四星件的数控加工的设计（说明书+CAD图纸）
摘 要
数控是先进制造技术的基础技术。数控加工在现代化生产中显示出很大的优越性。
对于现代制造业，数控机床非常适合那些形状复杂、精密和批量小的零件。而一般的普通机床根本无法满足这个要求。就连仿形机床和组合机床也解决不了高精度与小批量这个矛盾。因此数控加工非常适合航空、航天、电力、交通和电子等制造业的零件加工技术。
零件加工面临的一个主要问题是产品的高精度、多样性和批量小的矛盾。这就要求从机床到数控都需要柔性。CNC数控系统由于采用软件控制，具有了很大的柔性。
现代的数控机床其突出的优点是可以进行高精度加工和多样化加工，完全可以取代其他的加工方法。由于数控机床是按照预定的程序自动加工，加工过程不需要人工干预，加工精度还可以通过软件进行校正及补偿，因此可以提高零件的加工精度，稳定产品的质量。特别对于多品种、少批量的零件更是如此。
在这里通过对工件图形结构分析、精度分析、毛坯余量分析、结构工艺性分析。有如下的加工工艺过程：
在加工过程中考虑到工件的精度和表面粗造度，分粗加工和精加工。粗加工时刀具的半径补偿值设定为8.7mm,粗加工结束后测量一次工件的尺寸，然后
修改刀具的半径补偿值主轴的转速和进给速度对工件进行精加工。
操作过程中，夹具选用平口钳，工件底面放垫块，保证底面与工作台平行，约束三个自由度，后侧面紧贴平口钳，约束两个自由度。
考虑到机械加工的经济性，我选择用普通铣床加工基准面A。然后以基准面A和侧面进行定位加工上表面。由于工件外轮廓全是由曲线组成，不便于夹装和定位，我选择先加工孔和形腔。
根据先面后孔、先主后次的原则，又由于是用平底铣刀进行铣削加工无法下刀太深，所以我选择先加工孔再加工形腔。
工件外轮廓全是由曲线组成，不便于夹装和定位，所以必须和配合件配合加工，配合时以上表面和中心为定位基准进行加工。
关键词： 数控技术，华中世纪星HNC-21，刀具型号，切削用量，手工编程
目 录
第一章 数控技术的发展现状和前景…………………………………3
第二章 数控加工工艺和工序分析…………………………………………9
2.1加工工艺过程分析……………………………………………………………10
2.1.1 零件图样分析……………………………………………………………10
2.1.2 定位基准选择……………………………………………………………12
2.1.3 工艺方案拟定…………………………………………………………13
2.1.4 加工设备选择……………………………………………………………15
2.2加工工序分析…………………………………………………………………16
2.2.1加工步骤………………………………………………………………16
2.2.2 装夹方案和夹具的选择………………………………………………17
2.2.3 走刀路线的确定………………………………………………………17
2.2.4 选择刀具………………………………………………………………17
2.2.5 确定切削用量……………………………………………………………18
2.2.6 确定工序尺寸……………………………………………………………18
第三章 数控加工程序………………………………………………………19
第四章 总结…………………………………………………………20
致谢……………………………………………………………21
参考文献……………………………………………………………….22
附表………………………………………………26
第一章 数控技术的发展现状和前景
数控技术对传统机械制造业的渗透产生了机电一体化产品：数控机床。当前国内外NC技术的现状，包括开放体系结构的采用、高精高速高效功能的提高、软件数字伺服技术以及网络系统的发展等。然后NC技术在集成化、网络化、智能化及数字化等的发展趋势。为了把我国NC产业搞上去，提出发展NC产业要注重系统配套、可靠性、重视创新和加强服务的一些对策。
1.1数控技术国内外的现状：
1.1.1 开放结构的发展
数控技术从发明到现在，已有近50年的历史。按照电子器件的发展可分为五个发展阶段：电子管数控，晶体管数控，中小规模IC数控，小型计算机数控，微处理器数控；从体系结构的发展，可分为以硬件及连线组成的硬数控系统、计算机硬件及软件组成的CNC数控系统，后者也称为软数控系统：从伺服及控制的方式可分为步进电机驱动的开环系统和伺服电机驱动的闭环系统。 数控系统装备的机床大大提高了加工精度、速度和效率。人类发明了机器，延长和扩展人的手脚功能：当出现数控系统以后，制造厂家逐渐希望数控系统能部分代替机床设计师和操作者的大脑，具有一定的智能，能把特殊的加工工艺、管理经验和操作技能放进数控系统， 同时也希望系统具有图形交互、诊断功能等。首先就要求数控系统具有友好的人机界面和开发平台，通过这个界面和平台开放而自由地执行和表达自己的思路。这就产生了开放结构的数控系统。机床制造商可以在该开放系统的平台上增加一定的硬件和软件构成自己的系统。目前，开放系统有两种基本结构：
(1)CNC+PC主板：把一块PC主板插入传统的CNC机器中，PC板主要运行F实时控制，CNC主要运行以坐标轴运动为主的实时控制。
(2)PC+运动控制板：把运动控制板插入PC机的标准插槽中作实时控制用，而PC机主要作非实时控制。开放结构在90年代初形成；对于许多熟悉计算机应用的系统厂家，往往采用第(2)方案。但目前主流数控系统生产厂家认为数控系统最主要的性能是可靠性，象PC机存在的死机现象是不允许的。而系统功能首先追求的仍然是高精高速的加工。加上这些厂家长期已经生产大量的数控系统：体系结构的变化会对他们原系统的维修服务和可靠性产生不良的影响。因此不把开放结构作为主要的产品，仍然大量生产原结构的数控系统。为了增加开放性，主流数控系统生产厂家往往采用(1)方案，即在不变化原系统基本结构的基础上增加一块PC板，提供键盘使用户能把PC和CNC联系在一起，大大提高了人机界面的功能比较典型的如FANUC的150/160／180／210系统。有些厂家也把这种装置称为融合系统(fusion system)。由于它工作可靠，界面开放，越来越受到机床制造商的欢迎。
1.1.2 软件伺服驱动技术
伺服技术是数控系统的重要组成部分。广义上说，采用计算机控制，控制算法采用软件的伺服装置称为“软件伺服”。它有以下优点：
(1)无温漂，稳定性好。
(2)基于数值计算，精度高。
(3)通过参数对设定，调整减少。
(4)容易做成ASIC电路。
70年代，美国GATTYS公司发明了直流力矩伺服电机，从此开始大量采用直流电机驱动。开环的系统逐渐由闭环的系统取代。但直流电机存在以下缺点：
(1)电动机容量、最高转速、环境条件受到限制；
(2)换向器、电刷维护不方便。
交流异步电机虽然价格便宜、结构简单，但早期由於控制性能差，所以很长时间没有在数控系统上得到应用。随着电力电子技术的发展，1971年，德国西门子的Blaschke发明了交流异步机的矢量控制法；1980年，德国人Leonhard为首的研究小组在应用微理器的矢量控制的研究中取得进展，使矢量控制实用化。从70年代末，•数控机床逐渐采用异步电机为主轴的驱动电机。如果把直流电机进行“里翻外”的处理，即把电驱绕组装在定子，转子为永磁部分，由转子轴上的编码器测出磁极位置，这就构成了永磁无刷电机。这种电机具有良好的伺服性能。从80年代开始，逐渐应用在数控系统的进给驱动装置上。为了实现更高的加工精度和速度，90年代，许多公司又研制了直线电机。它由两个非接触元件组成，即磁板和线卷滑座：电磁力直接作用于移动的元件而无需机械连接，没有机械滞后或螺距周期误差，精度完全依赖于直线反馈系统和分级的支承，由全数字伺服驱动，刚性高，频响好，因而可获得高速度。但由于它的推力还不够大，发热，漏磁及造价也影响了它的广—泛应用。对现代数控系统，伺服技术取得的最大突破可以归结为：交流驱动取代直流驱动、数字控制取代模拟控制、或者把它称为软件控制取代硬件控制。这两种突破的结果产生了交流数字驱动系统，应用在数控机床的伺服进给和主轴装置。由于电力电子技术及控制理论、微处理器等微电子技术的快速发展，软件运算及处理能力的提高，特别是DSP的应用，使系统的计算速度大大提高，采样时间大大减少。这些技术的突破，使伺服系统性能改善、可靠性提高、调试方便、柔性增强。大大推动了高精高速加工技术的发展。
参考文献
1.张耀宗.机械加工实用手册编写组.机械工业出版社，1997
2.赵长明.机械加工工艺及装备．机械工业出版社，1998
3.黄卫.数控技术与编程．机械工业出版社，2005
4.王永章.机械加工切削数据手册．机械工业出版社，1989
5.程国全.数控技术.高等教育出版社，2001
