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1、2022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姓名：王芬祥学号：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。现代加工设备各种各样，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。数控设备的出现，使CAD/CAM技术得到了前所未有的发展，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改变，使制造业成为工业化的象征，而且随着数控技术的不断发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
2、等）的发展起着越来越重要的作用，因为这些行业所需装备的数字化已是现代发展的大趋势。关键字：数控加工编程设备发展趋势正文：数控技术是现代制造技术的基础，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改变。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记之一。数控就是数字限制（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行限制的一种方法。数控系统即程序限制系统，数控系统能自动阅读输入载体上给定的程序，并对程序进行编译，以限制机床的运动，完成零件的加工过程。数控
3、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，限制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行零件加工程序的过程。1.数控加工的优点：（1）柔性好所谓的柔性即适应性，是指数控机床随生产对象改变而改变的适应实力。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，发出各种限制信号，限制机床的动作，按程序
4、加工出图纸要求的零件。在数控机床中运用的是可编程的数字量信号，当被加工零件变更时，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新产品供应了极大的便利。（2）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形态困难程度的影响。这对于一些用一般机床难以保证精度甚至无法加工的困难零件来说是特别重要的。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一样性，使产品质量稳定。（3）能加工困难型面数控加工运动的随意可控性使其能完成一般加工方法难以完成或者无法进行的困难型面加工。（4）生产效率高数控机床的加工效率一般比一般机
5、床高23倍，尤其在加工困难零件时，生产率可提高十几倍甚至几十倍。一方面是因为其自动化程度高，具有自动换刀和其他协助操作自动化等功能，而且工序集中，在一次装夹中能完成较多表面的加工，省去了划线、多次装夹、检测等工序；另一方面是加工中可采纳较大的切削用量，有效地削减了加工中的切削工时。（5）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。（6）有利于生产管理用数控机床加工，能精确地安排零件的加工工时，简化检验工作，减轻了工夹具、半成品的管理工作，削减了因误操作而出废品及损坏刀具的可能性。这些都有利于管理水平的提高。（7）易于建立计算机通信网络2数控加工的不足
6、之处：（1）数控机床价格较贵，加工成本高，提高了起始阶段的投资。（2）技术困难，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：（1）几何形态困难的零件?特殊是形态困难、加工精度要求高或用数学方法定义的困难曲线、曲面轮廓。从图1-2中可以看出，数控机床特别适合加工形态困难的零件。（2）多品种小批量生产的零件?用通用机床加工时，要求设计制造困难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成本的关系。从图中可以看出，在多品种、中小批量生产状况下，采纳数控机床生产成本更为合理。
7、（3）必需严格限制公差的零件。（4）珍贵的、不允许报废的关键零件。数控编程的概念：数控机床是根据事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路途、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）以及协助功能（换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等），根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限制介质上（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限制介质的全部过程叫数控程序的编制。由于数控机床要根据预先编制好的程序自动加工零件，因此，程
8、序编制的好坏干脆影响数控机床的正确运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，熟识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、积累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；制作限制介质；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：对零件图样进行分析以明确加工的
9、内容及要求，选择加工方案、确定加工依次、走刀路途、选择合适的数控机床、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许多，编程人员须要留意以下几点：工艺方案及工艺路途、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形态、尺寸、走刀路途及设定的坐标系，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）一般不须要计算；对于加工由圆弧与直线组成的较简洁的零件轮廓加工，须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
10、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一样时，须要进行相应的换算；若数控机床无刀补功能，则应计算刀心轨迹；对于形态比较困难的非圆曲线（如渐开线、双曲线等）的加工，须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困难，需利用计算机进行协助设计。3、编写零件加工程序单在加工依次、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、代码书写格式等特别熟识，才能编写出正确的零件加工程序。对于形态困难、工序很长、计算烦琐的零件采纳计算机协助数控编程。4、输入数控系
11、统程序编写好之后，可通过键盘干脆将程序输入数控系统，比较老一些的数控机床须要制作限制介质（穿孔带），再将限制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，才能进行正式加工。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，加工精度能否满意零件图样要求，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
12、程。对于加工形态简洁的零件，计算比较简洁，程序不多，采纳手工编程较简单完成，而且经济、刚好，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。但对于形态困难的零件，特殊是具有非圆曲线、列表曲线及曲面的零件，用手工编程就有肯定的困难，出错的机率增大，有的甚至无法编出程序，必需采纳自动编程的方法编制程序。2.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，运用数控语言编写出零件加工源程序，送入计算机，由计算机自动地进行编译、数值计算、后置处理，编写
13、出零件加工程序单，直至自动穿出数控加工纸带，或将加工程序通过干脆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、曲线供应了有效方法。但这种编程方法直观性差，编程过程比较困难不易驾驭，并且不便于进行阶段性检查。随着计算机技术的发展，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协助设计（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，或者干脆调用由CAD系统完成的产品设计文件中的零件图形文件，然后再干脆调用计算机内相应的数控编程模块，进行刀具轨迹处理，由计算机自动对零件加工轨迹的
14、每一个节点进行运算和数学处理，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，为实现计算机协助设计（CAD）和计算机协助制造（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采纳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
15、、数控雕刻机等。数控机床是为了解决困难、精密、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，以限制刀具与工件的相对运动，从而加工出合格零件的方法。高速、精密、复合、智能和绿色是数控机床技术发展的总趋势，近几年来，在好用化和产业化等方面取得可喜成果。主要表现在：1.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
16、多人接受，复合加工机床发展正呈现多样化的态势。2.智能化技术有新突破数控机床的智能化技术有新的突破，在数控系统的性能上得到了较多体现。智能化提升了机床的功能和品质。3.机器人使柔性化组合效率更高机器人与主机的柔性化组合得到广泛应用，使得柔性线更加敏捷、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起先应用。4.精密加工技术有了新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），有些品种已达到0.05m
17、左右。超精密数控机床的微细切削和磨削加工，精度可稳定达到0.05m左右，形态精度可达0.01m左右。采纳光、电、化学等能源的特种加工精度可达到纳米级（0.001m）。通过机床结构设计优化、机床零部件的超精加工和精密装配、采纳高精度的全闭环限制及温度、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、表面粗糙度等，从而进入亚微米、纳米级超精加工时代。5.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发展，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
18、床的技术水平。五数控技术的发展趋势:（一）、高速、高精加工技术及装备的新趋势效率、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实力。近来采纳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10m提高到5m，精密级加工中心则从35m，提高到11.5m，并且超精密加工精度已起先进入纳米级(0.01m)。在牢靠性方面，国外数控装置的m
19、tbf值已达6000h以上，伺服系统的mtbf值达到30000h以上，表现出特别高的牢靠性。为了实现高速、高精加工，与之配套的功能部件如电主轴、直线电机得到了快速的发展，应用领域进一步扩大。（二）、5轴联动加工和复合加工机床快速发展采纳5轴联动对三维曲面零件的加工，可用刀具最佳几何形态进行切削，不仅光滑度高，而且效率也大幅度提高。一般认为，1台5轴联动机床的效率可以等于2台3轴联动机床，特殊是运用立方氮化硼等超硬材料铣刀进行高速铣削淬硬钢零件时，5轴联动加工可比3轴联动加工发挥更高的效益。（三）、智能化、开放式、网络化成为当代数控系统发展的主要趋势21世纪的数控装备将是具有肯定智能化的系统，智
20、能化的内容包括在数控系统中的各个方面：为追求加工效率和加工质量方面的智能化，如加工过程的自适应限制，工艺参数自动生成；为提高驱动性能及运用连接便利的智能化，如前馈限制、电机参数的自适应运算、自动识别负载自动选定模型、自整定等；简化编程、简化操作方面的智能化，如智能化的自动编程、智能化的人机界面等；还有智能诊断、智能监控方面的内容、便利系统的诊断及修理等。参考文献：1李铁光等主编数控加工技术北京理工高校出版社2易红主编数控技术机械工业出版社3李雪梅，王斌武主编数控机床电子工业出版社4王道宏主编数控编程技术人民邮电出版社201*-12-友情提示：本文中关于数字化设计与制造读书报告给出的范例仅供您参考拓展思维运用，数字化设计与制造读书报告：该篇文章建议您自主创作。本文来源：网络收集与整理，如有侵权，请联系作者删除，谢谢！第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页