数控编程毕业设计
❶ 数控加工工艺及编程毕业论文
毕业论文
一,我国数控系统的发展史
1.我国从1958年起,由一批科研院所,高等学校和少数机床厂起步进行数控系统的研制和开发。由于受到当时国产电子元器件水平低,部门经济等的制约,未能取得较大的发展。
2.在改革开放后,我国数控技术才逐步取得实质性的发展。经过“六五"(81----85年)的引进国外技术,“七五”(86------90年)的消化吸收和“八五”(91~一-95年)国家组织的科技攻关,才使得我国的数控技术有了质的飞跃,当时通过国家攻关验收和鉴定的产品包括北京珠峰公司的中华I型,华中数控公司的华中I型和沈阳高档数控国家工程研究中心的蓝天I型,以及其他通过“国家机床质量监督测试中心”测试合格的国产数控系统如南京四开公司的产品。
3.我国数控机床制造业在80年代曾有过高速发展的阶段,许多机床厂从传统产品实现向数控化产品的转型。但总的来说,技术水平不高,质量不佳,所以在90年代初期面临国家经济由计划性经济向市场经济转移调整,经历了几年最困难的萧条时期,那时生产能力降到50%,库存超过4个月。从1 9 9 5年“九五”以后国家从扩大内需启动机床市场,加强限制进口数控设备的审批,投资重点支持关键数控系统、设备、技术攻关,对数控设备生产起到了很大的促进作用,尤其是在1 9 9 9年以后,国家向国防工业及关键民用工业部门投入大量技改资金,使数控设备制造市场一派繁荣。
三,数控车的工艺与工装削
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数控车床加工的工艺与普通车床的加工工艺类似,但由于数控车床是一次装夹,连续自动加工完成所有车削工序,因而应注意以下几个方面。
1. 合理选择切削用量
对于高效率的金属切削加工来说,被加工材料、切削工具、切削条件是三大要素。这些决定着加工时间、刀具寿命和加工质量。经济有效的加工方式必然是合理的选择了切削条件。
切削条件的三要素:切削速度、进给量和切深直接引起刀具的损伤。伴随着切削速度的提高,刀尖温度会上升,会产生机械的、化学的、热的磨损。切削速度提高20%,刀具寿命会减少1/2。
进给条件与刀具后面磨损关系在极小的范围内产生。但进给量大,切削温度上升,后面磨损大。它比切削速度对刀具的影响小。切深对刀具的影响虽然没有切削速度和进给量大,但在微小切深切削时,被切削材料产生硬化层,同样会影响刀具的寿命。
用户要根据被加工的材料、硬度、切削状态、材料种类、进给量、切深等选择使用的切削速度。
最适合的加工条件的选定是在这些因素的基础上选定的。有规则的、稳定的磨损达到寿命才是理想的条件。
然而,在实际作业中,刀具寿命的选择与刀具磨损、被加工尺寸变化、表面质量、切削噪声、加工热量等有关。在确定加工条件时,需要根据实际情况进行研究。对于不锈钢和耐热合金等难加工材料来说,可以采用冷却剂或选用刚性好的刀刃。
2. 合理选择刀具
1) 粗车时,要选强度高、耐用度好的刀具,以便满足粗车时大背吃刀量、大进给量的要求。
2) 精车时,要选精度高、耐用度好的刀具,以保证加工精度的要求。
3) 为减少换刀时间和方便对刀,应尽量采用机夹刀和机夹刀片。
3. 合理选择夹具
1) 尽量选用通用夹具装夹工件,避免采用专用夹具;
2) 零件定位基准重合,以减少定位误差。
4. 确定加工路线
加工路线是指数控机床加工过程中,刀具相对零件的运动轨迹和方向。
1) 应能保证加工精度和表面粗糙要求;
2) 应尽量缩短加工路线,减少刀具空行程时间。
5. 加工路线与加工余量的联系
目前,在数控车床还未达到普及使用的条件下,一般应把毛坯上过多的余量,特别是含有锻、铸硬皮层的余量安排在普通车床上加工。如必须用数控车床加工时,则需注意程序的灵活安排。
6. 夹具安装要点
目前液压卡盘和液压夹紧油缸的连接是靠拉杆实现的,如图1。液压卡盘夹紧要点如下:首先用搬手卸下液压油缸上的螺帽,卸下拉管,并从主轴后端抽出,再用搬手卸下卡盘固定螺钉,即可卸下卡盘。
四,进行有效合理的车削加工
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有效节省加工时间
Index公司的G200车削中心集成化加工单元具有模块化、大功率双主轴、四轴联动的功能,从而使加工时间进一步缩短。与其他借助于工作轴进行装夹的概念相反,该产品运用集成智能加工单元可以使工件自动装夹到位并进行加工。换言之,自动装夹时,不会影响另一主轴的加工,这一特点可以缩短大约10%的加工时间。
此外,四轴加工非常迅速,可以同时有两把刀具进行加工。当机床是成对投入使用的时候,效率的提高更为明显。也就是说,常规车削和硬车可以并行设置两台机床。
常规车削和硬车之间的不同点仅仅在于刀架和集中恒温冷却液系统。但与常规加工不同的是:常规加工可用两个刀架和一个尾架进行加工;而硬车时只能使用一个刀架。在两种类型的机床上都可进行干式硬加工,只是工艺方案的制造者需要精心设计平衡的节拍时间,而Index机床提供的模块结构使其具有更强的灵活性。
以高精度提高生产率
随着生产效率的不断提高,用户对于精度也提出了很高的要求。采用G200车削中心进行加工时,冷启动后最多需要加工4个工件,就可以达到±6mm的公差。加工过程中,精度通常保持在2mm。所以Index公司提供给客户的是高精度、高效率的完整方案,而提供这种高精度的方案,需要精心选择主轴、轴承等功能部件。
G200车削中心在德国宝马Landshut公司汽车制造厂的应用中取得了良好的效果。该厂不仅生产发动机,而且还生产由轻金属铸造而成的零部件、车内塑料装饰件和转向轴。质量监督人员认为,其加工精度非常精确:连续公差带为±15mm,轴承座公差为±6.5mm。
此外,加工的万向节使用了Index公司全自动智能加工单元。首批的两台车削中心用来进行工件打号之前的预加工,加工后进行在线测量,然后通过传送带送出进行滚齿、清洗和淬火处理。最后一道工序中,采用了第二个Index加工系统。由两台G200车削中心对转向节的轴承座进行硬车。在机床内完成在线测量,然后送至卸料单元。集成的加工单元完全融合到车间的布局之中,符合人类工程学要求,占地面积大大减少,并且只需两名员工看管制造单元即可。
五,数控车削加工中妙用G00及保证尺寸精度的技巧
数控车削加工技术已广泛应用于机械制造行业,如何高效、合理、按质按量完成工件的加工,每个从事该行业的工程技术人员或多或少都有自己的经验。笔者从事数控教学、培训及加工工作多年,积累了一定的经验与技巧,现以广州数控设备厂生产的GSK980T系列机床为例,介绍几例数控车削加工技巧。
一、程序首句妙用G00的技巧
目前我们所接触到的教科书及数控车削方面的技术书籍,程序首句均为建立工件坐标系,即以G50 Xα Zβ作为程序首句。根据该指令,可设定一个坐标系,使刀具的某一点在此坐标系中的坐标值为(Xα Zβ)(本文工件坐标系原点均设定在工件右端面)。采用这种方法编写程序,对刀后,必须将刀移动到G50设定的既定位置方能进行加工,找准该位置的过程如下。
1. 对刀后,装夹好工件毛坯;
2. 主轴正转,手轮基准刀平工件右端面A;
3. Z轴不动,沿X轴释放刀具至C点,输入G50 Z0,电脑记忆该点;
4. 程序录入方式,输入G01 W-8 F50,将工件车削出一台阶;
5. X轴不动,沿Z轴释放刀具至C点,停车测量车削出的工件台阶直径γ,输入G50 Xγ,电脑记忆该点;
6. 程序录入方式下,输入G00 Xα Zβ,刀具运行至编程指定的程序原点,再输入G50 Xα Zβ,电脑记忆该程序原点。
上述步骤中,步骤6即刀具定位在XαZβ处至关重要,否则,工件坐标系就会被修改,无法正常加工工件。有过加工经验的人都知道,上述将刀具定位到XαZβ处的过程繁琐,一旦出现意外,X或Z轴无伺服,跟踪出错,断电等情况发生,系统只能重启,重启后系统失去对G50设定的工件坐标值的记忆,“复位、回零运行”不再起作用,需重新将刀具运行至XαZβ位置并重设G50。如果是批量生产,加工完一件后,回G50起点继续加工下一件,在操作过程中稍有失误,就可能修改工件坐标系。鉴于上述程序首句使用G50建立工件坐标系的种种弊端,笔者想办法将工件坐标系固定在机床上,将程序首句G50 XαZβ改为G00 Xα Zβ后,问题迎刃而解。其操作过程只需采用上述找G50过程的前五步,即完成步骤1、2、3、4、5后,将刀具运行至安全位置,调出程序,按自动运行即可。即使发生断电等意外情况,重启系统后,在编辑方式下将光标移至能安全加工又不影响工件加工进程的程序段,按自动运行方式继续加工即可。上述程序首句用 G00代替G50的实质是将工件坐标系固定在机床上,不再囿于G50 Xα Zβ程序原点的限制,不改变工件坐标系,操作简单,可靠性强,收到了意想不到的效果。中国金属加工在线
二、控制尺寸精度的技巧
1. 修改刀补值保证尺寸精度
由于第一次对刀误差或者其他原因造成工件误差超出工件公差,不能满足加工要求时,可通过修改刀补使工件达到要求尺寸,保证径向尺寸方法如下:
a. 绝对坐标输入法
根据“大减小,小加大”的原则,在刀补001~004处修改。如用2号切断刀切槽时工件尺寸大了0.1mm,而002处刀补显示是X3.8,则可输入X3.7,减少2号刀补。
b. 相对坐标法
如上例,002刀补处输入U-0.1,亦可收到同样的效果。
同理,对于轴向尺寸的控制亦如此类推。如用1号外圆刀加工某处轴段,尺寸长了0.1mm,可在001刀补处输入W0.1。
2. 半精加工消除丝杆间隙影响保证尺寸精度
对于大部分数控车床来说,使用较长时间后,由于丝杆间隙的影响,加工出的工件尺寸经常出现不稳定的现象。这时,我们可在粗加工之后,进行一次半精加工消除丝杆间隙的影响。如用1号刀G71粗加工外圆之后,可在001刀补处输入U0.3,调用G70精车一次,停车测量后,再在001刀补处输入U-0.3,再次调用G70精车一次。经过此番半精车,消除了丝杆间隙的影响,保证了尺寸精度的稳定。
3. 程序编制保证尺寸精度
a. 绝对编程保证尺寸精度
编程有绝对编程和相对编程。相对编程是指在加工轮廓曲线上,各线段的终点位置以该线段起点为坐标原点而确定的坐标系。也就是说,相对编程的坐标原点经常在变换,连续位移时必然产生累积误差,绝对编程是在加工的全过程中,均有相对统一的基准点,即坐标原点,故累积误差较相对编程小。数控车削工件时,工件径向尺寸的精度一般比轴向尺寸精度高,故在编写程序时,径向尺寸最好采用绝对编程,考虑到加工及编写程序的方便,轴向尺寸常采用相对编程,但对于重要的轴向尺寸,最好采用绝对编程。
b. 数值换算保证尺寸精度
很多情况下,图样上的尺寸基准与编程所需的尺寸基准不一致,故应先将图样上的基准尺寸换算为编程坐标系中的尺寸。如图2b中,除尺寸13.06mm外,其余均属直接按图2a标注尺寸经换算后而得到的编程尺寸。其中, φ29.95mm、φ16mm及60.07mm三个尺寸为分别取两极限尺寸平均值后得到的编程尺寸。
4. 修改程序和刀补控制尺寸
数控加工中,我们经常碰到这样一种现象:程序自动运行后,停车测量,发现工件尺寸达不到要求,尺寸变化无规律。如用1号外圆刀加工图3所示工件,经粗加工和半精加工后停车测量,各轴段径向尺寸如下:φ30.06mm、φ23.03mm及φ16.02mm。对此,笔者采用修改程序和刀补的方法进行补救,方法如下:
a. 修改程序
原程序中的X30不变,X23改为X23.03,X16改为X16.04,这样一来,各轴段均有超出名义尺寸的统一公差0.06mm;
b. 改刀补
在1号刀刀补001处输入U-0.06。
经过上述程序和刀补双管齐下的修改后,再调用精车程序,工件尺寸一般都能得到有效的保证。
数控车削加工是基于数控程序的自动化加工方式,实际加工中,操作者只有具备较强的程序指令运用能力和丰富的实践技能,方能编制出高质量的加工程序,加工出高质量的工件。
六,数控机床故障排除方法及其注意事项
由于经常参加维修任务,有些维修经验,现结合有关理论方面的阐述,在以下列出,希望抛砖引玉。
一、故障排除方法
(1)初始化复位法:一般情况下,由于瞬时故障引起的系统报警,可用硬件复位或开关系统电源依次来清除故障,若系统工作存贮区由于掉电,拔插线路板或电池欠压造成混乱,则必须对系统进行初始化清除,清除前应注意作好数据拷贝记录,若初始化后故障仍无法排除,则进行硬件诊断。
(2)参数更改,程序更正法:系统参数是确定系统功能的依据,参数设定错误就可能造成系统的故障或某功能无效。有时由于用户程序错误亦可造成故障停机,对此可以采用系统的块搜索功能进行检查,改正所有错误,以确保其正常运行。
(3)调节,最佳化调整法:调节是一种最简单易行的办法。通过对电位计的调节,修正系统故障。如某厂维修中,其系统显示器画面混乱,经调节后正常。如在某厂,其主轴在启动和制动时发生皮带打滑,原因是其主轴负载转矩大,而驱动装置的斜升时间设定过小,经调节后正常。
最佳化调整是系统地对伺服驱动系统与被拖动的机械系统实现最佳匹配的综合调节方法,其办法很简单,用一台多线记录仪或具有存贮功能的双踪示波器,分别观察指令和速度反馈或电流反馈的响应关系。通过调节速度调节器的比例系数和积分时间,来使伺服系统达到即有较高的动态响应特性,而又不振荡的最佳工作状态。在现场没有示波器或记录仪的情况下,根据经验,即调节使电机起振,然后向反向慢慢调节,直到消除震荡即可。
(4)备件替换法:用好的备件替换诊断出坏的线路板,并做相应的初始化启动,使机床迅速投入正常运转,然后将坏板修理或返修,这是目前最常用的排故办法。
(5)改善电源质量法:目前一般采用稳压电源,来改善电源波动。对于高频干扰可以采用电容滤波法,通过这些预防性措施来减少电源板的故障。
(6)维修信息跟踪法:一些大的制造公司根据实际工作中由于设计缺陷造成的偶然故障,不断修改和完善系统软件或硬件。这些修改以维修信息的形式不断提供给维修人员。以此做为故障排除的依据,可正确彻底地排除故障。
二、维修中应注意的事项
(1)从整机上取出某块线路板时,应注意记录其相对应的位置,连接的电缆号,对于固定安装的线路板,还应按前后取下相应的压接部件及螺钉作记录。拆卸下的压件及螺钉应放在专门的盒内,以免丢失,装配后,盒内的东西应全部用上,否则装配不完整。
(2)电烙铁应放在顺手的前方,远离维修线路板。烙铁头应作适当的修整,以适应集成电路的焊接,并避免焊接时碰伤别的元器件。
(3)测量线路间的阻值时,应断电源,测阻值时应红黑表笔互换测量两次,以阻值大的为参考值。
(4)线路板上大多刷有阻焊膜,因此测量时应找到相应的焊点作为测试点,不要铲除焊膜,有的板子全部刷有绝缘层,则只有在焊点处用刀片刮开绝缘层。
(5)不应随意切断印刷线路。有的维修人员具有一定的家电维修经验,习惯断线检查,但数控设备上的线路板大多是双面金属孔板或多层孔化板,印刷线路细而密,一旦切断不易焊接,且切线时易切断相邻的线,再则有的点,在切断某一根线时,并不能使其和线路脱离,需要同时切断几根线才行。
(6)不应随意拆换元器件。有的维修人员在没有确定故障元件的情况下只是凭感觉那一个元件坏了,就立即拆换,这样误判率较高,拆下的元件人为损坏率也较高。
(7)拆卸元件时应使用吸锡器及吸锡绳,切忌硬取。同一焊盘不应长时间加热及重复拆卸,以免损坏焊盘。
(8)更换新的器件,其引脚应作适当的处理,焊接中不应使用酸性焊油。
(9)记录线路上的开关,跳线位置,不应随意改变。进行两极以上的对照检查时,或互换元器件时注意标记各板上的元件,以免错乱,致使好板亦不能工作。
(10)查清线路板的电源配置及种类,根据检查的需要,可分别供电或全部供电。应注意高压,有的线路板直接接入高压,或板内有高压发生器,需适当绝缘,操作时应特别注意。
最后,我觉得:维修不可墨守陈规,生搬理论的东西,一定要结合当时当地的实际情况,开阔思路,逐步分析,逐个排除,直至找到真正的故障原因。
综上所述,数控技术的发展是与现代计算机技术、电子技术发展同步的,同时也是根据生产发展的需要而发展的。现在数控技术已经成熟,发展将更深更广更快。未来的CNC系统将会使机械更好用,更便宜。
❷ 数控加工工艺与程序设计论文
你来我们公司我帮你搞定还差不多....我做了8年的数控车床了,我们公司里的所有数控方面的工艺流程,程序都是我负责的,这个是有点麻烦,来我们公司实习的大学生每个都要搞这个,无奈....前两天刚帮一个山东实习的搞定...主要太麻烦....从毛坯到成品,至少7-10个工序了,还要写路线图什么的....我看我是没办法帮你的了....除非你到我们公司来实习.......O(∩_∩)O~200分呀!~!~!
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❹ 数控专业毕业设计
普通车床数控研究及改造设计
中文摘要:针对现有常规CA6140普遍车床的缺点提出数控改装方案和单片机系统设计,提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产率。本论文说明了普通车床的数控化改造的设计过程,较详尽地介绍了CA6140机械改造部分的设计及数控系统部分的设计。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理,由I/O接口输出步进脉冲,经一级齿轮传动减速后,带动滚动丝杠转动,从而实现纵向、横向的进给运动。
关键词:数控机床,单片机数控系统,改装设计
一、引言
机床作为机械制造业的重要基础装备,它的发展一直引起人们的关注,由于计算机技术的兴起,促使机床的控制信息出现了质的突破,导致了应用数字化技术进行柔性自动化控制的新一代机床-数控机床的诞生和发展。计算机的出现和应用,为人类提供了实现机械加工工艺过程自动化的理想手段。随着计算机的发展,数控机床也得到迅速的发展和广泛的应用,同时使人们对传统的机床传动及结构的概念发生了根本的转变。
二、概述
工数控机床以其优异的性能和精度、灵捷而多样化的功能引起世人瞩目,并开创机械产品向机电一体化发展的先河。数控机床是以数字化的信息实现机床控制的机电一体化产品,它把刀具和工件之间的相对位置,机床电机的启动和停止,主轴变速,工件松开和夹紧,刀具的选择,冷却泵的起停等各种操作和顺序动作等信息用代码化的数字记录在控制介质上,然后将数字信息送入数控装置或计算机,经过译码,运算,发出各种指令控制机床伺服系统或其它的执行元件,加出所需的工件。
数控机床与普通机床相比,其主要有以下的优点:
1.适应性强,适合加工单件或小批量的复杂工件;在数控机床上改变加工工件时,只需重新编制新工件的加工程序,就能实现新工件加工。
2.加工精度高;
3.生产效率高;
4.减轻劳动强度,改善劳动条件;
5.良好的经济效益;
6.有利于生产管理的现代化。
数控机床已成为我国市场需求的主流产品,需求量逐年激增。我国数控机机床近几年在产业化和产品开发上取得了明显的进步,特别是在机床的高速化、多轴化、复合化、精密化方面进步很大。但是,国产数控机床与先进国家的同类产品相比,还存在差距,还不能满足国家建设的需要。我国是一个机床大国,有三百多万台普通机床。但机床的素质差,性能落后,单台机床的平均产值只有先进工业国家的1/10左右,差距太大,急待改造。旧机床的数控化改造,顾名思义就是在普通机床上增加微机控制装置,使其具有一定的自动化能力,以实现预定的加工工艺目标。随着数控机床越来越多的普及应用,数控机床的技术经济效益为大家所理解。在国内工厂的技术改造中,机床的微机数控化改造已成为重要方面。许多工厂一面购置数控机床一面利用数控、数显、PC技术改造普通机床,并取得了良好的经济效益。
我国经济资源有限,国家大,机床需要量大,因此不可能拿出相当大的资金去购买新型的数控机床,而我国的旧机床很多,用经济型数控系统改造普通机床,在投资少的情况下,使其既能满足加工的需要,又能提高机床的自动化程度,比较符合我国的国情。1984年,我国开始生产经济型数控系统,并用于改造旧机床。到目前为止,已有很多厂家生产经济型数控系统。可以预料,今后,机床的经济型数控化改造将迅速发展和普及。所以说,本毕业设计实例具有典型性和实用性。
三、总体方案的设计
3.1设计任务
本设计任务是对CA6140普通车床进行数控改造。利用微机对纵、横向进给系统进行开环控制,纵向(Z向)脉冲当量为0.01mm/脉冲,横向(X向)脉冲当量为0.005mm/脉冲,驱动元件采用步进电机,传动系统采用滚珠丝杠副,刀架采用自动转位刀架。
3.2总体方案的论证
对于普通机床的经济型数控改造,在确定总体设计方案时,应考虑在满足设计要求的前提下,对机床的改动应尽可能少,以降低成本。
1)数控系统运动方式的确定
数控系统按运动方式可分为点位控制系统、点位直线控制系统、连续控制系统。由于要求CA6140车床加工复杂轮廓零件,所以本微机数控系统采用两轴联动连续控制系统。
2)伺服进给系统的改造设计
数控机床的伺服进给系统有开环、半闭环和闭环之分。因为开环控制具有结构简单、设计制造容易、控制精度较好、容易调试、价格便宜、使用维修方便等优点。所以,本设计决定采用开环控制系统。
3)数控系统的硬件电路设计
任何一个数控系统都由硬件和软件两部分组成。硬件是数控系统的基础,性能的好坏直接影响整体数控系统的工作性能。有了硬件,软件才能有效地运行。在设计的数控装置中,CPU的选择是关键,选择CPU应考虑以下要素:
(1)时钟频率和字长与被控对象的运动速度和精度密切相关;
(2)可扩展存储器的容量与数控功能的强弱相关;
(3)I/O口扩展的能力与对外设控制的能力相关。
除此之外,还应根据数控系统的应用场合、控制对象以及各种性能、参数要求等,综合起来考虑以确定CPU。在我国,普通机床数控改造方面应用较普遍的是Z80CPU和MCS-51系列单片机,主要是因为它们的配套芯片便宜,普及性、通用性强,制造和维修方便,完全能满足经济型数控机床的改造需要。本设计中是以MCS-51系列单片机,51系列相对48系列指令更丰富,相对96系列价格更便宜,51系列中,是无ROM的8051,8751是用EPROM代替ROM的8051。目前,工控机中应用最多的是8031单片机。本设计以8031芯片为核心,增加存储器扩展电路、接口和面板操作开关组成的控制系统。
3.3总体方案的确定
经总体设计方案的论证后,确定的CA6140车床经济型数控改造示意图。CA6140车床的主轴转速部分保留原机床的功能,即手动变速。车床的纵向(Z轴)和横向(X轴)进给运动采用步进电机驱动。由8031单片机组成微机作为数控装置的核心,由I/O接口、环形分配器与功率放大器一起控制步进电机转动,经齿轮减速后带动滚珠丝杠转动,从而实现车床的纵向、横向进给运动。刀架改成由微机控制的经电机驱动的自动控制的自动转位刀架。为保持切削螺纹的功能,必须安装主轴脉冲发生器,为此采用主轴靠同步齿形带使脉冲发生器同步旋转,发出两路信号:每转发出的脉冲个数和一个同步信号,经隔离电路以及I/O接口送给微机。
四、微机数控系统硬件电路设计
4.1微机数控系统硬件电路总体方案设计
本系统选用8031CPU作为数控系统的中央处理机。外接一片2764EPROM,作为监控程序的程序存储器和存放常用零件的加工程序。再选用一片6264RAM用于存放需要随机修改的零件程序、工作参数。采用译码法对扩展芯片进行寻址,采用74LS138译码器完成此功能。8279作为系统的输入输出口扩展,分别接键盘的输入、输出显示,8255接步进电机的环形分配器,分别并行控制X轴和Z轴的步进电机。另外,还要考虑机床与单片机之间的光电隔离,功率放大电路等。
各引脚功能简要介绍如下:
1)源引脚 VSS:电源接地端。 VCC:+5V电源端。
2)输入/输出(I/O)口线 8031单片机有P0、P1、P2、P3
4个端口,每个端口8根I/O线。当系统扩展外部存储器时,P0口用来输出低8位并行数据,P2口用来输出高8位地址,P3口除可作为一个8位准双向并行口外,还具有第二功能,各引脚第二功能定义如下:P3.0
RXD:串行数据输入端。P3.1 TXD:串行数据输出端 P3.2 INT0:外部中断0请求信号输入端。P3.3
INT1:外部中断1请求信号输入端。 P3.4 T0:定时器/计数器0外部输入端 P3.5 T1:定时器/计数器1外部输入端 P3.6
WR:外部数据存储器写选通。P3.7 RD:外部数据存储器读选通。 在进行第二功能操作前,对第二功能的输出锁存器必须由程序置1。
3)信号控制线
RST/VPD:RST为复位信号线输入引脚,在时钟电路工作以后,该引脚上出现两个机器周期以上的高电平,完成一次复位操作。8031单片机采用两种复位方式:一种是加电自动复位,另一种为开关复位。ALE/PROG:ALE是地址锁存允许信号。它的作用是把CPU从P0口分时送出的低8位地址锁存在一个外加的锁存器中。
外部程序存储器读选通信号。当其为低电平时有效。
VPP:当EA为高电平且PC值小于0FFFH时CPU执行内部程序存储器中的程序。当EA为低电平时,CPU仅执行外部程序存储器中的程序。XTAL1:震荡器的反相放大器输入,使用外部震荡器时必须接地;XTAL2:震荡器的反相放大器输出,使用外部震荡器时,接收外围震荡信号;
4.2片外三总线结构
单片机在实际应用中,常常要扩展外部存储器、I/O口等。单片机的引脚,除了电源、复位、时钟输入以及用户I/O口外,其余的引脚都是为了实现系统扩展而设置的,这些引脚构成了三总线形式:
1)地址总线AB
地址总线宽度为16位。因此,外部存储器直接寻址范围为64KB。由P0口经地址锁存器提供16位地址总线的低8位地址(A7~A0),P2口直接提供高8位地址(A15~A8)。
2)数据总线DB
数据总线宽度为8位,由P0口提供。
3)控制总线CB
控制总线由第二功能状态下的P3口和4根独立的控制线RST、EA、ALE和PSEN组成。8255A可编程并行I/O口扩展芯片
8255A可编程并行I/O口扩展芯片可以直接与MCS系列单片机系统总线连接,它具有三个8位的并行I/O口,具有三种工作方式,通过编程能够方便地采用无条件传送、查询传送或中断传送方式完成CPU与外围设备之间的信息交换。
8255A的结构及引脚功能: 8255A的结构
8255A的内部结构包括三个8位并行数据I/O端口,二个工作方式控制电路,一个读/写控制逻辑电路和一个8位数据总线缓冲器。各部分功能介绍如下:
(1)三个8位并行I/O端A、B、C
A:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入锁存器。可编程为8位输入、或8位输出、或8位双向寄存器。
B:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位输入或输出寄存器,但不能双向输入/输出。
C:具有一个8位数据输出锁存/缓冲器和一个8位数据输入缓冲器,C口可分作两个4位口,用于输入或输出,也可作为A口和B口选通方式工作时的状态控制信号。
(2)工作方式控制电路
A、B两组控制电路把三个端口分成A、B两组,A组控制A口各位和C口高四位,B组控制B口各位和C口低四位。两组控制电路各有一个控制命令寄存器,用来接收由CPU写入的控制字,以决定两组端口的工作方式。也可根据控制字的要求对C口按位清“0”或置“1”。
(3)读/写控制逻辑电路
它接收来自CPU的地址信号及一些控制信号,控制各个口的工作状态。
(4)数据总线缓冲器
它是一个三态双向缓冲器,用于和系统的数据总线直接相连,以实现CPU和8255A之间信息的传送。
五、总结
普通车床数控改装方案和单片机系统设计,提高加工精度和扩大机床使用范围,并提高生产率。采用以8031为CPU的控制系统对信号进行处理,由I/O接口输出步进脉冲,经一级齿轮传动减速后,带动滚动丝杠转动,从而实现纵向、横向的进给运动。
六、致谢
毕业论文暂告收尾,这也意味着我在九江职业大学的三年的学习生活既将结束。回首既往,自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中,能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过,实是荣幸之极。在这三年的时间里,我在学习上和思想上都受益非浅。这除了自身努力外,与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的
❺ 数控加工的毕业设计
你的具体的零件图是什么啊,做一个加工类的设计要有具体的零件图才能够加工的,哦我同学说有个网站可以下载一些资料用用,你试下呢,看能不能找到你这个题目,在网络上面搜索“US机械毕业设计”里面的下载区有好多设计的
❻ 数控专业毕业论文怎么写有谁知道的!!!!!!
浅谈数控机床的国产化 摘要:我国从1958年开始发展数控技术,到现在已经建立了一定的规模体系。到目前为止我国数控市场大多被国外数控系统占领,本文主要讨论的是国产低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床如何占领国内市场。 关键词:国产化数控机床;低价位、高速、重型数控机床;售后保障机制 我国自从1958年开始研究数控技术以来,到现在已经建立了以中、低档数控机床为主的产业体系。数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产业化和市场占有率上。到目前为止,我国数控市场大多被国外数控系统占领,例如日本FANUC系统、德国的SIEMENS系统等一些国外知名品牌在我国占有很大的市场,而国产系统由于各种原因受到冷落。 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固将直接影响到一个国家的经济发展和综合国力,关系到一个国家的战略地位。因此,必须在国内市场上快速收复失地,在国际市场上稳步进军,才能最终打赢国产数控机床市场翻身仗。下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题做一简单讨论。 一、大力发展低价位数控机床 低价位数控机床,就是功能满足用户小批量,多品种生产要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜,中、小型企业都能接受的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一,也是国内众多用户渴求的产品,比较适合中国国情,其市场前景相当广阔。然而,如果采用国外数控系统(包括伺服元件)按照传统思路来发展低价位机床,是很难将价格降至广大用户所能接受的水平。因此,采用本文提出的新型集成化国产数据系统来发展高性能的低价位数控机床,将是一条最有希望成功的道路。只要有一定批量,由此构成的国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内,三坐标数控铣床可控制在l5万元左右,加工中心可控制在2O万元左右。此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力。 二、加速开发高速数控机床 高速、高效是数控机床发展的另一大潮流。发展高速、高效数控机床的技术途径可有以下几条: ①通过提高切削速度和进给速度的方法,来满足成倍提高生产效率,有效提高零件的表面加工质量和加工精度的加工效果,并且此方法还能解决常规加工难以解决的某些特殊材料(如铝钛合金、模具钢、淬硬钢)和特殊形状零件(如复杂薄壁零件)的高效加工问题。 ②通过工艺复合的方法来减少工件的安装次数, 这样能有效地缩短搬运和装夹时间。例如,将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心,可实现一次装卡完成零件的大部分(或全部)加工任务。 ③采用高速、高精度圆周铣的方法,能够完成以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新的加工方法,这种方法能够大幅度减少换刀次数,提高加工效率。 ④为数控机床开发智能寻位加工功能,消除对精密夹具和人工找正的依赖,有效缩短单件小批量加工的准备时间。 在我国现实条件下,如果沿用传统思路是难以实现上述途径的,因此必须立足国情、结合实际、勇于创新、大胆探索新的道路。考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案,一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中摩擦阻力较大,使运动部件难以获得高的进给速度;另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大,使之难以获得高的加速度。此外,传统机床结构是一种串联开链结构,组成环节多、结构复杂,并且由于存在悬臂部分,部件和环节间存在联接间隙,所以不容易获得高的总体刚度,因此难以适应高速高效加工的特殊要求。为此,开发国产高速高效数控机床时,可采用工件固定,以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动,将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高,如果在传动与控制上处理得当,还可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量,而且具有机械结构简单,零部件通用化、标准化程度高,制造成本低,易于经济化批量生产等显着优点。因此,沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。 三、突破重型数控机床的设计制造技术 重型数控机床(特别是多坐标重型数控机床)是国民经济和国防生产中的重大关键设备,属于战略物资,真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的。因此,在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。发展重型数控机床必须有过硬的基础,我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验,加强基础技术和关键技术研究,充分发挥我国产、学、研相结合的优势,各部门通力合作、共同努力,争取在短时期取得突破性进展。 四、建立起有力的售后保障机制 数控系统和数控机床做为典型的高技术产品,对用户的技术支持和服务是相当重要的,以前国产数控产品丧失信誉的原因,除可靠性问题外,另一大问题应是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统,一旦出现问题却叫天天不应,叫地地不灵,即便是厂家答应了,维修人员也不能及时到位,而且维修人员的技术水平也是参差不齐的,在这个讲究效率的时代,这样的售后服务是行不通的,长此下去谁还敢买我们的产品呢。因此,对用户的技术支持和服务应当成为我们重要的日常工作,使我们在市场上向纵深挺进的同时,有一个强大后方做保障。因此,为了取得数控产品市场竞争的全面胜利,必须建立一个以技术支持和服务为核心的强大的售后服务基础。
❼ 数控技术毕业论文
前言
由于各种机械的用途和性能不同,其零件的材料、结构和技术要求也各不相同。所以,各种零件的加工工艺是不同的,即使是同类型的零件,由于生产条件和批量大小的不同,其工艺也不同,因此,必须制定合理的工艺规程。在数控加工中,加工工艺路线表示刀具刀位点相对于工件运动的轨迹,也称进给路线。它不仅包括加工内容也反映加工顺序,是编程工作的主要依据。
摘要
数控技术及数控机床在当今机械制造业中的重要地位和巨大效益,显示了其在国家基础工业现代化中的战略性作用,并已成为传统机械制造工业提升改造和实现自动化、柔性化、集成化生产的重要手段和标志。数控技术及数控机床的广泛应用,给机械制造业的产业结构、产品种类和档次以及生产方式带来了革命性的变化。数控机床是现代加工车间最重要的装备。它的发展是信息技术(1T)与制造技术(MT)结合发展的结果。现代的CAD/CAM、制造技术,都是建立在数控技术之上的。掌握现代数控技术知识是现代数控技术专业学生必不可少的。
本次毕业设计内容介绍了数控加工的特点、加工工艺分析以及数控编程的一般步骤。并通过一定的实例详细的介绍了数控加工工艺的分析方法。
关键词: 数控技术 加工工艺 编程
NC and NC machine tool technology in today's machine manufacturing instry in an important position and great benefits that its national infrastructure in the instrial modernization of the strategic role and has become a traditional machinery manufacturing instries to transform and enhance automation, flexible, Integrated proction and an important means of signs. NC technology and the widespread application of NC machine tools, machinery manufacturing to the instrial structure, proct variety and quality and proction methods brought about a revolutionary change. NC machine tool processing workshop is the most important modern equipment. It is the development of information technology (1 T) and manufacturing technology (MT) with the result of the development. Modern CAD / CAM, FMS, CIMS, agile manufacturing and intelligent manufacturing technology, are built on the technology in the NC. NC master modern technology of modern machinery and electronic knowledge is essential to professional students.
The design of the content on the characteristics of the NC, processing and analysis of the general steps NC programming. And, through a detailed example of the NC on the process of analysis.
Key words: NC programming technology processing technology
1毛坯的选择
一、轴类零件的毛坯和材料
(一)轴类零件的毛坯
轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构,选用棒料、锻件等毛坯形式。对于外圆直径相差不大的轴,一般以棒料为主;而对于外圆直径相差大的阶梯轴或重要的轴,常选用锻件,这样既节约材料又减少机械加工的工作量,还可改善机械性能。
根据生产规模的不同,毛坯的锻造方式有自由锻和模锻两种。中小批生产多采用自由锻,大批大量生产时采用模锻。
(二)轴类零件的材料
轴类零件应根据不同的工作条件和使用要求选用不同的材料并采用不同的热处理规范(如调质、正火、淬火等),以获得一定的强度、韧性和耐磨性。
45钢是轴类零件的常用材料,它价格便宜经过调质(或正火)后,可得到较好的切削性能,而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能,淬火后表面硬度可达45~52HRC。
40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件,这类钢经调质和淬火后,具有较好的综合机械性能。
轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn,经调质和表面高频淬火后,表面硬度可达50~58HRC,并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能,可制造较高精度的轴。
精密机床的主轴(例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴)可选用38CrMoAIA氮化钢。这种钢经调质和表面氮化后,不仅能获得很高的表面硬度,而且能保持较软的芯部,因此耐冲击韧性好。与渗碳淬火钢比较,它有热处理变形很小,硬度更高的特性。
2零件图工艺分析
在设计零件的加工工艺规程时,首先要对加工对象进行深入分析。对于数控车削加工应考虑以下几方面:
1.构成零件轮廓的几何条件
在车削加工中手工编程时,要计算每个节点坐标;在自动编程时,要对构成零件轮廓所有几何元素进行定义。因此在分析零件图时应注意:
(1) 零件图上是否漏掉某尺寸,使其几何条件不充分,影响到零件轮廓的构成;
(2) 零件图上的图线位置是否模糊或尺寸标注不清,使编程无法下手;
(3) 零件图上给定的几何条件是否不合理,造成数学处理困难。
(4) 零件图上尺寸标注方法应适应数控车床加工的特点,应以同一基准标注尺寸或直接给出坐标尺寸。
2.尺寸精度要求
分析零件图样尺寸精度的要求,以判断能否利用车削工艺达到,并确定控制尺寸精度的工艺方法。
在该项分析过程中,还可以同时进行一些尺寸的换算,如增量尺寸与绝对尺寸及尺寸链计算等。在利用数控车床车削零件时,常常对零件要求的尺寸取最大和最小极限尺寸的平均值作为编程的尺寸依据。
3.形状和位置精度的要求
零件图样上给定的形状和位置公差是保证零件精度的重要依据。加工时,要按照其要求确定零件的定位基准和测量基准,还可以根据数控车床的特殊需要进行一些技术性处理,以便有效的控制零件的形状和位置精度。
4.表面粗糙度要求
表面粗糙度是保证零件表面微观精度的重要要求,也是合理选择数控车床、刀具及确定切削用量的依据。
5.材料与热处理要求
零件图样上给定的材料与热处理要求,是选择刀具、数控车床型号、确定切削用量的依据。
2.1零件加工工艺分析
1加工工艺路线的确定原则
加工工艺路线合理与否,关系到零件的加工质量
与生产效率。在确定加工工艺路线时,应综合考虑在保
证加工精度的前提下,应最大限度地缩短加工工艺路
线。所以数控加工工艺路线应遵循以下原则:
(1)保证产品质量,应将保证零件的加工精度和表
面粗糙度要求放在首位。
(2)提高劳动生产率和降低生产成本。在保证零件
加工质量的前提下,应力求加工路线最短,并尽量减少
空行程时间,提高加工效率。
(3)在满足零件加工质量、生产效率等条件下,尽
量简化数学处理的数值计算工作量,以简化编程工作。
此外,确定加工工艺路线中,还要综合考虑零件的形状
与刚度、加工余量、机床与刀具的刚度等,确定一次进
给还是多次进给,以及设计刀具的切人点与切出点、切
入方向与切出方向。在铣削加工中,是采用顺铣还是逆
铣等。
2加工工艺的选择要点
在数控加工编程中,应强化工艺规程,选择合理的
加工路线,优化程序编制。在制定加工工艺路线中应关
注以下事项:
(1)在确定加工路线时,为缩短行程,应考虑尽量
缩短刀具的空行程。通常通过合理选择起刀点,合理安
排回空路线都能使空行程缩短,提高生产效率。
(2)在安排加工工艺路线时,同时也要兼顾工序集
中的原则。零件在一次装夹中,尽可能使用同一把刀
具完成较多的加工表面,以减少换刀次数,简化加工
路线,缩短辅助时间。有条件者可采用复合刀具,当一
把刀具完成加工的所有部位后,尽可能为下道工序作
些预加工,如使用小钻头预钻定位孔或划位置痕.或
者进行粗加工,然后再换刀进行精加工。
(3)要选择工件在加工后变形小的加工路线。如
对于横截面积小的细长零件或薄板零件应采用分数
次走刀至最终尺寸或应用对称去除余量法安排加工
❽ 怎么样做数控专业毕业设计
第一步:找一个实物,比如加工一个徽章。
第二步:按照比例画出图来,关键是要获得尺寸。要说一下为什么这样画图,怎样获得尺寸的。
第三步:安排工艺,最好把走刀路径、方向在图上用不同的颜色表示出来,比如精加工用红线,粗加工用绿线,刀具用一个圆表示。把基点标上1、2、3……。
第四步:编程。要解释一下指令。
第五步:加工。要说明床子型号、系统等。
第六步:总结。主要说明在编程加工中的问题和解决办法。