【正文】 ..................................................................................... 27 參考文獻 ........................................................................................................................................................................................ 28 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 1 第一章 概述 數(shù)控技術是工業(yè)自動化的一門基礎技術，在工業(yè)生產中越來越得到廣泛的應用。數(shù)控機床問世以來，數(shù)控技術大幅度推進了制造技術與制造業(yè) 的發(fā)展，數(shù)控技術應用課程在我國已成為各大院校機電類專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。數(shù)控技術是一門綜合性專業(yè)技術，涉及到設計、工藝、機床、刀具、夾具、材料、數(shù)字控制、電機、檢測等等。特別是 CAD/CAM一體化技術、 FMS、 CIMS、它們是集設備、信息、物流、能量流與一體的綜合的自動化設計與制造系統(tǒng)，而是一門綜合設計、工藝、制造及自動控制的多學科交叉型的科學技術。數(shù)控機床和加工中心是典型的機電一體化產品，同時又是用于產品制造的機電一體化生產設備。 隨著計算機技術的飛速發(fā)展和廣泛應用，機械制造業(yè)正在發(fā)生著一場深刻的技術革命，這場革命從根本上改變了生產技術和管理技術，傳統(tǒng)的生產設備和方法已逐漸被計算機控制的各種系統(tǒng)所取代，數(shù)控加工中心正以其強大的加工功能在現(xiàn)代機械制造業(yè)中扮演重要的角色。加工中心是按照預先編好的數(shù)控程序自動地對工件進行加工的高效自動化設備，故編制數(shù)控程序在數(shù)控加工中起到非常重要的地位。 用數(shù)控機床加工零件，是按照事先編制好了的數(shù)控程序自動地對零件進行加工。它是把零件的加工工藝路線、刀具運動軌跡、切削參數(shù)等，按照數(shù)控機床規(guī)定的指令代碼及程序格式編寫成加工程序單，再把程序單的內容輸入到數(shù)控機床的數(shù)控裝置中，從而控 制機床加工零件。為了能充分高效地利用數(shù)控機床的各種功能，使數(shù)控機床能按照人們事先設計的模式進行安全、可靠地工作，選擇了泵體殼蓋在數(shù)控機床上進行加工作為畢業(yè)設計的課題。并嚴格按照畢業(yè)設計的要求，進行包括數(shù)控加工工藝分析、數(shù)控刀具及其切削參數(shù)的選擇、工件裝夾方式與數(shù)控加工夾具的選擇、程序編制中的數(shù)字計算、數(shù)控加工程序的編制等。 另外，考慮到自動編程技術具備數(shù)學處理能力強、能快速、自動生成數(shù)控程序、后置處理程序靈活多變、程序自檢、糾錯能力強、便于實現(xiàn)與數(shù)控系統(tǒng)的通行等特點，采用了數(shù)控加工自動編程技術進行課題制作， 同時為了檢驗編程效果，還采用了數(shù)控仿真技術及時校驗整個程序的加工效果。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 2 第二章 零件圖的工藝分析及加工工藝的制定 如圖 1 所示就是我們所需加工的泵蓋零件，加工該零件所需材料為鑄鐵。毛坯尺寸為 170mm110mm 30mm。該類型的泵蓋零件廣泛應用于 汽車動力轉向系統(tǒng) 。 注 : 鑄件技術要求 ① 產品材料： HT200 ② 產品數(shù)量：小批量生產 ③ 未標注粗糙度均為 圖 1 零件圖 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 3 在 數(shù)控工藝分析時，首先要對零件圖樣進行工藝分析， 分析零件各加工部位的結構工藝性是否符合數(shù)控加工的特點，其主要內容包括： ，宜采用以同一基準引注尺寸或直接給出坐標尺寸。這種標注方法，既便于編程，也便于協(xié)調設計基準、工藝基準、檢測基準與編程零點的設置和計算。 行定義。在分析零件圖時，要分析各種幾何元素的條件是否充分，如果不充分，則無法對被加工的零件進行編程或造型。 、尺寸公差應能否得到保證。雖然數(shù)控機床加工精度 很高，但對一些特殊情況，例如薄壁零件的加工，由于薄壁件的剛性較差，加工時產生的切削力及薄壁的彈性退讓極易產生切削面的振動，使得薄壁厚度尺寸公差難以保證，其表面粗糙度也隨之增大，根據(jù)實踐經驗，對于面積較大的薄壁，當其厚度小于 3mm 時，應在工藝上充分重視這一問題。 ，如果零件的內輪廓與外輪廓幾何類型相同或相似，考慮是否可以編在同一個程序，盡可能減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，以減少輔助時間，提高加工效率。需要注意的是，刀具的直徑常常受內輪廓圓弧半徑 R 限制。 ，可以減少刀具的走刀次數(shù)，提高刀具的剛性系統(tǒng)，不但加工效率得到提高，而且工件表面和底面的加工質量也相應的得到提高。 r 不宜太大由于銑刀與銑削平面接觸的最大直徑 d=D2r，其中 D 為銑刀直徑。當 D 一定時，圓角半徑 r 越大，銑刀端刃銑削平面的能力越差，效率也就越低，工藝性也越差。當 r 大到一定程度時甚至必須用球頭銑刀加工，這是應當避免的。當 D 越大而 r 越小，銑刀端刃銑削平面的面積就越大，加工 平面的能力越強， 銑削工藝性當然也越好。有時，銑削的底面面積較大，底部圓弧 r 也較大時，可以用兩把 r 不同的銑刀分兩次進行切削。 ，由于基準不統(tǒng)一，往往會因為零件重新安裝而接不好刀，加工結束后正反兩面上的輪廓位置及尺寸的不協(xié)調。因此，盡量利用零件本身具有的合適的孔或以零件輪廓的基準邊或專門設置工藝孔（如在毛坯上增加工 藝凸臺或在后續(xù)工序要去除余量上設置基準孔）等作為定位基準，保證兩次裝夾加工后相對位置的準確性。 ，不但影響零件的加工質量，有時，還會出現(xiàn)蹦刀的現(xiàn)象。這時就應該考慮銑削的加工工藝問題，盡可能把粗、 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 4 精加工分開或采用對稱去余量的方法。當然也可以采用熱處理的方法來解決。 所需生產泵蓋零件的工藝分析： 該零件毛坯尺寸為 170mm 110mm 30mm 由平面、外輪廓以及孔系組成。其中216。32H7mm、 216。12H7mm 和 2 216。6H8mm 四個內孔的表面粗糙度要求很高，為 m；216。32H7mm 內孔表面對 A 面有垂直度要求，上表面對 A 有平行度要求。該零件材料為鑄鐵，切削加工性能較好。 根據(jù)上述分析， 216。32H7mm 孔、 2 216。6H8mm 孔與 216。12H7mm 孔的粗、精加工應分別開進行，并保證表面粗糙度要求。同時應以底面 A 定位，提高裝夾剛度以滿足 216。32H7mm內孔表面的垂直度要求。 第三章 制定加工方案和加工工藝 先粗后精 這是數(shù)控機床與普通機床都采用的方案，目的是為了提高生產效率并為保證零件的精加工質量做準備。主要過程是先安排較大切削深度及進給量的粗加工工序，以便在較短 的時間內將精加工前的大量余量去掉。 先內后外 對于車、銑及線切割機床加工特別適宜先內后外的加工方法。對既要加工內后加工外形表面。這是因為控制內表面的尺寸和形位精度等均較困難， 刀具剛性相應較差，刀尖或刀刃的使用壽命受到切削熱的影響而降低，以及在依據(jù)加工內容，所選機床確定定位夾緊方案。 （ 1）選擇加工方法 ①上、下表面及臺階面的粗糙度要求為 m，可選擇“粗銑 — 精銑”方案。 ②孔加工方法的選擇 孔 加工前，為便于鉆頭找正，先用中心鉆加工中心孔，然后在鉆孔。內孔表面的加工方案在很大程度上取決于內孔表面本身 的尺寸精度和粗糙度。對于精度要求特別高、粗糙度值較小的表面，一般不能一次加工到規(guī)定尺寸，而要劃分階段逐步進行。該零件孔系加工方案的選擇如下。 A． 216。32H7mm 孔，表面粗糙度為 m，選擇“鉆 — 粗鏜 — 半精鏜 — 精鏜”方案。 B． 216。12H7mm 孔，表面粗糙度為 m，選擇“鉆 — 粗鉸 — 精鉸”方案。 C． 6 216。7mm孔，表面粗糙度為 m，無尺寸公差要求，選擇“鉆 鉸”方案。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 5 D． 2 216。6H8 孔，表面粗糙度為 m，選擇“鉆 鉸”方案。 E． 216。18mm 孔和 6 216。10mm孔，表面粗糙度為 m，無尺寸公差要求，選擇“鉆孔 — 锪孔”方案。 F．螺紋孔 2 M16H7，采用先鉆底孔后攻螺紋的加工方法。 （ 2）加工工藝 數(shù)控機床的加工方案包括制定工序、工步及先后順序和進給路線等內容。 在數(shù)控機床的加工過程中，由于加工對象復雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變萬化，加上材料、批量等多方面因素的影響，在對具體零件制定加工方案時，應對具體零件制定加工方案時，應具體分析并區(qū)別對待，靈活處理。只有這樣，才能使加工方案合理，從而達到質量優(yōu)、效率高和成本低的目的。 加工機床的選擇 數(shù)控銑床是在一般銑床的 基礎上發(fā)展起來的，兩者的加工工藝基本相同，結構也有些相似，但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動加工機床，所以其結構也與普通銑床有很大區(qū)別 。 圖 2 數(shù)控銑床的基本結構 數(shù)控銑床形式多樣，不同類型的數(shù)控銑床在組成上雖有所差別，但卻有許多相似之處。下面以 XK5040A 型數(shù)控立式升 降臺銑床為例介紹其組成情況。 Ⅺ鋸 040A 型數(shù)控立式升降臺銑床配有Ⅳ四 3MA 數(shù)控系統(tǒng)，采用全數(shù)字交流伺服驅動。 該機床由 6 個主要部分組成．即床身部分，銑頭部分，工作臺部分，橫進給部分，升降臺部分，冷卻、潤滑部分。 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 6 (1)床身 床身內部布局合理，具有良好的剛性，底座上設有 4 個調節(jié)螺栓，便于機床進行水平調整，切削液儲液襤設在機床座內部。 (2)銑頭部分 銑頭部分由有級 (或無級 )變速箱和銑頭兩個部件組成。銑頭主軸支承在高精度軸承上．保證主軸具有高回轉精度和良好的剛性；主軸裝有快速換刀螺母， 前端錐采用 1$0505錐度；主軸采用機械無級變速，其調節(jié)范圍寬，傳動平穩(wěn)，操作方便。剎車機構能使主軸迅速制動，可節(jié)省輔助時間，剎車時通過制動手柄撐開止動環(huán)使主軸立即制動。啟動主電動機時，應注意松開主軸制動手柄。銑頭部件還裝有伺服電機、內齒帶輪、滾珠絲杠副及主軸套簡，它們形成垂直方向 (z 方向 )進給傳動鏈，使主軸作垂向直線運動。 (3)工作臺 工作臺與床鞍支承在升降臺較寬的水平導軌上，工作臺的縱向進給是由安裝在工作臺右端的伺服電機驅動的。通過內齒帶輪帶動精密滾珠絲杠剮，從而使工作臺獲得縱向進給。工作臺左 端裝有手輪和刻度盤，以便進行手動操作。床鞍的縱橫向導軌面均采用了TuRcllE B 貼塑面，從而提高了導軌的耐磨性、運動的平穩(wěn)性和精度的保持性，消除了低速爬行現(xiàn)象。 (4)升降臺 (橫向進路部分 ) 升降臺前方裝有交流伺服電機．驅動床鞍作橫向進給運動，其傳動原理與工作臺的縱向進給相同。此外．在橫向滾珠絲杠前端還裝有進給手輪，可實現(xiàn)手動進給。升降臺左側裝有鎖緊手柄，軸的前端裝有長手柄，可帶動錐齒輪及升降臺絲桿旋轉，從而獲得升降臺的升降運動。 (5)冷卻與潤滑裝置 ①冷卻系統(tǒng)。機床的冷卻系統(tǒng)是由冷卻 泵、出水管、回水管、開關及噴嘴等組成，冷卻泵安裝在機床底座的內腔里，冷卻泵將切削液從底座內儲液池打至出水管，然后經噴嘴噴出，對切削區(qū)進行冷卻。 ②潤滑系統(tǒng)及方式。潤滑系統(tǒng)是由手動潤捐油泵、分油器、節(jié)流閥、油管等組成。機床采用周期潤滑方式，用手動潤滑油泵，通過分油器對主軸套筒、縱橫向導軌及三向滾珠絲桿進行潤滑，以提高機床的使用壽命。 數(shù)控銑床機械結構 從數(shù)字控制技術特點看．由于效控機床采用了伺服電機，應用數(shù)字技術實現(xiàn)了對機床執(zhí)行部件工作順序和運動位移的直接控制，傳統(tǒng)機床的變速箱結構被取消或部分取消 了，因而機械結構也大大簡化了。數(shù)字控制還要求機械系統(tǒng)有較高的傳動剛度和無傳動間隙，以確?？刂浦噶畹膱?zhí)行和控制品質的實現(xiàn)。同時．由于計算機水平和控制能力的不斷提高， 湖州職業(yè)技術學院機電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 7