教师 殷勇辉 成绩班级机械180（业本）学号25182853姓名李兵兵论文题目：数控机床运用论文要求：（任选一题）（1）基于工作实际或文献资料，选择典型机械产品或机构，分析其工作原理、结构组成，并进行运动参数或动力学的设计计算。（2）针对教材所讲的基本概念或基本理论进行深入分析，提出自己的观点，进行论证。论文包括：问题提出，设计或分析主体内容（要含图表、公式等）、结论，附主要参考文献。论文要求逻辑清楚，重点突出，格式规范。要体现自己的内容，严禁纯文字说明和抄袭，字数约3000字（4页A4以上）。教师评语：教师签名：年月日备注：论文由
2、任课老师收齐,并注明上交论文的时间、地点，逾期不交者作缺考处理。第一章概述1.数控机床的优点数控机床采用了计算机数控系统，因此也称为计算机数控机床或CNC机床。数控机床作为一种新型的自动化机床、在具有高自动程度的同时还具有广泛的通用性。2.这是因为数控机床都具有以下一些共同的优点:(1)数控机床能缩短生产准备时间，增加切削加工时间的比率。最佳切削参数和最佳走刀路线的合理使用，能够大大地缩短加工时间，提高生产率。(2)数控机床按照程序自动加工，不需要人工干预，而且还可以利用软件进行校正及补偿。因此，使用数控机床进行生产，可以保证零件的加工精度。稳定产品质量。(3) 只要改变程序，就能改变数控机床
3、刀具与工件之间的相对运动轨迹，就可以加工不同的零件，使数控加工具备了广泛的适应性和较大的灵活性。从而能够完成很多普通机床难以完成或者不能加工的、具有复杂型面的零件的加工。第二章：加工步骤1.在自动编程过程中，加工工艺决策是加工能否顺利完成的基础，必须依据零件的形状特点、工件的材料、加工的精度要求、表面粗糙度要求，选择最佳的加工方法、合理划分加工阶段、选择适宜的加工刀具、确定最优的切削用量、确定合理的毛坯尺时与形状、确定合理的走刀路线，最终达到满足加工要求、减少加工时间、降低加工费用的目的。2.工序划分的主要原则;保证加工质量;合理使用设备;先粗加工后精加工；先主后次；先基准后其他；尽量减少换刀
4、次数第三章：数控机床的选择1.初步选用普通数控机床本机床适用于成批、小批及单一简单件生产加工圆柱齿轮和蜗轮，也可用花键滚刀连续分度滚切长度小于300mm的齿及6齿以上的短花键轴。加工方形圆柱零件可采用顺逆铣刀路进行加工，对于复杂类零件可用动态开粗，大大提升切削效率。对于高精密零件，需了解机床精度后才能选择。最后通过对加工零件图纸进行分析后，最后确定采机床对零件进行加工。第四章：装夹方式和夹具的选择1.夹具的选择，数控加工对夹具主要有两大要求:一是夹具应具有足够的精度和刚度;二是夹具应有可靠的定位基准。选用夹具时，通常考虑以下几点:1)尽量选用可调整夹具、组合夹具及其它通用夹具，避免采用专用夹具
5、，以缩短生产准备时间。2)在成批生产时才考虑采用专用夹具，并力求结构简单。3)装卸工件要迅速方便，以减少机床的停机时间。4)夹具在机床上安装要准确可靠，以保证工件在正确的位置上加工。2. 夹具的类型数控车床上的夹具主要有两类:一类用于盘类或短轴类零件，工件毛坯装夹在带可调卡爪的卡盘(三爪、四爪)中，由卡盘传动旋转;另一类用于轴类零件，毛坯装在主轴顶尖和尾架顶尖间，工件由主轴上的拨动卡盘传动旋转。数控铣床 上的夹具，一般安装在工作台上，其形式根据被加工工件的特点可多种多样。如:平口钳。第五章：刀具的选择1选择数控刀具的原则刀具寿命与切削用量有密切关系。在制定切削用量时，应首先选择合理的刀具寿命，
6、而合理的刀具寿命则应根据优化的目标而定。一般分最高生产率刀具寿命和最低成本刀具寿命两种，前者根据单件.工时最少的目标确定，后者根据工序成本最低的目标确定。选择刀具寿命时可考虑如下几点根据刀具复杂程度、制造和磨刀成本来选择。复杂和精度高的刀具寿命应选得比单刃刀具高些。对于机夹可转位刀具，由于换刀时间短，为了充分发挥其切削性能，提高生产效率，刀具寿命可选得低些，一般取15 30min。对于装刀、换刀和调刀比较复杂的多刀机床、组合机床与自动化加工刀具，刀具寿命应选得高些，尤应保证刀具可靠性。车间内某一工序的生产率限制了整个车内某一工序的生产率限制了整个车间的生产率的提高时，该工庄序的刀具寿命要选得低
7、些当某工序单位时间内所分担到的全厂开支M较大时，刀具寿命也应选得低些。大件精加工时，为保证至少完成一次走刀， 避免切削时中途换刀，刀具寿命应按零件精度和表面粗糙度来确定。与普通机床加工方法相比，数控加工对刀具提出了更高的要求，不仅需要冈牲好、精度高，而且要求尺寸稳定，耐用度高，断和排性能坛同时要求安装调整方便，这样来满足数控机床高效率的要求。数控机床上所选用的刀具常采用适应高速切削的刀具材料(如高速钢、超细粒度硬质合金)并使用可转位刀片。第六章：切削用量 1确定进给速度进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床
8、刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则:当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 100一200mm/min 范围内选取;在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，-般在20一50mm/min范围内选取;当加工精度，表面粗糙度要求高时，进给速度应选小些，一般 在20-50mm/min范围内选取;刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。数控编程时，编程人员必须确定每道工序的切削用量，并以指令的形式写人程序中。切削用量包括主轴转速、背吃刀量及进给速度等。对于不同的加工方法，需要选用不同的切削用量。切
9、削用量的选择原则是:保证零件加工精度和表面粗糙度，充分发挥刀具切削性能，保证合理的刀具耐用度，并充分发挥机床的性能，最大限度提高生产率，降低成本。第七章：确定主轴转速S = 1000V /d试中S-主轴转速, r/min;v- 切削速度, m/mind- 工件待加工表面直径;mm计算的主轴转速n, 最后要选取机床有的或较接近的转速。铣削时的切削速度算公式为:n= 1 0 00 v/7 1D式中: v-切削速度，单位为m/m动，由刀具的耐用度决定; n一一主轴转速，单位为r/min, D- 工件直径或刀具直径，单位为mm。 计算的主轴转速n,最后要选取机床有的或较接近的转速。主轴转速的计算举例:
10、已知铣刀直径5，选用上表的粗加工时15m/min, 求s2S = 1000V /rrd=1000 x12/3. 14x5 764.331 r/min 取值S -800 r/min进给速度是数控机床切削用量中的重要参数，主要根据零件的加工精度和表面粗糙度要求以及刀具、工件的材料性质选取。最大进给速度受机床刚度和进给系统的性能限制。确定进给速度的原则:当工件的质量要求能够得到保证时，为提高生产效率，可选择较高的进给速度。一般在 100一200mm/min 范围内选取;在切断、加工深孔或用高速钢刀具加工时，宜选择较低的进给速度，般在20一50mm/min范围内选取;当加工精度，表面粗糙度要求高时，进
11、给速度应选小些，般在 20 - 50m/min范围内选取;刀具空行程时，特别是远距离“回零”时，可以设定该机床数控系统设定的最高进给速度。 铣刀进给吃刀量af确定背吃刀量背吃刀量根据机床、工件和刀具的刚度来决定，在刚度允许的条件下，应尽可能使背吃刀量等于工件的加工余量，这样可以减少走刀次数，提高生产效率。为了保证加工表面质量，可留少量精加工余量，一般0.2一0.5m m,总之，切削用量的具体数值应根据机床性能、关的手册并结合实际经验用类比方法确定。同时，使主轴转速、切削深度及进给速度三者能相互适应，以形成最佳切削用量。确定定位基准:工件在加工时，用来确定工件在夹具中正确位置的表面(点、线、面)
12、称为定位基准。定位基准的选择是夹具设计中的重要工作之-。T 件的定位基准确定后，其他部分的位置也随之确定。为防止工件上下来回移动，我们用一个长定位销插入直径为14的孔中，从而相应得到定位。在该图中定位基准是直径为14孔中的中心线。定位基准除了工件的孔中心线外，也可以是工件上的实际表面、表面的几何中心或对称面。由运动学可知,刚体在空间可以有六个独立运动，即有六个自由度。将刚体置于0XYZ直角坐标系中，这六个自由度是沿X、Y、Z轴的平移运动，沿X、根据定模板工件的加工要求，可以看出关键只有厚度、平面度和垂直度要求，并不需要限制工件的全部自由度，只要限制x, Y方向的旋转和Z轴的移动第八章：总结 在工作中熟练运用掌握数控设备的编程加工，对其加工原理，运动结构都有进一步的认识。不断学习提升自己。掌握运用更多的设备，多轴数控设备的加工。完善自我。