【正文】 ..................................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................................................................................ 28 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 1 第一章 概述 數(shù)控技術(shù)是工業(yè)自動(dòng)化的一門基礎(chǔ)技術(shù)，在工業(yè)生產(chǎn)中越來越得到廣泛的應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床問世以來，數(shù)控技術(shù)大幅度推進(jìn)了制造技術(shù)與制造業(yè) 的發(fā)展，數(shù)控技術(shù)應(yīng)用課程在我國已成為各大院校機(jī)電類專業(yè)的主要專業(yè)課程之一。數(shù)控技術(shù)是一門綜合性專業(yè)技術(shù)，涉及到設(shè)計(jì)、工藝、機(jī)床、刀具、夾具、材料、數(shù)字控制、電機(jī)、檢測(cè)等等。特別是 CAD/CAM一體化技術(shù)、 FMS、 CIMS、它們是集設(shè)備、信息、物流、能量流與一體的綜合的自動(dòng)化設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)，而是一門綜合設(shè)計(jì)、工藝、制造及自動(dòng)控制的多學(xué)科交叉型的科學(xué)技術(shù)。數(shù)控機(jī)床和加工中心是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，同時(shí)又是用于產(chǎn)品制造的機(jī)電一體化生產(chǎn)設(shè)備。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，機(jī)械制造業(yè)正在發(fā)生著一場(chǎng)深刻的技術(shù)革命，這場(chǎng)革命從根本上改變了生產(chǎn)技術(shù)和管理技術(shù)，傳統(tǒng)的生產(chǎn)設(shè)備和方法已逐漸被計(jì)算機(jī)控制的各種系統(tǒng)所取代，數(shù)控加工中心正以其強(qiáng)大的加工功能在現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)中扮演重要的角色。加工中心是按照預(yù)先編好的數(shù)控程序自動(dòng)地對(duì)工件進(jìn)行加工的高效自動(dòng)化設(shè)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(jī)床加工零件，是按照事先編制好了的數(shù)控程序自動(dòng)地對(duì)零件進(jìn)行加工。它是把零件的加工工藝路線、刀具運(yùn)動(dòng)軌跡、切削參數(shù)等，按照數(shù)控機(jī)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(nèi)容輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控裝置中，從而控 制機(jī)床加工零件。為了能充分高效地利用數(shù)控機(jī)床的各種功能，使數(shù)控機(jī)床能按照人們事先設(shè)計(jì)的模式進(jìn)行安全、可靠地工作，選擇了泵體殼蓋在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工作為畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題。并嚴(yán)格按照畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，進(jìn)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(jì)算、數(shù)控加工程序的編制等。 另外，考慮到自動(dòng)編程技術(shù)具備數(shù)學(xué)處理能力強(qiáng)、能快速、自動(dòng)生成數(shù)控程序、后置處理程序靈活多變、程序自檢、糾錯(cuò)能力強(qiáng)、便于實(shí)現(xiàn)與數(shù)控系統(tǒng)的通行等特點(diǎn)，采用了數(shù)控加工自動(dòng)編程技術(shù)進(jìn)行課題制作， 同時(shí)為了檢驗(yàn)編程效果，還采用了數(shù)控仿真技術(shù)及時(shí)校驗(yàn)整個(gè)程序的加工效果。 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)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(yīng)用于 汽車動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 。 注 : 鑄件技術(shù)要求 ① 產(chǎn)品材料： HT200 ② 產(chǎn)品數(shù)量：小批量生產(chǎn) ③ 未標(biāo)注粗糙度均為 圖 1 零件圖 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 3 在 數(shù)控工藝分析時(shí)，首先要對(duì)零件圖樣進(jìn)行工藝分析， 分析零件各加工部位的結(jié)構(gòu)工藝性是否符合數(shù)控加工的特點(diǎn)，其主要內(nèi)容包括： ，宜采用以同一基準(zhǔn)引注尺寸或直接給出坐標(biāo)尺寸。這種標(biāo)注方法，既便于編程，也便于協(xié)調(diào)設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、檢測(cè)基準(zhǔn)與編程零點(diǎn)的設(shè)置和計(jì)算。 行定義。在分析零件圖時(shí)，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(duì)被加工的零件進(jìn)行編程或造型。 、尺寸公差應(yīng)能否得到保證。雖然數(shù)控機(jī)床加工精度 很高，但對(duì)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(shí)產(chǎn)生的切削力及薄壁的彈性退讓極易產(chǎn)生切削面的振動(dòng)，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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于面積較大的薄壁，當(dāng)其厚度小于 3mm 時(shí)，應(yīng)在工藝上充分重視這一問題。 ，如果零件的內(nèi)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(gè)程序，盡可能減少刀具規(guī)格和換刀次數(shù)，以減少輔助時(shí)間，提高加工效率。需要注意的是，刀具的直徑常常受內(nèi)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(zhì)量也相應(yīng)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(dāng) D 一定時(shí)，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(dāng) r 大到一定程度時(shí)甚至必須用球頭銑刀加工，這是應(yīng)當(dāng)避免的。當(dāng) 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(qiáng)， 銑削工藝性當(dāng)然也越好。有時(shí)，銑削的底面面積較大，底部圓弧 r 也較大時(shí)，可以用兩把 r 不同的銑刀分兩次進(jìn)行切削。 ，由于基準(zhǔn)不統(tǒng)一，往往會(huì)因?yàn)榱慵匦掳惭b而接不好刀，加工結(jié)束后正反兩面上的輪廓位置及尺寸的不協(xié)調(diào)。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(zhǔn)邊或?qū)ｉT設(shè)置工藝孔（如在毛坯上增加工 藝凸臺(tái)或在后續(xù)工序要去除余量上設(shè)置基準(zhǔn)孔）等作為定位基準(zhǔn)，保證兩次裝夾加工后相對(duì)位置的準(zhǔn)確性。 ，不但影響零件的加工質(zhì)量，有時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)蹦刀的現(xiàn)象。這時(shí)就應(yīng)該考慮銑削的加工工藝問題，盡可能把粗、 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 4 精加工分開或采用對(duì)稱去余量的方法。當(dāng)然也可以采用熱處理的方法來解決。 所需生產(chǎn)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(gè)內(nèi)孔的表面粗糙度要求很高，為 m；216。32H7mm 內(nèi)孔表面對(duì) A 面有垂直度要求，上表面對(duì) 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(yīng)分別開進(jìn)行，并保證表面粗糙度要求。同時(shí)應(yīng)以底面 A 定位，提高裝夾剛度以滿足 216。32H7mm內(nèi)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(jī)床與普通機(jī)床都采用的方案，目的是為了提高生產(chǎn)效率并為保證零件的精加工質(zhì)量做準(zhǔn)備。主要過程是先安排較大切削深度及進(jìn)給量的粗加工工序，以便在較短 的時(shí)間內(nèi)將精加工前的大量余量去掉。 先內(nèi)后外 對(duì)于車、銑及線切割機(jī)床加工特別適宜先內(nèi)后外的加工方法。對(duì)既要加工內(nèi)后加工外形表面。這是因?yàn)榭刂苾?nèi)表面的尺寸和形位精度等均較困難， 刀具剛性相應(yīng)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(nèi)容，所選機(jī)床確定定位夾緊方案。 （ 1）選擇加工方法 ①上、下表面及臺(tái)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(nèi)孔表面的加工方案在很大程度上取決于內(nèi)孔表面本身 的尺寸精度和粗糙度。對(duì)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?jiǎng)澐蛛A段逐步進(jìn)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(shù)學(xué)院機(jī)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(jī)床的加工方案包括制定工序、工步及先后順序和進(jìn)給路線等內(nèi)容。 在數(shù)控機(jī)床的加工過程中，由于加工對(duì)象復(fù)雜多樣，特別是輪廓曲線的形狀及位置千變?nèi)f化，加上材料、批量等多方面因素的影響，在對(duì)具體零件制定加工方案時(shí)，應(yīng)對(duì)具體零件制定加工方案時(shí)，應(yīng)具體分析并區(qū)別對(duì)待，靈活處理。只有這樣，才能使加工方案合理，從而達(dá)到質(zhì)量?jī)?yōu)、效率高和成本低的目的。 加工機(jī)床的選擇 數(shù)控銑床是在一般銑床的 基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，兩者的加工工藝基本相同，結(jié)構(gòu)也有些相似，但數(shù)控銑床是靠程序控制的自動(dòng)加工機(jī)床，所以其結(jié)構(gòu)也與普通銑床有很大區(qū)別 。 圖 2 數(shù)控銑床的基本結(jié)構(gòu) 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(tái)銑床為例介紹其組成情況。 Ⅺ鋸 040A 型數(shù)控立式升降臺(tái)銑床配有Ⅳ四 3MA 數(shù)控系統(tǒng)，采用全數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)。 該機(jī)床由 6 個(gè)主要部分組成．即床身部分，銑頭部分，工作臺(tái)部分，橫進(jìn)給部分，升降臺(tái)部分，冷卻、潤滑部分。 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 6 (1)床身 床身內(nèi)部布局合理，具有良好的剛性，底座上設(shè)有 4 個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，便于機(jī)床進(jìn)行水平調(diào)整，切削液儲(chǔ)液襤設(shè)在機(jī)床座內(nèi)部。 (2)銑頭部分 銑頭部分由有級(jí) (或無級(jí) )變速箱和銑頭兩個(gè)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(zhuǎn)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(jī)械無級(jí)變速，其調(diào)節(jié)范圍寬，傳動(dòng)平穩(wěn)，操作方便。剎車機(jī)構(gòu)能使主軸迅速制動(dòng)，可節(jié)省輔助時(shí)間，剎車時(shí)通過制動(dòng)手柄撐開止動(dòng)環(huán)使主軸立即制動(dòng)。啟動(dòng)主電動(dòng)機(jī)時(shí)，應(yīng)注意松開主軸制動(dòng)手柄。銑頭部件還裝有伺服電機(jī)、內(nèi)齒帶輪、滾珠絲杠副及主軸套簡(jiǎn)，它們形成垂直方向 (z 方向 )進(jìn)給傳動(dòng)鏈，使主軸作垂向直線運(yùn)動(dòng)。 (3)工作臺(tái) 工作臺(tái)與床鞍支承在升降臺(tái)較寬的水平導(dǎo)軌上，工作臺(tái)的縱向進(jìn)給是由安裝在工作臺(tái)右端的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)的。通過內(nèi)齒帶輪帶動(dòng)精密滾珠絲杠剮，從而使工作臺(tái)獲得縱向進(jìn)給。工作臺(tái)左 端裝有手輪和刻度盤，以便進(jìn)行手動(dòng)操作。床鞍的縱橫向?qū)к壝婢捎昧薚uRcllE B 貼塑面，從而提高了導(dǎo)軌的耐磨性、運(yùn)動(dòng)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(tái) (橫向進(jìn)路部分 ) 升降臺(tái)前方裝有交流伺服電機(jī)．驅(qū)動(dòng)床鞍作橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，其傳動(dòng)原理與工作臺(tái)的縱向進(jìn)給相同。此外．在橫向滾珠絲杠前端還裝有進(jìn)給手輪，可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)進(jìn)給。升降臺(tái)左側(cè)裝有鎖緊手柄，軸的前端裝有長手柄，可帶動(dòng)錐齒輪及升降臺(tái)絲桿旋轉(zhuǎn)，從而獲得升降臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)。 (5)冷卻與潤滑裝置 ①冷卻系統(tǒng)。機(jī)床的冷卻系統(tǒng)是由冷卻 泵、出水管、回水管、開關(guān)及噴嘴等組成，冷卻泵安裝在機(jī)床底座的內(nèi)腔里，冷卻泵將切削液從底座內(nèi)儲(chǔ)液池打至出水管，然后經(jīng)噴嘴噴出，對(duì)切削區(qū)進(jìn)行冷卻。 ②潤滑系統(tǒng)及方式。潤滑系統(tǒng)是由手動(dòng)潤捐油泵、分油器、節(jié)流閥、油管等組成。機(jī)床采用周期潤滑方式，用手動(dòng)潤滑油泵，通過分油器對(duì)主軸套筒、縱橫向?qū)к壖叭驖L珠絲桿進(jìn)行潤滑，以提高機(jī)床的使用壽命。 數(shù)控銑床機(jī)械結(jié)構(gòu) 從數(shù)字控制技術(shù)特點(diǎn)看．由于效控機(jī)床采用了伺服電機(jī)，應(yīng)用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)床執(zhí)行部件工作順序和運(yùn)動(dòng)位移的直接控制，傳統(tǒng)機(jī)床的變速箱結(jié)構(gòu)被取消或部分取消 了，因而機(jī)械結(jié)構(gòu)也大大簡(jiǎn)化了。數(shù)字控制還要求機(jī)械系統(tǒng)有較高的傳動(dòng)剛度和無傳動(dòng)間隙，以確?？刂浦噶畹膱?zhí)行和控制品質(zhì)的實(shí)現(xiàn)。同時(shí)．由于計(jì)算機(jī)水平和控制能力的不斷提高， 湖州職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)畢業(yè)論文 7