2023年数字化设计与制造读书报告

数字化设计与制造读书报告数控技术-------------《数字化设计与制造》读书报告0201*625内容摘要先进的硬件设备对生产加工的效率是很重要的。现代加工设备各式各样，品种繁多。像车床、铣床、磨床、钻床、加工中心机床等。为了削减人的体力劳动和自动化的生产，数控加工走向了我们，目前的数控机床广泛应用于加工行业当中。数控设备的消灭，使CAD/CAM技术得到了前所未有的进展，软/硬件得到了有机的结合。数控技术的应用不但给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断进展和应用领域的扩大，他对国计民生的一些重要行业〔it、汽车、轻工、医疗等〕的进展起着越来越重要的作用，由于这些行业所需装备的数字化已是现代进展的大趋势。关键字数控加工编程设备进展趋势正文数控技术是现代制造技术的根底，它的广泛应用使一般机械被数控机械所代替，使全球制造业发生了根本变化。数控技术的水准、拥有和普及程度已经成为衡量一个国家综合国力和工业现代化水平的重要标志之一。数控就是数字把握〔NumericalControl，NC〕的简称，国家标准GB/T8129-1997将数控定义为用数字化信息对机床运动及其加工过程进展把握的一种方法。数控系统即程序把握系统，数控系统能自动阅读输入载体上给定的程序，并对程序进展编译，以把握机床的运动，完成零件的加工过程。数控加工〔NCMachining〕是指依据零件图样及工艺要求等原始条件编制零件数控加工程序，并输入数控系统，把握数控机床中刀具与工件的相对运动，完成零件加工过程。数控程序〔NCProgram〕是指输入数控机床，执行一个确定加工任务的一系列指令的集合。数控编程〔NCProgramming〕则是指生成用于数控机床进展零件加工程序的过程。数控加工的优点柔性好所谓的柔性即适应性，是指数控机床随生产对象变化而变化的适应力气。数控机床把加工的要求、步骤与零件尺寸用代码和数字表示为数控程序，通过信息载体将数控程序输入数控装置。经过数控装置中的计算机处理与计算，发出各种把握信号，把握机床的动作，按程序加工出图纸要求的零件。在数控机床中使用的是可编程的数字量信号，当被加工零件改变时，只要编写“描写”该零件加工的程序即可。数控机床对加工对象改型的适应性强，这为单件、小批零件加工及试制产品供给了极大的便利。加工精度高数控机床有较高的加工精度，而且数控机床的加工精度不受零件外形复杂程度的影响。这对于一些用一般机床难以保证精度甚至无法加工的简洁零件来说是格外重要的。另外，数控加工消退了操作者的人为误差，提高了同批零件加工的全都性，使产品质量稳定。能加工简洁型面数控加工运动的任意可控性使其能完成一般加工方法难以完成或者无法进展的简洁型面加工。生产效率高数控机床的加工效率一般比一般机床高2~3倍，尤其在加工简洁零件时，生产率可提高十几倍甚至几十倍。一方面是由于其自动化程度高，具有自动换刀和其他关心操作自动化等功能，而且工序集中，在一次装夹中能完成较多外表的加工，省去了划线、屡次装夹、检测等工序；另一方面是加工中可承受较大的切削用量，有效地削减了加工中的切削工时。劳动条件好在数控机床上加工零件自动化程度高，大大减轻了操作者的劳动强度，改善了劳动条件。有利于生产治理用数控机床加工，能准确地打算零件的加工工时，简化检验工作，减轻了工夹具、半成品的治理工作，削减了因误操作而出废品及损坏刀具的可能性。这些都有利于治理水平的提高。易于建立计算机通信网络2．数控加工的缺乏之处〔1〕数控机床价格较贵，加工本钱高，提高了起始阶段的投资。〔2〕技术简洁，增加了电子设备的维护，修理困难。〔3〕对工艺和编程要求较高，加工中难以调整，对操作人员的技术水平要求较高。3．数控加工技术的主要应用对象几何外形简洁的零件特别是外形简洁、加工精度要求高或用数学方法定义的简洁曲线、曲面轮廓。从图1-2中可以看出，数控机床格外适合加工外形简洁的零件。多品种小批量生产的零件用通用机床加工时，要求设计制造简洁的专用工装或需很长调整时间。图1-3表示了通用机床、专用机床和数控机床加工批量与本钱的关系。从图中可以看出，在多品种、中小批量生产状况下，承受数控机床生产本钱更为合理。必需严格把握公差的零件。〔4〕贵重的、不允许报废的关键零件。数控编程的概念数控机床是依据事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进展加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数〔主轴转数、进给量、吃刀量等〕以及关心功能〔换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等〕，依据数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这一程序单中的内容记录在把握介质上〔如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器〕，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。这种从零件图的分析到制成把握介质的全部过程叫数控程序的编制。由于数控机床要依据预先编制好的程序自动加工零件，因此，程序编制的好坏直接影响数控机床的正确使用和数控加工特点的发挥。这就要求编程员具有比较高的素养。编程员应通晓机械加工工艺以及机床、刀夹具、数控系统的性能，生疏工厂的生产特点和生产习惯。在工作中，编程员不但要责任心强、细心，而且还能和操作人员协作默契，不断吸取别人的编程阅历、积存编程阅历和编程技巧，并逐步实现编程自动化，以提高编程效率。数控编程的内容和步骤数控编程的内容数控编程的主要内容包括分析零件图样，确定加工工艺过程；确定走刀轨迹，计算刀位数据；编写零件加工程序；制作把握介质；校对程序及首件试加工。数控编程的步骤1、分析零件图样和工艺处理这一步骤的内容包括对零件图样进展分析以明确加工的内容及要求，选择加工方案、确定加工挨次、走刀路线、选择适宜的数控机床、设计夹具、选择刀具、确定合理的切削用量等。工艺处理涉及的问题很多，编程人员需要留意以下几点工艺方案及工艺路线、零件安装与夹具选择、编程原点和编程坐标系、刀具和切削用量2、数学处理在完成工艺处理的工作以后，下一步需依据零件的几何外形、尺寸、走刀路线及设定的坐标系，计算粗、精加工各运动轨迹，得到刀位数据。一般的数控系统均具有直线插补与圆弧插补功能。对于点定位的数控机床〔如数控冲床〕一般不需要计算；对于加工由圆弧与直线组成的较简洁的零件轮廓加工，需要计算出零件轮廓线上各几何元素的起点、终点、圆弧的圆心坐标、两几何元素的交点或切点的坐标值；当零件图样所标尺寸的坐标系与所编程序的坐标系不全都时，需要进展相应的换算；假设数控机床无刀补功能，则应计算刀心轨迹；对于外形比较复杂的非圆曲线〔如渐开线、双曲线等〕的加工，需要用小直线段或圆弧段靠近，按精度要求计算出其节点坐标值；自由曲线、曲面及组合曲面的数学处理更为简洁，需利用计算机进展关心设计。3、编写零件加工程序单在加工挨次、工艺参数以及刀位数据确定后，就可按数控系统的指令代码和程序段格式，逐段编写零件加工程序单。编程人员应对数控机床的性能、指令功能、代码书写格式等格外生疏，才能编写出正确的零件加工程序。对于外形简洁、工序很长、计算烦琐的零件承受计算机关心数控编程。4、输入数控系统程序编写好之后，可通过键盘直接将程序输入数控系统，比较老一些的数控机床需要制作把握介质〔穿孔带〕，再将把握介质上的程序输入数控系统。5、程序检验和首件试加工程序送入数控机床后，还需经过试运行和试加工两步检验后，才能进展正式加工。通过试运行，检验程序语法是否有错，加工轨迹是否正确；通过试加工可以检验其加工工艺及有关切削参数指定得是否合理，加工精度能否满足零件图样要求，加工工效如何，以便进一步改进。三、数控编程的方法数控编程一般分为手工编程和自动编程。1．手工编程(ManualProgramming)从零件图样分析、工艺处理、数值计算、编写程序单、程序输入至程序校验等各步骤均由人工完成，称为手工编程。对于加工外形简洁的零件，计算比较简洁，程序不多，承受手工编程较简洁完成，而且经济、准时，因此在点定位加工及由直线与圆弧组成的轮廓加工中，手工编程仍广泛应用。但对于外形简洁的零件，特别是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程就有确定的困难，出错的机率增大，有的甚至无法编出程序，必需承受自动编程的方法编制程序。自动编程〔AutomaticProgramming〕自动编程是利用计算机专用软件编制数控加工程序的过程。它包括数控语言编程和图形交互式编程。数控语言编程，编程人员只需依据图样的要求，使用数控语言编写出零件加工源程序，送入计算机，由计算机自动地进展编译、数值计算、后置处理，编写出零件加工程序单，直至自动穿出数控加工纸带，或将加工程序通过直接通信的方式送入数控机床，指挥机床工作。数控语言编程为解决多坐标数控机床加工曲面、曲线供给了有效方法。但这种编程方法直观性差，编程过程比较简洁不易把握，并且不便于进展阶段性检查。随着计算机技术的进展，计算机图形处理功能已有了极大的增加，“图形交互式自动编程”也应运而生。图形交互式自动编程是利用计算机关心设计〔CAD〕软件的图形编程功能，将零件的几何图形绘制到计算机上，形成零件的图形文件，或者直接调用由CAD系统完成的产品设计文件中的零件图形文件，然后再直接调用计算机内相应的数控编程模块，进展刀具轨迹处理，由计算机自动对零件加工轨迹的每一个节点进展运算和数学处理，从而生成刀位文件。之后，再经相应的后置处理〔postprocessing〕，自动生成数控加工程序，并同时在计算机上动态地显示其刀具的加工轨迹图形。图形交互式自动编程极大地提高了数控编程效率，它使从设计到编程的信息流成为连续，可实现CAD/CAM集成，为实现计算机关心设计〔CAD〕和计算机辅助制造〔CAM〕一体化建立了必要的桥梁作用。因此，它也习惯地被称为CAD/CAM自动编程。四．数控设备数控设备就是承受了数控技术的机械设备，或者说是装备了数控系统的机械设备。数控机床是数控设备的典型代表，其他数控设备还有数控冲剪机、数控压力机、数控弯管机、数控坐标测量机、数控绘图仪、数控雕刻机等。数控机床是为了解决简洁、周密、小批多变零件加工的自动化要求而产生的。数控加工是依据被加工零件的图样和工艺要求，编制成以数码表示的程序，输入到机床的数控系统中，以把握刀具与工件的相对运动，从而加工出合格零件的方法。高速、周密、复合、智能和绿色是数控机床技术进展的总趋势，近几年来，在有用化和产业化等方面取得可喜成绩。主要表现在机床复合技术进一步扩展随着数控机床技术进步，复合加工技术日趋成熟，包括铣-车复合、车铣复合、车-镗-钻-齿轮加工等复合，车磨复合，成形复合加工、特种复合加工等，复合加工的精度和效率大大提高。“一台机床就是一个加工厂”、“一次装卡，完全加工”等理念正在被更多人承受，复合加工机床进展正呈现多样化的态势。智能化技术有突破数控机床的智能化技术有的突破，在数控系统的性能上得到了较多表达。智能化提升了机床的功能和品质。，使得柔性线更加灵敏、功能进一步扩展、柔性线进一步缩短、效率更高。机器人与加工中心、车铣复合机床、磨床、齿轮加工机床、工具磨床、电加工机床、锯床、冲压机床、激光加工机床、水切割机床等组成多种形式的柔性单元和柔性生产线已经开头应用。周密加工技术有了进展数控金切机床的加工精度已从原来的丝级〔0.01mm〕提升到目前的微米级〔0.001mm〕，有些品种已到达0.05μm左右。超周密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定到达0.05μm左右，外形精度可达0.01μm左右。承受光、电、化学等能源的特种加工精度可到达纳米级〔0.001μm〕。通过机床构造设计优化、机床零部件的超精加工和周密装配、承受高精度的全闭环把握及温度、振动等动态误差补偿技术，提高机床加工的几何精度，降低形位误差、外表粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。功能部件性能不断提高功能部件不断向高速度、高精度、大功率和智能化方向进展，并取得成熟的应用。全数字沟通伺服电机和驱动装置，高技术含量的电主轴、力矩电机、直线电机，高性能的直线滚动组件，高精度主轴单元等功能部件推广应用，极大的提高数控机床的技术水平。五．数控技术的进展趋势:〔一〕、高速、高精加工技术及装备的趋势效率、质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大地提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争力气。近来承受大型整体铝合金坯料“掏空”的方法来制造机翼、机身等大型零件来替代多个零件通过众多的铆钉、螺钉和其他联结方式拼装，使构件的强度、刚度和牢靠性得到提高。这些都对加工装备提出了高速、高精和高柔性的要求。在加工精度方面，近10年来，一般级数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，周密级加工中心则从3～5μm，提高到1～5μm，并且超周密加工精度已开头进入纳米级(0.01μm)。在牢靠性方面，国外数控装置的mtbf值已达6000h以上，伺服系统的mtbf值到达30000h以上，表现出格外高的